大鼠島葉與杏仁核電點(diǎn)燃癲癇模型的相關(guān)性研究

【摘要】  目的 電刺激Sprague-Dawley大鼠島葉、杏仁核及同時(shí)刺激島葉、杏仁核建立復(fù)雜部分性癲癇模型，探討島葉癲癇的可能發(fā)病機(jī)制。方法 健康雄性SD大鼠60只，隨機(jī)分成三組：島葉點(diǎn)燃組(IK)、杏仁核點(diǎn)燃組(AK)、島葉杏仁核同時(shí)點(diǎn)燃組(BK)。分別將雙極電極植入左側(cè)島葉、左側(cè)杏仁核和同時(shí)植入島葉杏仁核；測定后放閾后每日給予兩次電刺激，刺激參數(shù)：強(qiáng)度為后放閾1.5倍，頻率60 Hz，波寬1 ms，持續(xù)時(shí)間1 s。結(jié)果 島葉組和杏仁核組后放閾值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；三組點(diǎn)燃時(shí)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，島葉組點(diǎn)燃最快，島葉杏仁核同時(shí)點(diǎn)燃組點(diǎn)燃最慢(P＜0.05)；三組點(diǎn)燃率無明顯差異。結(jié)論 島葉是一個(gè)癲癇癥狀發(fā)作區(qū)；島葉癲癇的發(fā)生、發(fā)展與杏仁核點(diǎn)燃存在差異；同時(shí)點(diǎn)燃表現(xiàn)為點(diǎn)燃的拮抗作用。

【關(guān)鍵詞】  島葉；杏仁核；點(diǎn)燃；癲癇模型

　　Abstract: Objective  To stimulate Sprague�睤awley Rat Insular, Amygdale or  to stimulate insular and amygdale simultaneously and  to establish Complicated Partial Epilepsy Model for investigating possible nosogenesis of Insular Epilepsy. Methods   60 male Sprague�睤awley Rats were divided into 3 groups randomly: Insular kindling group (IK), Amygdale kindling group (IK), Insular and amygdale simultaneously kindling group (BK). Bipolar electrodes were implanted into left Insular or left Amygdale or both and rats were stimulated at 1.5 times of afterdischarge threshold twice daily. Stimulus train consisted of 1�瞞s (square biphasic) pulses at 60 Hz, with train duration of 1s. Results  There was significant difference in the aftercharge threshold between insular and amygdale kindling groups (P＜0.05). There was significant deviation  at kindling speed among three groups: IK was the most rapid kindling group and BK group was kindled more slowly (P＜0.05). There was no significant difference in kindling rate among three groups. Conclusion  Insular is an area that  causes epilepsy symptom. The genesis and development of Insular Epilepsy are different from Amygdale Epilepsy and it shows antagonism to kindling.

　　Key words: insular; amygdale; kindling; epilepsy model電子商務(wù)論文發(fā)表

　　癲癇是常見的腦部發(fā)作性疾病，而島葉癲癇由于位置深在、診斷困難、機(jī)制不清等原因成為最難處理的一類癲癇。島葉在癲癇(特別是顳葉癲癇)中的作用，在國際上已逐漸被一些學(xué)者重視［1］。而在國內(nèi),除少量有關(guān)島葉占位性病變引起癲癇發(fā)作的病例報(bào)道外,此方面的研究報(bào)道很少。電點(diǎn)燃模型是研究顳葉癲癇最理想的模型，它通過反復(fù)刺激特定腦區(qū)導(dǎo)致其癲癇發(fā)作活性不斷增強(qiáng)， 最終形成穩(wěn)定的癲癇發(fā)作狀態(tài)［2］。本研究試圖通過電刺激Sprague-Dawley大鼠島葉、杏仁核及同時(shí)刺激島葉杏仁核建立復(fù)雜部分性癲癇動(dòng)物模型，觀察三者在后放閾、點(diǎn)燃時(shí)間和觸發(fā)閾值上的差異，并分析出現(xiàn)此種差異的可能原因，探討島葉在癲癇中的發(fā)病機(jī)制。

　　1  材料和方法

　　1. 1  實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

　　6～8周齡雄性Sprague-Dawley大鼠60只（寧夏醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供），體重250～300g，單籠飼養(yǎng)，隨機(jī)分為島葉組(IK)、杏仁核組(AK)和島葉杏仁核同時(shí)點(diǎn)燃組(BK)，每組20只。

　　1.2  實(shí)驗(yàn)儀器
 
　　Alpha-Lab多通道生理記錄儀(ALAB000153， Israel)；腦立體定位儀(SR-5R， Japan)；生物電子刺激器(AM2100，USA)；ZH-RXZ 柔性顱骨鉆(DIAMOND JEWELRY MADE BY ELECTRIC CO U.S.A) ；漆包鎳鉻電極(上海鼎阜金屬材料有限公司)； 冷光四孔手術(shù)無影燈(廣東汕頭醫(yī)療器械廠)；CH2510型三孔接插件(寧波儀器廠)。

　　1.3  動(dòng)物模型的制備與實(shí)驗(yàn)

　　0.5%戊巴比妥鈉(65mg/kg)麻醉大鼠，固定大鼠頭部于腦立體定向儀，75%酒精局部消毒皮膚，正中切口約1 cm，剪除部分皮膚、皮下組織和骨膜，暴露顱骨及前后囟，創(chuàng)面止血。枕頂骨區(qū)、額骨區(qū)安放4～5個(gè)加固螺釘，枕骨區(qū)加固螺釘兼做接地電極。 立體定位［3-4］：島葉（前囟前1.2mm；旁開5.5mm；硬膜下5.5mm）；杏仁核（前囟后2.8mm；旁開4.9mm；硬膜下8.6mm）右額（前囟前1.5mm;旁開1.5mm；硬膜下0.5mm）；左側(cè)小腦（前囟后12mm;旁開3.0mm；硬膜下4.0mm）。雙極電極安放于島葉和杏仁核，作為刺激電極；單級(jí)電極安放于右額和左側(cè)小腦，分別作為皮層記錄電極和參考電極。所有電極均由三孔接插件引出,并用牙科水泥將接插件固定在顱骨表面。
   
　　術(shù)后觀察大鼠呼吸、心率、體溫、血壓和膚色，0.5h后各項(xiàng)指標(biāo)均屬正常，將鼠放回飼養(yǎng)籠，保證各鼠的單籠飼養(yǎng)；術(shù)后連續(xù)3 d腹腔注射青霉素鈉5萬U/d；2周后開始點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)，先測大鼠島葉和杏仁核的后放電閾值，用A-M SYSTEMS 2100刺激器給大鼠持續(xù)電流刺激，脈沖為雙向方波，波寬1．0 ms，頻率60 Hz，持續(xù)1 s。島葉刺激強(qiáng)度開始為100μA，以后每隔90 s增加20μA，杏仁核刺激強(qiáng)度開始為40μA，以后每隔90 s增加10μA，直到EEG記錄到≥3s的后發(fā)放電，為該大鼠的ADT。島葉杏仁核組分別測得島葉和杏仁核的ADT。

    從測定ADT的第一天起, 每天按ADT 1.5倍強(qiáng)度刺激2次，刺激間隔大于1h，直至出現(xiàn)5次Ⅴ級(jí)發(fā)作，視為點(diǎn)燃成功。發(fā)作強(qiáng)度按Racine分級(jí)評(píng)分［5］：Ⅰ級(jí)：不動(dòng)、閉眼，面肌輕微痙攣；Ⅱ級(jí)：點(diǎn)頭；Ⅲ級(jí)：單側(cè)前肢陣攣；Ⅳ級(jí)：雙前肢陣攣；Ⅴ級(jí)：全身陣攣發(fā)作。且定時(shí)進(jìn)行行為學(xué)以及自由活動(dòng)狀態(tài)下腦電圖監(jiān)測。

    實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各組大鼠戊巴比妥過量麻醉，經(jīng)左心灌注取腦，4％多聚甲醛后固定，蔗糖脫水，液氮中OCT包埋后保存于-80℃冰箱中。美國LEICA恒低溫切片機(jī)行全腦冠狀冰凍切片，片厚14μm，鑒定電極位置。

　　1.4  統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

　　分別比較島葉和杏仁核點(diǎn)燃組及同時(shí)點(diǎn)燃組在ADT、點(diǎn)燃速度、發(fā)作強(qiáng)度和觸發(fā)閾值的差異。兩個(gè)樣本均數(shù)之間的比較采用t檢驗(yàn)，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，統(tǒng)計(jì)軟件采用SPSS 11.5。
　　
　　2  結(jié)果

　　2.1  本實(shí)驗(yàn)中記錄的大鼠腦電圖  見圖1-3。

　　2.2  點(diǎn)燃特征

　　全部測量來源于自由活動(dòng)大鼠。除去組織學(xué)證實(shí)未植入島葉或杏仁核的大鼠。島葉與杏仁核的ADT、大發(fā)作觸發(fā)閾值、點(diǎn)燃時(shí)間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；島葉組和杏仁核組大發(fā)作持續(xù)時(shí)間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；島葉杏仁核同時(shí)點(diǎn)燃組與島葉組、杏仁核組點(diǎn)燃時(shí)間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。表1  三組大鼠后放閾值、點(diǎn)燃時(shí)間、癲癇大發(fā)作觸發(fā)閾值及癲癇大發(fā)作持續(xù)時(shí)間比較(略)

　　3  討論電子商務(wù)論文發(fā)表

    在各種癲癇的動(dòng)物模型中，點(diǎn)燃模型是目前應(yīng)用最廣泛的動(dòng)物模型，目前已用于癲癇各方面的研究［2］。電點(diǎn)燃是以同等強(qiáng)度的閾下刺激在一定的時(shí)間間隔下重復(fù)刺激動(dòng)物邊緣腦區(qū)的某一部位，導(dǎo)致癲癇活動(dòng)強(qiáng)度逐漸增加，最終出現(xiàn)全身性癲癇發(fā)作。動(dòng)物點(diǎn)燃形成后具有如下特征：①即使不再給予刺激，異常的EEG規(guī)律性放電可維持一年以上，且再次電刺激引起陣攣性發(fā)作；②少數(shù)動(dòng)物可自發(fā)性發(fā)作；③放電通過突觸間隙傳遞；④其癲癇發(fā)作行為類似于人類的復(fù)雜部分性發(fā)作伴繼發(fā)性全身痙攣性發(fā)作；⑤發(fā)作時(shí)EEG異常類似于人類的復(fù)雜部分性發(fā)作間期杏仁核和海馬結(jié)構(gòu)電極描記的結(jié)果［5］。
    島葉是人腦的第五葉，外科醫(yī)生常發(fā)現(xiàn)在顳葉切除術(shù)后，皮層腦電圖所顯示的切除后殘留棘波常起源于島葉，這提示島葉具有致癇潛能，由于難以區(qū)別癲癇發(fā)作是起源于顳葉內(nèi)側(cè)后迅速擴(kuò)展至島葉，還是起源于島葉然后擴(kuò)散至顳葉的，所以常難以證實(shí)其為一獨(dú)立癇灶［6］。

 在20世紀(jì)40年代末50年代初， Guillaume［7］提出島葉癲癇的概念，但是由于以上原因，一直沒有證實(shí)島葉是一個(gè)獨(dú)立的癲癇發(fā)作區(qū)。最近一些學(xué)者認(rèn)為，正如許多其他的部分性癲癇發(fā)作類型一樣，當(dāng)島葉皮質(zhì)被作為一個(gè)部分被涉及或作為一個(gè)單純的癲癇起源，而不單單是一個(gè)癲癇傳播的中轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)，癲癇體系的概念可以描述為島葉癲癇［8］。在這個(gè)癲癇體系中，可能有三種傳播方式［9-10］：即顳-外側(cè)裂-島葉體系，主要包括環(huán)繞島葉的額、頂和顳部島蓋；顳-邊緣-島葉體系，主要包括顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)和(或)顳極；內(nèi)側(cè)-眶額-島葉體系，主要包括島葉內(nèi)側(cè)、眶額。但島葉在這三種方式中具體起什么作用；在大腦皮質(zhì)、顳邊緣系統(tǒng)、島葉間癲性放電是如何傳播的等諸多問題都未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

    本次實(shí)驗(yàn)成功建立島葉電點(diǎn)燃癲癇模型，并成功記錄到自由活動(dòng)大鼠安靜狀態(tài)下和癲癇發(fā)作時(shí)島葉、杏仁核和皮層的腦電變化。癲癇發(fā)作時(shí)，島葉、杏仁核和皮層都記錄到癲癇波。在IK組,共有18只大鼠獲得完全點(diǎn)燃，一只電極脫落，一只未點(diǎn)燃，平均刺激(7.52±2.31)d,點(diǎn)燃成功率為90%。在AK組，共有17只大鼠獲得完全點(diǎn)燃，2只電極脫落，一只未點(diǎn)燃，平均刺激（11.26±3.68）d，點(diǎn)燃成功率為85%。IK和AK組相比，對(duì)于誘發(fā)癲癇發(fā)作最敏感的參數(shù)AD而言，IK組顯著高于AK組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，但點(diǎn)燃速度IK組與AK組相比顯著增快(P＜0.05)，這說明了在點(diǎn)燃的敏感程度上，島葉與杏仁核相比欠敏感，但在癲癇發(fā)生、發(fā)展過程中，島葉又比杏仁核明顯增強(qiáng)，這也進(jìn)一步證實(shí)了島葉癲癇并不是僅僅以島葉-杏仁核-海馬復(fù)合體而發(fā)生的。島葉癲癇可能通過顳-外側(cè)裂-島葉體系、顳-邊緣-島葉體系和內(nèi)側(cè)-眶額-島葉體系的某一種體系或幾種體系同時(shí)進(jìn)行傳播，這也可以解釋為什么島葉癲癇在發(fā)生、發(fā)展過程中較杏仁核點(diǎn)燃相對(duì)較快的原因。

    基于此，我們進(jìn)一步證實(shí)了島葉是一些癲癇發(fā)作的獨(dú)立致癲源，而不僅僅是顳葉癲癇傳播通路中的一個(gè)組成部分。其發(fā)作機(jī)制可能由于島葉癲癇灶部位的不同，通過以上三種不同的方式傳播。因島葉的廣泛的纖維聯(lián)系，也可能其他部位的癲癇灶波及島葉，島葉只是癲癇環(huán)路中的一部分。

    本次實(shí)驗(yàn)BK組,所有的大鼠均發(fā)展為5級(jí)癲癇發(fā)作,點(diǎn)燃成功率為100%，平均刺激（17.71±5.24）d，最長20d,最短15d，與IK和AK組大鼠達(dá)到5級(jí)癲癇發(fā)作的刺激天數(shù)相比，BK組癇性發(fā)作出現(xiàn)的速度顯著減慢(P＜0.05)。其可能原因?yàn)锽K方法不僅促進(jìn)了點(diǎn)燃的發(fā)生發(fā)展，而且也促進(jìn)了點(diǎn)燃的拮抗作用［11-12］。點(diǎn)燃的拮抗作用是一種正常點(diǎn)燃過程的終止。

    基于以上觀點(diǎn)我們可認(rèn)為BK方法反映了興奮性和抑制性機(jī)制的增強(qiáng)。前者與點(diǎn)燃的泛化和自發(fā)性癇性放電的發(fā)生直接相關(guān)；而后者與某種類型的點(diǎn)燃拮抗作用有關(guān)，從而導(dǎo)致點(diǎn)燃的減弱。島葉杏仁核的相互拮抗作用也進(jìn)一步證實(shí)，如解剖學(xué)研究顯示，島葉和杏仁核之間存在纖維聯(lián)系，島葉纖維還投射到海馬前部，在點(diǎn)燃的發(fā)生、發(fā)展過程中，島葉杏仁核之間存在著電活動(dòng)，但島葉癲癇并不是僅僅通體海馬杏仁核而發(fā)生的。本實(shí)驗(yàn)通過電刺激島葉建立了慢性癲癇點(diǎn)燃模型，我們進(jìn)一步證實(shí)了島葉是一些癲癇發(fā)作的獨(dú)立致癇源，本身即具備致癇潛能，而不僅僅是顳葉癲癇傳播通路中的一個(gè)組成部分。島葉屬于旁邊緣系統(tǒng)，與環(huán)繞島葉的額、頂和顳部島蓋，顳葉內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)和(或)顳極，島葉內(nèi)側(cè)、眶額等顳邊緣系統(tǒng)有著復(fù)雜的纖維聯(lián)系，癲癇是朝著與致癲區(qū)有著解剖生理聯(lián)系的其他腦區(qū)傳播，而形成一個(gè)癲癇性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。但由于島葉位置深在、纖維聯(lián)系復(fù)雜等原因，島葉癲癇的致癇潛能、致癇機(jī)制，以及島葉與邊緣系統(tǒng)及旁邊緣系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)在癲癇發(fā)生、發(fā)展過程中的相互關(guān)系還需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

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