香叶醇对大鼠中枢神经系统的抑制作用:行为和ECOG功率谱

来源:Biomedical Journal Volume 41, Issue 5, October 2018, Pages 298-305 open access 发布时间:2019年03月20日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章
摘要:香叶醇是从芳香植物精油中提取的一种单萜醇,具有抗炎、抗菌、抗氧化和神经保护等特性。研究了香叶醇对大鼠行为和脑波模式的影响。雄性大鼠给药香叶醇(25、50和100 mg/kg).采用多孔板(HB)和开放场(OF)测试分别评估焦虑和运动行为。此外,巴比妥酸诱导睡眠时间(BIST)用于分析镇静作用。最后,利用脑皮层电图(ECOG)记录来表征脑电波的波形。结果表明,香叶醇能缩短大鼠的行走距离、后肢站立次数,并能增加HB和试验中的静止时间。在BIST试验中,香叶醇给药可延长动物的睡眠时间,但不延长动物的睡眠潜伏期。此外,香叶醇处理的动物,在总频谱功率中δ波的百分比增加。综上所述,结果表明,香叶醇对大鼠中枢神经系统有抑制作用。
 
关键词:镇静  单萜烯  脑电波  催眠  天然产物
 
简介:香叶醇是姜、柠檬、酸橙、薰衣草、肉豆蔻、柑橘、玫瑰等精油的重要组成部分,是几种芳香草本植物油中的主要无环单萜类,是从大马士革蔷薇、摩纳达瘘管、摩尔多瓦海龙和冬青中分离出来的。这种物质因其玫瑰般的芳香而广泛用于香水和厕所溶液中。一些研究报告了香叶醇对无脊椎动物和脊椎动物中枢神经系统(CNS)的影响。香叶醇对丙烯酰胺诱导的氧化应激、线粒体功能障碍和神经毒性具有神经保护作用。一项研究中,香叶醇预处理以剂量依赖的方式改善了MPTP中毒的帕金森病小鼠的神经肌肉损伤、酪氨酸羟化酶的表达和α-突触核蛋白的表达。接受香叶醇预处理的动物的运动障碍均有改善。香叶醇对慢性不可预测的轻度应激模型小鼠显示抗抑郁作用。香叶醇治疗3周的动物显示抑郁相关行为减弱。进一步证明香叶醇是一种可能的抗惊厥药。在这项研究中,发现香叶醇增加了第一次戊四唑诱导的痉挛的潜伏期,并保护动物免受癫痫发作。戊四唑是一种竞争性GABAA受体拮抗剂。许多单萜类具有抑制、镇静、催眠和抗焦虑作用。花生茎叶水提物的主要成分之一是芳樟醇。这种提取物通过影响小鼠大脑、脑干和小脑的神经递质水平而具有镇静-催眠作用。在戊巴比妥诱导的睡眠试验中,异普利二醇、新异普利二醇、(±)-异丙二醇、(-)-月桂醇、(+)-顺式月桂醇、(±)-新薄荷醇也显示出抑制作用,表明其具有镇静作用。我们假设香叶醇对中枢神经系统也有抑制作用。本研究旨在探讨香叶醇对大鼠皮层电图(ECOG)功率谱相关行为的影响。
 
方法:将Wistar大鼠(3-4个月)随机置于适当的笼子中,在受控温度(22±1°C)和12 h光/暗循环条件下,自由获取食物和水。动物的年龄(90-120天)和给药途径的选择是基于先前对Wistar大鼠进行行为测试和ECOG的研究,无论是否进行预处理。地西泮(DZP)、硫喷妥钠、聚氧化乙烯山梨醇单酯(Tween 80)和香叶醇(98%)在生理盐水中稀释,腹腔注射(I.P.)1 ml/kg。
 
孔板试验:孔板安装装置是一个木箱(66×56×47厘米),地板上有16个等距孔(3厘米直径)。将动物随机分为以下组:接受赋形剂的对照组(生理盐水,n=7),接受25、50或100 mg/kg(n=15-16)香叶醇的三个实验组; DZP组(0.5 mg/kg,n=7)。30分钟后,将每只大鼠置于孔板右下角,记录5分钟。在孔的表面下,传感器计算出头部下潜的持续时间(头部下潜的次数)。评价的参数有:行驶距离、固定时间、饲养次数和头下潜持续时间。每次试验后,仔细清洁仪器的地板,以去除先前路径的痕迹。
 
旷场试验:旷场试验包括一个圆形仪器(直径81厘米,高65厘米),由木头制成,涂上黑色漆。将大鼠随机分为5组:SLN(生理盐水0.9%,n=11)、DZP 1.5 mg/kg(抗焦虑阳性对照,n=7)、DZP 5.0 mg/kg(镇静阳性对照,n=8)、香叶醇25、50或100 mg/kg(n=6-8)。30分钟后,通过自由探索(5分钟)将每只大鼠置于旷场的中心。对整个场地的行进距离(m)、不动时间(s)和后肢站立次数进行了评价。
 
巴比妥酸诱导睡眠时间(BIST):动物分为三组:生理盐水(n=12)、香叶醇100 mg/kg(n=12)和DZP 5.0 mg/kg(n=14)。30分钟后,给每只大鼠注射硫喷妥钠(60 mg/kg),并放入一个盒子中。对每只动物评估翻正反射的消失时间(潜伏期)和恢复时间(睡眠时间)。
 
外科手术:手术前,大鼠腹腔注射氯胺酮(100 mg/kg)加二甲苯嗪(10 mg/kg)麻醉。在确认麻醉状态后,将动物置于立体定向框架内。局部麻醉剂(0.1ml, 2%利多卡因)经皮注射到头部暴露组织。使用以下来自Bregma的立体定位坐标创建了三个孔来植入电极组:正面(ap:+2 mm;ml:+1.5 mm)、顶骨(ap:-4.3 mm;ml:-2 mm)和枕部(ap:-10.1 mm;ml:+1.5 mm)。三个螺钉植入三个硬膜外皮质区域,用作电极。它们通过一个小插接件连接到插脚上,并插入了数据采集线。电极用牙科丙烯酸树脂固定在头骨上,动物术后恢复5-7天。
 
皮层脑电图数据采集与处理:在给药香叶醇(100 mg/kg)1小时后,在动物清醒的情况下获得皮层电图(ECOG)记录。信号被放大了。使用windaq采集系统进行数字化(采样率1000赫兹)和数据记录。在分析前和分析过程中,目视检查ECOG记录,丢弃含有脑电图的伪影。记录后,将原始ECOG分为11个间隔,每个间隔5分钟。利用Matlab程序对ECOG进行了功率谱分析,并用PWELCH函数计算了ECOG的功率。得到了四种主要ECoG带宽——δ(0.5-4赫兹)、θ(4-8赫兹)、α(8-13赫兹)和β(13-30赫兹)的功率谱的数字值。ECOG波的功率用总频谱功率的百分比表示。
 
结果:香叶醇对行为的影响:在孔板试验分析中,单因素方差分析(ANOVA)显示了治疗对所有参数的显著影响:距离、不动时间、后肢站立次数和头部下潜时间。与生理盐水组相比,香叶醇(100 mg/kg)和DZP 0.5组降低了行走距离。此外,与生理盐水组相比,香叶醇处理动物(100 mg/kg)的不动时间更高。此外,香叶醇(25和50 mg/kg)给药比DZP给药的动物减少了不动时间。香叶醇处理的动物(50和100 mg/kg)与生理盐水组和DZP 0.5相比,后肢站立频率有所下降。与DZP处理的大鼠相比,接受香叶醇(100 mg/kg)的动物头部下潜次数显著的降低。与生理盐水和香叶醇相比,DZP组(0.5 mg/kg)在25 mg/kg、50 mg/kg和100 mg/kg组中头部下潜次数有增加。与生理盐水和地西泮1.5 mg/kg(DZP 1.5)组相比,香叶醇(25、50和100 mg/kg)和DZP(5.0 mg/kg)组的行走距离减少。与DZP 5.0组相比,香叶醇处理的动物(25和50 mg/kg)行走距离也减少。然而,与生理盐水组相比,DZP 5.0和香叶醇(50和100 mg/kg)组的不动时间有所增加。与DZP 1.5和DZP 5.0相比,所有香叶醇处理的动物都增加了不动时间。在后肢站立次数方面,DZP 5.0和香叶醇(50和100 mg/kg)组的数量减少,但与生理盐水组相比,DZP 1.5组的数量增加。香叶醇处理(25、50和100 mg/kg)和DZP处理(5.0 mg/kg)比DZP处理动物(1.5 mg/kg)减少后肢站立次数。与DZP 5.0组相比,香叶醇处理大鼠(25和50 mg/kg)的后肢站立次数更多。
 
巴比妥酸诱导的睡眠时间,睡眠潜伏期无明显差异。然而,单因素方差分析显示睡眠时间有变化。用DZP 5.0和香叶醇(100 mg/kg)预处理的动物,硫喷妥钠诱导的睡眠时间延长。
 
香叶醇对ECOG功率谱的影响:香叶醇(100 mg/kg)的全身给药改变了大鼠的ECOG功率谱。试验表明,在接受香叶醇的动物中,δ带宽更大,θ更小,其他带宽(α和β)无变化。
 
结论:香叶醇对中枢神经系统具有抑制作用,降低动物的整体探索活动,增加巴比妥酸诱导的睡眠时间,增加大鼠慢波(超慢波和δ波)的百分比。
 
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