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生物学基础
吗啡对大鼠选择性饮水动机的强化效应
生物学基础
2007-07-08 20:54:57 来自: 作者:谭北平等 阅读量:1

    摘要 目的:研究吗啡对大鼠选择性饮水行为和动机的影响。方法:给大鼠间歇性或连续性地饮用含吗啡的黄连素溶液,以大鼠在呈现两种不同溶液时选择吗啡溶液的比率为指标,进行测试,每3 d一次。20 d后,用高浓度吗啡蔗糖溶液进行干预后再测试。结果:大鼠饮用吗啡溶液2周后,吗啡溶液选择比率显著升高,并与饮用吗啡浓度和饮用程序有关;测试前饮用吗啡能降低吗啡溶液选择比率,亦存在显著剂量相关。结论:吗啡可以显著性增加大鼠选择性饮水行为,并与给药程序有关。
    关键词 吗啡; 成瘾; 动机; 饮水行为

    药物渴求是成瘾研究的核心问题之一[1]。基于成瘾药物作用于机体的特殊效应,药物渴求的内在原因与神经系统的耐受、敏感、依赖以及撤药反应等方面的生物特性改变有关[2-4], 而其外在表现形式主要以觅药行为的反复出现为特征。药物渴求包含着复杂的动机因素[5,6],而动机对觅药行为的驱动作用,主要被继发性的药物强化或环境记忆等诱发[7]。因而,量化觅药动机强度, 对深入研究药物与成瘾行为的生物及心理特征之间的相互关系具有重要意义。本研究将动物的饮水本能与吗啡强化相结合,考察含吗啡或不含吗啡的溶液对动物选择性饮水动机的影响,并根据动物饮水选择比值及其与体内吗啡理论累积含量值的关系,探索干预或量化动物觅药动机的可能方法及其行为模型。

1 材料与方法
1.1 试验动物
    ♂Wistar大鼠,北京大学医学部实验动物部提供,起始体重180 g±s 20 g,共56只,每只大鼠单笼喂养,自由取食。控制室温为20 ℃±s 2 ℃,湿度为40%±s 5%,保持光照节律(7:00-19:00照明)。
1.2 试验药物
    盐酸吗啡(morphine hydrochloride, MH)粉剂,青海制药厂生产[青卫药准字(1995)第0113号]。盐酸黄连素(berberine hydrochloride, BH)片剂,北京第二制药厂生产[京卫药准字(1996)第102063号],用以平衡动物对MH苦味的味觉厌恶或回避。用95 ℃水溶解为2.5 g·L-1浓溶液备用;实验前用清水将BH浓溶液稀释为250 mg·L-1 溶液; 将MH粉剂溶于250 mg·L-1 BH溶液中,分别配制为20、50、150 mg·L-1 浓度的MH-BH溶液;10%蔗糖溶液和含1.5 g·L-1 MH 的10% 蔗糖溶液,掩蔽MH苦味并促进动物单位时间内的摄入量。
1.3 试验方法
1.3.1 大鼠随机分为7组,每组8只。6个实验组按饮水方式(连续/间歇)和MH浓度(20,50,150 mg·L-1)组合,对照组1组。给予6 d时间适应实验室环境并熟悉各组饮水时间程序,在此期间动物可以自由进食,但根据实验组的安排控制饮水方式。连续组可自由饮水,间歇组每12 h饮水30 min(8:00-8:30; 20:00-20:30)。
1.3.2 大鼠对MH依赖的建立 适应期结束后,对照组间歇性饮用250 mg·L-1 BH溶液,各实验组的饮用水换成相应浓度的BH-MH溶液,并记录每天饮用量。
1.3.3 测量MH溶液选择比率(MHSR) 从实验的首日开始, 每3 d测试一次MHSR。在第一次测试之前,各组饮用对应的BH-MH或者BH溶液一次。测试时,同时给待测大鼠提供BH-MH溶液和清水30 min(20:00-20:30),记录两瓶水的饮用量(ΔMH,ΔWater)。测量时交换挂瓶的先后次序和左右位置,以消除可能存在的次序偏爱和位置偏爱的影响。连续组在测试前先停止饮水12 h,使连续组和间歇组有相近的饮水渴求。BH是极苦的药物,在溶液中的浓度远大于MH的浓度,不同浓度的MH中总是有同一浓度的BH,能够掩蔽MH的味道和气味,并作为MH的标示物,消除各组由MH浓度差异导致味觉差异对MHSR稳定性的影响。
1.3.4 提前摄入MH对MHSR的干预 间歇性饮用BH-MH溶液(每天5 mg·kg-1)训练20 d的两组大鼠开始干预试验。3 d适应期,每天随机给大鼠口服(po)0.5 ml 10%蔗糖溶液2次,干预期间随机po蔗糖溶液一次,按程序po MH蔗糖溶液一次,保证在以后的干预过程中短时间内大鼠饮用足够剂量MH,并消除大鼠将MH和蔗糖溶液联系起来的学习记忆对干预试验可能造成的影响。d24-27为MH干预实验期,每天测试MHSR 一次。两组都进行组内4×4拉丁方设计:剂量差异组在测试前同一时间(提前30 min)分别给大鼠饮用0.5、0.25、0.12、0 ml MH 蔗糖溶液 (MH浓度约合2.5、1.2、0.6、0 mg·kg-1);时间差异组分别在测试前不同时间(分别提前30 min、3 h、6 h或不提前给MH干预)给大鼠0.5 ml MH蔗糖溶液(2.5 mg·kg-1),对照组提前30 min给予蔗糖溶液。
1.4 数据处理 
MHSR=ΔMH /(ΔMH +ΔWater),ΔMH为测试时大鼠饮用BH-MH溶液或者BH溶液的体积;ΔWater为清水的饮用体积。所有实验数据均在计算机上用SPSS软件分别进行方差分析、成对样本t检验和独立样本t检验。

2 实验结果
2.1 间歇性饮用MH溶液升高MHSR
间歇性饮用50、150 mg·L-1 MH(每天5,15 mg·kg-1)的实验组MHSR迅速上升,在12 d后MHSR相对d0有显著性升高(P<0.05),而间歇性饮用BH溶液的对照组MHSR没有显著性变化;在测试之前30 min给与2.5 mg·kg-1吗啡干预后MHSR显著降低,回到d0的MHSR水平,同时对照组没有明显变化。在试验中,大鼠的单位体重饮水量平均值为每天103 ml·kg-1±s 18 ml·kg-1,各组之间没有差异,且不随时间变化,见图1。
2.2 测试前饮用MH降低MHSR升幅有剂量关系
    测试前大鼠摄入MH能够显著降低MHSR,提前30 min摄入MH蔗糖溶液,MH量越大,MHSR降低越多。摄入同样量的MH时,提前的时间越短,MHSR降低越多。组内方差分析表明,MHSR降低的主要因素是摄入MH的量或者摄入MH的时间,与测试的时间先后无关,见图2、图3。
2.3 MH饮用方式和浓度对MHSR升高值的影响
    各实验组的MHSR在经过12 d训练后有不同程度的升高。方差分析表明,影响MHSR的两个重要因素是建立MH依赖模型时给予MH的方式(P<0.01)和MH浓度(P<0.05)。同浓度的间歇饮用组MHSR显著性高于连续饮用组;MHSR随MH浓度的升高而升高,但在间歇组当浓度大于每天6 mg·kg-1后,MHSR有下降的趋势。同时每天1.5 mg·kg-1间歇组MHSR显著性高于每天5 mg·kg-1连续组(P<0.05),每天5 mg·kg-1间歇组显著性高于每天15 mg·kg-1连续组(P<0.05),见图4。

3 讨论
   
最初实验组之间MHSR没有显著性差异,但显著低于对照组(P<0.05)。主要原因可能是由于首次po MH造成大鼠不适反应[8,9]和由此形成的味觉厌恶性条件反射(conditioned taste aversion, CTA)等双重效应[10], 导致实验组大鼠MHSR显著降低。对照组饮用的BH溶液无不适反应,MHSR小于50%可能仅仅是由于BH的苦味所造成的。实验组大鼠在饮用含MH的BH溶液12 d后,MHSR相对首日升高显著,并且与对照组相比MHSR发生明显反转。干预测试前30 min,给大鼠饮用含MH的糖水,可抑制MHSR的反转效应,而且与摄入MH剂量有显著相关性。提前摄入MH越多,MHSR降低越多。当摄入MH量提高到2.5 mg·kg-1,相当于大鼠每次饮水摄入MH量的平均值,MHSR由最高的45%下降到22%,与首日14%接近。结果提示,实验组经过BH-MH溶液训练后MHSR升高的主要原因是MH反复作用导致大鼠MH 依赖所造成的。在干预测试中,通过改变MH浓度或用固定剂量但改变摄入时间两种方法,使体内MH的浓度发生变化,发现大鼠体内MH浓度越高,MHSR越低。提示大鼠体内MH浓度和大鼠对MH渴求的动机强度有关。因此,可以推断体内MH浓度高时,大鼠处于药物相对满足状态,药物渴求的动机小;随着MH浓度的降低,大鼠逐渐处于撤药状态,药物渴求的动机会加大。MHSR和体内MH浓度的紧密相关,提示MHSR能够反映大鼠的药物渴求动机。
    MHSR不但随MH浓度增加有一定的增加,而且与饮用MH溶液后测试间隔时间有密切的关系;相同浓度的间歇组的MHSR显著高于连续组(图4)。相同剂量间歇组和连续组的MH积累值是相同的,但MH在体内浓度峰值的波动存在差异。连续组大鼠体内MH浓度维持在一个比较稳定的水平上,而间歇组体内MH浓度呈周期性波动。MH的半衰期为2-3 h[11], 假设MH浓度为50 mg·kg-1,每天摄入的MH为5 mg·kg-1,MH的吸收率相等并恒定为100%,连续组和间歇组的饮水量均恒定在每天每只100 ml·kg-1,则理论值为:连续组MH浓度稳定在0.74 mg·kg-1;间歇组MH浓度最高峰为2.59 mg·kg-1,最低峰为0.09 mg·kg-1。根据计算结果,间歇组与3.5倍浓度的连续组体内MH浓度最大值相等。提高连续组摄入MH的浓度为间歇组的3.5倍后,两组体内MH浓度最大值相当。但实验结果表明,每天5 mg·kg-1连续组MHSR显著性低于每天1.5 mg·kg-1间歇组(P<0.05);每天15 mg·kg-1连续组显著性低于每天5 mg·kg-1间歇组。所以MHSR不是由反复作用的MH浓度时间积累值决定,也不是由体内MH浓度最大值决定。间歇组和连续组的主要不同在于:间歇组大鼠需要经历对MH的满足-渴求-满足的循环过程。在这个过程中,动物的成瘾相关脑区(MLDS等[12] ) 可能在反复的正性强化和负性强化的作用下发生一些导致药物依赖的适应性变化。在这个变化过程中,反复的负性强化不可缺少。
   如同食物或者饮水一样,药物成瘾是一个动机改变的过程。在本实验中,大鼠对BH苦味的回避是动物的本能反应,味觉厌恶性CTA更是动物生存的基础之一。大鼠味觉神经元投射到味觉皮层、前脑的终纹、杏仁核和下丘脑,这些系统参与摄食摄水行为以及情绪反应的调节。药物成瘾与简单的食物、水、性、电击等强化导致的行为改变有所不同的是,药物成瘾表现为反复的复发和难以控制和逆转的强烈觅药动机,这包含着情绪和动机甚至认知的改变。许多实验证据表明:与情绪和动机密切相关的中脑多巴胺系统(MLDS)中的杏仁核和伏隔核是药物成瘾的关键脑区[13,14]。正是因为这种动机和情绪的改变才是药物成瘾成为一个难以逆转的生理和心理改变过程。


4 参考文献
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10 Sakai N, Yamamoto T. Conditioned taste aversion and c-fos expression in the rat brainstem after administration of 
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13 Altman J, Everitt BJ, Glautier S, et al. The biological, social and clinical bases of drug addiction: commentary and 
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14 隋 南, 陈 晶. 药物成瘾的脑机制及其研究进展. 心理学报, 2000, 32: 235-240.

REINFORCEMENT OF MORPHINE ON SELECTIVE DRINKING
 MOTIVATION IN RATS

TAN Beiping, CHEN Jing, YANG Xiaoyan, SUI Nan

(Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101)

ABSTRACT Objective:To study the effects of morphine on selective drinking behavior of rats. Method: Berberine-morphine solution(BH-MH) was administered to rats either continuously or intermittently to set up a model. The ratio of morphine selecting (MHSR) in front of BH-MH and water was the index in the test. The rats were tested once every three days for 2 weeks. After 20 days, the morphine-sucrose solution was given before the test to observe the intervention. Result: The MHSR increased significantly 12 hours after BH-MH solution taken. Exposure of morphine before test could decrease the MHSR dose-dependently. Conclusion: Morphine could reinforce significantly the morphine drinking motivation, which was related to drug-taking schedule.
KEY WORDS morphine; addiction; motivation; drinking water behavior

收稿日期:2001-01-02; 修稿日期:2001-07-13

中国药物依赖性杂志

2001年 第10卷 第4期


[论著]


吗啡对大鼠选择性饮水动机的强化效应*

谭北平 陈 晶 杨晓燕 隋 南**

(中国科学院心理研究所, 北京, 100101)

[责任编辑]杜新忠
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