应激对大鼠行为的影响及谷氨酰胺的调节作用
作者：景洪江 程义勇 李树田
单位：
关键词：应激；行为；谷氨酰胺
中国行为医学科学000103【摘要】目的 探讨应激对大鼠行为的影响及谷氨酰胺(Gln)的调节作用。方法 选用Wistar大鼠30只，随机分为三组：Ⅰ组为对照组，Ⅱ组为应激组，Ⅲ组为应激+Gln组。其中Ⅰ、Ⅱ组饲以普通饲料，Ⅲ组给予补充2%Gln的饲料。饲养2周后，以光电刺激作为应激条件，在Ⅱ组和Ⅲ组大鼠建立应激模型，观察应激大鼠在旷场实验和避暗实验中的行为改变以及Gln的作用。结果 与Ⅰ组和Ⅲ组相比，Ⅱ组大鼠在旷场实验中的自发活动明显增多，避暗反应率则显著降低，而Ⅰ组与Ⅲ组无显著差异。结论 应激可使大鼠的行为发生异常改变，而Gln则对其具有一定调节作用。
Effects of stress on behavior of rats and the regulation of glutamine
, 百拇医药
Jing Hongjiang,Cheng Yiyong,Li Shutian.
(Institute of Hygiene and Environmental Medicine,Academy of Military Medical Sciences,Tianjin,300050)
【Abstract】Objective To examine the effects of stress on behavior of rats and the regulation of glutamine(Gln).Methods Three groups of rats were fed on normal diet(group Ⅰ,group Ⅱ) or 2% Gln-supplemented diet(group Ⅲ).2 weeks later,the stress model was established in rats of group Ⅱ and Ⅲ.The behavior of rats were observed in open-field test and step-through test.Results Compared with group Ⅰ and Ⅲ,the activity of rats in group Ⅱ was increased significantly in open-field test,while the rates of step-through action decreased.Conclusion Stress can cause some disorders of behavior of rats which may be mitigated by Gln.
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【Key words】Stress Behavior Glutamine
大量资料证明[1]，强烈应激尤其是长期慢性应激严重影响着人类的身心健康，并导致情绪和行为的异常。本实验在有关文献的基础上，建立心理应激模型，观察其对大鼠一般行为的影响，并对Gln在机体应激反应中的作用进行初步探讨。
材料与方法
一、动物及分组情况：选用生长期Wistar大鼠30只，雌雄各半，体重100±20g，随机分为三组：Ⅰ组为对照组，Ⅱ组为应激组，Ⅲ组为应激+Gln组。其中Ⅰ、Ⅱ组饲以普通饲料，Ⅲ组给予补充2%Gln的饲料。各组动物均于不锈钢笼中单笼饲养，自由摄食饮水，每周称量一次体重。
二、应激模型的建立：动物饲养2周后，以灯光和足底电击作为条件和非条件刺激，在Ⅱ组和Ⅲ组动物建立应激模型，实验装置及方法如下：实验箱大小为30×25×18cm，箱底部由直径0.4cm、间隔0.5cm、可以通电的不锈钢棒构成，箱顶部装有闪光灯。实验时，将大鼠放入箱内适应1min后给予间断不规则的光电刺激(电击参数：40～60V，AC，每隔5～15秒刺激0.5～5秒)，持续5min，如此重复6天，于第7天仅给与灯光刺激而不给电击。
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三、观察指标及测定方法
1.自发及探究行为：在动物应激期结束后采用旷场行为实验法[2]，观察动物在实验箱内的自发及探究行为。实验装置及方法如下：实验箱大小为100×100×50cm，底板用笔划成25方格。实验时将动物放在正中格中，记录其5min内的活动情况，包括中央格内停留时间、穿行格数、直立次数及修饰次数等。
2.避暗反应：避暗实验箱分大、小两间，小间为25×15×18cm，亮灯且箱底部无电，大间为25×30×18cm，黑暗且箱底通电。实验时，将动物置于亮灯一侧，观察5min内动物的避暗反应情况。
3.血浆中糖皮质激素和促肾上腺皮质激素(ACTH)含量：将动物断头处死后取血，以1%肝素抗凝，3000rpm离心15min后取上清液，用德普生物技术有限公司生产的放免试剂盒测定糖皮质激素及ACTH。
, http://www.100md.com 四、统计分析：实验结果以
±s或中位数(M)表示，旷场行为指标、避暗潜伏期和逃避时间用秩和检验，反应率用χ2检验，其余用t检验进行组间比较。
结果
一、血浆中糖皮质激素及ACTH水平：表1结果显示，Ⅱ、Ⅲ组大鼠血浆中糖皮质激素显著高于Ⅰ组(P<0.01)，表明这两组大鼠均处于应激状态。但Ⅲ组与Ⅱ组相比明显降低(P<0.05)，提示补充Gln可减轻机体的应激反应。血浆中ACTH水平三组间无显著性差异。
表1 大鼠血浆中糖皮质激素及ACTH水平(±s) 组别
, http://www.100md.com
n
糖皮质激素(ng/ml)
ACTH(pg/ml)
Ⅰ
8
15.76±2.83
16.49±5.18
Ⅱ
8
30.74±7.08**
19.43±5.30
Ⅲ
, http://www.100md.com
8
23.15±4.09**#
15.40±4.21
与Ⅰ组比较 P<0.01 # 与Ⅱ组比较 P<0.05
二、旷场行为
从表2可以看出，与Ⅰ组和Ⅲ组相比，Ⅱ组大鼠在中央格内的停留时间明显缩短，穿行格数则显著增多(P<0.05)，直立和修饰次数无显著差异，表明应激使大鼠自发活动增多，而补充Gln可使应激大鼠活动减少。
表2 大鼠在旷场实验中的行为(M,n=10) 组别
中央格内
时间(s)
, 百拇医药
穿行
格数
直立
次数
修饰
次数
Ⅰ
8
25
23.5
14
Ⅱ
2*
56.5*
, 百拇医药
30.5
11
Ⅲ
12.5
35.5
19.5
12.5
* 与Ⅰ组和Ⅲ组比较 P<0.05
三、避暗反应：Ⅱ组大鼠的避暗反应率仅50%，显著低于Ⅰ组(P<0.05)，Ⅲ组则介于Ⅰ组和Ⅱ组之间，但与二者均无显著性差异(表3)。Ⅱ组大鼠的潜伏期和逃避时间与Ⅰ组和Ⅲ组相比虽有降低趋势，但差异没有显著性。
表3 大鼠在避暗箱中的反应情况(M,n=10) 组别
, 百拇医药
潜伏期(s)
逃避时间(s)
避暗反应率(%)
Ⅰ
33.5
9.5
100
Ⅱ
13
5
50*
Ⅲ
20
, 百拇医药
14
70
* 与Ⅰ组比较 P<0.05
讨 论
一、大鼠心理应激模型的建立：心理应激是指机体通过认知、评价而察觉到应激源的威胁时所产生的心理生理机能改变的过程。关于心理应激模型，文献报道较多的是束缚和电击[3]，但都不可避免地带有躯体应激成分。本实验采用了最近文献报道的一种较“纯粹”的心理应激模型[4]，即以灯光和电击分别作为条件和非条件刺激建立条件反射。当仅有灯光出现时，动物依然会产生紧张和恐惧心理，而此时的躯体刺激已减少到极小，因此主要是心理应激成分在起作用。本实验结果显示，应激大鼠血浆中糖皮质激素显著增高，表明应激模型是可行的。
二、应激对大鼠行为的影响及Gln的作用：一般认为，应激引起下丘脑垂体肾上腺轴的活动增强，通过糖皮质激素发挥作用，从而导致一系列代谢和机能的改变。从本实验结果可以看出，应激对大鼠的行为产生了一定的影响。在旷场行为实验中，应激大鼠在中央格内的停留时间缩短，穿行格数增多，表明大鼠活动增加，可能是应激早期的焦虑表现。旷场实验主要反映了动物的自发行为和探究活动，其活动数在一定程度上表明了CNS的兴奋或抑制状态。有研究表明[5]，急性应激期动物行为活动增多，而慢性应激期减少，由此推测本实验中的应激大鼠可能尚处于急性期。
, 百拇医药
避暗是鼠类的一种习性。在本实验中，应激组大鼠有50%在5min内不进入暗室，而进入暗室者其潜伏期和逃避时间均较短，这反映了应激大鼠行为的异常；同时又说明应激大鼠抑郁和紧张、焦虑同时存在的矛盾心理，表明了动物行为的复杂性。这种复杂性可能与造成应激状态的刺激方式有关。
近年来,人们曾试图从营养和食物途径寻找减轻应激损害的方法并取得了一些进展。如有资料表明[6]，具有抗氧化作用的维生素如VC、VE、β-胡萝卜素和一些蔬菜、水果可能有潜在的抗应激作用。由本实验结果可见，补充Gln使应激大鼠的自发活动减少，这可能对应激早期的过度兴奋所致的大鼠情绪和行为异常有一定改善作用。有文献报道[7]，给临床病人补充Gln在促进病人康复的同时可对其情绪产生改善作用，这与本实验结果基本一致。
参考文献
1，Rosch PJ.Stress and memory loss: some speculations and solutions.Stress Med,1997,13:1～6.
, 百拇医药
2，徐叔云,卞如廉,陈修主编.药理实验方法学.第二版.北京:人民卫生出版社,1991:642～643.
3，Harbuz MS,Lightman SL.Responses of hypothalamic and pituiary mRNA to physical and psychological stress in the rat.J Endocrinology,1989,122:705～711.
4，严进，王春安，陈宜张,等.心理性应激引起的大鼠行为、血浆皮质酮及脑区氨基酸水平的变化.第二军医大学学报,1997,18(4):330～333.
5，严进，王春安，叶阿莉,等.应激对大鼠行为和部分脑区谷氨酸含量的影响.心理学报,1995,27(4):422～427.
6，Rosch PJ.Nutritional supplements to reduce stress and its manifold manifestations.Stress Med,1997,13:209～215.
7，Young LS,Bye R,Scheltinga M,et al.Patients receiving glutamine-supplemented intravenous feedings report an improvement in mood.JPEN,1993,17(5):422～427.
收稿日期：1999—09—13, http://www.100md.com
单位：
关键词：应激；行为；谷氨酰胺
中国行为医学科学000103【摘要】目的 探讨应激对大鼠行为的影响及谷氨酰胺(Gln)的调节作用。方法 选用Wistar大鼠30只，随机分为三组：Ⅰ组为对照组，Ⅱ组为应激组，Ⅲ组为应激+Gln组。其中Ⅰ、Ⅱ组饲以普通饲料，Ⅲ组给予补充2%Gln的饲料。饲养2周后，以光电刺激作为应激条件，在Ⅱ组和Ⅲ组大鼠建立应激模型，观察应激大鼠在旷场实验和避暗实验中的行为改变以及Gln的作用。结果 与Ⅰ组和Ⅲ组相比，Ⅱ组大鼠在旷场实验中的自发活动明显增多，避暗反应率则显著降低，而Ⅰ组与Ⅲ组无显著差异。结论 应激可使大鼠的行为发生异常改变，而Gln则对其具有一定调节作用。
Effects of stress on behavior of rats and the regulation of glutamine
, 百拇医药
Jing Hongjiang,Cheng Yiyong,Li Shutian.
(Institute of Hygiene and Environmental Medicine,Academy of Military Medical Sciences,Tianjin,300050)
【Abstract】Objective To examine the effects of stress on behavior of rats and the regulation of glutamine(Gln).Methods Three groups of rats were fed on normal diet(group Ⅰ,group Ⅱ) or 2% Gln-supplemented diet(group Ⅲ).2 weeks later,the stress model was established in rats of group Ⅱ and Ⅲ.The behavior of rats were observed in open-field test and step-through test.Results Compared with group Ⅰ and Ⅲ,the activity of rats in group Ⅱ was increased significantly in open-field test,while the rates of step-through action decreased.Conclusion Stress can cause some disorders of behavior of rats which may be mitigated by Gln.
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【Key words】Stress Behavior Glutamine
大量资料证明[1]，强烈应激尤其是长期慢性应激严重影响着人类的身心健康，并导致情绪和行为的异常。本实验在有关文献的基础上，建立心理应激模型，观察其对大鼠一般行为的影响，并对Gln在机体应激反应中的作用进行初步探讨。
材料与方法
一、动物及分组情况：选用生长期Wistar大鼠30只，雌雄各半，体重100±20g，随机分为三组：Ⅰ组为对照组，Ⅱ组为应激组，Ⅲ组为应激+Gln组。其中Ⅰ、Ⅱ组饲以普通饲料，Ⅲ组给予补充2%Gln的饲料。各组动物均于不锈钢笼中单笼饲养，自由摄食饮水，每周称量一次体重。
二、应激模型的建立：动物饲养2周后，以灯光和足底电击作为条件和非条件刺激，在Ⅱ组和Ⅲ组动物建立应激模型，实验装置及方法如下：实验箱大小为30×25×18cm，箱底部由直径0.4cm、间隔0.5cm、可以通电的不锈钢棒构成，箱顶部装有闪光灯。实验时，将大鼠放入箱内适应1min后给予间断不规则的光电刺激(电击参数：40～60V，AC，每隔5～15秒刺激0.5～5秒)，持续5min，如此重复6天，于第7天仅给与灯光刺激而不给电击。
, http://www.100md.com
三、观察指标及测定方法
1.自发及探究行为：在动物应激期结束后采用旷场行为实验法[2]，观察动物在实验箱内的自发及探究行为。实验装置及方法如下：实验箱大小为100×100×50cm，底板用笔划成25方格。实验时将动物放在正中格中，记录其5min内的活动情况，包括中央格内停留时间、穿行格数、直立次数及修饰次数等。
2.避暗反应：避暗实验箱分大、小两间，小间为25×15×18cm，亮灯且箱底部无电，大间为25×30×18cm，黑暗且箱底通电。实验时，将动物置于亮灯一侧，观察5min内动物的避暗反应情况。
3.血浆中糖皮质激素和促肾上腺皮质激素(ACTH)含量：将动物断头处死后取血，以1%肝素抗凝，3000rpm离心15min后取上清液，用德普生物技术有限公司生产的放免试剂盒测定糖皮质激素及ACTH。
, http://www.100md.com 四、统计分析：实验结果以
±s或中位数(M)表示，旷场行为指标、避暗潜伏期和逃避时间用秩和检验，反应率用χ2检验，其余用t检验进行组间比较。结果
一、血浆中糖皮质激素及ACTH水平：表1结果显示，Ⅱ、Ⅲ组大鼠血浆中糖皮质激素显著高于Ⅰ组(P<0.01)，表明这两组大鼠均处于应激状态。但Ⅲ组与Ⅱ组相比明显降低(P<0.05)，提示补充Gln可减轻机体的应激反应。血浆中ACTH水平三组间无显著性差异。
表1 大鼠血浆中糖皮质激素及ACTH水平(
±s) 组别, http://www.100md.com
n
糖皮质激素(ng/ml)
ACTH(pg/ml)
Ⅰ
8
15.76±2.83
16.49±5.18
Ⅱ
8
30.74±7.08**
19.43±5.30
Ⅲ
, http://www.100md.com
8
23.15±4.09**#
15.40±4.21
与Ⅰ组比较 P<0.01 # 与Ⅱ组比较 P<0.05
二、旷场行为
从表2可以看出，与Ⅰ组和Ⅲ组相比，Ⅱ组大鼠在中央格内的停留时间明显缩短，穿行格数则显著增多(P<0.05)，直立和修饰次数无显著差异，表明应激使大鼠自发活动增多，而补充Gln可使应激大鼠活动减少。
表2 大鼠在旷场实验中的行为(M,n=10) 组别
中央格内
时间(s)
, 百拇医药
穿行
格数
直立
次数
修饰
次数
Ⅰ
8
25
23.5
14
Ⅱ
2*
56.5*
, 百拇医药
30.5
11
Ⅲ
12.5
35.5
19.5
12.5
* 与Ⅰ组和Ⅲ组比较 P<0.05
三、避暗反应：Ⅱ组大鼠的避暗反应率仅50%，显著低于Ⅰ组(P<0.05)，Ⅲ组则介于Ⅰ组和Ⅱ组之间，但与二者均无显著性差异(表3)。Ⅱ组大鼠的潜伏期和逃避时间与Ⅰ组和Ⅲ组相比虽有降低趋势，但差异没有显著性。
表3 大鼠在避暗箱中的反应情况(M,n=10) 组别
, 百拇医药
潜伏期(s)
逃避时间(s)
避暗反应率(%)
Ⅰ
33.5
9.5
100
Ⅱ
13
5
50*
Ⅲ
20
, 百拇医药
14
70
* 与Ⅰ组比较 P<0.05
讨 论
一、大鼠心理应激模型的建立：心理应激是指机体通过认知、评价而察觉到应激源的威胁时所产生的心理生理机能改变的过程。关于心理应激模型，文献报道较多的是束缚和电击[3]，但都不可避免地带有躯体应激成分。本实验采用了最近文献报道的一种较“纯粹”的心理应激模型[4]，即以灯光和电击分别作为条件和非条件刺激建立条件反射。当仅有灯光出现时，动物依然会产生紧张和恐惧心理，而此时的躯体刺激已减少到极小，因此主要是心理应激成分在起作用。本实验结果显示，应激大鼠血浆中糖皮质激素显著增高，表明应激模型是可行的。
二、应激对大鼠行为的影响及Gln的作用：一般认为，应激引起下丘脑垂体肾上腺轴的活动增强，通过糖皮质激素发挥作用，从而导致一系列代谢和机能的改变。从本实验结果可以看出，应激对大鼠的行为产生了一定的影响。在旷场行为实验中，应激大鼠在中央格内的停留时间缩短，穿行格数增多，表明大鼠活动增加，可能是应激早期的焦虑表现。旷场实验主要反映了动物的自发行为和探究活动，其活动数在一定程度上表明了CNS的兴奋或抑制状态。有研究表明[5]，急性应激期动物行为活动增多，而慢性应激期减少，由此推测本实验中的应激大鼠可能尚处于急性期。
, 百拇医药
避暗是鼠类的一种习性。在本实验中，应激组大鼠有50%在5min内不进入暗室，而进入暗室者其潜伏期和逃避时间均较短，这反映了应激大鼠行为的异常；同时又说明应激大鼠抑郁和紧张、焦虑同时存在的矛盾心理，表明了动物行为的复杂性。这种复杂性可能与造成应激状态的刺激方式有关。
近年来,人们曾试图从营养和食物途径寻找减轻应激损害的方法并取得了一些进展。如有资料表明[6]，具有抗氧化作用的维生素如VC、VE、β-胡萝卜素和一些蔬菜、水果可能有潜在的抗应激作用。由本实验结果可见，补充Gln使应激大鼠的自发活动减少，这可能对应激早期的过度兴奋所致的大鼠情绪和行为异常有一定改善作用。有文献报道[7]，给临床病人补充Gln在促进病人康复的同时可对其情绪产生改善作用，这与本实验结果基本一致。
参考文献
1，Rosch PJ.Stress and memory loss: some speculations and solutions.Stress Med,1997,13:1～6.
, 百拇医药
2，徐叔云,卞如廉,陈修主编.药理实验方法学.第二版.北京:人民卫生出版社,1991:642～643.
3，Harbuz MS,Lightman SL.Responses of hypothalamic and pituiary mRNA to physical and psychological stress in the rat.J Endocrinology,1989,122:705～711.
4，严进，王春安，陈宜张,等.心理性应激引起的大鼠行为、血浆皮质酮及脑区氨基酸水平的变化.第二军医大学学报,1997,18(4):330～333.
5，严进，王春安，叶阿莉,等.应激对大鼠行为和部分脑区谷氨酸含量的影响.心理学报,1995,27(4):422～427.
6，Rosch PJ.Nutritional supplements to reduce stress and its manifold manifestations.Stress Med,1997,13:209～215.
7，Young LS,Bye R,Scheltinga M,et al.Patients receiving glutamine-supplemented intravenous feedings report an improvement in mood.JPEN,1993,17(5):422～427.
收稿日期：1999—09—13, http://www.100md.com