马桑内酯致痫时大鼠大脑皮层和海马诱发电位的特征*
作者：张玉芹 王阿敬 胡谋先 邹飞
单位：同济医科大学实验医学研究中心电生理室，武汉 430030
关键词：马桑内酯；癫痫；海马；诱发电位；皮层脑电图
同济医科大学学报990315 摘要 采用皮层贴敷马桑内酯的方法致痫大鼠。电刺激一侧坐骨神经, 引导对侧皮层感觉运动区和海马CA1-CA2区诱发电位,以了解大鼠致痫状态下皮层和海马诱发电位的特征。结果显示,在皮层脑电图和海马电图出现高频痫样放电期间，皮层诱发电位振幅高达(1.81±0.72) mV,海马诱发电位为(1.83±0.29) mV,但二者变化方向相反。结果提示,皮层和海马诱发电位高振幅变化与脑电图、 海马电图痫样放电的频率相关。
The Features of Evoked Potential of Cortex and Hippocampus during
, http://www.100md.com
Coriaria Lactone-induced Epilepsy in Rat
Zhang Yuqin, Wang Ajing, Hu Mouxian et al
Department of Electrophysiology, Research Center of Experimental Medicine,Tongji Medical University,Wuhan 430030
Abstract Coriaria lactone (CL) to cerebral cortex was applied to induce epilepsy in rats.The evoked potential in cerebral cortex sensory area and CA1-CA2 area of hippocampus were recorded on the other site by electrical stimulation of sciatia nerve so as to understand the features of evoked potential of cerebral cortex and hippocampus during epileptiform discharges.The results showed that the amplitude of the evoked potential of cortex and hippocampus are as high as (1.81± 0.72) mV and (1.83±0.29) mV in the opposite direction during epileptiform discharges.These changes of evoked potential of cortex and hippocampus may be related to the frequency of epileptiform discharges from electrocorticogram and electrohippocampalogram.
, 百拇医药
Key words coriaria lactone； epilepsy; hippocampus； electrocorticogram； evoked potential
马桑内酯(coriaria lactone,CL)是一种有效的致痫剂, 动物腹腔或海马内注射均可引起癫痫的发作[1,2],脑电图记录到棘波、尖波、棘-慢复合波等痫样波,我们在对神经元不造成机械损伤的情况下, 采用硬脑膜外贴敷马桑内酯的方法诱发大鼠痫样放电,观察电刺激一侧坐骨神经引起的皮层和海马诱发电位的特征,以探讨其变化与皮层和海马电图痫样放电频率的关系。
1 材料与方法
成年Wistar大鼠,体重200～250 g,雌雄不拘, 由同济医科大学实验动物学部提供。用氨基甲酸乙酯1.25 g/kg腹腔注射麻醉。分离一侧坐骨神经,用37～38 ℃液体石蜡棉球浸润,以备刺激用。借助脑立体定位仪固定大鼠头部,以前囟后2.5 mm, 中线旁开2.5 mm为中心,去除颅骨3 mm×3 mm范围,保留硬脑膜, 在此区贴敷浸有不同浓度的CL(华西医科大学制药厂生产)滤纸,其大小为2 mm×2 mm。 以浸有生理盐水的滤纸作对照贴敷,用Ag-AgCl乏极化电极作为引导电极,信号经XJ5850 生理放大器输入计算机生理信号处理系统进行平均叠加(采样间隔36 ms,叠加次数50,采样点数8192),通过电子刺激器(日本光电公司产品)和SS-20IJ型刺激隔离器输出刺激信号,用双极保护电极刺激一侧坐骨神经(5 V,0.3 ms,1 Hz),引导对侧感觉运动区( 前囟后1 mm,中线旁开1 mm)的皮层诱发电位(Cortical evoked potential,CEP)。 参照脑立体定位图谱[3]将海马引导电极(尖端裸露,电极外绝缘)借助立体定位仪插入海马CA1、CA2区(前囟后3.2 mm,中线旁开2.5 mm,距皮层表面深3.0 mm) 引导海马诱发电位(hippocampal evoked potential,HEP)。将引导电极的信号输入RM-6000 多道生理记录仪引导皮层 脑电图 ( electrocorticogram, ECoG) 和海马电图(electrohippocampalogram,EHG)。将ECoG痫样波频率与CEP振幅、EHG 痫样波频率与HEP振幅输入计算机,用SAS软件进行统计学分析。
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2 结果
2.1 皮层应用CL后ECoG的变化和CEP的特征
8只大鼠,皮层硬脑膜外贴敷浸有浓度为5×10-4 mol/L的CL滤纸,5 min左右ECoG开始记录到棘波、尖波等痫样波,10～40 min内,痫样波频率为(94.4±10.7) min-1,振幅为(1.6±0.6) mV,应用CL后 60～180 min内,痫样波频率稳定在(48.6±4.6) min-1,而振幅无明显变化。见图1甲和附表。
图1 CL致痫时ECoG的变化(甲)和CEP(乙)的特征
A.对照ECoG 和CEP； B.应用CL后5 min； C.应用CL后20 min； D.应用CL后40 min； E.应用CL后60～180 min
, 百拇医药
8 只大鼠,在相同部位贴敷生理盐水滤纸作对照,以1 Hz 的脉冲刺激坐骨神经可记录到潜伏期基本固定的主反应和后发放。在应用CL10 min左右CEP 的后发放振幅突然增大,高达(1.8±0.7) mV,比对照值高3～4倍,主反应振幅不增大或减小。在应用CL 40 min内,CEP波形和振幅基本不变。60～180 min内,CEP振幅随着ECoG 痫样波频率降低而降低。见图1乙和附表。
实验中观察到,当ECoG痫性波频率高时,CEP振幅也高,反之,当痫性波频率低时，CEP振幅也低,将相同时间内 ECoG痫样波频率和CEP 振幅进行相关分析,结果为r=0.905,P<0.05,表明二者呈正相关。
2.2 皮层应用CL后EHG的变化和HEP的特征
对另一组动物(n=8)在应用CL之前,先在皮层贴敷浸有生理盐水的滤纸作对照,电刺激一侧坐骨神经,可记录到低振幅且波形不稳定的HEP,应用CL后5 min左右 EHG开始记录到痫性波,但其方向与ECoG痫性波相反。10～40 min内,痫性波频率高而稳定。HEP也出现高振幅正波(向下波),其振幅较对照值高3～4倍。应用CL 60～180 min内,痫样波频率稳定在一个较低的水平,HEP的振幅也较低。见图2和附表。将相同时间内EHG痫样波频率与HEP振幅进行相关分析，结果为r=0.9041,P<0.05,表明二者有相关性。
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图2 CL致痫时EHG(甲)的变化和HEP的特征
A.对照EHG和HEP； B.应用CL后5 min； C.应用CL后20 min； D.应用CL后40 min； E.应用CL后60～180 min
实验中还观察了10-5 mol/L和5×10-2 mol/L的CL的致痫效果,但高浓度和低浓度的CL均不如5×10-4 mol/L致痫效果稳定。
附表 CL致痫时ECoG、EHG痫性波频率、振幅和CEP、HEP的振幅(
±s) 观测项目
n
对照
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应用CL后(min)
5
10～40
60～180
ECoG
痫性波频率 (min-1)
8
0
46.2
±3.2
94.4
±10.7
, 百拇医药 48.6
±4.6
痫性波振幅(mV)
8
0
1.0
±0.3
1.6
±0.6
1.7
±0.3
EHG
痫性波频率 (min-1)
, 百拇医药
8
0
41.3
±2.7
88.2
±4.6
38.0
±6.3
痫性波振幅(mV)
8
0
0.9
±3.5
, 百拇医药
1.6
±0.9
1.7
±0.8
EP
CEP振幅(mV)
8
0.24±0.04
1.33
±0.41**
1.81
±0.72**
, 百拇医药
0.34
±0.06
HEP振幅(mV)
8
0.46±0.02
1.73
±0.35**
1.83
±0.29**
0.72
±0.12
与对照值比较 **P<0.013 讨论
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脑内注射化学药物致痫动物早有报道[4,5],但这些方法均不能排除对局部神经元造成机械损伤的影响。我们在保留硬脑膜的情况下, 采用皮层贴敷浸有一定浓度的CL滤纸的方法,5 min内即可引起ECoG呈现典型的癫痫发作时的表现, 高振幅痫性波成群或散在发放,并可持续3 h以上。但在应用CL后10～40 min内痫样波频率较高,在60～180 min内痫样波频率较低且稳定。EHG的表现与ECoG基本一致, 只不过痫性波的方向相反。在ECoG、EHG出现高频、高振幅痫性波时,CEP和HEP分别呈现高振幅正波和负波特征性变化,在ECoG、EHG痫性波频率较低时,CEP、HEP振幅也变低。 由此推测,癫痫的程度可能与ECoG、EHG痫性波频率和CEP、HEP的振幅密切相关。在各种因素刺激下,当CEP和HEP振幅突然由小变大,呈现上述特征性变化时, 表示动物已被致痫;当CEP、HEP振幅由大变小,不再出现上述特征性变化时,表示癫痫程度减弱。一般来说,诱发电位主要用于感觉机能的中枢定位、神经投射联系等方面的研究,当动物致痫状态下观测诱发电位的特征可使其成为一种致痫电学指标。这无疑对癫痫发病机制的研究和抗癫痫的研究都具有重要意义。有关癫痫状态下CEP、HEP呈现高振幅变化的机制有待今后进一步研究。
, 百拇医药
国家自然科学基金资助项目(No.39330210)
作者简介:张玉芹,女,1957年生,副教授。*现址:武汉冶金科技大学医学院生理学教研室, 武汉 430080
参考文献
1 陈启贤,谢扬高,柴慧霞等. 大鼠腹腔点燃癫痫模型建立 . 华西医科大学学报, 1990,21(3):304
2 陈启贤,谢扬高,柴慧霞等.家兔海马内微量注射马桑内酯造成化学点燃方法 .中国应用生理学杂志,1989,5(3):316
3 包新民,舒斯云.大鼠脑立体定位图谱.北京:人民卫生出版社,1991.56～58
4 Pei Y Q, Koyama I. Features of seizures and behavioral changes induced by intrahippocampal injection of zinc sulfate in the rabbit: A new experimental model of epilepsy. Epilepsia,1986,27:183
5 Neuman R S. Suppression of penicillin-induced focal epileptiform activity by locus ceruleus stimulation: mediation by an α1-adrenoceptor.Epilepsia,1986,27:359
(1998-09-07 收稿), 百拇医药
单位：同济医科大学实验医学研究中心电生理室，武汉 430030
关键词：马桑内酯；癫痫；海马；诱发电位；皮层脑电图
同济医科大学学报990315 摘要 采用皮层贴敷马桑内酯的方法致痫大鼠。电刺激一侧坐骨神经, 引导对侧皮层感觉运动区和海马CA1-CA2区诱发电位,以了解大鼠致痫状态下皮层和海马诱发电位的特征。结果显示,在皮层脑电图和海马电图出现高频痫样放电期间，皮层诱发电位振幅高达(1.81±0.72) mV,海马诱发电位为(1.83±0.29) mV,但二者变化方向相反。结果提示,皮层和海马诱发电位高振幅变化与脑电图、 海马电图痫样放电的频率相关。
The Features of Evoked Potential of Cortex and Hippocampus during
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Coriaria Lactone-induced Epilepsy in Rat
Zhang Yuqin, Wang Ajing, Hu Mouxian et al
Department of Electrophysiology, Research Center of Experimental Medicine,Tongji Medical University,Wuhan 430030
Abstract Coriaria lactone (CL) to cerebral cortex was applied to induce epilepsy in rats.The evoked potential in cerebral cortex sensory area and CA1-CA2 area of hippocampus were recorded on the other site by electrical stimulation of sciatia nerve so as to understand the features of evoked potential of cerebral cortex and hippocampus during epileptiform discharges.The results showed that the amplitude of the evoked potential of cortex and hippocampus are as high as (1.81± 0.72) mV and (1.83±0.29) mV in the opposite direction during epileptiform discharges.These changes of evoked potential of cortex and hippocampus may be related to the frequency of epileptiform discharges from electrocorticogram and electrohippocampalogram.
, 百拇医药
Key words coriaria lactone； epilepsy; hippocampus； electrocorticogram； evoked potential
马桑内酯(coriaria lactone,CL)是一种有效的致痫剂, 动物腹腔或海马内注射均可引起癫痫的发作[1,2],脑电图记录到棘波、尖波、棘-慢复合波等痫样波,我们在对神经元不造成机械损伤的情况下, 采用硬脑膜外贴敷马桑内酯的方法诱发大鼠痫样放电,观察电刺激一侧坐骨神经引起的皮层和海马诱发电位的特征,以探讨其变化与皮层和海马电图痫样放电频率的关系。
1 材料与方法
成年Wistar大鼠,体重200～250 g,雌雄不拘, 由同济医科大学实验动物学部提供。用氨基甲酸乙酯1.25 g/kg腹腔注射麻醉。分离一侧坐骨神经,用37～38 ℃液体石蜡棉球浸润,以备刺激用。借助脑立体定位仪固定大鼠头部,以前囟后2.5 mm, 中线旁开2.5 mm为中心,去除颅骨3 mm×3 mm范围,保留硬脑膜, 在此区贴敷浸有不同浓度的CL(华西医科大学制药厂生产)滤纸,其大小为2 mm×2 mm。 以浸有生理盐水的滤纸作对照贴敷,用Ag-AgCl乏极化电极作为引导电极,信号经XJ5850 生理放大器输入计算机生理信号处理系统进行平均叠加(采样间隔36 ms,叠加次数50,采样点数8192),通过电子刺激器(日本光电公司产品)和SS-20IJ型刺激隔离器输出刺激信号,用双极保护电极刺激一侧坐骨神经(5 V,0.3 ms,1 Hz),引导对侧感觉运动区( 前囟后1 mm,中线旁开1 mm)的皮层诱发电位(Cortical evoked potential,CEP)。 参照脑立体定位图谱[3]将海马引导电极(尖端裸露,电极外绝缘)借助立体定位仪插入海马CA1、CA2区(前囟后3.2 mm,中线旁开2.5 mm,距皮层表面深3.0 mm) 引导海马诱发电位(hippocampal evoked potential,HEP)。将引导电极的信号输入RM-6000 多道生理记录仪引导皮层 脑电图 ( electrocorticogram, ECoG) 和海马电图(electrohippocampalogram,EHG)。将ECoG痫样波频率与CEP振幅、EHG 痫样波频率与HEP振幅输入计算机,用SAS软件进行统计学分析。
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2 结果
2.1 皮层应用CL后ECoG的变化和CEP的特征
8只大鼠,皮层硬脑膜外贴敷浸有浓度为5×10-4 mol/L的CL滤纸,5 min左右ECoG开始记录到棘波、尖波等痫样波,10～40 min内,痫样波频率为(94.4±10.7) min-1,振幅为(1.6±0.6) mV,应用CL后 60～180 min内,痫样波频率稳定在(48.6±4.6) min-1,而振幅无明显变化。见图1甲和附表。
图1 CL致痫时ECoG的变化(甲)和CEP(乙)的特征
A.对照ECoG 和CEP； B.应用CL后5 min； C.应用CL后20 min； D.应用CL后40 min； E.应用CL后60～180 min
, 百拇医药
8 只大鼠,在相同部位贴敷生理盐水滤纸作对照,以1 Hz 的脉冲刺激坐骨神经可记录到潜伏期基本固定的主反应和后发放。在应用CL10 min左右CEP 的后发放振幅突然增大,高达(1.8±0.7) mV,比对照值高3～4倍,主反应振幅不增大或减小。在应用CL 40 min内,CEP波形和振幅基本不变。60～180 min内,CEP振幅随着ECoG 痫样波频率降低而降低。见图1乙和附表。
实验中观察到,当ECoG痫性波频率高时,CEP振幅也高,反之,当痫性波频率低时，CEP振幅也低,将相同时间内 ECoG痫样波频率和CEP 振幅进行相关分析,结果为r=0.905,P<0.05,表明二者呈正相关。
2.2 皮层应用CL后EHG的变化和HEP的特征
对另一组动物(n=8)在应用CL之前,先在皮层贴敷浸有生理盐水的滤纸作对照,电刺激一侧坐骨神经,可记录到低振幅且波形不稳定的HEP,应用CL后5 min左右 EHG开始记录到痫性波,但其方向与ECoG痫性波相反。10～40 min内,痫性波频率高而稳定。HEP也出现高振幅正波(向下波),其振幅较对照值高3～4倍。应用CL 60～180 min内,痫样波频率稳定在一个较低的水平,HEP的振幅也较低。见图2和附表。将相同时间内EHG痫样波频率与HEP振幅进行相关分析，结果为r=0.9041,P<0.05,表明二者有相关性。
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图2 CL致痫时EHG(甲)的变化和HEP的特征
A.对照EHG和HEP； B.应用CL后5 min； C.应用CL后20 min； D.应用CL后40 min； E.应用CL后60～180 min
实验中还观察了10-5 mol/L和5×10-2 mol/L的CL的致痫效果,但高浓度和低浓度的CL均不如5×10-4 mol/L致痫效果稳定。
附表 CL致痫时ECoG、EHG痫性波频率、振幅和CEP、HEP的振幅(
±s) 观测项目n
对照
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应用CL后(min)
5
10～40
60～180
ECoG
痫性波频率 (min-1)
8
0
46.2
±3.2
94.4
±10.7
, 百拇医药 48.6
±4.6
痫性波振幅(mV)
8
0
1.0
±0.3
1.6
±0.6
1.7
±0.3
EHG
痫性波频率 (min-1)
, 百拇医药
8
0
41.3
±2.7
88.2
±4.6
38.0
±6.3
痫性波振幅(mV)
8
0
0.9
±3.5
, 百拇医药
1.6
±0.9
1.7
±0.8
EP
CEP振幅(mV)
8
0.24±0.04
1.33
±0.41**
1.81
±0.72**
, 百拇医药
0.34
±0.06
HEP振幅(mV)
8
0.46±0.02
1.73
±0.35**
1.83
±0.29**
0.72
±0.12
与对照值比较 **P<0.013 讨论
, http://www.100md.com
脑内注射化学药物致痫动物早有报道[4,5],但这些方法均不能排除对局部神经元造成机械损伤的影响。我们在保留硬脑膜的情况下, 采用皮层贴敷浸有一定浓度的CL滤纸的方法,5 min内即可引起ECoG呈现典型的癫痫发作时的表现, 高振幅痫性波成群或散在发放,并可持续3 h以上。但在应用CL后10～40 min内痫样波频率较高,在60～180 min内痫样波频率较低且稳定。EHG的表现与ECoG基本一致, 只不过痫性波的方向相反。在ECoG、EHG出现高频、高振幅痫性波时,CEP和HEP分别呈现高振幅正波和负波特征性变化,在ECoG、EHG痫性波频率较低时,CEP、HEP振幅也变低。 由此推测,癫痫的程度可能与ECoG、EHG痫性波频率和CEP、HEP的振幅密切相关。在各种因素刺激下,当CEP和HEP振幅突然由小变大,呈现上述特征性变化时, 表示动物已被致痫;当CEP、HEP振幅由大变小,不再出现上述特征性变化时,表示癫痫程度减弱。一般来说,诱发电位主要用于感觉机能的中枢定位、神经投射联系等方面的研究,当动物致痫状态下观测诱发电位的特征可使其成为一种致痫电学指标。这无疑对癫痫发病机制的研究和抗癫痫的研究都具有重要意义。有关癫痫状态下CEP、HEP呈现高振幅变化的机制有待今后进一步研究。
, 百拇医药
国家自然科学基金资助项目(No.39330210)
作者简介:张玉芹,女,1957年生,副教授。*现址:武汉冶金科技大学医学院生理学教研室, 武汉 430080
参考文献
1 陈启贤,谢扬高,柴慧霞等. 大鼠腹腔点燃癫痫模型建立 . 华西医科大学学报, 1990,21(3):304
2 陈启贤,谢扬高,柴慧霞等.家兔海马内微量注射马桑内酯造成化学点燃方法 .中国应用生理学杂志,1989,5(3):316
3 包新民,舒斯云.大鼠脑立体定位图谱.北京:人民卫生出版社,1991.56～58
4 Pei Y Q, Koyama I. Features of seizures and behavioral changes induced by intrahippocampal injection of zinc sulfate in the rabbit: A new experimental model of epilepsy. Epilepsia,1986,27:183
5 Neuman R S. Suppression of penicillin-induced focal epileptiform activity by locus ceruleus stimulation: mediation by an α1-adrenoceptor.Epilepsia,1986,27:359
(1998-09-07 收稿), 百拇医药