反复心理应激对大鼠儿茶酚胺和酪氨酸代谢的影响

摘要　采用CommunicationBox大鼠模型研究了反复心理应激对大鼠儿茶酚胺(CA)和酪氨酸(Tyr)代谢的影响,及补充Tyr的作用。实验发现:反复心理应激使心理应激组(S组)和心理应激补充Tyr组(ST组)第1、3、7d24h尿CA排出量高于对照组(C组)(P<0.05);而第14dST组血浆和脑匀浆Tyr含量分别高于S组和C组(P<0.01)。反复心理应激7d时,S组大鼠旷场试验得分低于C组(P<0.05),产生行为缺陷,而补充Tyr使ST组大鼠旷场试验得分降低有所减轻。

关键词:大鼠心理应激酪氨酸儿茶酚胺行为

应激是机体对应激源的非特异性应答,可引起一系列的全身反应。长期心理应激对身体造成的危害已越来越受到重视。富含去甲肾上腺素(NE)前体Tyr的饲料能预防尾部受电击大鼠特定脑区NE的耗竭,改善应激动物的行为缺陷。本实验采用旁观电击大鼠模型(CommunicationBox)研究反复心理应激对大鼠儿茶酚胺(CA)和酪氨酸(Tyr)代谢的影响以及补充Tyr的作用。
1　材料与方法
1.1　动物　雄性SD大鼠(体重37616±1411g)饲养于代谢笼内,保持大鼠自由饮食,适应一周。大鼠按体重随机分3组:心理应激组(S组)、心理应激+Tyr组(ST)、对照组(C组),每组各10只大鼠。ST组从应激暴露前一天(0d)开始饲以高Tyr饲料。
1.2　大鼠心理应激模型　用CommunicationBox大鼠模型研究大鼠的心理应激。被电击的大鼠(电击电流为1～2mA,周期100S,间歇90S)惊叫、惊跳;实验大鼠不受电击,而是旁观其它大鼠遭受电击的过程,通过视觉、听觉等而产生心理应激。每次应激在0800～1000分批进行,每批持续30min,隔天1次,连续两周。每次应激实验完毕,C组放入清洗过的旁观电击大鼠装置内30min,以保持实验条件一致。收集大鼠24h尿,测定0、1、3、7、13d大鼠24h尿CA排出量,在同日1300～1500用摄像记录测定大鼠行为。实验完毕,在14d0800称大鼠体重,快速断头法处死大鼠,取血浆和脑(立即速冻于液氮中)测定Tyr含量。
1.3　饲料、血浆和脑酪氨酸测定　采用荧光法测定饲料、血浆和脑匀浆中酪氨酸。
1.4　尿儿茶酚胺排出量测定　大鼠24h尿CA采用荧光法测定。
1.5　动物行为测定(旷场试验视频分析系统由上海欣软信息科技有限公司提供)　旷场试验装置内壁灰色,高度40cm,内径1m*1m,用SuperMaze软件将底面平分25个小方格,方格正上方1.5m高处架设摄像机。测定时大鼠置于旷场试验装置底面中心,以3min内大鼠所越过格子数目为水平得分,后肢站立次数为垂直得分,两者总和为旷场试验总得分。

2　结果
2.1　饲料酪氨酸含量　普通饲料Tyr含量为1.1%,高Tyr饲料Tyr含量为3.81%。
2.2　血浆和脑酪氨酸含量(表1)ST组大鼠血浆和脑Tyr含量均高于S组和C,相差非常显著(P<0.01)。

2.3 24h尿儿茶酚胺排出量(表2)　反复心理应激第1、3、7d,S组和ST组的24h尿CA排出量高于C组,相差显著(P<0.05)。

2.4　旷场试验得分(表3)　反复心理应激第7d,S组旷场试验得分低于C组,相差显著(P<0.05),其余组间比较差异不显著(P>0.05)。

3　讨论
本实验采用24h尿CA排出量评价大鼠心理应激状况。从1d进行心理应激暴露开始,1d、3d、7dS组和ST组尿CA排出量均显著高于C组,S组和ST组大鼠产生心理应激。此结果表明:本实验采用的心理应激负荷量(隔日一次,每次30min旁观电击大鼠的心理应激)可以从1d开始使大鼠产生心理应激,并在约一周的时间内维持这种状态,补充Tyr不影响心理应激大鼠24h尿CA排出量。

各种应激损害动物行为,如新颖应激(novelstress)使大鼠旷场试验得分降低。本实验采用大鼠旷场试验得分作为测定大鼠行为的指标,因为旷场试验主要用于测定动物主动行为能力,常用于测定各种应激暴露对大鼠行为的影响。实验发现S组大鼠的旷场试验得分在7d以前没有受到影响。在7d时得分显著低于C组,表明心理应激使大鼠产生了行为缺陷。结合尿CA排出量,S组从1d开始至7d均有心理应激存在,提示心理应激负荷量累积到一定程度才能在行为上表现出来,行为的变化滞后于尿CA排出量的变化。
最近,有人把应激损害动物行为归因于脑CA(尤其NE)耗竭。应激刺激中枢去甲肾上腺素能系统,增强蓝斑去甲肾上腺能神经元放电频率,激活Tyr羟化酶,刺激这些神经元的投射区释放NE,最终导致NE耗竭。如制动应激、冷暴露应激显著降低大鼠下丘脑中NE、多巴胺水平。
制动应激可降低大鼠血浆Tyr水平。应激通过激活下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴,引起血浆糖皮质激素水平增高,经糖皮质激素介导提高肝细胞内酪氨酸转氨酶活性,使更多Tyr在肝内转化分解。从而降低血浆Tyr与中性氨基酸的比例,引起Tyr进入脑内减少,加剧神经元末梢贮池内Tyr的不足。因此,应激时动物脑CA耗竭的同时伴随神经元末梢贮池内Tyr耗竭。
补充NE前体Tyr可能预防应激诱导的NE耗竭,预防或减轻伴随的行为损害。一些实验已证实Tyr对躯体应激动物和人的行为具有保护作用。但Tyr对心理应激动物保护作用的研究未见报道。本实验大鼠进行心理应激暴露时,不存在其它躯体应激,因此应该认为观察到的S组1d至7d24h尿CA排出量持续增加时,脑CA合成、释放和转化也加强;可以推测S组7d时的行为损害和脑内可能存在的因持续性CA释放转化加快,致CA前体(Tyr)耗损、CA水平下降有关。ST组1d至7d24h尿CA排出量也持续增加,但其在7d时的旷场试验得分高于S组,虽然没有达到显著性差异的程度,但此结果提示了补充Tyr对心理应激大鼠旷场试验得分降低有所减轻的趋势。
Chen等采用制动模型研究反复应激大鼠的适应性行为。本实验观察到大鼠在反复心理应激后的应激适应趋势。在13dS组和ST组24h尿CA排出量下降,虽仍高于C组,但无显著性差异。血浆和脑Tyr水平在14dS组和C组相比,无显著差异。这可能是S组应激适应后,Tyr在肝内转化分解速率降低,使血浆Tyr水平不出现下降;及脑CA释放转化减慢、Tyr消耗减少,致脑Tyr水平不再下降。这些结果合理地解释了S组大鼠13d行为的变化,其旷场试验得分增加,与C组相比无显著差异,这种行为的改善与应激适应所致的尿CA排出量下降、血浆和脑Tyr水平不下降相吻合。

来源：上海欣软信息科技有限公司