趙福坤,吳 芹,李 勃,張明輝,陳 晶,徐云燕,石京山
(遵義醫(yī)科大學基礎藥理教育部重點實驗室暨特色民族藥教育部國際合作聯(lián)合實驗室,貴州 遵義 563006)
酒精系精神活性物質(zhì),可以影響人類情緒、思維、行為及意識狀態(tài)。長期嗜酒者可出現(xiàn)酒精依賴綜合征,即耐受性、沖動性覓酒行為和戒斷癥狀[1]。在中國傳統(tǒng)酒文化的影響下,酒在人類社交活動中被廣泛使用,使得我國不論是酒的產(chǎn)量或消耗量,近年來都不斷增加,酒產(chǎn)業(yè)作為一些國家的支柱產(chǎn)業(yè),產(chǎn)生了很大效益[2-3]。然而,由于酒產(chǎn)量或消耗量的增加,酒相關的問題也相應呈上升趨勢,并對人體健康產(chǎn)生重要影響[4-7],其中以酒精成癮的精神依賴和人體肝臟受損最為嚴重[8-11]。據(jù)2018年世界衛(wèi)生組織調(diào)查結(jié)果顯示,2016年全世界因過度飲用酒精飲品造成了300萬例死亡。酒精消費不僅能夠?qū)е乱蕾?,還可增加人們罹患200多種疾病的危險,包括肝硬化和某些癌癥[12]。
由于國內(nèi)缺乏自身飲酒的動物模型,在過去的40年里,酒精給人類帶來的疾病的治療方法依舊沒有明顯的進展[13]。因此,在維持我國酒產(chǎn)量不減和保持中國傳統(tǒng)酒文化不變的情況下,尋找一種與人類飲酒行為相似的動物模型,以研究恰當?shù)娘嬀品绞剑蛘咦非笠环N對身體健康損害較小的酒具有重要意義。FH/Wjd大鼠是遠交系Wistar大鼠近親繁殖了19代得到的品系[14],這個品系的大鼠具有遺傳性5羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)功能低下和大量自主飲酒的特點[1,15]。本實驗室于2014年從北京大學藥物研究所梁建輝教授實驗室引進該先天性嗜酒大鼠,并成功繁殖。本研究通過觀察FH/Wjd大鼠和SD大鼠對不同酒的偏好、飲酒行為的晝夜差異性以及剝奪效應,為其在國內(nèi)乙醇研究領域的應用提供實驗依據(jù)。
1.1試劑與儀器A酒(醬香型,53度)產(chǎn)自貴州仁懷某酒廠;B酒(濃香型,52度)產(chǎn)自四川宜賓某酒廠;分析純無水乙醇,購自成都市科龍化工試劑廠,批號:0071218,使用時用自來水配制成所需濃度。酒、乙醇、水分別裝于定制的50 mL和200 mL大鼠飼養(yǎng)水瓶(蘇州君圣實驗動物設備有限公司),不銹鋼吸管內(nèi)徑分別為1.0 mm(酒、乙醇)和2.0 mm(水)。
1.2實驗動物及分組FH/Wjd大鼠和SD大鼠各30只,體質(zhì)量150~250 g,SPF級,♀♂不拘。FH/Wjd大鼠2014年由北京大學藥物依賴研究所梁建輝教授饋贈,并引進繁殖;SD大鼠由重慶第三軍醫(yī)大學大坪醫(yī)院實驗動物中心提供,許可證號:SCXK(渝)2012-0005。隨機分為3組:A酒組(Liquor A)、B酒組(Liquor B)、53%乙醇組(Alcohol),每組10只。單籠飼養(yǎng),自由飲食,光照每天12 h,明暗交替(光照時間8 ∶00~20 ∶00),相對濕度為60%~65%,溫度(21~23) ℃。
1.3雙瓶自由選擇飲酒實驗[16]各組大鼠采用雙瓶(A酒、B酒、53%乙醇和雙蒸水)自由選擇的方法喂養(yǎng)4個月,每日于20 ∶00定時稱水瓶和酒瓶的重量,并于稱量水瓶和酒瓶后,交換水瓶和酒瓶位置,防止形成位置偏愛,連續(xù)觀察2個月。計算每天FH/Wjd大鼠和SD大鼠的飲酒量、飲水量以及對各酒的偏愛率。并于d 8的8 ∶00和20 ∶00定時稱水瓶和酒瓶的重量,分別計算白天和夜間各大鼠的飲酒量、飲水量以及對各酒的偏愛率,比較大鼠對不同酒的飲酒量、飲水量及偏愛率在白天和夜間的差異性。偏愛率/%=mE/(mE+mw)×100%;其中mE為飲酒量,mw為飲水量。
1.4乙醇剝奪實驗[16]各組大鼠采用雙瓶(A酒、B酒、53%乙醇和雙蒸水)自由選擇的方法喂養(yǎng)4個月,每日于20 ∶00定時稱水瓶和酒瓶的重量,并于稱量水瓶和酒瓶后,交換水瓶和酒瓶位置,防止形成位置偏愛。待FH/Wjd大鼠和SD大鼠的飲酒行為穩(wěn)定后,取出酒瓶24 h,保留水瓶,待24 h后放上酒瓶,再次給予雙瓶自由選擇。并于放上酒瓶24 h后,稱量各酒瓶和水瓶的重量。觀察再次給酒24 h后與剝奪前24 h FH/Wjd大鼠和SD大鼠的飲酒量、飲水量及偏愛率的變化。
2.1FH/Wjd大鼠對不同酒的飲酒量、飲水量及偏愛率當酒水和飲水開始同時出現(xiàn)時,F(xiàn)H/Wjd大鼠立即主動攝取酒水。通過統(tǒng)計4個月FH/Wjd大鼠對不同酒的飲酒量、飲水量以及偏愛率發(fā)現(xiàn),F(xiàn)H/Wjd大鼠對A酒的攝入量明顯高于53%乙醇(P<0.01),對A酒的偏愛率明顯高于B酒和53%乙醇(P<0.05),各酒中FH/Wjd大鼠更偏愛A酒,見Tab 1。
Tab 1 The average ethanol and water intake and ethanol preference in FH/Wjd rats for each liquor in four months
#P<0.05,##P<0.01vsalcohol;*P<0.05vsliquor B
通過對第1個月和第2個月FH/Wjd大鼠對不同酒的飲酒量、飲水量以及偏愛率的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)(Fig 1),F(xiàn)H/Wjd大鼠對不同酒的飲酒量和偏愛率隨著飲酒時間延長而增加,且第2個月對A酒的飲用量明顯高于第1個月(P<0.05),偏愛率也高于第1個月,但差異無統(tǒng)計學意義,飲水量變化不明顯。第1個月對A酒的飲用量明顯高于53%乙醇(P<0.05),第2個月對A酒的飲用量及偏愛率明顯高于B酒和53%乙醇(P<0.05)。
2.2SD大鼠不同酒的飲酒量、飲水量及偏愛率當酒水和飲水開始同時出現(xiàn)時,SD大鼠并未主動攝取酒水,但當撤出飲水而只留酒水時,SD大鼠被迫開始攝取酒水,24 h后,當酒水和飲水同時存在時,SD大鼠開始主動攝取酒水。通過統(tǒng)計4個月SD大鼠對不同酒的飲酒量、飲水量以及偏愛率發(fā)現(xiàn),SD大鼠對A酒和B酒的攝入量明顯高于53%乙醇(P<0.01),對B酒的偏愛率明顯高于A酒和53%乙醇(P<0.01),對A酒的偏愛率明顯高于53%乙醇(P<0.05),各酒中SD大鼠更偏愛B酒,見Tab 2。
Tab 2 The average ethanol and water intake and ethanol preference in SD rats for each liquor in four months n=10)
#P<0.05,##P<0.01vsalcohol;**P<0.01vsliquor A
Fig 1 Difference of each liquor in ethanol and water intake and ethanol preference of FH/Wjd rats n=10)
*P<0.05vsfirst month;#P<0.05,##P<0.01vsalcohol;△P<0.05vsliquor A
Fig 2 Difference of each liquor in ethanol and water intake and ethanol preference of SD rats n=10)
*P<0.05,**P<0.01vsfirst month;##P<0.01vsalcohol;▲P<0.05,▲▲P<0.01vsliquor B
通過對第1個月和第2個月SD大鼠對不同酒的飲酒量、飲水量以及偏愛率的統(tǒng)計還發(fā)現(xiàn)(Fig 2),SD大鼠對不同酒的飲酒量和偏愛率也隨著飲酒時間延長而增加,且第2個月對A酒和53%乙醇的飲用量明顯高于第1個月(P<0.01),對各酒的偏愛率明顯高于第1個月(P<0.01),飲水量變化不大。第1個月對A酒和B酒的飲用量及偏愛率明顯高于53%乙醇(P<0.01),第2個月對B酒的飲用量明顯高于53%乙醇(P<0.01),對B酒的偏愛率明顯高于A酒和53%乙醇(P<0.01)。
2.3FH/Wjd大鼠和SD大鼠對不同酒飲酒行為的晝夜差異Fig 3、4結(jié)果顯示,給予A酒、B酒和53%乙醇后,F(xiàn)H/Wjd大鼠和SD大鼠夜間飲酒量和飲水量均明顯高于白天飲酒量(P<0.01)。FH/Wjd大鼠和SD大鼠對不同酒的飲酒行為均存在明顯的晝夜差異,飲酒行為主要發(fā)生在夜間(活動期間)。SD大鼠白天對B酒和53%乙醇的飲酒量明顯高于A酒(P<0.01)。
Fig 3 Difference in drinking behavior of FH/Wjd rats between day and night n=10)
**P<0.01vsday
Fig 4 Difference in drinking behavior of SD rats between
**P<0.01vsday;△△P<0.01vsliquor A
2.4不同酒剝奪24h對FH/Wjd大鼠飲酒行為的影響Fig 5結(jié)果顯示,F(xiàn)H/Wjd大鼠各酒剝奪24 h后,再次給A酒,F(xiàn)H/Wjd大鼠再次給A酒后24 h的飲酒量和偏愛率均比剝奪前一天24 h的飲酒量和偏愛率高,而飲水量則降低,但差異無顯著性。再次給B酒和53%乙醇后24 h的偏愛率比剝奪前一天24 h的偏愛率明顯增加(P<0.05),飲酒量也增加,但差異無統(tǒng)計學意義,而飲用53%乙醇的飲水量明顯降低(P<0.05)。FH/Wjd大鼠對不同酒的飲酒行為存在剝奪效應。
2.5不同酒剝奪24h對SD大鼠飲酒行為的影響Fig 6結(jié)果顯示,SD大鼠各酒剝奪24 h后,再次給予相應酒后24 h的飲酒量和偏愛率均比剝奪前一天24 h的飲酒量和偏愛率升高,但差異無統(tǒng)計學意義,而飲水量則降低,其中飲用B酒的飲水量明顯降低(P<0.05)。SD大鼠對不同酒的飲酒行為也存在剝奪效應。
本研究結(jié)果表明,F(xiàn)H/Wjd大鼠對酒類飲品具有天然的嗜好,在實驗開始酒水和飲水同時存在時,便主動攝取酒水,的確可以稱之為“酒鬼鼠”。然而,SD大鼠則不同,當酒水和飲水開始同時出現(xiàn)時,并未主動攝取酒水,但當撤出飲水而只留酒水時,SD大鼠被迫開始攝取酒水,24 h后,當酒水和飲水同時存在時,產(chǎn)生主動攝取酒水的行為。表明不同動物品系對酒類的攝取行為和人類有相似之處,有的天生能(好)喝酒,而有的則不喜歡喝酒。人類不同個體的飲酒量和對品牌的偏好也有差異,本實驗觀察到,F(xiàn)H/Wjd大鼠對A酒的飲用量及偏愛率最高,其次是B酒,最后是53%乙醇。而SD大鼠則對B酒的飲用量及偏愛率最高,其次是A酒,最后是53%乙醇。該現(xiàn)象提示,不同大鼠品系可能偏好不同品牌的酒。偏愛率實則是反映了飲酒的不良反應表現(xiàn),在人們的飲酒過程中會產(chǎn)生嚴重的口渴,因此會大量喝水,表現(xiàn)為偏愛率低。本實驗也發(fā)現(xiàn),F(xiàn)H/Wjd大鼠和SD大鼠也有這種現(xiàn)象。另外,通過對各組大鼠第1個月和第2個月對不同酒的飲酒量、飲水量以及偏愛率的觀察發(fā)現(xiàn),F(xiàn)H/Wjd大鼠和SD大鼠對不同酒的飲用量及偏愛率均隨飲酒時間延長而增加,飲水量變化不大。到后期,甚至有個別大鼠的飲酒量大于飲水量,偏愛率大于50%。其中FH/Wjd大鼠第2個月對A酒的飲用量明顯高于第1個月,SD大鼠第2個月對A酒和53%乙醇的飲用量和偏愛率明顯高于第1個月。該現(xiàn)象說明FH/Wjd大鼠長期自發(fā)飲酒已對酒精產(chǎn)生耐受和依賴,與文獻報道一致[17]。而SD大鼠通過短期強制飲酒訓練后,與FH/Wjd大鼠一樣具有飲酒量大的特點,且長期自發(fā)飲酒也會對酒精產(chǎn)生耐受和依賴。FH/Wjd大鼠和SD大鼠這種飲酒行為與人類的飲酒行為相似。
Fig 5 Effect of liquors deprived on ethanol-drinking behavior of FH/Wjd rats n=10)*P<0.05 vs pre-deprivation; △P<0.05 vs liquor A
Fig 6 Effect of liquors deprived on drinking behavior of SD rats n=10)
*P<0.05vspre-deprivation;#P<0.05vsalcohol
觀察還發(fā)現(xiàn),F(xiàn)H/Wjd大鼠的飲酒行為主要出現(xiàn)在夜間,各酒夜間的飲酒量為白天的2.7~3.6倍,飲水量是白天的5.5~7.1倍。SD大鼠的飲酒行為也主要出現(xiàn)在夜間,各酒夜間的飲酒量為白天的2.8~7.8倍,飲水量是白天的5.0~6.7倍。FH/Wjd大鼠SD大鼠對不同酒的飲酒行為均存在明顯的晝夜差異,與人類飲酒主要發(fā)生在活動期間的行為相似。而這種飲酒行為的晝夜節(jié)律性對于動物給藥時間的選擇具有重要意義,如對于一些半衰期較短的藥物,應選擇在飲酒高峰前(熄燈前)給藥。
剝奪效應是不同酒剝奪一段時間后,自發(fā)對酒的飲用量和偏愛率的暫時性升高。FH/Wjd大鼠各酒剝奪24 h,再次給酒后24 h的飲酒量和偏愛率均較剝奪前24 h升高,與報道一致[16]。與FH/Wjd大鼠相似,SD大鼠各酒剝奪24 h,再次給酒后24 h的飲酒量和偏愛率也均比剝奪前24 h的高,該現(xiàn)象與嗜酒者戒酒復發(fā)后飲酒量的增加相似。因此,SD大鼠也可考慮作為一種嗜酒動物模型,用于戒酒藥物的藥效評價。