結(jié)節(jié)乳頭體核微量注射GABA-,A-受體激動劑對大鼠睡眠-覺醒周期的影響.pdf

1、研究背景：腦內(nèi)GABA能神經(jīng)元分布于基底前腦(basal forebrain，BF)、視前區(qū)(preoptic area，POA)及其鄰近區(qū)域、結(jié)節(jié)乳頭體核(tubermammillary nucleus，TMN)等區(qū)域。已知GABA能神經(jīng)元在睡眠的啟動和維持中起很重要的作用。TMN是組織胺能(histaminergic，HAergic)神經(jīng)元存在的唯一部位并在覺醒的啟動和維持中起重要的作用，該神經(jīng)元存在GABAA受體，視前腹外側(cè)區(qū)(v

2、entrolateral preoptic area，VLPO)的80％神經(jīng)元為GABA并向TMN投射參與覺醒-睡眠周期變化。我們的前期研究表明TMN內(nèi)GABA在sleep drive過程起一定的作用。但TMN接受GABAA受體激動劑后睡眠覺醒時相及腦電(electroencephalogram，EEG)變化特征仍不清楚。 目的：本研究通過微量注射GABAA受體的激動劑muscimol于自由活動大鼠TMN，觀察睡眠-覺醒周期變化

3、以及對HA引發(fā)的覺醒的作用，分析EEG能譜變化，探究TMN的HA能神經(jīng)元與GABA相互作用對于睡眠-覺醒周期的調(diào)節(jié)，以及變化過程中EEG變化的特點。 方法：雄性SD大鼠，隨機(jī)分成對照組(n=7)，生理鹽水組(n=7)，muscimol0.5μg組(n=6)和0.25μg組(n=4)，HA組(n=7)、HA+muscimol(n=5)組。水合氯醛(350 mg/kg，ip)麻醉，腦立體定位儀固定，暴露顱骨，在額頂骨的兩側(cè)分別植入4

4、個腦電極，在項肌植入3根肌電(electromyogram，EMG)，所有的電極連接到一微型插座，以備EEG和EMG記錄。兩根導(dǎo)管依照Paxinos和Watson的大鼠腦立體定位圖譜植入TMN上方2 mm處(以前囟為零點，AP，-4.3 mm；ML，±1.3 mm；DV，-7.4 mm)，注射藥物針頭至TMN(DV，-9.4 mm)。常規(guī)消毒，微型插座和導(dǎo)管用牙科水泥固定于顱骨上。 大鼠恢復(fù)一周后頭部微型插座經(jīng)導(dǎo)線連至腦電儀，E

5、EG信號經(jīng)Micro1401MKⅡ(Cambridge Electronic Design Limited(CED)，London，UK)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并經(jīng)spike2(CED)記錄到計算機(jī)。24 h基礎(chǔ)睡眠-覺醒周期記錄后藥物經(jīng)導(dǎo)管微量注射入TMN。Muscimol組20：00記錄，22：00給藥。HA組和HA+muscimol組8：00記錄，10：00注射HA，在HA+muscimol組于12：00注射muscimol。各組均記錄E

6、EG和EMG24小時，并以30秒為單位分析睡眠-覺醒周期，并對注藥后的bout持續(xù)時間及數(shù)目改變和轉(zhuǎn)換次數(shù)進(jìn)行分析。用spike2對生理鹽水或給藥6小時的EEG能譜進(jìn)行分析，用于分析的能譜位于1-60 Hz。EEG的頻率帶區(qū)分如下：δ：1.2-4 Hz；θ：4.2-8 Hz；α：8.2-12 Hz；β：12.2-30 Hz(包含β1：12.2-20 Hz；β2：20.2-30 Hz)；γ：30.2-60 Hz。 結(jié)果：1.各時相

7、的變化：(1)Muscimol0.25μg組與生理鹽水組比較，覺醒(wakefulness，W)在12小時內(nèi)減少10.98％(P<0.05)，淺慢波睡眠(light slow wave sleep，SWS1)和深慢波睡眠(deep slow wave sleep，SWS2)分別增加22.09％(P<0.05)和62.08％；muscimol0.5μg組，W減少19.46％(P<0.05)，SWS1和SWS2分別增加29.34％(P<0.

8、05)和114.43％(P<0.05)。各組間異相睡眠(paradoxical，PS)的變化無統(tǒng)計學(xué)差異。注射muscimol后經(jīng)過約42.4分鐘潛伏期，藥物起效，藥效持續(xù)三個小時以上。此外，與生理鹽水組比較，注射muscimol出現(xiàn)以δ活動增加β活動減少為特征的SWS2的增加，δ活動在各時間點從占總能量的不到25％增加到大于50％，β活動的能量幾乎消失。 (2)HA組與生理鹽水組比較，12小時內(nèi)W時間明顯增加(P<0.01)，

9、SWS1，SWS2和PS均有不同程度的減少(P<0.05)。注射HA后經(jīng)過約37分鐘潛伏期，誘發(fā)長達(dá)三個小時以上的覺醒。Muscimol能逆轉(zhuǎn)HA誘發(fā)的以β2波增多α，θ和δ活動減少為特征的覺醒，并能通過增加δ波來再現(xiàn)SWS2。HA注射后β2活動在各時間點從占總能量的25％以下增加到大于50％，α，θ，δ活動幾乎消失，muscimol能逆轉(zhuǎn)這一作用，使δ活動增加到占總能量的約50％。 2.Bout的變化：Muscimol組與生理

10、鹽水組比較，SWS1減少<120 sec(P<0.01)而增加120-240 sec(P<0.05)和>240 sec(P<0.05)，而且增減與muscimol的劑量呈依賴關(guān)系。Muscimol對SWS2的影響與對SWS1的相似。W，120-240 sec(P<0.05)和>240 sec(P<0.05)減少且與劑量有關(guān)。PS的改變各組間無差異。另外，給予muscimol后W至SWS，SWS至W，SWS至PS，PS至W的轉(zhuǎn)換次數(shù)與生理

11、鹽水組比較無變化。 結(jié)論：1.TMN微量注射muscimol能夠通過抑制β波活動，增強(qiáng)δ活動來增加睡眠。Muscimol作為GABAA受體的激動劑，它的作用提示，TMN的GABA能神經(jīng)元參與了抑制覺醒，增加慢波睡眠，而對異相睡眠沒有影響。 2.Muscimol作為GABAA受體的激動劑是通過延長睡眠的持續(xù)時間，而不是通過增加轉(zhuǎn)換的次數(shù)使動物進(jìn)入睡眠。 3.TMN注射HA可以通過增強(qiáng)β2波，抑制α，θ和δ活動來促進(jìn)