当前位置: 首页 精选范文 动物行为学分析方法范文

动物行为学分析方法精选(五篇)

发布时间:2024-02-21 14:38:40

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇动物行为学分析方法,期待它们能激发您的灵感。

动物行为学分析方法

篇1

关键词:酯;高级醇;醒酒小鼠;小鼠行为学

中图分类号:TS262.5 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-05-0085-1

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1实验动物普通昆明种小鼠,雌雄各半,20+2g,标准环境喂养(北京大学医学部动物实验中心提供)。

1.1.2实验试剂乙醇(北京化工厂,分析纯);异戊醇(天津津科精细化工研究所,分析纯);异丁醇(东京化工株式会社,分析醇);正丙醇、正丁醇(德国FLUKA公司,分析纯);甲酸、乙酯、乙酸乙酯、已酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯

1.1.3实验仪器滚筒运动测试仪(RB-200B型);1 ml针筒注射器(国营常州注射器厂)

1.2方法

1.2.1灌胃高级醇、酯类配比高级醇成分配比:异戊醇50%,异丁醇30%,正丙醇15%,正丁醇5%。酯类成分配比:甲酸乙酯25%,乙酸乙酯50%,已酸乙酯5%,乙酸异戊酯10%7,酸异丁酯10%。

1.2.2滚筒实验昆明小白鼠,20±2g,雌雄各半,随机分为对照组,3个灌胃酯溶液组和3个灌胃高级醇溶液组,剂量分别为0.5ml/20g,1.0ml/20g,2.0ml/20g。每组15只,通电后,小鼠在滚筒中滚动,记录10分钟内掉筒及爬筒次数。

1.2.3统计学分析结果用iS表示,并采用excell进行统计分析。

2 结果与讨论

2.1酯类对小鼠行为学的影响

啤酒在发酵过程会产生大量酯类并在贮存过程酯类会有所增加。表1可以看出,每组剂量下,小鼠的掉筒次数会随着酯类浓度的增加而增加,但经统计学分析,不同含量酯类物质在不同给药剂量下对小鼠掉筒次数影响并不显著,说明酯类对小鼠行为有一定的兴奋作用,但这种刺激作用不强烈。

2.2高级醇对小鼠行为学的影响

经实验表明对小鼠进行高级醇灌胃后有头晕感,当高级醇含量超过100ppm,这种影响非常显著。由表2分析,正常小鼠灌胃空白2ml后,意识清醒。在5分钟内,平均掉筒次数1.73±0.75,

掉筒后在电击作用下重新爬上滚筒。灌胃高级醇30ppm,随剂量增加掉筒次数增加不明显。

灌胃高级醇70ppm,1ml,掉筒显著(P

由此表还可以看出,随着高级醇浓度的增加,灌胃剂量对小鼠的影响越来越大。灌胃剂量由1.0ml增至2.0ml时,在30ppm掉筒次数由1.13±0.11增至1.73±0.75,而在150ppm时掉筒次数由17.66±7.46增至46.36±11.81。

篇2

比较行为学是比较医学的一个分支,是一门多学科、多层次相交叉的边缘性、综合性学科,通过本门课程的学习,可以提高学生对人类行为的更深层次的理解和认识,并通过研究动物模型的行为内涵,建立可以评价的行为研究方法与人类行为内涵的比较,进而为人类行为研究提供基础。比较行为学研究的主要内容包括行为的遗传学倾向、行为的生理基础、动物行为特点和研究方法、自发和社会行为研究方法、认知行为研究方法、摄食行为研究方法、阿尔茨海默病动物模型及研究方法、帕金森病动物模型及行为研究方法等。本课程不仅可以开阔学生的视野,增加对生物体行为的了解,也可以为学生进一步学习基础医学课程奠定基础。

2教学概况

吉林医药学院面向本科各专业开设了比较行为学选修课,内容涉及行为的遗传学基础、啮齿动物的行为生理学、动物行为特征及研究方法、啮齿动物的自发与社会行为研究、认知行为研究方法、摄食行为模型与研究方法、运动行为研究方法、跑台与动物模型运动研究、阿尔茨海默病动物模型及行为分析、精神疾病动物模型及相关行为学研究、帕金森病动物模型和行为研究方法等。选修课和必修课的性质不同,且学生多凭兴趣选取,所以在教学方法上可更加灵活多样,教学中采用多媒体结合视频的教学形式,且二者占用学时相同,因而更为生动地展现了相关行为学案例,同时教学中结合了课堂讨论、课后作业、课前提问等方式,不仅使学生加深理解,又激发了学生的学习兴趣,给学生更加深刻的学习氛围,开阔视野,达到很好的教学效果。课程考核采用作业和平时成绩相结合的方式进行。讲完相应的知识点,让学生根据知识点查阅资料,围绕知识点书写相关课题的近几年研究成果,完成作业,回收率达到100%。平时成绩主要考察学生平时课堂表现。课程结束后,对课程学习情况等进行问卷调查,了解学生对课程的学习情况以及意见和建议,不断完善课程教学。

3问卷调查

在课程结束时,对选修本课程的各专业学生进行问卷调查,范围包括2013级临床医学、医学检验、医学影像、护理学、预防医学、药学等本科各专业共124名学生,几乎涵盖了所有医学相关专业;调查内容主要包括选修该课程的原因、课程中印象深刻的内容、期望学习的内容等,期望通过调查能够了解学生选修这门课程的真正原因、在修习这门课程中的收获以及对这门课程更高的期望等,从而探讨这门课程在医学相关专业开设的重要性和必要性。发放124份问卷调查表,收回有效问卷117份,有效回收率为94%,调查主要项目内容及结果如下。

1)关于选择比较行为学课程原因的调查。结果显示,66%的学生是因为对这门课程感兴趣,因好奇而选修的学生占19%,只有5%的学生仅为修学分而选择该门课程,其他原因占10%。结果表明,多数学生(85%)在选择这门课程的时候是以兴趣爱好为主,说明医学相关专业学生对这门课程感兴趣或者好奇的程度非常高,也间接反映出在医学相关专业开设这门课程的重要性。

2)关于对印象深刻内容的调查。结果显示,学生对动物行为特征和人类相关疾病等方面的内容印象较为深刻,分别占到64%和36%,其他(表观遗传学等)占4%。提示多数学生对行为学方面的知识以及人类相关疾病方面的学习兴趣和效果较好,这些都是学生平时感兴趣但没有机会深入学习的内容,因而在课程结束后对相关内容印象非常深刻。

3)关于对期望学习的内容调查。结果显示,多数学生期望更多地了解人与人以及人与动物方面行为比较的内容(分别占21%、15%),说明学生在选修这门课程后,期望了解更多相关知识,这也反映出这门课程对学生的意义。从问卷调查结果中发现,医学相关专业的学生对比较行为学课程感兴趣程度非常高,一部分学生对这门课程不了解,因为好奇选择这门课程,更多的学生对这门课程是充满兴趣的,期望了解相关知识。而经过课程学习后,多数学生对课程内容掌握较好,尤其是关于动物行为和人类相关疾病方面的内容印象更为深刻,这些内容一方面是与生活和专业密切相关的,如自闭症、帕金森等人类相关疾病,另一方面学生对动物行为感兴趣程度很高,因此,学过之后印象极为深刻。而且多数学生对比较行为学课程内容提出一些新的要求和期望,也表明学生在学习过后,不仅了解和掌握了这门课程相关内容,而且期望学习更多,体现出很强的求知欲,而这种兴趣和求知欲正是学生在医学课程学习中最为缺乏的,也是医学教学改革中期望激发的。随着基础医学发展进步,各学科的知识不断扩张,学科之间的相互交叉不断衍生大量边缘学科和综合学科。比较行为学作为一门多学科、多层次相交叉的边缘性、综合性学科,与行为学、解剖学、遗传学、生理学、药理学、病理生理学、医学机能学、临床医学等有很深的关联性,能将基础医学教学中的很多学科联系在一起,从而加深学生对基础医学各学科的学习欲望,这正是这门课程开设的重要作用。

4意义

比较行为学与医学专业学生的基础课和专业课的学习关系密切,通过比较行为学的学习,可以帮助学生更加深层次地理解医学课程。如行为与遗传学密切关联,比较行为学可以帮助学生了解基因如何影响和控制行为;行为学与解剖学及生理学相关,每一个物种都会不断接受来自环境的各种刺激,为了生存和繁衍,必须具有可接受各种信息的感受器,还需靠效应器和内分泌系统对外界刺激做出适当的反应,通过比较行为学的学习,可以加深对解剖结构及相应生理学知识的理解;行为学与药理学、病理生理学及医学机能学有关联性,比较行为学研究中常用的各种动物模型,包括学习记忆相关的疾病动物模型如瞬膜条件反射模型、创伤性脑损伤动物模型、脑缺血模型、老年痴呆模型、帕金森病动物模型制备等,这些都需要药理学、病理生理学及医学机能学知识为支撑。在模型制备的基础上,还可以引导学生学习一些机能学实验,如研究学习记忆行为学的迷宫(Morris水迷宫、T型迷宫、放射状或辐射状迷宫、Barnes迷宫、高架十字迷宫)、场景性和提示性恐惧条件反射、被动和主动回避实验、物体识别实验、条件性厌食症、瞬膜条件反射、嗅觉任务实验及种群识别等实验。为适应21世纪医学科学和卫生事业发展的要求,很多高校陆续开展以器官系统为中心的课程教改模式,比较行为学作为各学科交叉的综合性学科,有利于基础与临床学科内容之间的结合,有利于提高基础医学课程之间的内在关联,有利于学生丰富知识与提高能力。

5结语

篇3

[关键词]鱼类行为,研究动态,发展

中图分类号:S932.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)46-0125-01

鱼类行为学是一门古老而又年轻的科学,在动物行为进化上和渔业生产发展中均具有重要意义。近年来随着现代渔业技术的发展,人们对鱼类行为的关注程度越来越高,其中主要包括鱼类与环境因子的相互作用、鱼类对重金属或有机毒物的应激反应以及鱼类群体内部个体间的协调机制等。这直接促进了鱼类行为学研究的发展,使得更多的成果应用到生产实践中。鱼类行为就是指鱼类进行的各种运动,是鱼类对环境变化的外在反应,主要包括游泳、摄食、生殖、呼吸等行为;此外,避敌、攻击、求偶时改变体色等非运动形式也列入行为范畴。本文主要介绍鱼类行为学的研究动态和发展趋势,以期为国内学者开展鱼类行为学研究提供参考依据。

1.鱼类行为学研究的历史过程

动物行为学的研究由来已久,但直到20世纪动物行为学才得到了迅速的发展和延伸。当时的主要研究对象是鸟类和哺乳类,而对于鱼类的研究和报道都较少。自从1904年Lyon报道了鱼类的趋流行为以来,陆续有学者开展关于鱼类行为的研究,但并未引起人们的足够重视。真正鱼类行为研究直到上世纪中叶才逐步发展起来,主要是为了适应海洋捕捞的发展需要。在1963年召开的联合国粮农组织大会中,Blaxter介绍了鱼类在不同光照下对网具不同部分的反应,1970年在冰岛雷克亚米克召开的世界性渔具会议有专门讨论鱼类行为的论文,1977年国际水生生物管理中心在意大利召开会议,专题讨论了鱼类行为与捕捞业和养殖业的关系。进入上世纪90年代后,鱼类行为的研究引起国际海洋理事会的重视,1992年在挪威召开会议上强调了鱼类行为学在渔业资源评估和渔业资源管理方面的应用,2004年在波兰召开的渔具工作组会议上又讨论了渔具渔法、鱼类行为和鱼群的声波反射强度等。可见,有关鱼类行为学的研究领域已经从最初的海洋捕捞业,逐渐扩展到生物技术、信息技术和资源管理等。

2.鱼类行为学的研究领域

随着现代科学技术的不断发展和完善,人们对鱼类行为的观察和探索也不断取得进展。最初只是研究鱼类行为在捕捞产业中的应用,其后发展到研究鱼类个体对声响、光照等环境因子的反应,最后发展到研究鱼类群体行为及内部机理。鱼类行为学的研究方向主要分为个体行为学和群体行为学:

2.1 鱼类个体行为学

个体行为学主要是指鱼类个体在外界物理或化学刺激下所产生的自发或条件反射行为。主要研究对象为鱼类个体或者鱼群中的独立个体,主要研究方向为鱼类的趋、鱼类的游泳行为和摄食行为等。

2.1.1 鱼类的趋

鱼类趋通常与环境因子的改变有关,如鱼类的趋光性、趋流性和趋礁性等,这些行为通常理解为鱼类的本能行为,不同鱼类面对光照、温度、流速甚至颜色的改变均有不同的反应和适应过程。王武等研究了水温与光照对瓦氏黄颡鱼幼鱼行为的影响,发现水温与光照的变化会对瓦氏黄颡鱼行为产生显著影响,过低的水温会减少瓦氏黄颡鱼对外界影响因素的反应,而高强度光照会使瓦氏黄颡鱼的游动增加,寻求藏匿处。该研究结果表明瓦氏黄颡鱼适合在低光照强度下养殖,增加了瓦氏黄颡鱼幼鱼的成活几率,成功将鱼类行为学应用于养殖技术领域。罗清平等[3]对孔雀鱼幼苗在光场中的行为反应进行分析,得出孔雀鱼幼苗对短波长的蓝、绿光趋向性最强,相应的照度范围为1500~2000lx,而对长波长的红、黄光表现出避光性。该研究结果在孔雀鱼工厂化养殖中得到应用,主要利用其趋光性特点进行定时定量投饵,也可以利用其避光性的特点对其进行驱赶,以提高清洁、分箱或捕捞等操作的效率。张硕等分析了黑幼鱼的趋流性,测定了黑幼鱼的感应流速、喜好流速和极限流速,并定量分析了黑幼鱼体长与流速之间的关系,为今后学者开展遗传育种或增殖放流相关研究提供科学依据。

2.1.2 游泳行为与摄食行为

鱼类在长期的进化演变中,体形和游泳能力反映出鱼类对环境的某种适应性,观察和研究鱼类的游泳行为是鱼类行为学的重要内容。Marie-Laure等[9]早在1999年便利用声学遥感装置对养殖虹鳟鱼的游泳行为进行研究,结果表明在不同养殖密度条件下,虹鳟鱼的行为差异显著,在高密度下具有较高的行动水平。Hanson等对黑鲈在自然环境中的游泳行为进行研究,并对于个体间的游泳相似性进行分析,得出了黑鲈在自然状态下的游泳行为习性。由于这次实验实在自然条件下进行的,所以非常具有实用价值。

2.2 鱼类群体行为学

自然界中,许多动物以群居的形式存在。群体生活的好处在于有利于发现食物、抵御敌害和繁衍等。有统计表明,80%的鱼类均以聚集成群的形式进行栖息、索饵和洄游,这是鱼类经过长期自然选择的一种适应性,对鱼类生存起着十分有利的作用。鱼类群体行为学以整个鱼群为研究对象,主要研究方向为鱼群的形成机制和鱼群的行为模拟等。ANNE等[17]研究了鱼类早期的经验对鱼类集群的影响,认为鱼群能否成功聚集及逃避捕食危害,多数取决于早期的经验,这在鱼类行为学的研究中,具有突破性价值,该项研究也可以应用于人工培育鱼类的早期驯养。日本学者M. Zheng等从鱼群对逃避捕食造成影响的角度出发,利用模型研究了鱼群对捕食者的行为反应,得出了不同情况下鱼类的被捕食概率,鱼群通常是某些个体行为对整个鱼群发出讯息,并成功逃避捕食者的追捕。

3.鱼类行为学的发展趋势

鱼类行为学发展至今,研究领域已经从水产捕捞学逐渐拓展到生理学、生态学甚至计算机学。其未来发展趋仍会借助现代科技手段,对鱼类行为的原理、方式和结果进行更加精确的分析研究。随着基因遗传学的不断发展,更多的学者将该项技术应用于种群多样性、个体性状性和行为差异性的研究,鱼类行为学也可以借鉴该项技术,对个体和群体行为的内在因素进行探索与表达,如研究鱼类游泳姿态的差异性,雌、雄鱼求偶行为的基因表达等。

近年来,随着人工智能或仿真影像技术的发展,鱼类行为研究者们也开拓了研究的新思路和方法,人工智能在鱼类行为方面应用的典型是涂晓媛鱼,这是一种以计算机动画为条件,具备人工生命的鱼类。涂晓媛鱼具有自主性,可以根据外界环境变化作出不同反应。该种技术的应用具备广阔前景,许多不具备的实验条件在计算机上便可完成。仿真影像技术可以将鱼类的相对位置在计算机上精确显示出来,不仅可以应用于鱼群个体间的相对距离研究,而且可以应用于鱼群与渔船、礁体之间的相对位置研究。鱼类行为学会随着社会科技的不断进步更加繁荣地发展。

参考文献

[1] 何大仁,俞文钊译.(普罗塔索夫 B. P.著).鱼类的行动.北京:科学出版社,1984.

篇4

【摘要】 目的 观察三勒浆抗疲劳液对慢性疲劳大鼠模型的多因素影响作用,为深入探讨其药理学作用的机制奠定基础。方法 采用长时间反复强迫大鼠游泳及束缚四肢(限制大鼠的活动)法,造成慢性疲劳的大鼠模型,悬尾法及力竭游泳法考查模型动物行为学指标,并采用ELISA法测定其细胞因子IL-1b、IL-6及神经递质5-HT。结果 空白对照组动物一般情况、行为学观察及IL-1b、IL-6、5-HT等多项指标与模型组比较差异有显著性(P<0.05或P<0.01),证明模型成立。而三勒浆抗疲劳液具有改善造模大鼠一般情况及行为学指标的作用。同时上调血清中IL-1b及脑组织中5-HT,与模型对照组比较,差异有显著性(P<0.05或P<0.01)。结论 用强迫大鼠游泳(30min/d)及束缚四肢法(3h/d)造模,所形成的慢性疲劳大鼠模型更趋向于因心理应激所形成的机体症状性疲劳模型,三勒浆抗疲劳液对此种慢性疲劳大鼠模型的一般情况、行为学指标均有明显的改善作用,对IL-1b、5-HT的上调,可能为其药理学作用机理。

【关键词】 三勒浆抗疲劳液;慢性疲劳;大鼠模型;实验研究

Using chronic fatigue rat model to investigate the pharmacologic mechanism of Sanajon oral liquid

【Abstract】 Objective To observe the effect of chronic fatigue rat model which influenced by Sanajon oral liquid, to study the pharmacology mechanism. Methods Adopt force rat swim and bondage on four limbs repeatedly , to cause rat chronic fatigue ; By hanging rat tail and swimming exhaust physical strength approach, to observe rat ethology changes; Utilizing ELISA method, examination cytokine IL-1b, IL-6 and 5-HT.Results Comparing control group with chronic fatigue model group, there have significance difference about rat general condition, ethology changes, IL-1b, IL-6 in serum and 5-HT in brain(P<0.05 or P<0.01). At the same time, all of above examination item can be improve by Sanajon oral liquid(P<0.05 or P<0.01).Conclusion This kind of chronic fatigue rat model have more psychological stress which induce to psychological fatigue, Sanajon oral liquid can improve model rat’s general condition, ethology changes, IL-1b, IL-6 in serum and 5-HT in brain.

【Key words】 anti-fatigue Sanajon oral liquid;chronic fatigue;rat model;experiment study

三勒浆抗疲劳液为国内抗疲劳产品中的知名品牌,在长期的临床运用中,显示出较好的疗效,为进一步探讨该产品抗慢性疲劳的作用机理,我们进行了动物实验的初步研究。

1 实验材料

1.1 动物 SD大鼠,体重160~180g,雌雄各半,共50只,合格证号:SCXK(川)2004-11,供应单位:成都中医药大学实验动物供应中心。

1.2 供试品 三勒浆抗疲劳液,0.5g生药/ml,30ml/支,红棕色液体,批号:Y20040702,人临床用量及给药途径:30ml/次,1天1次,口服。供应单位:成都三勒浆药业集团四川华美制药有限公司。

1.3 主要实验仪器及试剂

1.3.1 大鼠游泳池 长80cm,宽80cm,高80cm。

1.3.2 板式酶标仪 型号:ZS-2,北京市新风机电技术公司。

1.3.3 台式高速冷冻离心机 型号:TGL―16G,上海安亭科学仪器厂。

1.3.4 大鼠IL-1b ELISA检测试剂盒 批号:TCV5102-BS62031,规格:96T,BPB Biomedicals,Inc.大连泛邦公司提供。

1.3.5 大鼠IL-6 ELISA检测试剂盒 批号:TCV5102-BS62031,规格:96T,BPB Biomedicals,Inc.大连泛邦公司提供。

1.3.6 大鼠5-HT ELISA检测试剂盒 批号:TCV5102-BS62031,规格:96T,BPB Biomedicals,Inc.大连泛邦公司提供。

2 实验方法

2.1 动物分组 经检疫合格后,将50只大鼠计算机完全随机分成5组,每组10只,分别为低、中、高三勒浆抗疲劳液组、模型对照组及空白对照组。分笼饲养,每笼动物5只。正式试验前,各组动物适应性饲养7天。

2.2 剂量设置及给药 按体表面积折算,大鼠用量为1.5g生药/kg;以此为低剂量,各组设置如下:低剂量组:1.5g生药/kg;中剂量组:3g生药/kg;高剂量组:6g生药/kg,空白对照组及模型对照组灌服等体积纯水。

2.3 慢性疲劳动物模型的建立 大鼠从第8天起,除空白对照组外,其他各组动物开始接受23天不同的应激性刺激,即单日冷水[(21±1)℃,水深50cm]游泳,每次30min;双日束缚应激[1],用胶布束缚鼠四肢,每次3h,每天1次。造模同时,给药组动物灌胃对应剂量的供试品连续23天,每天1次,空白对照组灌胃相同体积的生理盐水。

2.4 观察指标

2.4.1 一般情况观察 造模期间,每天观察并记录鼠的饮水量、进食量、体重及鼠毛色泽等一般情况。

2.4.2 动物行为学观察

2.4.2.1 鼠尾悬挂实验 测定情绪反应及体力情况。距大鼠尾端1cm的部分穿过中央钻有直径1cm孔的有机玻璃板,板离地面1 m左右,使大鼠呈倒挂状。悬挂两侧用板隔开动物视线,大鼠为克服不正常的而挣扎活动,但活动一定时间后,出现间断性“不动”,显示“失望”状态。观察6min内的挣扎次数(大鼠由倒挂向上翻转的总次数)及不动时间(大鼠处于完全静止不动状态的总时间)。

2.4.2.2 力竭游泳实验 测定情绪反应及体力情况。游泳时水深为50cm、水温(28±1)℃。游泳前16h大鼠禁食不禁饮。灌胃给药30min后,将标记好的大鼠同时置入游泳池,记录大鼠从入水到游泳至力竭(头部沉入水中10秒中不能浮出水面为力竭标准)的时间。

2.4.3 对细胞因子白细胞介素-1b(IL-1b)、白细胞介素-6(IL-6)及神经递质五羟色胺(5-HT)的影响

2.4.3.1 血清标本的采集 采用腹主动脉采血法,收集大鼠血液4ml,静置2h,3000rpm离心,分离血清,取上清液为待检测样品。按照试剂盒要求检测样品IL-1b、IL-6和5-HT含量,于酶标仪450nm处测OD值,绘制标准曲线,并查出各样品中相应的含量。

2.4.3.2 对血浆、脑组织中5-HT活性的影响 检测标本的采集:各组动物取血后,断头处死,迅速取出下丘脑和垂体组织,电子天平称重后,以1:30(W/V)的比例加入BPS,立即贮存于-20℃冰箱保存,待测。检测时,将脑组织在冰浴条件下匀浆,低温离心机3500rpm离心10min,取上清液进行检测。

按照5-HT试剂盒要求检测,于酶标仪450nm处测OD值,绘制标准曲线,并查出各样品中相应的含量。

2.5 统计学方法 以统计软件SPSS11.0单因素方差分析进行统计学处理。

3 实验结果

3.1 一般情况研究结果 结果见表1~3。笼旁观察,模型组大鼠较其他组动物的活动量明显下降,对外界刺激反应不敏感,迟钝。从大鼠一般情况的数据分析来看,慢性疲劳造模组大鼠在饮水量、饮食量及体重等多方面均有较明显的下降的趋势,其中饮食及体重方面与空白对照组比较差异有显著性;三勒浆抗疲劳液给药组大鼠与模型对照组比较,总体情况有改善的趋势,其中饮水量与模型对照组比较差异有显著性,其他两项指标均值亦明显高于模型对照组,但与模型对照组及空白对照组比较差异无显著性,说明三勒浆抗疲劳液在改善慢性疲劳动物模型的一般情况方面具有一定的作用。

3.2 一般行为学研究

3.2.1 大鼠尾部悬挂试验 结果见表4。从数据分析可以看出慢性疲劳模型组大鼠挣扎次数与空白对照组比较差异有非常显著性(P<0.01);与低剂量给药组比较差异有显著性(P<0.05);各组与空白对照组比较均差异有非常显著性;从大鼠不动时间的分析数据中可以看出模型大鼠不动时间均值长于其他各组动物,与三勒浆中剂量组比较差异有显著性(P<0.05),但与空白对照组比较差异无显著性。

3.2.2 大鼠力竭游泳试验 结果见表5。从试验结果分析,未经游泳造模训练的空白组大鼠力竭游泳时间明显短于其他各组(P<0.01)。给药组大鼠力竭游泳时间均明显长于模型对照组,说明三勒浆抗疲劳液具有对抗慢性疲劳的作用。表1 大鼠各组饮水量变化结果注:Δ造模结束前1天死亡3只大鼠。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,**P<0.01表2 大鼠各组饮食量变化结果注:Δ造模结束前1天死亡3只大鼠。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05表3 大鼠各组体重变化结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,**P<0.01表4 大鼠尾部悬挂试验结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05;与模型对照组比较,**P<0.01;与空白对照组比较,P<0.01表5 大鼠力竭游泳试验结果注:Δ试验测试前死亡2只大鼠。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。中、高剂量组大鼠力竭游泳时间超过5400s(90min)后,未继续记录观察,故均值以大于表示。与模型对照组比较,*P<0.05;表示与模型对照组比较,**P<0.01;表示与空白对照组比较,P<0.01

3.3 大鼠血清IL-1b检测 试验结果见表6。空白对照组及中剂量给药组与模型对照组比较差异有非常显著性(P<0.01);高剂量组与模型对照组比较差异有显著性(P<0.05)。表6 大鼠血清IL-1b检测结果 注:Δ有1份样品出现溶血。采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05;与模型对照组比较,**P<0.01

3.4 大鼠血清IL-6检测 结果见表7。经统计学分析,空白对照组与模型组比较差异有非常显著性(P<0.01)。各剂量给药组大鼠血清中IL-6含量有上调的趋势,但与模型对照组比较无统计学意义(P>0.05)。表7 大鼠血清IL-6检测结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,**P<0.01

3.5 大鼠血清5-HT检测 结果见表8。经统计学分析,各组间比较无统计学意义(P>0.05)。表8 大鼠血清5-HT检测结果注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析;各组间差异无显著性

3.6 大鼠下丘脑、垂体5-HT检测 结果见表9。空白对照组、低剂量组及中剂量组与模型组比较,差异有非常显著性(P<0.01);高剂量组与模型组比较差异有显著性(P<0.05)。模型对照组大鼠下丘脑及垂体中5-HT含量明显低于其他各组动物。表9 大鼠垂体、下丘脑中5-HT检测结果 注:采用SPSS11.0 One-way ANOVA-LSD分析。与模型对照组比较,*P<0.05;**P<0.01

4 讨论

中医学认为慢性疲劳是一种涉及多脏腑、多系统功能失调的疾病,与气机失调关系密切,其发病多与情志不遂、劳逸、外邪有关[2]。而西医学认为应激是导致或诱发慢性疲劳的重要因素。其中又以长期的慢性应激较急性应激更为多见。本试验造模原理符合中、西医学对慢性疲劳的认识。本次实验,采用大鼠慢性应激(反复应激性刺激维持3周)的方法[1],拟制造慢性疲劳大鼠模型。通过对大鼠一般情况的观察,造模组与空白对照组之间存在明显的差异:模型动物活动量、饮水量、饮食量及体重明显低于空白对照组,说明慢性应激已影响大鼠的生理机能,符合慢性疲劳大鼠机体整体的变化规律,为慢性疲劳大鼠模型的形成奠定了客观的基础。而大鼠因体重、饮食量的下降也是间接导致动物的体力及抗疲劳能力下降的重要因素之一。三勒浆抗疲劳液给药组大鼠对以上各指标与模型对照组大鼠比较均有一定的改善趋势,提示三勒浆抗疲劳液能改善造模大鼠的机体状况,对抗因慢性应激而造成的机体一般情况的下降。

动物行为学研究中,鼠尾悬挂试验,模型组大鼠表现出明显的疲劳及抑郁状态,其挣扎次数明显低于空白对照组,不动时间也有明显延长的趋势。说明造模组大鼠已处于体力及精神的疲劳状态,对存在的刺激反应程度下降,进而产生一种抑郁状态。而灌胃三勒浆抗疲劳液的造模大鼠,上述各指标均有所改善,有明显对抗慢性疲劳及抑郁状态的作用。力竭游泳试验是考察动物体力一个经典试验,但试验本身受影响的因素较多,特别是动物自身状态直接影响试验结果。本研究过程中,发现所有造模动物在最初的游泳训练中,其游泳能力均相对较弱(多数动物游泳时间不超过20~30min),但经3周时间的训练后,游泳能力显著增强,这也导致未经训练的空白组大鼠在最终的力竭游泳时间的测定过程中,明显低于其他各组,而影响了试验的判断。这种现象可能与伴随大鼠对游泳环境的逐渐熟悉,对水温、训练规律的了解,以及抑郁情绪的强化,入水后大鼠的紧张惊恐情绪及游泳动作幅度(单位时间的体力消耗量)均明显的低于空白对照组,造成与空白对照组的不可比性。但在所有造模大鼠相同的试验条件下,造模组的游泳能力仍不及三勒浆抗疲劳液组(P<0.05),提示大鼠各剂量组灌胃三勒浆抗疲劳液后,体力均能得到较好的恢复,进一步明确了其抗疲劳的作用。

在大鼠血清IL-1b、IL-6的测定结果中,本次实验条件下,研究结果与有关试验结论有一定的差异[3],模型对照组血清中IL-1b、IL-6含量均低于空白对照组。张有志[4]在观察柴地合方对慢性应激抑郁模型大鼠多种免疫功能影响时,取脾脏进行淋巴细胞体外培养,以放射免疫法测定淋巴细胞的IL-1b和IL-6分泌水平, 结果IL-1b和IL-6分泌水平降低。孙开宏[5]在观察中小负荷运动对心理应激大鼠血清IL-1b含量的影响时,发现慢性心理应激后,大鼠血清中IL-1b水平显著低于对照组,而经不同强度的运动训练后,IL-1b水平显著升高。说明运动训练可以降低心理应激反应程度。

本次试验采用30min/天游泳和3h/天捆绑的间隔应激性刺激方法,其中游泳主要目的是造成大鼠的体力和精神疲劳,而捆绑主要是给予心理上的应激性疲劳。从本次试验研究似乎可以看出,该种造模方法对大鼠的心理应激反应的表现更为明显,这可能与大鼠在3周的时间内逐渐适应隔天1次的游泳(体力疲劳为主)训练有关。而经灌胃三勒浆抗疲劳液后,大鼠血清IL-1b水平明显升高(中、高剂量组与模型对照组比较差异有显著性);IL-6血清水平亦有提升趋势。由此可见,促进IL-1b和IL-6在心理应激反应环境条件下的提升,可能成为三勒浆抗疲劳液对抗症状性脑疲劳的一个重要实验研究依据。

在对血清和脑组织5-HT含量测定分析中,发现血清5-HT含量各组间无明显的差异,说明该造模条件下,对血清5-HT的影响不敏感。而对下丘脑及垂体组织匀浆上清液中5-HT含量测定发现模型组5-HT明显低于其他各组。5-HT是调节机体精神活动的一种重要神经递质,该模型5-HT的下降似乎更符合经典的抑郁症发病的5-HT能与肾上腺素(NE)能神经低下学说[6],与心理应激所造成的机体症状性疲劳相关。而三勒浆抗疲劳液对5-HT的上调作用,似乎再次证明其对症状性脑疲劳的药理学作用。

【参考文献】

1 刘雁峰,王天芳,杨维益,等.慢性疲劳的中医病理机制探讨及实验研究一复合应激因素致慢性疲劳动物模型的研制及其行为学观察.中国中医基础医学杂志,1998,4(增刊):157.

2 李峰,杨维益,梁嵘,等.从中医学看肝脏调节应激反应的作用.北京中医药大学学报,1998,21(1):20-22.

3 孟宏,姜亨圭,图娅,等. 电针“四关”穴对慢性应激致慢性疲劳大鼠细胞因子的影响. 中医药学刊,2003,21(9):1525-1527.

4 张有志,聂惠民,胡愉,等. 柴地合方对慢性应激抑郁模型大鼠免疫功能的影响. 中国中医基础医学杂志,2004,10(9):43-46.

篇5

[关键词] 老年期痴呆;行为学评价;学习记忆;组织病理学

[中图分类号] R332 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)02(a)-0034-04

Study on rats model of senile dementia by ligation of carotid arteries combined with injection of D-galactose and its application for behavioral evaluation

ZHAO Guizhi1 WANG Xuping1 HUANG Xiaowen1 YANG Mingyan2 SHOU Dan1

1.Zhejiang Academy of Traditional Chinese Medicine, Zhejiang Province, Hangzhou 310007, China; 2.Zhejiang Chinese Medical University, Zhejiang Province, Hangzhou 310053, China

[Abstract] Objective To explore the effect of different preparation methods on learning and memory of senile dementia rats model, and to offer effective rats model for efficacy evaluation. Methods Totally 40 male Wistar rats were randomly divided into five groups: 2-VO+ D-galactose injected group (group A); D-galactose injected+2-VO group (group B); 2-VO group (group C); D-galactose injected group (group D); normal control group (group E); 8 rats in each group. Except the group E, unilateral common carotid artery were permanently ligated in the rats of group A, the other lateral artery then were permanently ligated after 7 days. With the interval of one week, the rats were injected with D-galactose (60 mg/kg, once every day ) for 6 consecutive weeks. The rats of group B were injected with D-galactose (60 mg/kg) for 6 consecutive weeks, then their bilateral common carotid arteries were permanently ligated, the bilateral common carotid arteries were permanently ligated only in the rats of group C. The rats of group D were injected peritoneally with D-galactose for 6 consecutive weeks only. Finally, the water maze experiment was taken to explore the place navigation and spatial experiments; and their hippocampal CA1 region in the rats of each group were observed with electron microscope. Results Compared with group C and E, the swimming time and distance in the rats of group A, B and D reduced obviously (P < 0.01), but there were rarely differents between the rats of group A with the rats of group B and D (P > 0.05). Compared with normal group, obvious loss of pyramidal cells hippocampal CA1 were found in every other group, and their cerebral pathology had significantly changes. Conclusion The senile dementia rats model established by the method of permanent bilateral common carotid artery ligation combined with intraperitoneal injection with D-galactose shows obvious loss in learning and memory, and has significant changes in their cerebral pathology, which represent the characteristics of the Senile dementia.

[Key words] Senile dementia; Learning and memory; Behavioral evaluation; Histopathology

随着老龄化社会到来,老年性痴呆发病率持续上升,老年痴呆患者人群不断扩大,其中以阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)及血管性痴呆(vascular dementia,VD)为主,两种类型痴呆的临床表现、神经生物化学及神经生理学特点存在不同程度的交错;相关研究已证实两者在发病机制及病理变化方面存在本质的相似[1-4]。由于在临床痴呆人群中,“混合性痴呆”具有较高的流行趋势[5],现有的模型制备通常将两者严格区分,笔者前期已优化血管性痴呆大鼠模型制备方法[6],研究证实脑衰老及脑低灌注是AD及VD发病过程中的两大关键因素[7-10]。

基于AD和VD发病的多因性及相似性,本文尝试利用腹腔注射半乳糖促老化,分期永久结扎双侧颈总动脉致脑低灌注的方法,制备脑衰老与脑低灌注两种关键因素联合作用的痴呆大鼠[11]。并进一步通过大鼠的学习记忆和空间记忆等行为学改变[12],以及脑海马组织病理学改变进行模型验证与评价,以期为老年期痴呆的发病机制及药物作用评价研究提供动物模型。

1 材料与方法

1.1 设备、材料与试剂

Morris水迷宫实验仪及Ethovision 3.0分析软件(荷兰);DM2500生物显微镜(德国徕卡);D-半乳糖(D-galactose),购自美国Sigmal试剂公司;手术剪、止血钳、眼科弯镊、缝针及0~3号缝线。

1.2 实验动物与分组

1.2.1 实验动物 Wistar大鼠,雄性,体重190~210 g,购自上海思莱克实验动物有限责任公司,饲养于浙江省中医药研究院实验动物中心,动物使用许可证号:SYXK(浙)2009-0122。

1.2.1 分组 实验大鼠40只,随机分为5组,每组8只。A组:分期双侧颈总动脉永久结扎后D-半乳糖注射组(2VO + Gal组);B组:半乳糖注射后分期双侧颈总动脉永久结扎组(Gal + 2VO组);C组:单次双侧颈总动脉永久结扎组(2VO组);D组:半乳糖注射组(Gal组);E组:正常对照组。

1.3 手术操作

A组:术前8~12 h禁食不禁饮水,10%水合氯醛以350 mg/kg剂量腹腔注射麻醉,仰卧位固定于保温手术台上,颈部皮肤备皮消毒后行颈侧向切口,用0号丝线永久结扎左侧颈总动脉,缝合皮肤。复苏后正常饲养,观察手术创口愈合情况,1周后行右侧颈总动脉结扎术。术后第8天开始腹腔注射D-半乳糖,剂量60 mg/kg,每天1次,连续注射42 d。

B组:先腹腔注射D-半乳糖42 d,第41、48天分期行双侧颈总动脉永久结扎术,其余处理同A组。

C组:仅一次性双侧颈总动脉永久结扎,不注射半乳糖,其余处理同A组。

D组:仅腹腔注射D-半乳糖42 d,不行颈总动脉接扎术,其余处理同A组。

E组:不给予任何手术或药物处理,与前4组大鼠同等条件饲养。

1.4 行为学实验

实验系统主要由圆形不锈钢水池(直径和深度分别为1.50 m和0.45 m)及图像自动采集、处理系统组成。池内加水至水位高度为0.38 m,水中加碳素墨水使之浑浊,水温(22±2)℃。水面以原点为中心均等划分为L、P、R、O四个象限区,在P区中央放置一圆形有机玻璃平台(直径12 cm,高度0.36 m)。从与平台相对的象限区(即O象限),自距水面20 cm高度处以面向池壁方式抛投大鼠入水,到达平台顶部后在平台上休息30 s后重复操作,记录其自入水至登上平台所需的时间(即逃避潜伏期)、游泳路径与游泳距离。如果大鼠180 s内未到达平台,则由实验者引导其至平台,此时潜伏期为最高值(180 s)。实验共进行7 d,前5天进行同样的定位航行训练,每天1次;第6天将实验入水点改为相邻的左侧象限 (L象限)区,同法操作并记录数据;第7天行空间探索实验,即撤去平台,并将大鼠入水点恢复为O象限,观察大鼠入水后60 s内的游泳情况并记录路径。A、D组于腹腔注射D-半乳糖后42 d,B、C组大鼠于双侧颈总动脉永久结扎术后1周,与E组大鼠同时进行行为学实验。

记录大鼠在水池各象限区的游泳距离与时间,并分别计算其占游泳总距离与总时间的百分比,以此作为大鼠学习记忆成绩的评价指标。

1.5 脑海马病理组织学观察

1.5.1 病理切片制片及染色 行为学实验结束后,将每组大鼠断头处死,在冰盘上小心迅速取出完整脑组织,剥离出双侧海马组织,用5%甲醛固定24 h,经系列梯度酒精脱水,石蜡包埋后切片,并采用苏木素-伊红HE染色[13],于电镜下观察海马的病理变化。

1.5.2 脑海马病理组织学改变判断方法 脑缺血所致的脑神经细胞损伤与死亡,受损细胞类型与脑缺血的诱因、程度以及持续时间直接相关。由大脑中动脉(MCA)梗塞引起的脑缺血时,缺血中心区域的损伤表现以神经元细胞(如纹状体、皮层神经元、海马)坏死为主,表现为核固缩、破裂,细胞分界线消失。缺血梗死灶边缘区域则以神经元细胞凋亡为主,表现为细胞体积变小、胞浆皱缩、胞核固缩等[15]。

1.6 统计学方法

采用统计软件SPSS 18.0对实验数据进行分析,计量资料数据以均数±标准差(x±s)表示,采用t检验。计数资料以率表示,采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 动物外观及行为活动

A、B及D组大鼠在半乳糖注射过程中,均逐渐出现行为异常,如活动减少、动作迟缓、精神不振等。A、B、C组大鼠颈总动脉永久结扎后,C组大鼠死亡2只,补充2只。C组术后有1只出现眼睑下垂,术后第1天时大鼠自发活动均有所减少,但术后2 d后,除C组外的其余各组基本恢复至术前状态,C组4 d后恢复术前状态,各组饮水、摄食均未见明显异常。

2.2 行为学分析结果

行为学分析结果见表1、2。由表1可知,C、E组间差异无统计学意义(P > 0.05),而A、B及D组时间比与距离比均较C、E组减小,差异有高度统计学意义(P < 0.01)。但A组与B、D组相比,差异无统计学意义(P > 0.05)。表2显示A、B、D组大鼠在P象限的游泳时间显著少于正常对照组。

表1 空间探索实验中各组大鼠原平台象限游泳时间比与距离比分析(x±s)

注:与E组比较,*P < 0.01;与C组比较,#P < 0.01

2.3 脑海马病理组织学改变

各组脑海马病理组织学改变见图1。E组大鼠海马CA1区树突呈条索状分布,锥体细胞3~4层,排列紧密、整齐;胞体完整,界线清晰,无变性坏死,胞核大而圆。A、B组大鼠海马CA1区树突明显破坏,几乎呈阴性染色,锥体细胞减少,细胞1~2层,排列松散,界限不清;可见变性坏死细胞,核固缩、破碎,呈深蓝色,胞浆浓缩;C、D组海马细胞丢失,排列紊乱,周围结缔组织增生情况较模型组明显减少。

3 讨论

以双侧颈总动脉同时永久结扎的方法制备的痴呆大鼠模型,由于短时间脑内供血骤降,易导致较高的动物死亡率。本文采用间隔1周,分期手术的方式结扎双侧颈总动脉,在手术间隔期,椎动脉缓慢代偿性供血,逐渐形成前脑供血不足的病理状态,其过程及表现与临床慢性脑缺血更为接近[16],且大鼠死亡率下降,术后恢复较快。因而采用分期颈总动脉永久结扎方式用于老年期痴呆大鼠的模型制备,具有动物死亡率低,术后运动功能恢复快,病理特征与临床相似等特点。

本研究中的大鼠模型结合了脑衰老与脑低灌注两种关键因素的作用,利用腹腔注射半乳糖促老化,使大鼠体内产生大量超氧阴离子自由基,对脑组织产生过氧化损害;同时由于细胞内存积D-半乳糖后干预了细胞内物质代谢,细胞代谢功能下降,导致鼠快速衰老[17];永久结扎双侧颈总动脉则导致脑内低灌流,细胞代谢能力进一步下降。两种因素共同作用,使模型大鼠呈现明显的学习、记忆能力减退特征,具备了老年期痴呆的临床表现。且该造模过程较符合老年期痴呆临床患者的病理历程,因而适用于研究痴呆患者脑组织的形态及病理、生理变化,能够为老年期痴呆的基础研究及药效评价提供有益参考。

此外,术后7 d,A组大鼠的原平台象限游泳距离比、时间比等各项指标与B、D组比较,差异均无统计学意义,提示低灌注联合半乳糖诱导记忆功能损伤无长期效应,此种现象可能与机体自身代偿有关。据此推断本模型仍属急性-亚急性范畴,提示下一步工作应致力于更具实用性的亚急性-慢性模型研究工作。

[参考文献]

[1] Iadecola C. The overlap between neurodegenerative and vascular factors in the pathogenesis of dementia [J]. Acta Neuropathol,2010,120(3):287-296.

[2] Craft S. The role of metabolic disorders in Alzheimer disease and vascular dementia: two roads converged [J]. Arch Neurol,2009,66(3):300-305.

[3] Kume K,Hanyu H,Sato T,et al. Vascular risk factors are associated with faster decline of Alzheimer disease,a longitudinal SPECT study [J]. J Neurol,2011,258(7):1295-1303.

[4] Bennett S,Grant MM,Aldred S. Oxidative stress in vascular dementia and Alzheimer's disease: a common pathology [J]. J Alzheimers Dis,2009,17(2):245-257.

[5] Livner A,Laukka EJ,Karlsson S,et al. Prospective and retrospective memory in Alzheimer′s disease and vascular dementia: similar patterns of impairment [J]. J Neurol Sci,2009,283(1-2):235-239.

[6] 王绪平,呙登俊,陈宇,等.Morris水迷宫实验评价血管性痴呆大鼠模型的学习记忆能力[J].中华中医药学刊,2013,(1):99-100.

[7] Anthony H,Vagnucci JR,William WL. Alzheimer′s disease and angiogenesis [J]. Lancet,2003,361:605-608.

[8] Stuart B,Melissa MG, Sarah A. Oxidative Stress in Vascular Dementia and Alzheimer's Disease:A Common Pathology [J]. Journal of Alzheimer's Disease,2009,17:245-257.

[9] Torre JC. Cerebral perfusion capillary degeneration and development of Alzheimer′s disease [J]. Alzheimer Dis Asso Disord,2000,14:72-81.

[10] Torre JC. Vascular basis of Alzheimer′s pathogenesis [J]. Ann N Y Acad Sci,2002,977:196-215.

[11] 陈春富,郎森阳,左萍萍,等.D-半乳糖致衰老大鼠脑海马外周型苯二氮革受体改变及其与认知行为的相关研究[J].中华医学杂志,2006,86(2):1470-1472.

[12] 张萌,廉洁.复方地黄对老年性痴呆大鼠的行为学及脑内SOD、MAO的活性影响的实验研究[J].中国医药导报,2011,8(7):50-52.

[13] 吕俊耀,于晓军,刘卯阳.常规组织切片染色制作中常见问题及解决方法[J].法医学杂志,2008,24(1):51-53.

[14] Luea S, Seott A, Jose PT,et al. BAX and BAK Regulation of EndoPlasmic Reticulum Ca2+: A Control Point for Apoptosis [J]. Science,2003,300(5616):135-139.

[15] 马明,赵晴,王宇,等.大鼠颈总动脉分次结扎建立血管性痴呆模型评价[J].中国老年学杂志,2012,32(1):72-74.