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耳鸣动物模型的建立及药物对大鼠耳鸣的影响

2022-07-29
来源:求医网
摘要 目的:建立耳鸣动物模型并测试药物对动物耳鸣的影响。方法:让动 物形成耳内有声音存在是安全的、而耳内无声音感往往伴随着危险因素这样一个条件反射, 当动物有耳鸣时把它也作为部分安全的信号,在行为中表现出来。用注射水杨酸钠的方法造 成动物耳鸣,通过不同组别大鼠行为实验的结果判断动物耳鸣的存在与否及药物的作用。结果:大鼠注射水杨酸钠后有耳呜产生,抗癫痫药Lamotrigine不能有效地缓解耳 鸣,补肾中药复方改善了水杨酸钠造成的耳呜。结论:本耳鸣行为模型能证 实水杨酸钠造成的动物耳鸣的存在,可用于筛选药物是否具有改善耳鸣的作用,但无法提供 药物致/治鸣机制的依据。

中图分类号:R764.45文献标识码:A文章编号:1000-683 4(2000)03-0275-04

THE ESTABLISHMENT OF AN ANIMAL MODEL FOR TINNITUS AND THE EFFECTS OF THE DRUGS ON THE TINNITUS OF ANIMAL

SHI Jian-rong,HU Shou-ming

(Department of Physiology, Shanghai University of Traditional Chine se Medicine, Shanghai 200032)

ABSTRACT

Aim: To establish an animal model for tinnitus and to screen drugs for t heir abilities to attenuate tinnitus. Methods: The behavioral pa radigm of an animal model of tinnitus is based on creating and experimental situ ation in which the presence of an auditory signal is associated with safety, whi le its absence, silence, is associated with danger. The tinnitus was induced by sodium salicylate injection. Results: The data of the experimen ts reported in this article suggests the presence of phantom auditory sensation in animals, produced by salicylate. The results also indicated that Lamotrigine was not effective on tinnitus, while the Traditional Chinese Medicine Compound m ade a statistically significant decrease of the behavioral manifestation of tinn itus.Conclusion: This model assesses the perception of a sound ( tinnitus) disregarding its origin and allows for testing of drugs that attenuate tinnitus.

KEY WORDS: tinnitus;salicylate;animal model;antiepil eptic drug;kidney tonic drugs

耳鸣是一临床常见症状,其发生机理不详,依然无法客观检测,缺乏有效治疗方法 [1]。对耳鸣的药物治疗包括局部麻醉药、抗癫痫药、神经营养药等,有效率不高。中 医理论认为肾气衰则耳鸣耳聋,对肾虚耳鸣者用扶正益肾的方法治疗后耳鸣的症状有改善, 但还没有找到临床中药治疗耳鸣的规律,更少开展有关的机理研究。限制对耳鸣深入研究的 原因之一是缺少耳鸣动物模型。近年来,国外学者用行为实验(behavioral procedure)的方 法建立了大鼠水杨酸耳鸣模型[2,3],本实验通过此模型来观察抗癫痫药及补肾中 药对耳鸣的作用。

1材料与方法

1.1耳鸣动物模型的建立[2,3]

1.1.1总体设计耳鸣是一主观感觉,而动物无法直接说出其感受。因此 ,需通过观测与外界刺激有关的一般行为表现来推测动物的主观体验,即进行行为实验。根 据感觉动物模型的建立原则以及心理声学的概念,本模型的设计思路为:让动物形成耳内有 声音存在是安全的,而耳内无声音感往往伴随着危险因素这样一个条件反射,当有耳鸣时, 动物把它也作为安全的信号,在行为中表现出来。

通过下列过程建立:中断大鼠的自由饮水,将动物始终置于有柔和背景噪声 (55 dB SP L)的环境里,在特殊隔音室中训练从特殊的水管中舔水,每一次舔水都会被系统记录。训练过 程中每当有背景声音中断(本底噪声<20 dB SPL)即给动物足部电刺激,二者多次结合直至动 物在无背景声音时饮水动作明显减少甚至停止,然后不给电刺激强化,动物对安静的恐惧逐渐 减退,即进入条件反射消退期。在消退期每日给动物注射水杨酸钠(主要成分salicylate ac id,简称SA),则在背景声音中断时大鼠将水杨酸钠所致的耳鸣声作为部分安全信号,其消退 过程快于注射生理盐水对照组。

造模过程持续15 d(图1)。实验中动物缺水后的饮水现象为非条件反射;动物饮水时给 予足底电刺激会引起饮水动作的抑制,将无背景声音(安静)与电刺激多次结合后成为抑制饮 水反应的条件刺激,这样就形成“安静”时动物中断饮水动作的抑制性条件反射。

以条件刺激时的饮水的抑制率(Rb)为观察指标,其计算公式为:Rb=B/(A+B)

B:在持续1 min的条件刺激期间的总饮水次数; A:在条件刺激前1 min内的饮水总数。

以每次过程中Rb的平均值为某动物某天的行为观察指标,观察Rb随时间的动态变化过程 。在适应无背景声音期间,每一动物的平均Rb均在0.4~0.6,为正常状况;2 d的条件反射 建立训练后Rb应<0.2;消退测试期间Rb逐渐恢复至0.5左右。动物耳鸣存在于否将在消退 测试中表现出来,耳鸣声尽管可能和环境声音不完全一致,但比之于绝对安静的环境,差异 还是很明显的,因此有耳鸣的动物不能注意到环境声音的变化,在条件刺激时饮水动作的抑 制作用小于无耳鸣的动物,即Rb的恢复快。

1.1.2动物分组30只成年雄性杂色大鼠(Strain:Long Evans pigmente d;Source:Charles River,下同),体重280~330 g,随机分成三组(n=10):(1)对照 组造模过程如前述,从抑制训练之日起,每日注射生理盐水5 ml/kg至实验结束;(2)SA1组 在造模过程中,动物在适应无背景声音环境之后、抑制训练之前,注射水杨酸钠320 mg/kg (Sigma化学公司),以后每日注射一次,持续至实验结束,均在实验前2 h注射;(3) SA2组 SA的注射始于2 d抑制训练后,消退测试前。其余均同SA1组。

Fig.1 Time table of the experiments

1:Experiments when salicylate or saline was introduced before the su ppression training (e.g. SA1 or LTG1 or TCM1)

2:Salicylate or saline was introduced after suppression training (e.g.SA2 or LTG2 or TCM2)

Days: Days from the beginning of the procedures

1.2药物对耳鸣模型动物的影响

抗癫痫药Lamotrigine (LTG),5 mg/(kg·d)。将12只大鼠分为2组(n=6) :LTG1组和 LTG2组。同前造模方法,分别在抑制训练前、后注射SA;LTG的使用从实验开始 前3 d起持续至实验结束,每日一次,均于实验前2 h皮下注射。LTG由The Wellcome Fundat ion Ltd,London生产,Lot:A42037。

中药(Traditional Chinese Medicine,TCM)复方由狗脊、仙鹤草、磁石、路路通等组 成,按成人公斤体重的20倍折算,水煎、浓缩成混悬液,使其用量为每日3 ml。18只大鼠分 三组(n=6):对照组、TCM 1、TCM 2。造模方法同前,分别在抑制训练前、后注射SA; 从实验开始前3日起,三组大鼠分别每日喂以3 ml水或中药,在每日行为实验结束后不固定 的几小时内进行,持续至消退测试结束。

2实验结果

2.1水杨酸耳鸣大鼠模型的确立

如图2,比较对照组、SA1和SA2组动物消退测试期间的饮水抑制率,对照组动物需4 d的时 间逐渐恢复到抑制训练前的水平(Rb接近0.5):在SA2组动物,由于SA造成大鼠耳鸣Rb的恢复 很快,消退试验的第2 d即达0.5左右;而在SA1组大鼠在抑制训练前给予SA,则动物将耳鸣与 电刺激相联系,条件刺激时饮水抑制这一条件反射消退较慢,Rb恢复至0.5约在消退试验的 第7 d。故本实验中1和2组的设立,排除了实验的假阳性可能,使实验设计更显合理。

Fig.2 Mean values of Suppression ratios(Rb) during the second suppression training day (S2) and the 7 days exti nction testing (E1-E7)

● contrl group;■ The group starting salicylate injections before suppressi on training (SA1); ▲The group starting salicylate injections after suppression training (SA2);Bars indicate standard error of mean

为了用单一的指标来反映SA1和SA2组动物行为实验的差异性,我们计算并比较了两组曲线 之间平均面积差[4],均以对照组的曲线为参照:在消退试验期,代表SA2组和对照 组的二条曲线之间所包围的面积为0.1562±0.0532,(由于Rb为一相对值,故以此为基础求 得的面积无单位),而代表SA1组和对照组二条曲线所包围的面积为0.0478±0.0434,差 异有 显著性(P<0.05)。这是由于在行为实验过程中注射SA时间的不同,动物对耳鸣的反应 不同,耳鸣的消退时间也不同,说明大鼠注射SA后确实产生了耳鸣。

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