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冰片對長時連續作業大鼠覺醒能力及認知功能的影響
日期：2025-05-07 00:38
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摘要：
冰片對長時連續作業大鼠覺醒能力及認知功能的影響
摘要 目的: 探討冰片對長時連續作業大鼠覺醒能力和認知功能損害的乾預作用。方法: 首先采取跑台作業方法建立大鼠長時連續作業模型, 將模型大鼠分為跑台冰片組和跑台對照組, 另設未跑台對照組。隨後觀察冰片對長時連續作業大鼠活動- 靜止行為、 覺醒時間以及穿梭箱主動回避反應的影響。 結果: 3 組納入測試的大鼠各為 6 隻。 結果顯示給予 0.4 g /kg 冰片(經胃灌飼)可增加大鼠長時連續作業後的自主活動量(每分鐘活動次數未跑台對照組為 54.1± 5.4, 跑台對照組為 15.5± 8.3, 跑台冰片組為 26.8± 7.8, 3 組之間兩兩比較, P 均<0.05)和覺醒時間(未跑台對照組為 639 min± 46 min, 跑台對照組為 411 min± 36 min,跑台冰片組為 501 min± 52 min, 3 組之間兩兩比較, P 均<0.05) , 同時還可改善長時連續作業大鼠的認知功能(穿梭箱主動回避作為測試反應時間, 未跑台對照組為 5.63 s± 1.01 s, 跑台對照組為 6.85 s± 1.24 s, 跑台冰片組為 6.26 s± 0.96 s, 3 組之間兩兩比較, P 均<0.05)。結論: 冰片可在一定程度上逆轉長時連續作業對大鼠覺醒能力和認知功能的損害作用。
關鍵詞 冰片;大鼠長時連續作業;覺醒能力;認知功能
長時連續作業對覺醒能力和認知功能有顯著的損害作用。當前，這一問題的研究已逐漸引起
國內外的廣泛重視 [ 1,2]。迄今已研發和篩選出多種抗疲勞**及神經興奮劑，包括咖啡茵、可可堿、***（****）和****等。儘管這些**早已得到應用，但其成癮性和選擇性差等缺點在很大程度上限製了其廣泛使用。因此，尋找速效、後效應小以及成癮性小、高選擇性的精神興奮劑必然會成為今後研究的重點[ 3,4]。中醫藥作為祖國醫學寶庫，在篩選理想的精神興奮**方麵有著廣闊的前景，例如牛黃、冰片、麝香、石菖蒲以及蘇合香等芳香開竅藥在臨床實踐中已有大量的應用[ 5,6]。冰片（又稱龍腦）為常用芳香開竅中藥之一，係龍腦香科植物龍腦香樹脂的加工品，或樟腦、鬆節油等經化學合成加工製成品。天然冰片主要化學成分為龍腦，尚含有大量龍腦的差向異構體異龍腦。中醫認為冰片味辛苦、微寒、歸心、脾、肺經，有開竅醒神、通諸竅等作用。對冰片的藥效學、藥代動力學及**性等方麵的研究表明，冰片除具有**、**、抗生育以及止痛等作用外，還可以縮短****鈉持續睡眠時間，表現出醒腦和興奮作用[ 7]；而且冰片還能延長小鼠耐缺氧存活時間[ 8]。另外，含有冰片的一些方劑，如安宮牛黃丸和複方丹參片等，已廣泛用於神經內科，對於**昏迷、改善老年性癡呆患者的認知功能有明顯療效[ 9～11]。綜上所述，我們有理由推測，冰片可能具有改善長時連續作業工作狀態，以實現提升覺醒能力和認知功能的作用。為了探明冰片是否具有逆轉或防治長時連續作業不利因素的作用，我們建立了長時連續作業大鼠模型，觀察連續作業結束後給予冰片對大鼠隨後 12 h 覺醒能力和認知功能的影響。
1 材料和方法
1.1 主要試劑和儀器
****，天然冰片，液體石蠟；實驗前取適量冰片結晶體，研缽研細，用液體石蠟配成 8%冰片石蠟油混懸液。分析天平，立體定向儀，多道生理信號采集處理係統，小動物跑台，穿梭箱主動回避行為測試裝置，視頻監視器，視頻捕捉及分析軟件。
1.2 實驗動物及分組
健康成年雄性SPF級SD大鼠，體重( 250±10)g。所有大鼠均在設定的室內環境中至少適應 2周。室內環境：明-暗周期 12 h: 12 h（7: 00 開始給予光照），自然光照，溫度 24~26 ℃。動物自由飲水、攝食。實驗共分為 3 組，各組 6 隻大鼠：①未跑台對照組：不進行跑台作業，置於鼠籠中自由活動，進食、飲水時間及其他處理因素與作業組一致；②跑台冰片組：進行長時連續跑台作業，作業結束後給予 0. 4 g/ kg冰片石蠟油溶液；③跑台石蠟油組：在進行長時連續跑台作業結束後給予與跑台冰片組同體積的石蠟油溶液。
1.3 腦電電極安放及皮層腦電( electrocorticogram,ECOG)記錄具體方法參照以往文獻[ 12]進行。****鈉麻醉（30 m g/ kg，腹腔注射）後，大鼠頭部固定於立體定向儀框架上。將銅質螺絲釘分彆通過顱骨埋入額葉和頂葉皮層，以接觸到硬腦膜為度，用於記錄皮層腦電活動。腦電極以牙科水泥固定於顱骨上。手術結束後，動物在上述室內環境中恢複 2 周。采用 R M 6240 多道生理信號采集處理係統進行腦電記錄。
1.4 長時連續作業方法
長時連續作業在小動物跑台上進行，采用我們已建立的（18+6 h）×2 作業模式[ 12]。作業過程包括 20 m i n 作業 +20 m i n 作業暫停，作業和作業暫停視為 1 個周期。跑台參數設定：作業時坡度0°，速度 15 m / m i n；作業暫停時坡度 0°，速度 7m / m i n。作業暫停過程中，跑台速度較為緩慢，由於跑道長約 1 m ，則動物每次*多可有 9 s的運動暫停時間，此時運動因素影響作用降到*低，而隻是達到睡眠剝奪的目的，因此我們把此過程稱為作業暫停。整個過程連續給予電刺激，刺激強度20 V，頻率 60 H z，一旦動物進入電刺激區則會受到電擊，迫使其繼續運動。每 4 個周期後將動物置於籠中給予自由活動，自由攝食、飲水 15m i n。作業前所有動物均未進行過跑台適應訓練。本實驗采用連續 48 h（兩個晝夜周期）作業模式，每個晝夜周期包括作業階段和休息階段兩個部分。（1）跑台作業階段： 第 1 天19: 00至第 2 天13: 00，進行跑台作業訓練；（2）休息階段：第 2 天13: 00～ 19: 00，大鼠在鼠籠中自由活動，自由攝食、飲水。
1.5 給**法
參照文獻劑量[ 9]， 冰片所用劑量為 0. 4 g /kg，通過自製的灌胃管給藥。給藥均在跑台作業結束（13: 00） 後 5. 5 h （18: 30）進行，在 30 m i n內完成。
1.6 覺醒能力及認知功能評價
通過 3 項指標來評價動物的覺醒能力和認知功能，即大鼠覺醒期間（19: 00～ 7: 00）的行為狀態分布模式、覺醒時間以及穿梭箱主動回避行為測試。
1.7 數據分析與統計
計量資料以 x± s 表示，采用 SPSS10. 0 軟件進行單因素方差分析（A N O V A） 。
2 結果
2.1 冰片對長時連續作業大鼠活動- 靜止行為活動分布的影響本實驗通過視頻監視器對大鼠自主活動進行連續觀察和記錄，記錄結果通過視頻分析係統（R M V I D EO）進行分析，該係統把大鼠自主活動簡化為活動和靜止兩種狀態，自主活動量以平均每分鐘的活動次數計算。結果如表 1 所示，未跑台對照組在整個夜間（19: 00- 7: 00）主要處於活動狀態；跑台冰片組活動明顯多於跑台石蠟油組（P<0. 05） ，但仍比未跑台對照組少（P <0. 01）2.2 冰片對長時連續作業大鼠覺醒時間的影響動物的睡眠、覺醒狀態主要通過 EC O G 進行判斷： δ波（0. 25～ 4 H z）通常可作為慢波睡眠的判定指標[13]。覺醒時間測試結果：未跑台對照組為（639± 46）m i n，跑台石蠟油組為（411± 36）m i n，跑台冰片組為（501± 52）m i n；3 組間兩兩比較，差異均有統計學意義（P < 0. 05） 。
2.3 冰片對長時連續作業大鼠穿梭箱主動回避反應的影響給藥後 3 組大鼠分彆進行穿梭箱主動回避行為測試，測試均在 21: 00 進行。各組大鼠反應時間：未跑台對照組為（5. 63 ± 1. 01）s， 跑台石蠟組為（6. 85 ±1. 24）s，跑台冰片組為（6. 26 ±0. 96）s；3 組之間兩兩比較，差異均有統計學意義 （P <0. 05） 。
3 討論
長時連續作業對機體各個係統以及各種正常功能產生複雜影響，主要表現為覺醒能力的下降（即覺醒**，ar ousaldef i ci t）和認知功能的受損[13～ 16]，即工作狀態受損。因此，目前對長時連續作業不利影響防護措施的研究主要是集中於探索改善覺醒狀態與恢複認知功能。大量文獻已經表明，目前作業過程中作業能力下降的防治措施主要包括兩方麵：非**乾預和**乾預[2～5]。中醫認為芳香開竅藥（如牛黃、冰片、麝香、石菖蒲以及蘇合香等）具有通關開竅、啟閉醒神的作用，用於**閉證。現代醫學研究表明，某些芳香開竅藥具有興奮神經係統，改善工作狀態以及減少睡眠等作用[6～11]。例如，小劑量麝香可縮短異****鈉誘導的睡眠時間；麝香水劑給清醒兔靜脈注射，首先引起大腦皮層興奮，表現為腦電去同步化，隨後腦電出現高壓複合波群，但行為上一直保持警惕狀態，毫無困倦和睡眠傾向，並未出現痙攣、抽搐[17, 18]。又如，安宮牛黃丸可以廣泛促進 c- f os基因在腦乾、丘腦以及皮層相關覺醒腦區的表達，提示該藥可能通過激活這些腦區從而達到促進清醒的作用[19]。文獻中對單味冰片的醒腦和興奮作用已有報道[9]。在此基礎上，我們觀察了冰片對長時連續作業大鼠覺醒能力及認知功能的影響。實驗中，我們首先通過跑台作業方式建立連續作業大鼠模型，在作業過程結束後灌胃給予適量冰片，結果顯示，冰片在一定程度上可以恢複長時連續作業大鼠的活動能力，增加覺醒時間，同時對認知功能也有改善作用。需要說明的是，本實驗中的冰片給藥劑量（0. 4 g/ kg）依據了既往報道[9]，該文獻中所用實驗動物為小鼠，而本實驗中采用的是大鼠，但二者的結論是一致的，即冰片在該劑量下具有明顯的促覺醒效應。另一方麵，有文獻證實，冰片可以改變下丘腦去甲腎上腺素、多巴胺、組胺以及 5- 羥色胺的含量[20]，而下丘腦的這些遞質又與機體覺醒狀態的發生和維持密切相關，因此我們推測，冰片對長時連續作業大鼠覺醒能力和認知功能的影響可能涉及上述遞質水平的變化。這一推測是否成立還需要實驗證明。儘管我們的研究初步揭示了冰片對長時連續作業的不利影響可起到一定的乾預作用，但其作用機理以及冰片的藥代動力學、藥效學和副反應等問題還需要更多的實驗探明。此外，其他芳香開竅藥是否同樣可以對長時連續作業所引起的不利影響產生乾預作用，亦有待進一步研究。
