王洪巨,王 寅,徐艷秋

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科,安徽 233004)

慢性心理應(yīng)激對大鼠行為及血清IL-2、IL-6、hsCRP的影響

王洪巨,王 寅,徐艷秋

(蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心內(nèi)科,安徽 233004)

目的探討慢性心理應(yīng)激對大鼠行為及血清白細(xì)胞介素2(IL-2)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、高敏C反應(yīng)蛋白(hsCRP)的影響。方法利用慢性不可預(yù)見的中等強(qiáng)度應(yīng)激制作大鼠慢性心理應(yīng)激模型,觀察其行為的改變;采用酶聯(lián)免疫吸附試驗法測定其血清IL-2、IL-6和hsCRP的含量。結(jié)果應(yīng)激后大鼠曠場活動性降低(P＜0.05),血清IL-2、IL-6和hsCRP含量顯著增高(P＜0.05)。結(jié)論慢性心理應(yīng)激可以顯著影響大鼠的行為和血清炎性因子水平.

白細(xì)胞介素2;白細(xì)胞介素6;C反應(yīng)蛋白質(zhì);心理應(yīng)激;大鼠;情感行為

日趨激烈的社會競爭對職業(yè)人群提出了前所未有的挑戰(zhàn),導(dǎo)致日益加劇的職業(yè)緊張,即職業(yè)應(yīng)激(occupational stress)。長期在應(yīng)激狀態(tài)下生活可導(dǎo)致機(jī)體對抗疾病的能力下降,從而引發(fā)多種疾病,這可能是機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂、免疫系統(tǒng)功能下降的一種反應(yīng)。心理應(yīng)激因素可通過影響中樞神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)來改變機(jī)體免疫功能。而這種心理應(yīng)激因素對神經(jīng)內(nèi)分泌免疫功能影響可因個體人格類型而發(fā)生差異。應(yīng)激干預(yù)手段可以改變應(yīng)激對免疫功能的影響[1]。本研究通過制作大鼠慢性心理應(yīng)激模型,檢測白細(xì)胞介素2(IL-2)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、高敏C反應(yīng)蛋白(hsCRP)等指標(biāo),探討慢性心理應(yīng)激對大鼠行為和血清炎性因子水平的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 成年雄性SD大鼠40只,體質(zhì)量200～250 g,由蚌埠醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供。采用敞箱實驗進(jìn)行行為學(xué)評分,選擇得分相近的大鼠40只,在室溫22～26℃的安靜環(huán)境下,光暗周期為12 h(光照時間為07∶00～19∶00)的條件下飼養(yǎng),自由進(jìn)食和飲水。適應(yīng)1周后開始實驗。隨機(jī)分為對照組10只(5只/籠),實驗組30只(10只/籠)。

1.2 慢性心理應(yīng)激模型制作方法 參照Lin等[2]慢性輕度不可預(yù)見性應(yīng)激抑郁(chronic unpredictable mild stress,CUMS)模型并略加改動,實驗組動物接受6周的隨機(jī)刺激。(1)限制:自制一塑料瓶,直徑7～9 cm,長22 cm,一端敞小口,一端是活動式的大口,容器內(nèi)大鼠可以翻身滾動但是不可以向前、后、左、右移動,每周2次,每次2 h;(2)禁水:每周1次,每次24 h;(3)禁食:每周1次,每次24 h;(4)夾尾:每周1次,每次1 min;(5)擁擠:10只/籠,每周1次,每次12 h;(6)晝夜顛倒:每周1次,每次24 h。每日隨機(jī)安排一種刺激,每種刺激不連續(xù)出現(xiàn),使動物不能預(yù)料刺激的發(fā)生。對照組不予任何刺激,6周后對實驗組和對照組進(jìn)行行為學(xué)評分。

1.3 行為學(xué)評分 曠場試驗:將動物置于大小為100 cm×100 cm×50 cm、周壁為黑色、底面分成面積相等的25方格的曠場中。攝像記錄動物3 min的行為,以穿越底面的格子數(shù)為水平活動得分(大鼠1/2以上的身體進(jìn)入方格計 1分),以直立的次數(shù)為垂直活動得分(大鼠后肢性站立計1分)。同時觀察大鼠修飾次數(shù)(清潔理毛次數(shù))、中央格停留時間及糞便粒數(shù)。觀察完畢后,徹底清潔曠場再進(jìn)行下一只大鼠的實驗。應(yīng)激前、后分別記錄觀察結(jié)果。

1.4 血清學(xué)指標(biāo)檢測 大鼠末次應(yīng)激后24 h,依次麻醉,從胸主動脈處各抽血2 mL,分別置于2個普通試管中,并于4℃,3 000 r/min離心 10 min,用于測定 IL-2、IL-6、hsCRP 含量。IL-2、IL-6、hsCRP試劑盒購自德國Virion-Serion公司,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗法測定IL-2、IL-6、hsCRP含量,具體操作嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行,在450 nm波長處測定各孔吸光度值,做出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線求出IL-2、IL-6、hsCRP的含量。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS11.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,計數(shù)資料以±s表示,進(jìn)行單因素方差分析,大鼠各行為學(xué)指標(biāo)與血清IL-2、IL-6、hsCRP含量的相關(guān)性分析采用 Pearson相關(guān)分析,以 P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 行為學(xué)測試結(jié)果 對照組與實驗組比較水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動得分明顯降低(P＜0.05),中央格停留時間延長(P＜0.05),糞便粒數(shù)增多(P＜0.05),見表1。

2.2 慢性心理應(yīng)激對大鼠血清 IL-2、IL-6、hsCRP的影響 實驗組大鼠血清IL-2、IL-6、hsCRP含量明顯高于對照組(P＜0.05),見表 2。

2.3 大鼠各行為學(xué)指標(biāo)與血清 IL-2、IL-6、hsCRP含量的相關(guān)性分析 曠場實驗水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動得分與血清IL-6、hsCRP含量呈負(fù)相關(guān),修飾次數(shù)與血清IL-6含量呈正相關(guān),水平運(yùn)動得分與血清IL-2含量呈負(fù)相關(guān)。

表1 大鼠曠場實驗行為學(xué)測試結(jié)果( ±s)

表1 大鼠曠場實驗行為學(xué)測試結(jié)果( ±s)

*:P＜0.01,與對照組比較。

曠場實驗 對照組(n=10) 實驗組(n=30)水平運(yùn)動得分(分) 45.10±5.23 20.17±4.28*垂直運(yùn)動得分(分) 18.40±2.37 7.67±2.28*中央格停留時間(s) 2.36±1.16 5.17±1.64*修飾次數(shù)(次) 3.83±2.02 1.40±1.35糞便粒數(shù)(粒) 2.40±1.58 4.17±1.15

表 2 大鼠血清 IL-2、IL-6、hsCRP含量的比較( ±s)

表 2 大鼠血清 IL-2、IL-6、hsCRP含量的比較( ±s)

*:P＜0.05,與對照組比較。

指標(biāo) IL-2(pg/mL) IL-6(pg/mL) hsCRP(ng/mL)對照組(n=10) 17.12±2.91 17.72±3.53 158.67±75.85實驗組(n=30) 22.71±7.82* 21.86±4.72* 214.29±64.54*

3 討 論

心理應(yīng)激是指機(jī)體通過認(rèn)知、評價而感覺到應(yīng)激源的威脅時引起心理生理功能改變的過程[3]。大量研究表明心理應(yīng)激與抑郁癥、焦慮癥等諸多精神類疾病的發(fā)生密切相關(guān)。本實驗通過建立大鼠慢性心理應(yīng)激模型,并應(yīng)用曠場實驗加以評價,來模擬人類慢性心理社會應(yīng)激后表現(xiàn)的行為和興趣的改變。曠場實驗是反映大鼠在新環(huán)境中的探究行為及情緒較為經(jīng)典的方法,可用來測試動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮或抑郁狀態(tài)。穿越格子數(shù)及直立次數(shù)反映大鼠的探究行為,修飾時間和修飾次數(shù)反映了大鼠對環(huán)境警覺性的高低,中央格停留時間表示啟動活動的潛伏期,排便量反映了緊張恐懼狀態(tài)。本實驗結(jié)果顯示,實驗組大鼠空間認(rèn)知能力降低,對新環(huán)境的適應(yīng)能力減弱,緊張程度顯著高于對照組,表明大鼠在陌生環(huán)境中的自主活動和探究行為減少,表現(xiàn)為抑郁樣,與抑郁癥臨床表現(xiàn)中的精神運(yùn)動遲滯癥狀極為相似。曠場實驗測定結(jié)果說明本實驗慢性心理應(yīng)激動物模型制作成功。

應(yīng)激反應(yīng)的主要特征是增強(qiáng)神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng),其中以下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸終端的腎上腺皮質(zhì)分泌的應(yīng)激激素——糖皮質(zhì)激素(glucocorticoids,GCs)增高為顯著特征。IL-2是一種主要由活化的T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子,它具有促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖分化,增強(qiáng)T淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞活性,誘導(dǎo)干擾素生成的作用,IL-2水平的高低是機(jī)體細(xì)胞免疫的重要標(biāo)志。細(xì)胞因子IL-6是一種與T淋巴細(xì)胞活化、B淋巴細(xì)胞分化和應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)的小分子活性多肽。IL-6有抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用,能協(xié)同產(chǎn)生腎上腺皮質(zhì)激素,IL-6和IL-1β一旦釋放,能產(chǎn)生中和病灶周圍組織細(xì)胞毒素的作用,還可以活化淋巴細(xì)胞,并能作用于多種靶細(xì)胞,是炎性反應(yīng)的一個中樞性調(diào)節(jié)因子[4]。hsCRP是特異而敏感的急性反應(yīng)標(biāo)記,可見于慢性感染,在人體自然免疫反應(yīng)中起重要作用,可增強(qiáng)局部黏附分子和血漿纖溶酶原活化物抑制劑-1(PAI-1)的表達(dá),降低內(nèi)皮一氧化氮活性[5-6]。本研究顯示,經(jīng)過6周的慢性心理應(yīng)激,大鼠穿越格子數(shù)、直立次數(shù)、修飾次數(shù)顯著增加,血清IL-2、IL-6、hsCRP含量明顯升高,與 Goshen和 Yimiya[7]的研究結(jié)論一致,提示長期慢性心理應(yīng)激引起下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸反應(yīng)性失衡,進(jìn)而影響胸腺和細(xì)胞免疫功能,增加IL-2、IL-6、hsCRP等炎性因子的表達(dá)。

心理應(yīng)激觸發(fā)機(jī)體產(chǎn)生的生理學(xué)效應(yīng)包括急性自主神經(jīng)功能不全、神經(jīng)內(nèi)分泌激活、血流動力學(xué)改變和引發(fā)炎性反應(yīng)過程。易損斑塊表現(xiàn)為局部炎性反應(yīng)激活、巨噬細(xì)胞積聚、T淋巴細(xì)胞激活等一系列反應(yīng)[8],當(dāng)這些因素一旦與斑塊破裂聯(lián)系起來,可能促發(fā)血栓形成、心肌梗死、心律失常。Sheps等[9]評估了196例患者進(jìn)行心理生理學(xué)測試后平均62個月的病死率。與那些沒有誘導(dǎo)出短暫性心肌缺血的患者相比,應(yīng)激誘導(dǎo)的短暫性心肌缺血患者病死率顯著增高。動脈內(nèi)膜受損使巨噬細(xì)胞合成和分泌IL-1、IL-6,以及機(jī)體分泌hsCRP。Frasure-Smith等[10]對741名冠心病患者進(jìn)行隨訪,冠心病發(fā)生后2個月至2年的主要不良反應(yīng)為心源性死亡、心肌梗死、心搏驟停,同時進(jìn)行抑郁積分(BDI-2積分)和測定CRP、IL-6及可溶性黏附分子,發(fā)現(xiàn) BDI-2積分大于或等于14和CRP≥2.0 mg/L的患者2個月心臟不良反應(yīng)發(fā)生率明顯升高。

本實驗結(jié)果表明慢性心理應(yīng)激大鼠出現(xiàn)行為異常,血清IL-2、IL-6、hsCRP含量增高,提示慢性心理應(yīng)激可能通過對血清IL-2、IL-6、hsCRP含量的影響而引發(fā)血管局部炎性反應(yīng),血管易損性增加,可能促進(jìn)冠心病的發(fā)生和發(fā)展。對于慢性應(yīng)激時IL-2、IL-6、hsCRP在心肌細(xì)胞中的表達(dá)及作用還有待進(jìn)一步的研究。

[1]Smith TW,Kendall PC,Keefe FJ.Behavioral medicine and clinical health psychology:introduction to the special issue,a view from the decade of behavior[J].J Consult Clin Psychol,2002,70(3):459-462.

[2]Lin YH,Liu AH,Xu Y,et al.Effect of chronic unpredictable mild stress on brain-pancreas relative protein in rat brain and pancreas[J].Behav Brain Res,2005,165(1):63-71.

[3]畫偉.心理應(yīng)激胃黏膜損傷的動物模型及發(fā)病機(jī)制[J].國外醫(yī)學(xué)消化系疾病分冊,2002,22(3):143-145.

[4]Hirano T.The biology of interleukin-6[J].Chem Immunol,1992,51(9):153-160.

[5]Yasojima K,Schwab C,McGeer EG,et al.Generation of C-reactive protein and complement components in atherosclerotic plaques[J].Am J Pathol,2001,158(6):1039-1051.

[6]Pasceri V,Willerson JT,Yeh ET.Direct proinflammatory effect of C-reactive protein on human endothelial cells[J].Circulation,2000,102(3):2165-2168.

[7]Goshen I,Yimiya R.Interleukin-1(IL-1):a central regulator of stress responses[J].Front Neuroendocrinol,2009,30(1):30-45.

[8]Hansson GK.Inflammation,atherosclerosis,and coronary artery disease[J].N Engl J M ed,2005,352(16):1685-1695.

[9]Sheps DS,McMahon RP,Becker L,et al.Mental stressinduced ischemia and all-cause mortality in patients with coronary artery disease:results from the psychophysiological investigations of myocardial Ischemia study[J].Circalation,2002,105(15):1780-1784.

[10]Frasure-Smith N,Lespé rance F,Irwin MR,et al.Depression,C-reactive protein and two-year major adverse cardiac events in men after acute coronary syndromes[J].Biol Psychiatry,2007,1562(4):302-308.

Effects of chronic psychological stress on behaviors and serum concentrations of IL-2,IL-6,hsCRP in rats

Wang Hongju,Wang Yin,Xu Yanqiu
(Department of Cardiovascular Medicine,the First Affiliated Hospital of Bengbu Medical College,Anhui 233004,China)

ObjectiveTo explore the effects of chronic psychological stress on behaviors and serum concentrations of interleukin-2(IL-2),interleukin-6(IL-6),high-sensitivity C-reactive protein(hsCRP)in rats.MethodsThe chronic psychological stress model was mimicked by chronic unpredictable mild stress in rats.The behaviors of rats were observed and the levels of serum IL-2,IL-6 and hsCRP were detected by enzyme-linked immunosorbent assay method.ResultsAfter the rats were subjected to chronic unpredictable mild stress stimulus,the stress open-field activity were lower(P＜0.05);the levels of serum IL-2,IL-6 and hsCRP were significantly higher in contrast to normal rats(P＜0.05).ConclusionChronic psychological stress can significantly influence the emotional behaviors and serum inflammatory factors levels in rats.

interleukin-2;interleukin-6;C-reactive protein;psychological stress;rat;emotional behavior

10.3969/j.issn.1671-8348.2011.05.024

A

1671-8348(2011)05-0471-02

2010-06-09

2010-09-22)

·經(jīng)驗交流·