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中枢神经系统的兴奋与抑制是一个多层次,多途径,多种物质相互作用的动态变化过程。在正常的条件下,中枢神经系统的兴奋与抑制保持着动态平衡,以维持机体正常的生理功能。如果受到外界过度的刺激,这种动态平衡将被打破,中枢神经系统的兴奋与抑制之间将失去平衡,从而产生分子、细胞、组织、及整体行为等不同层次的异常症状。 酸枣仁皂甙A(Jujuboside A,JuA)是镇静催眠的中药酸枣仁的一种主要的皂甙类成分。行为学实验证明酸枣仁皂甙A有显著的中枢抑制作用,但是进一步的机制没有得到阐述。青霉素直接刺激神经组织可以不同程度地打破神经系统的兴奋与抑制之间的平衡,是兴奋与抑制研究中一种常用的广谱兴奋剂,但是其作用机制至今没有定论。本课题的主要目的是:在整体、组织、细胞以及分子等不同水平上研究JuA对青霉素诱导的中枢神经系统兴奋抑制作用及机制。 1.采用神经电生理技术,从电生理角度研究了JuA对中枢神经系统电信号的作用,类似结果未见报道。电信号可以直接反映出神经组织或细胞中兴奋与抑制之间是否处于平衡状态。本实验在离体的大鼠海马脑片上灌流不同剂量的青霉素(500KIU/L、1000KIU/L、2000KIU/L), 记录CAl区细胞外诱发场电位。结果发现青霉素使海马CAl区锥体细胞出现爆发式放电,而且这种作用呈现出剂量依赖性。实验进一步在1000KIU/L青霉素兴奋海马组织的基础上,灌流0.05g/L和0.10g/L的JuA,发现JuA能够不同程度地抑制青霉素诱导的爆发式放电,这种抑制效果也具有量效关系。为JuA的进一步研究提供了基础。 2.结合高效液相色谱(High potential liquid chromatogram,HPLC)、微透析及侧脑室微给药技术,检测了青霉素及JuA作用后中枢海马区域谷氨酸变化水平,国内外未见报道。谷氨酸是使神经组织过度兴奋的主要的兴奋性神经递质之一。青霉素(1000KIU/L)通过侧脑室给药,检测同侧海马区域的谷氨酸水平的影响。发现青霉素能够诱导谷氨酸水平的提高,剂量过高时则引发实验动物癫痫样发作症状。实验中未发现青霉素对抑制性氨基酸γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)水平有显著作用。0.1g/L JuA与青霉素同时给药能够显著抑制1000KIU/L青霉素的作用,而0.05g/L JuA没有产生显著差异。说明青霉素主要通过升高神经组织内的谷氨酸水平破坏神经系统的兴奋和抑制的 浙士广学膊士学应话文 平衡,而 JUA则可以逆转青霉素引起的谷氨酸的升高,在递质的水平起到神经 抑制和保护作用。 3.实验中比较了两种不同的 Ca‘荧光探针 Fluo-3和 Calcium orange的染色 条件及荧光发射特点,分析了FIUO-3在检测Caz”快速反应变化中的优点,而 Calcium orang比较能够体现 Ca”的空间分布差异,国内尚无有关类似的结果的 研究报道。实验结果为选择合适的Ca‘”探针进一步研究Ca’”提供了实验的参考数 据。 4.利用FIUO-3作为细胞内CS’”特异性的荧光探针,研究了JUA对谷氨酸诱 导的神经细胞内Ca‘的升高的影响,未见类似报道。口.3mM谷氨酸浓度使荧光强 度增强46.5%;0.smM时,荧光强度升高143.9%。加入不同剂量的JuA,则 能够显著地抑制谷氨酸诱导细胞内 Ca’”的升高。0.05g/L JuA能够使 0.sob谷氨 酸诱导细胞内 Ca‘”的升高降低 24.4%;而 0.ig/L JuA能够使 0.sob谷氨酸诱导细 胞内 Ca’的升高降低51.4$*uA对谷氨酸诱导细胞内 Ca“的升高的抑制有明显的 剂量依赖性,而且有非常好的线性关系。细胞内吐“的升高是谷氨酸介导的神经 系统兴奋途径的最基础的一个步骤,而JuA能够抑制这一过程。因此JUA抑制 Ca’”的升高,进一步阻断神经元的兴奋过程,是JuA中枢抑制效果的最基本的机 制。 本研究对中枢神经兴奋与抑制平衡在不同水平上进行了研究,并在此基础上 研究了加A对中枢神经系统的抑制作用。结果发现JUA在分子、细胞及组织水 平上参与了中枢神经系统兴奋与抑制平衡这一过程。分子、细胞及组织水平上研 究结果之间具有复杂的相互联系。本研究分别在组织、分子、离子水平上首次对 J[JA的中枢作用进行了系统的研究。实验的方法设计及实验的结果分析,对其他 中药有效成分的药理作用研究具有一定的指导意义。