高压氧改善慢性应激大鼠抑郁症状的效用和机制

目的 抑郁症是精神科常见病,在军事作业人员(包括航海人员)中也有发生。其治疗问题是精神医学界探索的一个焦点。目前,重症抑郁特别是内因性抑郁的治疗以药物为主,药物几乎都是通过单胺假说筛选出来的,主要有三类:①三环类(tricylic antidepressants, TCAs);②单胺氧化酶抑制剂(monoamine oxidase inhibitors, MAOIs);③选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitors, SSRIs)。它们主要通过增加脑内神经突触间隙的5-羟色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)或去甲肾上腺素(norepinephrine, NE)浓度,并使相应受体的敏感性下调,从而发挥抗抑郁作用。也有极个别的药物,如丁胺苯丙酮,在抑制NE再摄取的同时,还抑制多巴胺(dopamine, DA)这一种单胺的再摄取。 无论使用何种药物,都遇到一个难题,即服药2周左右才起效。另外,部分患者由于其他疾病的原因而不适合采用药物治疗。此外,临床上还可见到部分“难治性抑郁症”,对常规的药物治疗无反应。可见,深入研究抑郁症的病因、机理,探讨安全有效的新疗法,具有重要的理论意义与应用价值。 高压氧(hyperbaric oxygenation, HBO)可以增加氧在机体的溶解和弥散,改善微循环,并影响到细胞超微结构,对神经系统、内分泌、心血管等产生广泛的效应。合理应用HBO,可以治疗或者辅助治疗多种疾病。但是,将HBO用于抑郁症的治疗,目前报道很少。 由于HBO对中枢神经系统有较大影响,而且增加正常机体血脑屏障的通透性,从而对精神药物发挥效用也有一定作用,所以我们考虑将HBO试用于治疗发病与中脑边缘系统改变有关的抑郁症。 高压氧舱在我国已走向普及,若HBO能用于辅助治疗抑郁症,将有良好的应用前景,可以减少药物或其他疗法的副作用。 本课题旨在通过建立抑郁症动物模型,进行HBO疗效的观察,并与经典抗抑郁药物比较,从而客观、科学地研究HBO治疗抑郁症的效用,并探讨其可能的作用机制。 方法 1.雄性SD大鼠120只,在体重筛选及旷场试验后选择行为学评分相近的80只,区组化随机分为正常对照组、抑郁症模型组、HBO治疗组、氟西汀药物治疗组、HBO与氟西汀联合治疗组。正常对照组按常规饲养,不接受刺激和治疗,只接受测试。其余4组大鼠均接受慢性温和不可预见应激(chronic unpredicted mild stress,CUMS)(CUMS在第30d模型建立后停止),并接受相应处置: HBO治疗组与联合治疗组均接收HBO治疗:纯氧加压至0.2MPa,停留60min,以5min匀速减压至常压,每天1次,7次为一疗程。模型组、氟西汀治疗组置于相同的容器,放进同型号的另一氧舱内,舱门打开不加压。氟西汀治疗组与联合治疗组用氟西汀按l.8 mg/kg灌胃,每日一次,每10d根据各组测得的平均体重调整一次剂量。正常对照组不灌胃,模型组、HBO治疗组用等量蒸馏水灌胃。 2.每10d检测一次行为学指标(体重、摄食量、糖水偏爱度、旷场行为),监测抑郁症模型的建立成功与否,并监测大鼠抑郁症状的变化。 3. 50d后麻醉处死动物,取材,用放射免疫法(radioimmunoassay, RIA)检测血浆中皮质醇(cortisol, CORT)、促肾上腺皮质激素(adrenocorticotrophic hormone, ACTH)的浓度,并用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)检测脑组织中5-HT、NE、DA这三种单胺类神经递质的浓度,再用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)检测脑组织中色氨酸羟化酶(tryptophan hydroxylase, TPH)、酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase, TH)浓度,还用分光光度计检测了单胺氧化酶(monoamine oxidase, MAO)活力,最后用显微镜观察了海马CA1、CA3和齿状回的病理形态学变化。 结果 1.第30d,各实验组大鼠的体重均显著低于对照组( P<0.001);抑郁症模型组的糖水偏爱度显著低于对照组(P<0.05),水平运动显著低于对照组(P<0.05),垂直运动显著低于对照组(P<0.01),理毛次数也显著低于对照组(P<0.001)。模型组的上述行为学指标显著劣于正常对照组,表明抑郁症大鼠模型已经建立。此后停止刺激,只进行治疗和检测。 2.到第40d , 3个治疗组的糖水偏爱度均显著超过抑郁症模型组(P<0.01);HBO治疗组的理毛次数显著超过其他三个实验组(P<0.01),这种变化保持到D50。到第50d,HBO治疗组、氟西汀治疗组的水平运动均显著优于模型组(P<0.05),HBO治疗组的垂直运动显著优于抑郁症模型组(P<0.05),而此时氟西汀治疗组的垂直运动与模型组之间尚无显著性差异。上述结果提示HBO在改善抑郁症大鼠对“快感”、“奖赏”的反应方面同氟西汀疗效相当,而在改善抑郁症大鼠的“满足感”和探究行为方面先于氟西汀起效。 至于HBO与氟西汀联合应用的疗效,在第20d,联合治疗组的垂直运动显著少于对照组(P<0.05),而此时,其它实验组与对照组无显著性差异;到第30d,联合治疗组的垂直运动不仅显著低于正常对照组(P<0.01),而且显著低于HBO治疗组(P<0.05)。然而在糖水偏爱度这一指标,联合治疗组没有出现类似变化,相反,到第50d,联合治疗组仍显著高于模型组,而由于模型组糖水偏爱度的提高,此时其它两个治疗组与模型组之间的差异不显著。联合治疗组在垂直运动与糖水偏爱度这两个指标方面的差异,提示HBO与氟西汀联用能提高抑郁症大鼠对“奖赏”和“快感”的反应,但可能降低抑郁症大鼠的兴奋性(即无助于抑郁症大鼠活动减少的症状)。不过,对待这一结论需持谨慎态度,因为联合治疗组垂直运动的初始值就较低(尽管与其它组相比没有显著性差异)。HBO与氟西汀联合应用还产生另一现象:联合治疗组“摄食比”较低,在第20d显著低于模型组(P<0.01)、HBO治疗组(P<0.01)和氟西汀治疗组(P<0.01),在第30d显著低于HBO治疗组(P<0.05),在第40d显著低于模型组(P<0.01),提示联用HBO增强了氟西汀的抑制食欲作用。 2.各组大鼠在下丘脑、海马、颞叶和顶叶四个脑区的5-HT浓度均无显著性差异(P>0.05)。NE浓度的变化显示:在下丘脑,HBO治疗组显著高于抑郁症模型组(P<0.05);而在颞叶,模型组显著低于正常对照组(P<0.01),且显著低于联合治疗组和氟西汀治疗组(P<0.05);在顶叶,模型组显著低于HBO治疗组(P<0.05)。DA浓度的变化显示:在海马,HBO治疗组显著低于正常对照组(P<0.05);在颞叶,组间差异最显著,HBO治疗组显著低于正常对照组(P<0.05)和氟西汀治疗组(P<0.01),联合治疗组最低,与正常对照组(P<0.05)、抑郁模型组(P<0.05)、氟西汀治疗组(P<0.01)相比均有显著性差异。 3.各组大鼠脑组织TH浓度均无显著性差异(P>0.05)。正常对照组与抑郁症模型组的TPH浓度均较低,与HBO治疗组、氟西汀药物治疗组或者联合治疗组比较,有显著性差异(P<0.05)。正常对照组、HBO治疗组与氟西汀药物治疗组的MAO活力均未升高,但是,抑郁症模型组同联合治疗组的MAO活力显著升高(P<0.001)。 结论 1.本研究通过慢性不可预见温和应激,成功制备了抑郁症大鼠动物模型。 2. HBO暴露对改善慢性应激抑郁症大鼠的抑郁症状有良好效用:在促进食欲方面显著优于氟西汀,在改善快感丧失、动机不足、兴趣缺乏、活动减少等抑郁症状方面至少与氟西汀相当,此外在增进探究行为和修饰行为方面先于氟西汀起效。 3.HBO改善大鼠抑郁症状可能是通过增加脑内NE神经递质浓度实现的,而与脑组织整体中5-HT浓度无关。HBO改善抑郁症状的机制与治疗抑郁症的经典药物氟西汀作用机制不同,表现为:氟西汀增加抑郁症大鼠血浆中的ACTH、CORT浓度,而HBO未显示此种作用;HBO组在广泛脑区(下丘脑、颞叶、顶叶)NE浓度均显著升高,但氟西汀治疗组NE仅在颞叶超过模型组;HBO降低海马和颞叶的DA浓度,而氟西汀增加颞叶的DA浓度。病理形态学结果还提示,HBO抗抑郁效用可能与其拮抗慢性应激所致海马神经元受损有关。 4.HBO增加脑组织NE的浓度,可能系通过抑制其降解酶MAO(monoamine oxidase,单胺氧化酶)活力,而非增加其合成限速酶TH(tyrosine hydroxylase,酪氨酸羟化酶)浓度实现的。 5.额外,本研究证实了经典抗抑郁药物氟西汀除了通常认为的选择性抑制5-HT再回收的药理作用之外,还能增加部分脑区NE含量以及脑组织中5-HT合成酶TPH(tryptophan hydroxylase,色氨酸羟化酶)的含量。