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题目:单次可卡因注射对大鼠VTA区多巴胺能神经元细胞兴奋性的影响

关键词:成瘾,中脑边缘多巴胺系统,可卡因,神经元兴奋性

  摘要


可卡因是一种常见的成瘾性药物,它可以引起并维持一系列机制非常复杂的成瘾性效应。神经系统中与奖赏及药物成瘾具有非常密切的关系的是中脑边缘多巴胺系统,激活中脑边缘多巴胺系统是药物成瘾的重要神经生物学基础。中脑腹侧被盖区的多巴胺能神经元的神经纤维投射到前额叶皮质和伏隔核,进而能够激活众多的相关脑区,使动物获得强烈的欣快感,这样就出现强烈渴求甚至是强迫觅药的行为。而且随着成瘾性药物的使用,中脑边缘多巴胺系统会做出相应的适应性改变,因此成瘾可以认为是一种十分异常的学习记忆活动。

神经系统是由大量神经元相互联结而组成的庞大而复杂的神经元网络,多年以来,人们对药物成瘾最感兴趣的机制就是研究突触传递的长时程可塑性,这是大脑学习和记忆共同的细胞学基本机制。Ungless对小鼠给予单次注射可卡因,发现了VTA多巴胺能神经元突触上出现了长时程增强,然而单次注射可卡因后,VTA多巴胺能神经元胞体的兴奋性是否发生改变,目前尚未见报道。
本实验采用单次注射可卡因24小时大鼠的离体脑片,在阻断剂PTX、CNQX、AP-5的灌流的作用下利用全细胞膜片钳技术,给予中脑多巴胺能神经元细胞一系列阶跃电流,观察多巴胺能神经元胞体兴奋性是否发生改变。
主要观察指标:
1自发放电比例和静息膜电位:统计中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元细胞的基本电生理特性,与盐水组相比,可卡因组自发放电比例有增多的现象,静息膜电位有下降的现象,而统计结果显示两组的自发放电比例和静息膜电位并没有显著性差异。
2输入阻抗:比较可卡因组和盐水组多巴胺能神经元细胞输入阻抗,可卡因组和盐水组的细胞膜阻抗没有显著性差异。
3兴奋性Ⅲ型比例:在实验中发现可卡因组和盐水组均存在兴奋性Ⅲ型的神经元,而可卡因组的Ⅲ型比例要比盐水组的少,统计结果显示两组并没有显著性差异。
4放电区间:通过多巴胺能神经元的放电区间可以直观的观察单次注射可卡因对多巴胺能神经元细胞产生的影响。可卡因组多巴胺能神经元放电起始所需的阶跃电流数减少,即诱发动作电位产生的注入电流减少,而且发现在单次注射可卡因后多巴胺能神经元放电个数普遍增多。
5基强度:结果显示可卡因组多巴胺能神经元的基强度低于盐水组多巴胺能神经元,说明可卡因组多巴胺能神经元更加容易兴奋,对外界刺激比较敏感。
6放电频率:可卡因组放电频率最高可达到10Hz,而盐水组最高放电频率只有7Hz,相比盐水组,单次注射可卡因使得多巴胺能神经元细胞在单位时间内产生的动作电位更多。
7瞬时频率:实验结果统计了每个去极化阶跃电流平台上的第一个放电和第二个放电之间的瞬时频率。结果显示,可卡因组和盐水组多巴胺能神经元的瞬时频率随着注入电流的增大而增大,可卡因组的瞬时频率普遍高于盐水组。
8放电潜伏期:给予多巴胺能神经元注入电流,统计放电串产生第一个动作电位的放电潜伏期来观察不同的神经元放电模式。结果显示可卡因组的放电潜伏期大于盐水组,但是无显著性差异。统计可卡因组和盐水组放电频率具有差异时的注入电流下的放电潜伏期,两组也没有显著性差异。
?综合以上结果表明,单次注射可卡因后,大鼠VTA多巴胺能神经元胞体兴奋性提高,提示多巴胺能神经元的兴奋性变化在成瘾过程中也可能发挥着作用。