立体定向毁损杏仁核对大鼠脑内单胺递质影响的实验研究
【摘要】 目的 探讨立体定向毁损正常大鼠杏仁核对相关脑区单胺递质含量的影响。方法 将75只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为对照组、假手术组和手术组，每组25只。测定立体定向毁损正常大鼠杏仁核后额叶、间脑和脑干多巴胺(DA)、五羟色胺(5-HT)和去甲肾上腺素(NE)含量的变化。DA、5-HT测定采用荧光分光光度法;NE测定采用放射免疫法。结果 (1)毁损后大鼠额叶、间脑和脑干DA显著降低于对照组(P均<0.01);NE显著降低于对照组(P分别<0.05，0.01和0.01)。(2)毁损后大鼠额叶、间脑和脑干5-HT均显著高于对照组(P分别<0.05，0.05和0.01)。结论 立体定向毁损正常大鼠杏仁核后能使相关脑区单胺递质含量发生改变。
关键词 立体定向 杏仁核 单胺递质 大鼠
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2003)13-1921-03
The effect of amygdala lesion on the monoamine
, 百拇医药
transmitters in rat brain
Li Shuande，Ma Wentao，Yang Laiqi，et al.
Treatment Center of Psychosurgery PLA，the3rd Hospital of PLA，Baoji721004.
【Abstract】 Objective To explore the effect of amygdala lesion on the monoamine transmitter in normal rat brain.Methods Seventy-five male Sprague-Dawley rats were randomly divided into stress group and control group，twenty-five rats in each group.The dopamine，serotonin and norepinephrine were detected in the frontal lobe，diencephalon and brain stem of the normal rat after amygdala lesion.Results (1)The contents of dopamine in the frontal lobe，diencephalon and brainstem were signifcantly lower thanin control group(P<0.01，all);The contents of norepinephrine in the frontal lobe，diencephalon and brain stem were signifcantly lower thanin control group(P<0.05，0.01and0.01，respectively).(2)The contents of serotonin in the frontal lobe，diencephalon and brain stem were signifcantly higher thanin control group(P<0.05，0.05and0.01，respectively).Conclusion The contents of monoamine transmitters were changed after amygdala lesion.
, 百拇医药
Key words stereotactic technique amygdala lesion monoamine transmitter rat
脑内与情绪最相关的部分是大脑的边缘系统，所以目前大多数精神外科手术都选择破坏边缘结构，其中杏仁核群是其中的重要环节之一。杏仁核群是边缘系统中的一个重要结构，被认为是动机产生的关键部位，主要分为外侧核群、内侧核群和中央核群，与脑内其它结构有广泛联系，其中外侧核群经腹侧通路与额叶、腹侧纹状体、丘脑、脑干诸核团和海马构成往返纤维联系，较内侧核群投射广泛;毁损杏仁核后，动物表现为温和平静，缺乏主动的“意愿”和行为;切除杏仁核后精神病患者变得安静而缺乏激情 [1，2] ，但具体机制不明。我们通过测定立体定向毁损杏仁核外侧核群后相关脑区单胺递质的改变，探讨其可能的机制，为临床提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物 雄性Sprague-Dawley大鼠75只，体重200～250g(由第四军医大学实验动物研究中心提供)，随机分为对照组、假手术组和手术组，每组各25只。实验前室内分笼饲养1周，自由进食、水，自然节律光照。
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1.2 实验方法
1.2.1 手术步骤 将拟手术大鼠以2%戊巴比妥钠腹腔麻 醉后固定于动物立体定位仪上(SN-3动物立体定位仪购自NARISHIGE公司;SEN-7103射频毁损仪购自NIHONKOˉHDEN公司;毁损微电极，尖端直径0.25mm，尖端裸露0.5mm购自FHC公司)，将齿杆调整至耳杆下3.3mm，无菌条件下切开皮肤，分离颅骨表面组织，牙科钻钻开颅骨，将射频电极插入到相应核团，用射频毁损仪(NIHONKOHDEN SEN-7130)进行直流毁损，毁损电流1mA。核团坐标参照标准大鼠图谱(Brain Maps:Structure of the Rat Brain)[3] ，杏仁核前囟前2.6mm，中线旁开5.0mm，深距颅骨表面8.5mm，通电时间30s。假手术组只做皮肤切开，分离暴露颅骨。术后以骨蜡填补缺损颅骨，缝合皮肤后，正常笼养。
1.2.2 标本采集和处理 手术组大鼠于术后7日，正常对照组与手术组同一日，每日上午9:00～10:00，在清醒状态下断头取脑，并立即在低温环境下分离额叶皮质、间脑和脑干，称重后超声波细胞粉碎仪粉碎制备匀浆，液氮中保存。
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1.2.3 标本检测 多巴胺(DA)和五羟色胺(5-HT)测定采用荧光分光光度法(DA、5-HT标准品购自美国SIGMA公司)。去甲肾上腺素(NE)测定采用放射免疫法检测(NE放免试剂盒购自北京北方所，FJ2008S全自动γ计数器购自西安二六二厂)。
1.3 统计学方法 实验结果用SPSS10.0统计软件分析，数据用均数±标准差(ˉx±s)表示。均数间的比较采用独立样本t检验。
2 结果
2.1 大鼠杏仁核毁损后额叶单胺递质含量的改变 见表1。从表1可见，与对照组比较，手术组大鼠额叶DA和NE均显著降低(t分别为5.05和2.58，P分别<0.01和0.05);手术组大鼠额叶5-HT显著升高(t=2.57，P<0.05)。与假手术组比较，手术组大鼠额叶DA和NE均显著降低(t分别为3.53和2.36，P分别<0.01和<0.05);5-HT显著升高(t=2.28，P<0.05)。对照组和假手术组相关脑区各递质之间差异无显著性。
, 百拇医药
表1 大鼠杏仁核毁损后额叶单胺递质含量的改变 (ˉx±s)
注:经t检验，手术组与对照组比较， ˇ P<0.05， ˇˇ P<0.01;手术组与假手术组比较， △ P<0.05，△△ P<0.01
2.2 大鼠杏仁核毁损后间脑单胺递质含量的改变 见表2。从表2可见，与对照组比较，手术组大鼠间脑DA和NE均显著降低(t分别为3.23和4.02，P均<0.01);手术组大鼠间脑5-HT显著升高(t=2.56，P<0.05)。与假手术组比较，手术组大鼠间脑DA和NE均显著降低(t分别为2.92和3.78，P均<0.01);5-HT显著升高(t=2.82，P<0.01)。对照组和假手术组相关脑区各递质之间差异无显著性。
表2 大鼠杏仁核毁损后间脑单胺递质含量的改变 (ˉx±s)
注:经t检验，手术组与对照组比较， ˇ P<0.05， ˇˇ P<0.01;手术组与假手术组比较， △ P<0.05， △△ P<0.01
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2.3 大鼠杏仁核毁损后脑干单胺递质含量的改变 见表3。从表3可见，与对照组比较，手术组大鼠脑干DA和NE均显著降低(t分别为2.80和3.33，P均<0.01);手术组大鼠脑干5-HT显著升高(t=3.82，P<0.01)。与假手术组比较，手术组大鼠脑干DA和NE均显著降低(t分别为2.48和3.58，P分别<0.05和0.01);5-HT显著升高(t=4.31，P<0.01)。对照组和假手术组相关脑区各递质之间差异无显著性。
表3 大鼠杏仁核毁损后脑干单胺递质含量的改变(ˉx±s) 注:经t检验，手术组与对照组比较， ˇ P<0.05， ˇˇ P<0.01;手术组与假手术组比较， △ P<0.05， △△ P<0.01
3 讨论
边缘皮质结构、间脑及中脑之间依赖穹隆、前脑内侧束、终纹、乳头束、背侧纵束及髓纹等联系形成一个“边缘系统-中脑功能环路” [4] 。本研究结果显示，毁损正常大鼠杏仁核外侧核后大鼠额叶、间脑和脑干DA和NE显著降低，同时5-HT显著升高，提示杏仁复合体部分功能的丧失，可能通过“边缘系统-中脑功能环路”引起边缘系统内相关脑区单胺递质含量的改变。
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多巴胺(DA)能神经元胞体主要位于中脑和间脑，中枢DA与边缘系统密切相关的神经元通路是中脑边缘皮质系统，主要分布于隔区、伏核、额前皮质、梨形皮质、杏仁复合体以及脑干，包括蓝斑、臂旁核和中缝背核等 [5] 。杏仁复合体的部分毁损，可能使“边缘系统-中脑功能环路”的各种信息传递减少，其中DA能神经冲动传递减少，使额叶及间脑DA释放减少，导致DA含量减少。脑干的DA能神经元胞体可能由于功能区的减少，通过DA自身受体的负反馈作用，最终导致脑干DA含量的降低。
五羟色胺(5-HT)能神经元胞体主要位于中缝核群，中枢5-HT与边缘系统密切相关的神经元通路是上行性的5-HT腹束，主要分布于中脑腹侧被盖区、黑质、扣带束、额叶、下丘脑、隔区、伏核、杏仁复合体等 [5] 。杏仁复合体的部分毁损后，5-HT也可能存在上述类似于DA机制，导致各部位5-HT含量的降低。但事实上，5-HT含量是升高的，可能除了上述的可能机制外，还由于5-HT 1A 受体具有升高DA的功能 [6] ，但如上述，由于DA的降低，可能导致5-HT 1A 受体的下调。由于5-HT 1A 受体主要分布于5-HT能神经元胞体，具有抑制5-HT合成和释放的功能 [7] ，5-HT 1A 受体的下调导致各相关脑区5-HT合成和释放增多，导致5-HT含量的升高，可能由于这条机制占主要作用，最终导致各部位5-HT含量的升高。
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去甲肾上腺素(NE)能神经元胞体主要位于蓝斑和延髓网状结构中间区，中枢NE与边缘系统密切相关的神经元通路是上行性背侧束和腹侧束，分布于中脑、间脑、端脑以及边缘叶等 [5] 。杏仁复合体的部分毁损后，NE也可能存在上述类似于DA机制，“边缘系统-中脑功能环路”的NE能神经冲动传递减少，使额叶及间脑NE释放减少，导致NE含量减少。并且DA的减少，可导致NE含量的降低，以及上述5-HT 1A 受体的下调都可导致NE释放减少 [7，8] ，这些机制最终导致各部位NE含量的降低。
据此，我们推测，立体定向毁损边缘系统特定部位，可能具有类似于神经拮抗剂或神经激动剂的作用并通过各递质的相互作用，使脑内的各种递质含量达到新的平衡。在以后的研究中，尚需检测各部位受体表达的改变，以进一步明确上述毁损杏仁复合体后边缘系统内相关脑区单胺递质含量改变的机制。
参考文献
, 百拇医药
1 韩济生.神经科学原理.第二版.北京:北京医科大学出版社，1999，1132-1143.
2 李涛，王晓峰，李栓德，等.定向毁损杏仁核不同核群对大鼠行为的影响.立体定向和功能性神经外科杂志，2002，15:198-200.
3 Swanson LW.BrainMaps:Structure of the RatBrain.Published by Elseˉvier science B.V，1998，22-32.
4 Martin JH.The limbic system.In:Martin JH(ed).Neuroanatomy.Vol15.Connecticut:Appleton&lange press，1996，297-302.
5 朱长庚.神经解剖学.北京:人民卫生出版社，2000，263-374.
, http://www.100md.com
6 Ichikawa J，Ishii H，Bonaccorso，et al.5-HT 2A and D 2 receptor blockˉade increases cortical DA release via5-HT 1A receptor activation:a posˉsible mechanism of atypical antipsychotic-induced cortical dopmainerelease.J Neuro Chem，2001，76:1521-1531.
7 Barnes NM，Sharp T.A review of central5-HT receptors and their function.Neuropharmacology，1999，38:1083-1152.
8 王学铭.精神与精神病的生物化学.北京:人民卫生出版社，2002，146-167.
作者单位:721004陕西宝鸡解放军第三医院全军精神外科治疗中心
(编辑秋实), http://www.100md.com
关键词 立体定向 杏仁核 单胺递质 大鼠
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2003)13-1921-03
The effect of amygdala lesion on the monoamine
, 百拇医药
transmitters in rat brain
Li Shuande，Ma Wentao，Yang Laiqi，et al.
Treatment Center of Psychosurgery PLA，the3rd Hospital of PLA，Baoji721004.
【Abstract】 Objective To explore the effect of amygdala lesion on the monoamine transmitter in normal rat brain.Methods Seventy-five male Sprague-Dawley rats were randomly divided into stress group and control group，twenty-five rats in each group.The dopamine，serotonin and norepinephrine were detected in the frontal lobe，diencephalon and brain stem of the normal rat after amygdala lesion.Results (1)The contents of dopamine in the frontal lobe，diencephalon and brainstem were signifcantly lower thanin control group(P<0.01，all);The contents of norepinephrine in the frontal lobe，diencephalon and brain stem were signifcantly lower thanin control group(P<0.05，0.01and0.01，respectively).(2)The contents of serotonin in the frontal lobe，diencephalon and brain stem were signifcantly higher thanin control group(P<0.05，0.05and0.01，respectively).Conclusion The contents of monoamine transmitters were changed after amygdala lesion.
, 百拇医药
Key words stereotactic technique amygdala lesion monoamine transmitter rat
脑内与情绪最相关的部分是大脑的边缘系统，所以目前大多数精神外科手术都选择破坏边缘结构，其中杏仁核群是其中的重要环节之一。杏仁核群是边缘系统中的一个重要结构，被认为是动机产生的关键部位，主要分为外侧核群、内侧核群和中央核群，与脑内其它结构有广泛联系，其中外侧核群经腹侧通路与额叶、腹侧纹状体、丘脑、脑干诸核团和海马构成往返纤维联系，较内侧核群投射广泛;毁损杏仁核后，动物表现为温和平静，缺乏主动的“意愿”和行为;切除杏仁核后精神病患者变得安静而缺乏激情 [1，2] ，但具体机制不明。我们通过测定立体定向毁损杏仁核外侧核群后相关脑区单胺递质的改变，探讨其可能的机制，为临床提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物 雄性Sprague-Dawley大鼠75只，体重200～250g(由第四军医大学实验动物研究中心提供)，随机分为对照组、假手术组和手术组，每组各25只。实验前室内分笼饲养1周，自由进食、水，自然节律光照。
, http://www.100md.com
1.2 实验方法
1.2.1 手术步骤 将拟手术大鼠以2%戊巴比妥钠腹腔麻 醉后固定于动物立体定位仪上(SN-3动物立体定位仪购自NARISHIGE公司;SEN-7103射频毁损仪购自NIHONKOˉHDEN公司;毁损微电极，尖端直径0.25mm，尖端裸露0.5mm购自FHC公司)，将齿杆调整至耳杆下3.3mm，无菌条件下切开皮肤，分离颅骨表面组织，牙科钻钻开颅骨，将射频电极插入到相应核团，用射频毁损仪(NIHONKOHDEN SEN-7130)进行直流毁损，毁损电流1mA。核团坐标参照标准大鼠图谱(Brain Maps:Structure of the Rat Brain)[3] ，杏仁核前囟前2.6mm，中线旁开5.0mm，深距颅骨表面8.5mm，通电时间30s。假手术组只做皮肤切开，分离暴露颅骨。术后以骨蜡填补缺损颅骨，缝合皮肤后，正常笼养。
1.2.2 标本采集和处理 手术组大鼠于术后7日，正常对照组与手术组同一日，每日上午9:00～10:00，在清醒状态下断头取脑，并立即在低温环境下分离额叶皮质、间脑和脑干，称重后超声波细胞粉碎仪粉碎制备匀浆，液氮中保存。
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1.2.3 标本检测 多巴胺(DA)和五羟色胺(5-HT)测定采用荧光分光光度法(DA、5-HT标准品购自美国SIGMA公司)。去甲肾上腺素(NE)测定采用放射免疫法检测(NE放免试剂盒购自北京北方所，FJ2008S全自动γ计数器购自西安二六二厂)。
1.3 统计学方法 实验结果用SPSS10.0统计软件分析，数据用均数±标准差(ˉx±s)表示。均数间的比较采用独立样本t检验。
2 结果
2.1 大鼠杏仁核毁损后额叶单胺递质含量的改变 见表1。从表1可见，与对照组比较，手术组大鼠额叶DA和NE均显著降低(t分别为5.05和2.58，P分别<0.01和0.05);手术组大鼠额叶5-HT显著升高(t=2.57，P<0.05)。与假手术组比较，手术组大鼠额叶DA和NE均显著降低(t分别为3.53和2.36，P分别<0.01和<0.05);5-HT显著升高(t=2.28，P<0.05)。对照组和假手术组相关脑区各递质之间差异无显著性。
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表1 大鼠杏仁核毁损后额叶单胺递质含量的改变 (ˉx±s)
注:经t检验，手术组与对照组比较， ˇ P<0.05， ˇˇ P<0.01;手术组与假手术组比较， △ P<0.05，△△ P<0.01
2.2 大鼠杏仁核毁损后间脑单胺递质含量的改变 见表2。从表2可见，与对照组比较，手术组大鼠间脑DA和NE均显著降低(t分别为3.23和4.02，P均<0.01);手术组大鼠间脑5-HT显著升高(t=2.56，P<0.05)。与假手术组比较，手术组大鼠间脑DA和NE均显著降低(t分别为2.92和3.78，P均<0.01);5-HT显著升高(t=2.82，P<0.01)。对照组和假手术组相关脑区各递质之间差异无显著性。
表2 大鼠杏仁核毁损后间脑单胺递质含量的改变 (ˉx±s)
注:经t检验，手术组与对照组比较， ˇ P<0.05， ˇˇ P<0.01;手术组与假手术组比较， △ P<0.05， △△ P<0.01
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2.3 大鼠杏仁核毁损后脑干单胺递质含量的改变 见表3。从表3可见，与对照组比较，手术组大鼠脑干DA和NE均显著降低(t分别为2.80和3.33，P均<0.01);手术组大鼠脑干5-HT显著升高(t=3.82，P<0.01)。与假手术组比较，手术组大鼠脑干DA和NE均显著降低(t分别为2.48和3.58，P分别<0.05和0.01);5-HT显著升高(t=4.31，P<0.01)。对照组和假手术组相关脑区各递质之间差异无显著性。
表3 大鼠杏仁核毁损后脑干单胺递质含量的改变(ˉx±s) 注:经t检验，手术组与对照组比较， ˇ P<0.05， ˇˇ P<0.01;手术组与假手术组比较， △ P<0.05， △△ P<0.01
3 讨论
边缘皮质结构、间脑及中脑之间依赖穹隆、前脑内侧束、终纹、乳头束、背侧纵束及髓纹等联系形成一个“边缘系统-中脑功能环路” [4] 。本研究结果显示，毁损正常大鼠杏仁核外侧核后大鼠额叶、间脑和脑干DA和NE显著降低，同时5-HT显著升高，提示杏仁复合体部分功能的丧失，可能通过“边缘系统-中脑功能环路”引起边缘系统内相关脑区单胺递质含量的改变。
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多巴胺(DA)能神经元胞体主要位于中脑和间脑，中枢DA与边缘系统密切相关的神经元通路是中脑边缘皮质系统，主要分布于隔区、伏核、额前皮质、梨形皮质、杏仁复合体以及脑干，包括蓝斑、臂旁核和中缝背核等 [5] 。杏仁复合体的部分毁损，可能使“边缘系统-中脑功能环路”的各种信息传递减少，其中DA能神经冲动传递减少，使额叶及间脑DA释放减少，导致DA含量减少。脑干的DA能神经元胞体可能由于功能区的减少，通过DA自身受体的负反馈作用，最终导致脑干DA含量的降低。
五羟色胺(5-HT)能神经元胞体主要位于中缝核群，中枢5-HT与边缘系统密切相关的神经元通路是上行性的5-HT腹束，主要分布于中脑腹侧被盖区、黑质、扣带束、额叶、下丘脑、隔区、伏核、杏仁复合体等 [5] 。杏仁复合体的部分毁损后，5-HT也可能存在上述类似于DA机制，导致各部位5-HT含量的降低。但事实上，5-HT含量是升高的，可能除了上述的可能机制外，还由于5-HT 1A 受体具有升高DA的功能 [6] ，但如上述，由于DA的降低，可能导致5-HT 1A 受体的下调。由于5-HT 1A 受体主要分布于5-HT能神经元胞体，具有抑制5-HT合成和释放的功能 [7] ，5-HT 1A 受体的下调导致各相关脑区5-HT合成和释放增多，导致5-HT含量的升高，可能由于这条机制占主要作用，最终导致各部位5-HT含量的升高。
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去甲肾上腺素(NE)能神经元胞体主要位于蓝斑和延髓网状结构中间区，中枢NE与边缘系统密切相关的神经元通路是上行性背侧束和腹侧束，分布于中脑、间脑、端脑以及边缘叶等 [5] 。杏仁复合体的部分毁损后，NE也可能存在上述类似于DA机制，“边缘系统-中脑功能环路”的NE能神经冲动传递减少，使额叶及间脑NE释放减少，导致NE含量减少。并且DA的减少，可导致NE含量的降低，以及上述5-HT 1A 受体的下调都可导致NE释放减少 [7，8] ，这些机制最终导致各部位NE含量的降低。
据此，我们推测，立体定向毁损边缘系统特定部位，可能具有类似于神经拮抗剂或神经激动剂的作用并通过各递质的相互作用，使脑内的各种递质含量达到新的平衡。在以后的研究中，尚需检测各部位受体表达的改变，以进一步明确上述毁损杏仁复合体后边缘系统内相关脑区单胺递质含量改变的机制。
参考文献
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1 韩济生.神经科学原理.第二版.北京:北京医科大学出版社，1999，1132-1143.
2 李涛，王晓峰，李栓德，等.定向毁损杏仁核不同核群对大鼠行为的影响.立体定向和功能性神经外科杂志，2002，15:198-200.
3 Swanson LW.BrainMaps:Structure of the RatBrain.Published by Elseˉvier science B.V，1998，22-32.
4 Martin JH.The limbic system.In:Martin JH(ed).Neuroanatomy.Vol15.Connecticut:Appleton&lange press，1996，297-302.
5 朱长庚.神经解剖学.北京:人民卫生出版社，2000，263-374.
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6 Ichikawa J，Ishii H，Bonaccorso，et al.5-HT 2A and D 2 receptor blockˉade increases cortical DA release via5-HT 1A receptor activation:a posˉsible mechanism of atypical antipsychotic-induced cortical dopmainerelease.J Neuro Chem，2001，76:1521-1531.
7 Barnes NM，Sharp T.A review of central5-HT receptors and their function.Neuropharmacology，1999，38:1083-1152.
8 王学铭.精神与精神病的生物化学.北京:人民卫生出版社，2002，146-167.
作者单位:721004陕西宝鸡解放军第三医院全军精神外科治疗中心
(编辑秋实), http://www.100md.com