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    【 摘要】 本文對(duì)大小鼠游泳實(shí)驗(yàn)的方法( 強(qiáng)迫游泳、負(fù)重游泳、水迷宮等)、評(píng)價(jià)指標(biāo)(不動(dòng)時(shí)間、負(fù)重游泳時(shí)間、逃避潛伏期等) 及模型大、小鼠生理生化的變化進(jìn)行了綜述， 為進(jìn)行抗抑郁、抗疲勞和益智藥物的研究提供參考，本文還對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在大小鼠游泳實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用作了簡(jiǎn)要的介紹。

    【 關(guān)鍵詞】 大鼠,小鼠,游泳

    大小鼠游泳實(shí)驗(yàn)是一種廣泛應(yīng)用于抗抑郁、抗疲勞和益智藥物的芍效學(xué)與作用機(jī)制研究的抗應(yīng)激實(shí)驗(yàn)方法。本文就此作一個(gè)簡(jiǎn)要的綜述，為相關(guān)藥物的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供參考。

1 大、小鼠游泳實(shí)驗(yàn)在抗抑郁藥物研究中的應(yīng)用

    1977年，Porsolt RD首次應(yīng)用強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)檢測(cè)抗抑郁藥物的作用。后來(lái)強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)就成為評(píng)價(jià)藥物抗抑郁作用的動(dòng)物模型。該實(shí)驗(yàn)方法是一種行為絕望實(shí)驗(yàn)法，其基本原理是當(dāng)大鼠或小鼠放進(jìn)一個(gè)有限的空間使之游泳，開始時(shí)拼命游泳力圖逃脫，很快就變成漂浮不動(dòng)狀態(tài)，僅露出鼻孔保持呼吸，四肢偶爾劃動(dòng)以保持身體不至于沉下去，實(shí)際是動(dòng)物放棄逃脫的希望，屬于行為絕望。

    經(jīng)典的強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)分兩天進(jìn)行。第一天讓大鼠或小鼠在25℃的深水中強(qiáng)迫游泳15 mi n，取出后在犯℃溫室烘干，歸籠。第二天，在同樣的條件下進(jìn)行強(qiáng)迫游泳5min，記錄不動(dòng)時(shí)間。Mirua H等將強(qiáng)迫游泳的時(shí)間改為( 10一30 ) mini' 1 。在實(shí)驗(yàn)第2天直接觀察小鼠強(qiáng)迫游泳6 min內(nèi)后4min的不動(dòng)時(shí)間圖。這些都是對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法所做的修

改。大鼠或小鼠的不動(dòng)時(shí)間是判斷抗抑郁藥物作用

的指標(biāo)。不動(dòng)時(shí)間越短， 抗抑郁作用越強(qiáng)。

    水溫、水深、動(dòng)物、季節(jié)是影響實(shí)驗(yàn)的4個(gè)因素。Kitada等指出水溫低于20℃會(huì)縮短不動(dòng)時(shí)間。因此，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)常常把水溫控制在25一30 O C [ s 7。水深的選擇應(yīng)以動(dòng)物無(wú)法逃脫為標(biāo)準(zhǔn)。一般大鼠實(shí)驗(yàn)昔就是通過(guò)改善抑郁癥模型小鼠腦內(nèi)氨基酸類遞質(zhì)的失調(diào)，增加興奮性/ 抑制性氨基酸的比值，而減少?gòu)?qiáng)迫游泳不動(dòng)時(shí)間，提高小鼠的興奮性，對(duì)抗強(qiáng)迫游泳所致抑郁傾向[ 9 ] 0

2 大小鼠游泳實(shí)驗(yàn)在抗疲勞藥物研究中的應(yīng)用

    負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)藥物抗疲勞作用的動(dòng)物模型oMoriura等曾用此實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)蝮蛇(學(xué)名Agkistrodon blomhoffii blomhoffii Boie)的50%乙醇提取物的抗疲勞效應(yīng)〔to] 0 常用的實(shí)驗(yàn)方法是將小鼠尾部1/3一2/3處負(fù)重(體重的5 %一10%) 后投人水槽中游泳，觀察和記錄小鼠自人水后到沉入水中10。不能浮出水面(處于力竭狀態(tài))的時(shí)間。此負(fù)重游泳時(shí)間被看作是定量客觀評(píng)價(jià)疲勞程度的指標(biāo)。若負(fù)重游泳時(shí)間越長(zhǎng)， 則表明藥物的抗疲勞效果越佳。實(shí)驗(yàn)中水溫(25一29土1 ) OC，水深約25cm，所負(fù)重物為鉛絲或橡皮泥球。無(wú)負(fù)重游泳也可以使小鼠疲勞，但觀察其達(dá)到力竭狀態(tài)所需的時(shí)間比較長(zhǎng)。建立了大鼠游泳致疲勞模型， 其方法是將造模組大鼠放人溫度為(43土0.5)'C，水深為35cm的水槽中，讓其自然游泳，以每只大鼠出現(xiàn)自然沉降的時(shí)間為每只大鼠的耐疲勞時(shí)間，當(dāng)全組50%大鼠出現(xiàn)自然沉降時(shí)， 全組動(dòng)物停止游泳，造模連續(xù)14d。模型成功后大鼠表現(xiàn)為:大便次數(shù)略增多、偏稀，體重稍

下降，自由活動(dòng)減少，被毛略蓬松，食量下降。近年來(lái)， 強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)也用于耐力的測(cè)試。

    如果實(shí)驗(yàn)時(shí)水溫調(diào)至(5一巧土1) ℃或( 39一45士1)`C，使小鼠進(jìn)行高溫或低溫游泳， 可以考察藥物對(duì)游泳致疲勞外加應(yīng)激的影響。選用強(qiáng)制冷水游泳作為應(yīng)激源，在每天的不同時(shí)間造模，并改變每天造模持續(xù)時(shí)間，減少機(jī)體對(duì)應(yīng)激的耐受，力圖制造一個(gè)包括溫度刺激(寒冷)、體力消耗(游泳) 以及精神刺激( 強(qiáng)制冷水游泳所致情緒刺激) 在內(nèi)的由多種應(yīng)激因素所致的應(yīng)激動(dòng)物模型。它既模擬了中醫(yī)有關(guān)疲勞的發(fā)病過(guò)程，也符合西醫(yī)所認(rèn)為的由慢性應(yīng)激導(dǎo)致疲勞的理論。模型動(dòng)物體力下降(力竭游泳時(shí)間縮短)，出現(xiàn)抑郁傾向(自發(fā)活動(dòng)減少)、神經(jīng)內(nèi)分泌功能紊亂，這些與疲勞病人的癥狀表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)室檢查相似。由此可見，\該模型是一種值得進(jìn)一步提高和完善的可用以研究慢性疲勞的動(dòng)物模型。同時(shí)也說(shuō)明在應(yīng)激導(dǎo)致慢性疲勞的過(guò)程與機(jī)體神經(jīng)一內(nèi)分泌一免疫系統(tǒng)功能的紊亂關(guān)系密切。發(fā)現(xiàn)強(qiáng)制冷水游泳使大鼠血清中單胺類遞質(zhì)含量普遍出現(xiàn)升高趨勢(shì)，其中多巴胺含量明顯升高。消疲怡神口服液(一種抗疲勞藥物)能降低5-經(jīng)色胺(5-HT)、多巴胺(DA)及其代謝產(chǎn)物高香草酸(HVA)含量，并使5-HT代謝產(chǎn)物5-經(jīng)叫噪乙酸(5-HIAA)含量升高，提示其抗應(yīng)激作用可能與抑制外周D A的合成與代謝，促進(jìn)5-HT分解有關(guān)。強(qiáng)制冷水游泳還會(huì)明顯降低大鼠腎上腺抗壞血酸含量(反映腎上腺皮質(zhì)功能的經(jīng)典指標(biāo))，表明此時(shí)腎上腺功能活躍，皮質(zhì)酮合成增加。消疲怡神口服液可以有效逆轉(zhuǎn)這一變化，提示它可以抑制應(yīng)激情況下腎上腺皮質(zhì)功能的過(guò)度活躍，減少腎上腺皮質(zhì)激素的合成，減輕應(yīng)激所致的不良影響乳酸(LAC)、乳酸脫氫酶(LDH)、血清尿素氮(BUN) ,葡萄糖(Glc) 和總蛋白(TP )是與游泳致疲勞有關(guān)的血液生化指標(biāo)。LAC的堆積是運(yùn)動(dòng)性疲勞的一個(gè)重要原因。LAC作為無(wú)氧酵解的產(chǎn)物，長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)造成機(jī)體LAC堆積，影響機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和正常代謝。L D H在 L A C的代謝過(guò)程中起催化作用，運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期其活力的增加有利于LAC的消除。BUN是運(yùn)動(dòng)時(shí)物質(zhì)代謝的產(chǎn)物，它隨勞動(dòng)及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加而增加，機(jī)體對(duì)負(fù)荷適應(yīng)能力越差，BUN的增量就越明顯。存在于肌肉、紅細(xì)胞和其它組織中，是運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源之一。此外，蛋白質(zhì)含量能反映機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)狀況。藥物可以通過(guò)降低運(yùn)動(dòng)后LAC水平和BUN增量，提高LDH活性及Glc 和TP含量， 來(lái)達(dá)到抗疲勞效應(yīng)。    游泳實(shí)驗(yàn)在中藥抗疲勞作用的研究中頻繁使用。劉紅等以游泳小鼠為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)竹節(jié)人參可以提高LDH活力及肌糖原和肝糖原的儲(chǔ)備量，降低游泳后LAC水平和BUN增量，而具有抗疲勞作用。賓曉農(nóng)等對(duì)絞股藍(lán)皂貳進(jìn)行藥理學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)它可明顯延長(zhǎng)小鼠游泳至力竭的時(shí)間;減少力竭性游泳小鼠心、腎組織中丙二醛(MDA)含量;升高腎組織中超氧化物歧化酶(SOD)活性，使SOD/MDA比值相對(duì)增大。由此提示絞股藍(lán)具有提高運(yùn)動(dòng)能力抗疲勞，抗心、腎自由基損傷的作用。楊柯等指出人參中的人參二醇組皂貳可以糾正長(zhǎng)期遞增負(fù)荷游泳造成的大鼠血清皋酮明顯降低，是其抗疲勞作用的機(jī)制之一。

3 大、小鼠游泳實(shí)驗(yàn)在益智藥物研究中的應(yīng)用游泳實(shí)驗(yàn)常用于學(xué)習(xí)記憶的研究，其方法包括Morris，水迷宮、T型水迷宮、方型水迷宮和Y型水迷宮。

    自1981年發(fā)明Morris水迷宮( Morris water mace ,MWM) 以來(lái)，MWM已成為從事學(xué)習(xí)記憶研究的學(xué)者們檢測(cè)嚙齒動(dòng)物空間學(xué)習(xí)記憶能力的主要工具之一。學(xué)習(xí)記憶實(shí)驗(yàn)方法的基礎(chǔ)是條件反射，從動(dòng)物學(xué)習(xí)或執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)后間隔一定時(shí)間，測(cè)量其操作成績(jī)或反應(yīng)時(shí)間來(lái)衡量這些過(guò)程的儲(chǔ)存量、保留時(shí)間和它們所依賴的條件等。Morris水迷宮由圓形水池和自動(dòng)錄像系統(tǒng)組成，水池池壁上4個(gè)等距離點(diǎn)N, E,S,W，為試驗(yàn)起始點(diǎn)，分水池為4個(gè)象限NE,SE,SW,NW。任選一象限在中央放置平臺(tái)，大、小鼠游泳到此處爬上平臺(tái)可以得到休息，經(jīng)多次訓(xùn)練可以獲得記憶，通過(guò)行為檢測(cè)便可評(píng)價(jià)其學(xué)習(xí)記憶能力。大、小鼠能否確定平臺(tái)完全由其空間學(xué)習(xí)能力所決定，因?yàn)樗�池為圓形，動(dòng)物只能通過(guò)水池周圍的參照線索來(lái)定位。實(shí)驗(yàn)中要求參照線索豐富且保持不變。  

用Morris水迷宮在行為檢測(cè)過(guò)程中常進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn):

( 1 ) 定位航行試驗(yàn): 試驗(yàn)開始前1d將大鼠放人水池中( 不含平臺(tái)) 。自由游泳2 min，讓其熟悉迷宮環(huán)境。試驗(yàn)共歷時(shí)5d，每天分上、下午兩個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段訓(xùn)練4次，每天共8次。訓(xùn)練開始時(shí)，將平臺(tái)置于N W象限，從四個(gè)起始點(diǎn)的任一點(diǎn)將大鼠面向池壁放入水池，自動(dòng)錄像記錄系統(tǒng)記錄大鼠找到平臺(tái)的時(shí)間(逃避潛伏期)和游泳路徑，4次訓(xùn)練即將大鼠分別從四個(gè)不同起始點(diǎn)放人水中，大鼠找到平臺(tái)后或120s內(nèi)找不到平臺(tái)則由實(shí)驗(yàn)者將其拿上平臺(tái)(潛伏期記為120s )，在平臺(tái)上休息30s，再行下次實(shí)驗(yàn)。

(2)空間探索試驗(yàn): 在第5天的第5次( 緊接第4次)撤除平臺(tái)，任選一人水點(diǎn)將大鼠面向池壁放人水中，記錄1min內(nèi)大鼠在池中的游

泳路徑、穿環(huán)數(shù)( 跨原平臺(tái)所在位置的次數(shù)) 和在各象限的游泳距離占總距離的百分比。

    龍大宏等用上述實(shí)驗(yàn)討論了神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF) 對(duì)老年癡呆鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)NGF可以縮短逃避潛伏期，增加穿環(huán)數(shù)和原平臺(tái)象限的游泳距離占總距離的百分比。由此提示NGF能夠改善老年癡呆鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。

    目前國(guó)際上已有一種更為先進(jìn)、科學(xué)、真實(shí)的M orris全自動(dòng)水迷宮。該裝置主要有迷宮、攝像機(jī)記錄系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)動(dòng)物在每一區(qū)花費(fèi)的時(shí)間，乘以規(guī)定的加權(quán)值，相加來(lái)計(jì)算學(xué)習(xí)記憶成績(jī); 潛伏期成績(jī)指動(dòng)物進(jìn)人迷宮到發(fā)現(xiàn)平臺(tái)所需要的秒數(shù)。Morris全自動(dòng)水迷宮有如下優(yōu)點(diǎn): 有Video攝像系統(tǒng)，代替了研究者在迷宮試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)時(shí)間肉眼觀察，不受任何人為因素誤差影響，更為客觀、真實(shí);使用微機(jī)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)的程序，不僅能測(cè)定學(xué)習(xí)獲得成績(jī)、記憶保持成績(jī)，還能自動(dòng)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示動(dòng)物的游泳軌跡。

    將小鼠在圓形水迷宮的學(xué)習(xí)記憶行為表現(xiàn)轉(zhuǎn)換為活動(dòng)圖像并顯示其實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡路線，利用計(jì)算機(jī)對(duì)獲得的信息資源進(jìn)行綜合分析，優(yōu)化組合后，建立了由運(yùn)動(dòng)距離、速度、尋找平臺(tái)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)軌跡組成的評(píng)價(jià)指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)中采用高度為30cm、直徑為65cm的測(cè)試箱，底層設(shè)置加熱裝置，溫度控制器自動(dòng)控制水溫(25℃一32℃可選)，并將Morris水迷宮方法中的白色攝像背景(水面顏色)調(diào)整為黑色以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作和保證目標(biāo)的準(zhǔn)確識(shí)別，采用多媒體視頻卡代替專用的圖像卡，以保證信號(hào)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。