己酮可可堿對心肌梗死后抑郁大鼠的行為學特征變化的作用研究

張文潔 徐雅

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己酮可可堿對心肌梗死后抑郁大鼠的行為學特征變化的作用研究

張文潔 徐雅

目的 研究心肌梗死大鼠使用前炎癥細胞抑制劑己酮可可堿后行為學特征的變化，為研究心肌梗死后抑郁的發生機制及心腦與神志的關系提供實驗依據。方法 采用結扎大鼠心臟左冠狀動脈前降支的方法制作心肌梗死大鼠模型，采用ELISA試劑盒檢測血漿中腫瘤壞死因子α的濃度；采用曠場實驗和強迫游泳實驗觀察心肌梗死大鼠使用己酮可可堿后的行為學變化特征。結果 大鼠心肌梗死后4周，與模型組相比，己酮可可堿組的腫瘤壞死因子α水平明顯降低，活動總路程、總時間、直立次數、爬壁次數均明顯增多，不動時間明顯減少(P<0.05)。結論 己酮可可堿可以阻斷心肌梗死后所誘導的炎癥反應；心肌梗死后大鼠出現活動度下降，對新鮮環境的好奇程度下降及行為絕望等行為學改變。提示心肌梗死后大鼠存在抑郁癥狀，心與神志在病理上存在一定聯系。使用己酮可可堿后大鼠的抑郁癥狀得到一定程度的緩解，提示急性心肌梗死后抑郁與炎癥反應相關。

心肌梗死； 己酮可可堿； 抑郁； 炎癥反應

據統計心血管疾病的致死率大約占所有死亡的30%，而隨著人口老齡化的增長其風險也在增加。急性心肌梗死是心血管疾病的主要形式，與很多因素有關，其中強烈的情志刺激和腦血管意外可引起心電圖的變化及鈣蛋白的釋放，提示存在心肌溶解[1]。另有研究表明伴有抑郁的患者發生心血管疾病的風險顯著增加[2]。抑郁對于心肌梗死的死亡率是一個獨立危險因素[3]。心肌梗死后抑郁的發生也為中醫“心主神明”的理論提供了依據，印證了心有主司人的精神、意識、思維及心理活動的功能,即心主神明。當抑郁和心血管疾病同時出現時，發病率和死亡率的增加提示二者之間可以相互影響。而二者相互作用的機制尚不明確。急性心肌梗死所誘導的炎癥反應可引發內皮包括血腦屏障的變化[4]。抑郁患者和心肌梗死患者細胞因子的水平都會增高，而使用抗抑郁藥物后可以降低炎癥介質的水平[5]。由此推測炎癥反應與心肌梗死后抑郁的發病機制有關。本研究以急性心肌梗死大鼠模型為切入點，使用前炎癥細胞抑制劑己酮可可堿(Pentoxifylline，PTX)阻斷心肌梗死后所誘導的炎癥反應，之后觀察心肌梗死大鼠的行為學特征變化，為心肌梗死后抑郁發病機制及臨床治療心血管病后神志異常提供依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

Wister成年健康清潔級雄性大鼠100只，體重180～200 g，購于北京維通利華實驗動物技術有限公司(批號：2013111247081)，所有大鼠均置于標準條件下飼養。在實驗室適應環境1周后，隨機分為3組：模型組(n=40),PTX組(n=40)，假手術組(n=20)。

1.2 主要實驗設備及儀器

心電圖解析系統 SP-2006( 北京軟龍生物技術有限公司) ；曠場試驗裝置( 北京軟龍生物技術有限公司)；強迫游泳裝置(自制裝置)；ELISA試劑盒(批號：E-EK3822)購于聯科生物技術有限公司。

1.3 制備心肌梗死模型[6]。

(1)10%的水合氯醛(0.35 mL/kg)麻醉大鼠，仰臥位固定于鼠板上。術前采用心電圖解析系統SP-2006記錄大鼠標準Ⅱ導聯心電圖。(2)在胸骨左緣捫及心臟搏動處縱行切開皮膚3 cm，以止血鉗逐層鈍性分離皮下組織、肌肉，于第四肋間開胸，擠壓暴露心臟，在肺動脈圓錐和左心耳之間，以左冠狀靜脈主干為標志,用棉簽撥起左心耳,于左心耳根部下方2～3 mm處用6/0縫線結扎，迅速將心臟送回胸腔，并擠出胸腔內氣體，待心率及呼吸平穩后以縫合線縫合并關閉胸腔。傷口處使用青霉素防止后期感染。整個開胸時間不超過30秒。(3)術后監測大鼠的心電圖。模型成功的標志是心電圖Ⅱ導聯ST段呈明顯弓背向上抬高，持續時間超過30分鐘[7]。假手術組不結扎冠脈只置手術線，其余步驟同模型組。將實驗后動物放回籠中飼養。PTX組大鼠于術后連續7天給予0.2 mL/100 g PTX。

1.4 行為學實驗

1.4.1 曠場實驗[8]用于測定大鼠自發活動。該裝置由不透明的材料做成，底面為80cm×80cm的正方形，被等分為9個正方形方格，四周為50cm高的墻壁。實驗共進行2次，分別于術前、術后第4周進行。實驗時將大鼠置于中心方格內，記錄大鼠在5分鐘內活動的總路程和總時間，及后肢直立次數、直立時間和爬壁次數。

1.4.2 強迫游泳實驗[9]用于測定大鼠絕望行為。大鼠被放置在透明的圓柱狀塑料泳池中(45 cm高×25 cm直徑)，水深30 cm，水溫維持在22℃～25℃，大鼠連續測定2天(術后14天測定15分鐘，術后15天測定5分鐘)，記錄大鼠不動的時間。

1.5 生化指標檢測

采用ELISA法檢測血漿中TNF-α水平。

1.6 統計學處理

2 結果

2.1 各組大鼠血漿中TNF-α水平比較

各組大鼠血漿中炎癥因子TNF-α濃度經正態檢驗，不符合正態分布，采用Kruskal-Wallis秩和檢驗。與假手術組比較，模型組TNF-α的濃度明顯增多 (P<0.05)，差異有統計學意義，表明心肌梗死與炎癥反應密切相關。和模型組相比，PTX組的TNF-α的濃度明顯減少(P<0.05 )，差異有統計學意義，表明PTX對于炎癥反應有明顯的抑制作用。見表1。

表1 術后各組大鼠血漿中TNF-α濃度

注：與假手術比較：aP<0.05。與模型組比較，bP<0.05。

2.2 各組大鼠曠場試驗結果比較

各組大鼠五項行為指標經正態檢驗，均符合正態分布。方差齊性檢驗中，大鼠活動總路程、直立時間P>0.05，因此組間兩兩比較采用LSD法；其他三項行為指標(P均小于0.05)，因此組間兩兩比較采用Dunnetts法。與假手術組相比，模型組的活動總路程、總時間、直立次數、直立時間、爬壁次數均明顯減少(P<0.05 )，差異有統計學意義，表明心肌梗死后大鼠的活動度以及對外界環境的好奇程度明顯下降，提示心肌梗死大鼠出現抑郁癥狀。與模型組相比，PTX組的活動總路程、總時間、直立次數、直立時間、爬壁次數均明顯增多(P<0.05)，差異有統計學意義，表明大鼠的抑郁癥狀得到一定程度的緩解，提示心肌梗死后抑郁與炎癥反應有一定關聯。見表2。

2.3 各組大鼠強迫游泳結果比較

各組大鼠不動時間經正態檢驗，均符合正態分布，方差齊性檢驗中P=0.135>0.05,因此組間兩兩比較采用LSD法。實驗處理對三組大鼠不動時間有影響(F=16.02，P=0.00<0.05)。與假手術組比較，模型組的不動時間明顯增多(P<0.05)，差異有統計學意義，表明大鼠出現絕望行為，提示心肌梗死大鼠出現抑郁癥狀。和模型組相比，PTX組的不動時間明顯減少(P<0.05 )，差異有統計學意義，表明心肌梗死大鼠抑郁癥狀得到緩解，提示心肌梗死后抑郁與炎癥反應有關聯。見表3。

表3 術后各組大鼠強迫游泳試驗實驗行為指標

3 討論

患有急性心肌梗死的患者具有很高的風險出現各類并發癥，其中抑郁是最常見的一種。心肌梗死后新發抑郁患病率36.6%～60% , 其抑郁程度與死亡率之間存在線性關系[10]，嚴重影響患者生活質量而且直接影響其健康和預后[11]。鑒于抑郁對急性心肌梗死預后的影響，心肌梗死后抑郁的治療應得到重視。然而，心血管疾病最佳的治療方案通常對抑郁不發揮主要作用。因此，有關急性心肌梗死和抑郁之間惡性循環的機制以及找到一種更有效的治療方案受到越來越多的關注。

表2 術后各組大鼠曠場試驗實驗行為指標

注：與假手術比較aP<0.05。與模型組比較，bP<0.05

現代醫學建立于解剖基礎之上的心的功能雖不能與中醫的五臟之心不同，但心腦無論是從生理上還是從病理上都存在一定聯系。腦神為用，心神為體，神志活動的產生，是由心而達于腦，由腦而發露于外，心神與腦神具有密切相關的生理機制，但是其中蘊含的生理機制尚待進一步研究。本研究試圖從心肌梗死后抑郁大鼠的行為學變化特征來揭示心腦與神志之間的關系。

本研究通過結扎大鼠左冠狀動脈前降支制作心肌梗死大鼠模型，采用2個經典的行為學實驗——曠場實驗和強迫游泳實驗來觀察大鼠心肌梗死后的行為學變化特征，使用前炎癥細胞因子合成阻斷劑PTX阻斷其炎癥反應來觀察其神志損害程度是否有所改善。實驗結果表明心肌梗死后大鼠出現神志異常，而前炎癥細胞抑制劑PTX可通過阻斷心肌梗死后所誘導的炎癥反應改善心肌梗死大鼠的抑郁癥狀。這提示心肌梗死后抑郁與炎癥反應密切聯系。炎癥可能是心肌梗死后抑郁的潛在治療靶點。而炎癥反應在心肌梗死后抑郁中的機制尚待進一步研究。隨著人口老齡化的發展，患心肌梗死的人群也會隨之增長，伴有抑郁癥狀的患者也會增多。對于心肌梗死后抑郁發生機制的研究，可為臨床治療心血管和精神方面的疾病提供依據。

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(本文編輯：蒲曉田)

Effect of pentoxifyline on behavioral characteristics changes in depression rats after myocardial infarction

ZHANGWen-jie,XUYa.

SchoolofBasicMedicalSciences,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100029,China

XUYa,E-mail:xuya@bucm.edu.cn

Objective To investigate the behavior changes of rats after acute myocardial infarction after using the proinflammatory cytokine synthesis blocker - PTX (pentoxifylline), so as to provide the experimental basis for the treatment and further study on the mechanism of depression after acute myocardial infarction. Methods The rats were given thoracotomy and left front descending coronary artery ligation while sham ligation control rats received thoracotomy without ligation. Tumor necrosis factor - TNF-α in plasma was detected by ELISA kit; Open-field test and forced swimming test were evaluated 4 weeks after surgical operation. Results Compared with the model group，TNF-α level of PTX group was significantly lower. The activity, the score of horizontal movement, total time, vertical movement times and climbing times of PTX group were significantly increased and the immobility time was significantly reduced (P<0.05). Conclusion PTX could block the inflammatory induced by myocardial infarction. After myocardial infarction, the rats decreased activity, lost interests in new environment and behavioral despair, all of which indicated the symptoms of depression and indicated that there was a connection between heart and consciousness in pathology. To some extent, the depressive symptoms after acute myocardial infarction relieved after using the PTX, which indicated that the depression after acute myocardial infarction was associated with inflammation.

Myocardial infarction; Pentoxifylline; Depression; Inflammation

國家自然科學基金面上項目(81072713)

100029 北京中醫藥大學基礎醫學院[張文潔(碩士研究生)，徐雅]

張文潔(1988- )，女，2012級在讀碩士研究生。研究方向：心腦神志相關理論的實驗研究。E-mail:joezuoyou@163.com

徐雅(1972- )，女，博士，副教授。研究方向：中醫藏象理論-心腦臟腑相關理論與實驗研究。E-mail：xuya@bucm.edu.cn

R542.2+2

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2015.05.005

2015-03-23)