本文關鍵詞： 注意定勢轉移 Morris水迷宮 開場實驗 SHR DHA AA 氣相色譜分析 MPH 注意定勢轉移 不飽和脂肪酸　出處：《山東大學》2012年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：研究背景： 注意缺陷／多動障礙(attention-deficit hyperactivity disorder, ADHD)是學齡期兒童最常見的行為障礙之一,嚴重影響兒童的身心健康及學業(yè)成績。主要表現(xiàn)為與年齡不相符的注意力缺陷、多動、沖動等行為障礙。這類人群如果不能得到及時的診斷和有效的治療,10%-60%的ADHD患者癥狀會持續(xù)到青春期后,出現(xiàn)焦慮障礙、學習困難、品行障礙以及反社會人格等,給家庭和社會帶來沉重的負擔。因此,ADHD已經(jīng)越來越引起人們更廣泛地關注。建立理想的動物模型對于研究ADHD的病因和發(fā)病機理有重要意義。為了研究ADHD的神經(jīng)生物學和生理機制,雖然有許多動物模型存在,但是自發(fā)性高血壓大鼠(Spontaneously Hypertensive Rat, SHR)仍然是目前選擇最多的用來研究ADHD不同行為參數(shù)的動物模型之一。WKY (Wistar-Kyoto, WKY)大鼠同樣由wistar遠交系大鼠培育而成,常常被選擇為SHR的對照組,但是,最近WKY被發(fā)現(xiàn)具有不穩(wěn)定的行為特征,如常被作為抑郁癥的動物模型,又因為WKY和SHR同來自于近親交配的一個品系,其兩者的遺傳異質性在研究中需要被重新考慮。因此對WKY做為SHR對照組的身份遭到了質疑,因此,在本實驗中我們選擇SD大鼠(Sprague-Dawley rats, SD)作為另一個對照組,對三種大鼠進行注意定勢轉移實驗(Attentional set-shifting Test, ASST)、Morris水迷宮實驗和開場實驗來更全面的判斷SHR的行為特征,以確保科學的嚴謹性。 注意定勢轉移是一種執(zhí)行功能,是指人有意識、有計劃、有目的地根據(jù)新任務的需要,主動自覺地調(diào)整注意力從一種維度轉移到另一種維度,這種轉移能力代表了行為靈活性。當這種轉移能力受到損傷時,表現(xiàn)為持續(xù)應答發(fā)生,也就是不能從明確的改變中放棄以前的分類規(guī)則。持續(xù)應答反應了行為抑制的一種缺陷,常被用來診斷前額葉的功能障礙。大量臨床研究已證實注意缺陷多動障礙兒童存在注意定勢轉移能力缺陷,但是至今在ADHD的動物模型上很少有研究,因此急需建立一個合適的反應ADHD兒童行為靈活性的動物模型以便更全面、深入的研究ADHD的病理狀態(tài)。 在整個兒童認知發(fā)育過程中,長鏈不飽和脂肪酸(Long-chain Polyunsaturated Fatty Acid, LC-PUFA)發(fā)揮著重要的作用。在生物膜中脂質成分約占40%～50%,其中PUFA是構成生物膜脂質結構極為重要的成分,并且影響著細胞膜流動性、膜連接酶、受體或離子通道的功能,在脂肪細胞分化、視網(wǎng)膜及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中調(diào)節(jié)各種酶的基因表達以及轉錄活性。膜磷脂中n-6/n-3不飽和脂肪酸的比例是否恰當也直接影響著生物膜的正�；钚院蜕砉δ�。目前有大量研究已經(jīng)探討不飽和脂肪酸和ADHD兒童之間的關系。流行病學和臨床所見均認為低n-3不飽和脂肪酸飲食以及低n-3不飽和脂肪酸組織水平和ADHD的發(fā)生有相關性,并且有可能是導致本病的原因。但是,目前用來研究ADHD和PUFA的關系的動物模型較少,而且,通過這些動物模型顯示的ADHD癥狀與PUFA臨床觀察的神經(jīng)生物學特征無必要的相關性。為了更好地研究不飽和脂肪酸在ADHD發(fā)病過程中的作用,本實驗通過對SHR大鼠各個腦區(qū)的不飽和脂肪酸含量進行測定,以及腦內(nèi)不飽和脂肪酸和行為參數(shù)進行相關分析,試圖建立一個完整的反應ADHD腦內(nèi)不飽和脂肪酸分布的動物模型,為進一步對ADHD與不飽和脂肪酸的相關研究提供動物載體。 哌甲酯(methylphenidate hydrochloride, MPH)是最常用來治療ADHD的神經(jīng)興奮藥物,然而,哌甲酯對ADHD兒童注意定勢轉移的作用的心理行為檢測有不同的結果。我們知道,哌甲酯對認知的影響是個倒U型劑量反應曲線,在較低的劑量哌甲酯可以減少運動、沖動和增加認知功能,相反,高劑量可以損傷認知功能,并引起過度活動。那么不同劑量的哌甲酯對ADHD的動物模型SHR大鼠的注意定勢轉移能力的作用如何呢?有待我們進一步研究。大量的研究發(fā)現(xiàn)某些藥物如鋰等可以改變膜磷脂上DHA或AA的轉換率,從而改變膜磷脂不飽和脂肪酸的含量,那么哌甲酯可以使腦內(nèi)不飽和脂肪酸的含量和比率有所改變嗎?因此,我們設計該課題進行了以上相關方面的研究。 第一部分 SHR/WKY/SD大鼠的行為學特征檢測 目的 增加SD大鼠作為另一種SHR大鼠的對照組,系統(tǒng)觀察ADHD動物模型幼年SHR大鼠的行為靈活性、沖動性、自主活動性以及空間學習及記憶能力等方面的行為特征。 方法 清潔級SHR大鼠(實驗組)、WKY大鼠(對照組)和SD大鼠(對照組)各8只,采用動物行為學觀察方法,對SHR/WKY/SD三組大鼠進行注意定勢轉移實驗、開場實驗、Morris水迷宮實驗,所有行為檢測均用攝像機連續(xù)拍攝后離現(xiàn)分析。 結果 在注意定勢轉移實驗中,8HR大鼠比WKY/SD大鼠潛伏期明顯縮短(p0.001)。SHR大鼠比WKY/SD大鼠在完成任務過程中循環(huán)數(shù)在每一階段都明顯增加(p0.001),錯誤亞型分析顯示SHR與WKY/SD大鼠比較出現(xiàn)更多的持續(xù)錯誤和退化錯誤(p0.001),說明SHR大鼠較其他兩組對照組存在明顯的沖動性以及注意定勢轉移能力缺陷。另外,三種老鼠的CD與ID之間有顯著性差異(p0.001),WKY/SD的ID與ED之間有顯著性差異(p0.001),而SHR的ID與ED之間沒有顯著性差異,說明我們所采用的注意定勢轉移實驗方法適用于幼年大鼠進行行為靈活性的檢測,同時還表明了SHR在本實驗中不能很好地建立注意定勢。在開場實驗中,SHR與WKY比較在中央停留時間明顯縮短(p0.001),穿越次數(shù)、直立次數(shù)、修飾次數(shù)明顯增加(p0.001),與SD比較,只在中央停留時間有差異(p0.001)其余沒有差異,WKY與SD比較在中央停留時間、穿越次數(shù)及直立次數(shù)具有顯著性差異((p0.001)。說明SHR和SD大鼠同樣具有多動的特性。在第一至四天的定位航行實驗中,SHR與WKY比較找到平臺的時間明顯縮短,但與SD大鼠比較,除第一天外,其余時間均沒有顯著性差異。在第五天的空間探索實驗中,SHR比WKY/SD在平臺原來位置停留時間明顯縮短(p0.001)。WKY與SD在定位航行實驗及探索實驗中沒有顯著性差異。說明SHR大鼠存在著空間記憶保持能力的缺陷。 結論 1.SHR大鼠較WKY/SD大鼠存在明顯的沖動性以及建立注意定勢能力和轉移注意定勢能力的缺陷,這種缺陷是過度的持續(xù)反應和不能有效維持注意所導致的。 2.驗證了我們所采用的注意定勢轉移實驗方法適用于幼年大鼠進行行為靈活性的檢測。 3. Morris水迷宮結果提示SHR大鼠較WKY以及SD大鼠在空間記憶保持能力上存在缺陷。 4.SHR大鼠活動水平明顯高于WKY大鼠,但和SD大鼠之間沒有差異,SHR大鼠在空間學習能力上優(yōu)于WKY大鼠,但和SD大鼠之間沒有顯著性差異,因此,在對SHR大鼠進行行為研究時,增加SD大鼠作為另一種對照組更能客觀的反應SHR大鼠的行為特征。 意義 再現(xiàn)了SHR大鼠在行為靈活性、沖動、多動、空間記憶能力上的行為缺陷,為進一步研究ADHD的發(fā)病機制及治療提供了可靠的理論依據(jù)。 第二部分 SHR/WKY/SD大鼠不同腦區(qū)的長鏈不飽和脂肪酸分析及與行為的相關研究 目的 對SHR/WKY/SD大鼠腦內(nèi)多個腦區(qū)進行脂肪酸成分分析,并與行為實驗參數(shù)進行相關研究,來探討脂肪酸在ADHD發(fā)病過程中的作用。 方法 清潔級SHR大鼠(實驗組)、WKY大鼠(對照組)和SD大鼠(對照組)各8只,行為實驗結束后,立刻麻醉處死,迅速剝離腦組織,并將之置于冰袋上的玻璃培養(yǎng)皿內(nèi),參照大鼠腦立體定位圖譜,冰臺上迅速分離顳葉、小腦蚓部、頂葉、海馬、紋狀體、枕葉和胼胝體等腦組織,分別精確稱重,置于-80℃?zhèn)溆�。樣品處理后進行甲酯化處理,然后通過氣相色譜分析測定腦內(nèi)不同部位脂肪酸含量。 結果 SHR在各個腦區(qū)的DHA含量和AA含量均較WKY和SD大鼠高(p0.01),而DHA/AA比值在三種大鼠中反而最低,SD大鼠除前額葉DHA/AA比值在三種大鼠間比較最低外,其余腦區(qū)比值均是最高。通過將SHR大鼠腦內(nèi)DHA/AA比率與開場實驗的行為參數(shù)進行相關分析,發(fā)現(xiàn)顳葉(r=-0.777)、小腦蚓部(r=-0.873)、前額葉(r=-0.779)的DHA/AA比率和多動參數(shù)均呈負相關；紋狀體的DHA/AA比率和糞便數(shù)呈負相關(r=-0.769)。顳葉(r=-0.758)、小腦蚓部(r=-0.761)和海馬(r=-0.728)和定位航行試驗中探索所用時間呈負相關；海馬和呈空間探索實驗中在原平臺停留時間呈正相關(r=0.809),前額葉的DHA/AA比率和持續(xù)錯誤數(shù)(r=--0.703)及退化錯誤數(shù)呈負相關(r=-0.737)；紋狀體和持續(xù)錯誤數(shù)呈負相關(r=-0.810)。 結論 1.SHR腦內(nèi)DHA、AA含量均比WKY、SD大鼠的增加,而DHA/AA的比值比兩組對照組減低,說明了SHR腦內(nèi)DHA/AA的比值降低可能是導致SHR大鼠行為異常的原因。 2.SHR的顳葉、小腦蚓部、前額葉的DHA/AA比值減低和其多動行為有相關性,紋狀體的DHA/AA比值減低和焦慮情緒相關；顳葉、小腦蚓部、海馬的DHA/AA減低和空間學習和空間記憶能力相關,前額和紋狀體的DHA/AA減低和注意定勢轉移能力相關。 3.本實驗為研究不飽和脂肪酸和ADHD的相關性提供了合適的動物模型。 意義 本研究第一次探討了SHR大鼠與對照組在不同腦區(qū)不飽和脂肪酸含量的差別,并將脂肪酸含量和相應的行為進行相關分析,探尋脂肪酸在ADHD發(fā)病過程中起到的作用。 第三部分 不同劑量哌甲酯對注意定勢轉移能力和脂肪酸的作用 目的 探討不同劑量(2.5mg/kg和5.0mg/kg)哌甲酯對注意定勢轉移能力以及對不同腦區(qū)域脂肪酸含量的影響。 方法 3周齡SHR大鼠被自由分配到3個組：鹽水組：SHR-vehicle(n=8),低劑量組：MHP-L (n=8)和高劑量組:MHP-H (n=8). MHP-L組每天給予哌甲酯2.5mg/kg,MHP-H組每天給予哌甲酯5mg/kg, SHR-vehicle給與生理鹽水,均為腹腔注射,共14天,注意定勢轉移實驗開始于5周齡。測試結束后按上法取得腦組織后進行脂肪酸分析。 結果 經(jīng)過哌甲酯治療后,兩組治療組大鼠比鹽水組大鼠點食潛伏期延長(p0.001)。兩組治療組大鼠比鹽水組大鼠在完成任務過程中循環(huán)數(shù)減少(p0.001),低劑量組比高劑量組減少更明顯。其中治療組老鼠的CD與ID之間有顯著性差異, ID與ED之間有顯著性差異,說明SHR大鼠經(jīng)過哌甲酯治療后能很好地建立注意定勢。錯誤亞型分析顯示治療組大鼠與鹽水組大鼠比較出現(xiàn)較少的持續(xù)錯誤和退化錯誤(p0.001),而非強化錯誤沒有差異。MPH-H和MPH-L組的DHA和從及DHA/AA與SHR-vehicle組相比,沒有統(tǒng)計學差異(p0.01) 結論 小劑量哌甲酯可以明顯改善注意定勢轉移能力。但是,2周的哌甲酯治療不能改變腦內(nèi)脂肪酸含量,這可能和哌甲酯對脂肪酸代謝的影響或用藥時間有關。 意義 揭示了不同劑量哌甲酯能夠改善SHR大鼠注意定勢轉移能力,但對腦內(nèi)不飽和脂肪酸的影響甚微。
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【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R749.94

【共引文獻】

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1 齊可民,焦宏,江載芳;飲食脂肪對小鼠腦聚集長鏈多不飽和脂肪酸的影響[J];首都醫(yī)科大學學報;2005年05期

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本文編號：1549962