噻拉嗪對山羊不同腦區NE 及DA 含量的影響

李麗娜,李欣然,張一鳴,李亞楠,王宇鑫,劉文瀚,陳 宇,高 利

(東北農業大學動物醫學學院,黑龍江 哈爾濱150030)

噻拉嗪(Xylazine,商品名為隆朋)是α2-腎上腺素能受體的激動藥,具有中樞性鎮痛、鎮靜和肌松等作用[1]。不僅可以單獨用于動物麻醉,而且還可以與其他麻醉劑配合應用,均能產生較好的麻醉效果,亦可增強其他麻醉劑的麻醉作用。去甲腎上腺素(NE)和多巴胺(DA)是興奮性單胺類神經遞質,同屬于兒茶酚胺類,是動物體內一類非常重要的神經遞質。 去甲腎上腺素在中樞內分布廣泛,含量較多,20 世紀60 年代初,科學家將NE 注射腦室內,發現能引起動物的血壓降低、心跳減慢。有研究表明,腦內NE 參與痛覺的產生,體溫的調節和覺醒的維持,并且引起心率減慢和血壓降低[2-5]。 多巴胺是去甲腎上腺素合成的中間產物。 腦內多巴胺的作用是多方面的,在CNS 中DA 可以調節肌緊張,其遞質釋放是一切行為反應的基本條件[6]。腦內DA 能夠參與精神活動的調節,垂體內分泌和增強疼痛敏感性[7-8]。

實驗設計研究噻拉嗪對山羊各個腦區NE 和DA 含量的影響,利用山羊研究該藥的麻醉中樞作用機制,以探討噻拉嗪對山羊麻醉的中樞作用機制及其在中樞神經系統的主要作用位點。為今后噻拉嗪在臨床上的應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 山羊25 只,臨床檢查健康,體重13~15 kg,雌雄兼用,購自哈爾濱市香坊區某養殖場,試驗前在動物舍喂養1 周以適應環境。試驗前12 h 禁食禁水。

1.2 試驗儀器和藥品 高效液相色譜儀(型號為Waters 600)、熒光檢測器(型號為Waters 2475)、色譜柱Symmetry C18(4.6 mm×150 mm,5 μm),購自Waters 公司;NE(批號為097K1450)、DA(批號為087K1174),均購自Sigma 公司;色譜級甲醇、色譜級乙腈、噻拉嗪:東北農業大學動物醫學學院外科教研室提供。

1.3 樣品采集與處理 生理鹽水對照組:肌肉注射生理鹽水1.31 mL/kg·bw 后處死山羊后,剪開頭皮,同時除去硬腦膜并鋸開頭蓋骨,取出山羊腦;對于其他試驗組:在每個相應時間點處死山羊,取腦。 在冰上迅速將大腦,小腦,海馬,丘腦和腦干分離后所有樣品分別稱重后液氮冷凍,并于-80 ℃保存。

取冰凍的腦組織,放入預冷的1 mL 玻璃組織勻漿器中,加入10 倍體積、4 ℃的提取液,上下轉動數10 次,充分研磨組織使勻漿化(約3~5 min)。將勻漿液轉入EP 管中,4 ℃高速離心15 min(4 000 r/min),收集上清液。將上清液再次轉入另一EP 管中,4 ℃高速離心10 min(12 000 r/min),得上清液。取離心后所得上清液,用微孔過濾器過濾,收集過濾后的液體,得到待測樣品溶液。

1.4 主要溶液的配制 提取液:0.1 mol/L HClO4和0.2 mmol/L EDTA-2Na 的混合溶液。

標準液:分別精密稱取標準品各5 mg,置于1 000 mL 容量瓶中,用提取液溶解并稀釋至刻度,即為5 μg/mL 的溶液。再取10 mL 以上溶液用提取液稀釋10 倍,配成濃度為500 ng/mL 的儲備液,于4 ℃冰箱中保存待用。

流動相:甲醇與去離子水(含40 mmol/L 醋酸鈉、30 mmol/L 檸檬酸、0.2 mmol/L EDTA-2Na、0.4 mmol/L 辛烷磺酸鈉)按照20 ∶80 的比例(v/v)配成流動相,用1 mol/L 的NaOH 溶液準確調節pH 值=4.2。抽濾后,超聲脫氣30 min,置于4 ℃冰箱中備用。

1.5 色譜條件 固定相Symmetry C18(4.6×150 mm,5 μm);流動相:離子水(含40 mmol/L 醋酸鈉、30 mmol/L 檸檬酸、0.2 mmol/L EDTA-2Na、0.4 mmol/L 辛烷磺酸鈉)和甲醇(80 ∶20 v/v);流速:0.6 mL/min;檢測器:Warers 2475 熒光檢測器,熒光檢測波長λEX=280 nm,λEM=330 nm。進樣量為20 μL,采用外標法定量分析,檢測各腦區NE 和DA 的含量。

1.6 試驗數據的統計與分析 使用SPSS18 軟件數據分析系統做單因素方差分析,P<0.05 為差異顯著,P<0.01 為差異極顯著。應用GraphPad Prism 5對試驗數據進行作圖。

2 結果

2.1 噻拉嗪對山羊不同腦區NE 含量的影響 如圖1 所示,山羊肌肉注射噻拉嗪后,麻醉組海馬、大腦和丘腦內NE 含量均顯著降低,與對照組比較分別降低了32.27%(P<0.05)、35.48%(P<0.01)和31.71%(P<0.01);恢復Ⅰ組大腦和海馬中NE 仍受抑制外(P<0.05),丘腦中NE 含量顯著恢復(P>0.05);恢復Ⅱ組上述各腦區內NE含量均顯著恢復(P>0.05),同時與麻醉組比較差異極顯著(P<0.01)。其他腦區內NE 含量均無顯著變化。

2.2 噻拉嗪對山羊不同腦區DA 含量的影響 如圖2 所示,山羊肌肉注射噻拉嗪后,麻醉組大腦、海馬和丘腦內DA 含量均顯著降低,與對照組比較分別降低了33.10%(P<0.01)、35.03%(P<0.05)和27.01%(P<0.01);恢復Ⅰ組丘腦中DA 仍受抑制外(P<0.05),海馬和大腦中DA 含量顯著恢復(P>0.05);恢復Ⅱ組上述各腦區內DA 含量均顯著恢復(P>0.05),同時與麻醉組比較差異極顯著(P<0.01)。其他腦區內DA 含量均無顯著變化。

3 討論

根據我們的試驗結果,噻拉嗪作為山羊麻醉作用的機制與NE 和DA 的含量變化有關。去甲腎上腺素(NE)屬于兒茶酚胺類神經遞質,腎上腺素能神經末梢具有合成、儲存與釋放神經遞質NE 的功能。當α2受體激動劑使突觸前膜的α2受體激動,可使NE 水平降低[9]。山羊肌肉注射噻拉嗪(12.8 mg/kg·bw)后,山羊各腦區NE 含量呈現先降低后升高的趨勢,各腦組織NE 濃度的最低值均出現在麻醉組,其中大腦、海馬和丘腦含量變化顯著,這種先降低后升高的趨勢與孫緒德等[10]報道的安氟醚麻醉對犬腦中丘腦和海馬中NE 含量的影響結果相似。在大腦中NE 的含量下降最明顯,下降率為35.48%,其次是海馬和丘腦,下降率分別為32.27%和31.71%。大腦和海馬的NE 含量在恢復I 期,丘腦的NE 含量在恢復II 期均恢復至正常水平。劉秀華等[11]使用HLPC 檢測正常綿羊和注射靜松靈麻醉綿羊的血液和腦脊液中去甲腎上腺素的含量,結果表明,靜松靈對血液和腦脊液中去甲腎上腺素有明顯的抑制作用。本試驗中NE 的變化趨勢與上述文獻試驗結果一致。分析的原因可能是噻拉嗪為一種α2腎上腺能受體激動劑,能與中樞神經系統突觸前膜的α2受體結合,并激動α2受體,使突觸前膜受體Na+-K+-ATR 酶活化,Ca2+外流增加,內流減少,導致細胞內Ca2+含量減少,從而抑制突觸前膜去甲腎上腺素的釋放[12-13]。結果表明,噻拉嗪可降低山羊大腦、丘腦和海馬中NE 的含量。

圖1 噻拉嗪對山羊不同腦區NE 含量的影響 (n=5,ng/mL)

圖2 噻拉嗪對山羊不同腦區DA 含量的影響 (n=5,ng/mL)

多巴胺(DA)也屬于兒茶酚胺類神經遞質,DA是合成NE 的前體,抑制DA 的釋放,會導致NE 的合成減少,而NE 受到抑制時,DA 的含量也會相應減少,兩者成正相關關系[14]。山羊肌肉注射噻拉嗪(12.8 mg/kg·bw)后,山羊各腦區DA 含量呈現先降低后升高的趨勢,各腦組織DA 濃度的最低值均出現在麻醉組,其中大腦、海馬和丘腦含量變化顯著,與對照組比較分別降低33.10%、35.03%和27.01%。哈達等[15]使用鹽酸噻拉嗪對正常大鼠麻醉,并對大鼠腦中單胺類神經遞質含量進行測定,發現麻醉組中的DA 含量比正常組含量低,證明鹽酸噻拉嗪可使腦內DA 的含量降低。這一結果與上述文獻報道的結果相似。大腦和海馬DA 含量在恢復I 期,丘腦DA 含量在恢復II 期均恢復至正常水平。分析結果可能是一方面噻拉嗪抑制腦組織中NE 的釋放,對DA 的合成形成負反饋調節;另一方面可能是通過激活酪氨酸羥化酶(TH)的活性,使腦組織中DA 的合成減少。結果表明,噻拉嗪可抑制大腦、海馬和丘腦中DA 的含量。其中,小腦和腦干中NE 和DA 的含量變化不顯著(P>0.05),無統計學變化。噻拉嗪麻醉對NE 和DA 的影響機制主要是刺激大腦前突觸的α2-腎上腺能受體,阻斷鈣的流入,抑制腎上腺神經突觸前末梢釋放NE,使體內NE 的濃度降低,從而體內DA 的含量也相應下降,但是在我們的研究中小腦和腦干中NE 和DA 的含量變化不顯著,可能原因是噻拉嗪對小腦和腦干內的α2-腎上腺能受體刺激小,沒能阻斷鈣的正常流入,因此腎上腺神經突觸前末梢釋放NE 沒有被抑制,從而使NE 和DA 的含量沒有顯著的變化。說明NE 和DA 可能不是噻拉嗪麻醉的作用部位,這一結果與于東序等[14]報道基本一致。

4 結論

總之,噻拉嗪麻醉可引起山羊大腦、海馬和丘腦內NE 和DA 的含量降低,以至于產生中樞系統的抑制作用,這可能是噻拉嗪產生全麻作用的重要機理之一。