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甲基苯丙胺(methamphetamine,MA)又称去氧麻黄碱,其盐酸盐为无色透明晶体,俗称冰毒。MA具有中枢兴奋、食欲抑制、药物依赖,致幻等多种药理、毒理学作用,属于苯丙胺类兴奋剂(amphetamines,ATS)。此药首先由日本化学家合成,起初作为减肥药,抗疲劳药应用于临床。二战期间曾将此药用于士兵以降低疲劳,提高战斗力。战后大量流入民间而滥用。之后北美一些地下工厂开始大量合成MA,加剧了药物的滥用。后来发现其毒副作用大,对机体尤其是对大脑中枢神经系统造成严重损伤,因而成为联合国精神管制药物。但因其原料易获得、工艺简单、价格便宜、起效快、成瘾性强等特点,近年来苯丙胺类药物的滥用又死灰复燃。其增长势头迅猛,已超过海洛因、可卡因等传统非法精神活性药物,呈全球蔓延之势,成为21世纪的主要毒品。UNODC(联合国毒品和犯罪问题办事处)对全球各个国家和地区调查显示,在全球有3000多万人滥用ATS,滥用人群更趋低龄化、女性化。我国非法使用ATS的问题也日益严重,临床上因ATS的滥用而导致各种生理、心理及精神障碍者屡见报道。此药滥用不仅给个人生理及心理带来极大痛苦,而且给家庭及社会带来沉重负担。
MA引起的损伤是一个复杂的多途径,多机制参与的过程。目前认为其损伤机制主要有:氧化应激损伤、体温平衡失调、离子稳态破坏及细胞凋亡等。由于其具体机制还不清楚,故目前尚缺乏有效的防治手段。动物实验表明甲基苯丙胺对多个脑区的多巴胺能及5-羟色胺能神经元有明显的神经毒性。我们课题组前期研究发现,MA短期应用可引起大鼠的刻板行为明显改变;体温升高,纹状体神经元内多巴胺及其产物显著降低,并且在海马、额叶皮质及纹状体等脑区发现多个差异蛋白。急性中毒动物模型操作简单、症状明显、结果一致性强,在国内外研究中得到广泛应用。但有调查发现70%的吸毒者每月吸食超过20次,滥用时间一个月到几个月甚至几年不等即多为长期应用。慢性中毒比急性中毒更常见。有学者认为这两种模型在神经化学、神经病理及行为等方面会有明显差别。目前国内尚未见有关此药慢性中毒研究的相关报道。因此建立并研究慢性MA中毒模型的损伤及损伤机制将对MA滥用的防治具有重要的现实意义。
目的:
尝试建立慢性MA中毒动物模型;运用行为学、病理学、神经化学等多方位,全面了解MA长期应用对机体的毒性损伤。重点探讨其对大鼠脑纹状体区的毒性损伤及损伤机制并根据研究结果选一有重要意义的点做进一步探讨。
方法:
1、慢性MA中毒模型的建立及其对机体基本毒性的观察。
Wistar大鼠30只,随机分为对照组和实验组。实验组从小剂量6mg/kg开始注射MA,每日早8:00点、晚6:00点各腹腔注射一次,逐渐加量。连续注射5天,停用2天,即7天为一周期,共4个周期,制成慢性中毒动物模型。对照组注射等量生理盐水,余处理同实验组。期间每次用药20min后观察大鼠的行为变化并进行评分;每次加药前后监测其体温,测量其进食及饮水量;每周一、周五上午称量大鼠体重。实验结束后继续观察一周,然后用10%的水合氯醛(3ml/kg)腹腔注射麻醉,断头处死。其主要脏器通过HE染色观察有无组织病理学改变。
2、慢性MA中毒对脑纹状体区的损伤。
Gless银染观察脑纹状体区神经元及其轴索的病理学改变;高效液相色谱(HPLC)检测脑纹状体区多巴胺(dopamine,DA)及其代谢产物3、4二羟苯乙酸(DOPAC)的含量;TUNNEL法观察脑纹状体区神经元的凋亡情况。
3、MA引起神经元凋亡机制的探讨。
免疫组织化学法及比色法分别检测两组大鼠纹状体神经元胞浆内钙结合蛋白(calretinin,CR)及一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)的含量;免疫印迹及ELISA法分别检测纹状体神经元胞浆内C-Jun及Caspase-3蛋白的含量。
结果:
1、大鼠注射MA后行为明显增多,主要为:直立探索、攀爬、鼻嗅等动作,行为学评分与对照组相比有显著性差异(P<0.001);体温高于对照组,但均在正常体温范围内;应用MA后进食量明显减少,体重显著下降(P<0.001);饮水量明显增多(P=0.002);大鼠纹状体区脑组织水肿,胶质细胞增多;肝细胞水肿、脂肪变;肺间质充血;心肌组织内见少量炎细胞浸润。
2、脑纹状体区神经轴索节段性增粗、扭曲致轴索间隙增宽或变窄;纹状体区DA及其代谢产物DOPAC含量明显下降(P<0.001);神经元凋亡数量显著增多。
3、纹状体区神经元内CR含量明显增多(P<0.001);NOS活性显著增高(P<0.001);神经元胞浆内C-jun及Caspase-3蛋白的含量明显增多(P<0.001)。
结论:
1.MA长期应用对大鼠有明显的毒性损伤:可引起食欲抑制,刻板行为增多,体重下降。此外,MA对大鼠各主要脏器亦有一定的毒性损伤。
2.MA长期应用可引起脑纹状体区神经元大量凋亡,神经轴索及轴索间隙异常改变,神经元内DA及其代谢产物DOPAC含量大量减少。说明MA对纹状体区神经元的结构及功能均有重要影响。
3.慢性MA中毒可导致纹状体神经元内CR增多、NOS活性增强、C-jun及Caspase-3蛋白含量升高,以上蛋白组成的信号通路可能是神经元凋亡的重要机制之一。