一、中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥理學(xué)研究中的選擇與應(yīng)用
。ㄒ)鎮(zhèn)靜催眠和抗精神病藥物實驗
1.實驗動物的選擇:研究動物行為藥理學(xué)最常用的動物有小鼠、大鼠、貓、鴿、猴等。實驗時常用兩個種屬的動物。第一種是用實驗比較方便的動物,如小鼠、大鼠。第二種是用非嚙齡類動物,最好選用猴子或猩猩。選擇動物時應(yīng)注意各種系動物的特點。第二種適用于作刺激研究,因為大鼠視覺、嗅覺較靈敏,做條件反射等實驗反應(yīng)良好。但大鼠對許多藥物易產(chǎn)生耐藥性。貓和狗的自然行為多樣而穩(wěn)定,常用于神經(jīng)藥理、神經(jīng)生理以及生為觀察的補充實驗。猴子和猩猩則更接近于人類。大鼠和小鼠的活動在夜間比白天多,故研究中樞神經(jīng)抑制藥在夜間進行實驗較好。不同種屬的動物對藥物的反應(yīng)可以有明顯差異。如嗎啡對大鼠、兔、狗和猴的作用是抑制性的。便對小鼠、貓、鵝和馬的作用是興奮性的。所以做實驗時要包括不同種屬的動物。
貓
2.藥物對動物一般活動的影響:常用且簡易的方法是采用直接觀察法,觀察動物的一般行為和特殊情緒,如激怒、躁狂、瞳孔大小、對捕捉抵抗等行為。為便于記錄,可用評定行為改變和行為分級的方法,采用定性和定量來記錄動物行為。如常用Norton對猴、貓、地鼠的行為定量分級,將對照組和用藥組動物進行定時觀察,并按下述行為分級法打分記錄(表10-28),求出每組平均數(shù),進行七檢驗,確定有無顯著性。
表10-28 Norton行為分級法
動物 |
地 鼠 |
猴 |
貓 | |
活動分級 | ||||
一般活動: |
1 |
張 口 |
呼 嚕 聲 |
跳 |
2 |
推動糞便 |
溫 馴 |
喵 喵 叫 | |
3 |
吃 食 |
跟著觀察者 |
走 動 | |
4 |
緊貼身子睡 |
取 東 西 |
站 立 | |
5 |
睡 眠 |
走 動 |
豎 尾 | |
滿 足: |
6 |
排 尿 |
玩 耍 |
清潔身體 |
7 |
搔 抓 |
叫 |
揉 捏 | |
8 |
吃 食 |
修飾動作 |
嗚 嗚 叫 | |
9 |
清潔身子 |
吃 食 |
觸 摸 | |
10 |
抬 頭 |
休息(坐) |
休 息 | |
興 奮: |
11 |
取 食 |
吱 吱 叫 |
嚎 叫 |
12 |
走 路 |
張 口 |
豎 毛 | |
13 |
爬 行 |
跳 |
甩 尾 | |
14 |
攫 取 |
格 格 聲 |
瞳孔擴大 | |
15 |
嗅 |
注 意 聽 |
多 動 | |
防御動作: |
16 |
排 便 |
縮 回 |
咆 哮 |
17 |
踢 |
排 尿 |
嘶 嘶 叫 | |
18 |
吱 吱 叫 |
咬 牙 |
耳 動 | |
19 |
站起防御 |
撒 回 |
縮 回 | |
20 |
左右搖晃 |
張 嘴 |
踡 曲 | |
激怒動作: |
21 |
粗 叫 聲 |
怒 叫 |
猛 撲 |
22 |
拖 拉 |
低 頭 |
站 立 | |
23 |
追 逐 |
踡 縮 |
咬 | |
24 |
咬 |
向前猛沖 |
抓 | |
25 |
站 立 |
拍 擊 |
拍 擊 |
3.常用催眠藥對各種動物的影響:各種動物的催眠劑量見表10-29。
表10-29 藥物對各種動物的催眠劑量(荻原彌四郎1971)
藥 物 |
靜脈注射的催眠劑量(mg/kg) | ||||||
小白鼠 |
大白鼠 |
豚鼠 |
兔 |
貓 |
狗 |
猴 | |
異戊巴比妥鈉 |
54 |
55 |
50 |
40 |
40 |
50 |
40 |
巴比妥鈉 |
234 |
190* |
175 |
200 |
220 |
||
戊巴比妥鈉 |
35 |
25 |
30 |
30 |
25 |
25 | |
環(huán)已巴比妥鈉 |
47 |
75* |
25 |
25 |
30 |
||
苯巴比妥鈉 |
134 |
100 |
100* |
200 |
180* |
80 |
100* |
司可巴比妥鈉 |
30 |
17.5 |
20 |
22.5 |
25 |
175 | |
水合氨醛 |
400* |
300* |
|||||
副 醛 |
120 250* |
550* |
110 |
80225* |
100 |
125 |
|
烏 拉 坦 |
780* |
1500* |
1000 1000* |
1250 1500 |
1000 |
||
氯 醛 糖 |
114* |
55* |
175* |
120 |
70.50* |
100 |
*表示腹腔注射
。ǘ)抗精神病藥物的行為實驗
去水嗎啡能增強大白鼠舔、嗅、咬等定向行為,這是由于藥物增強黑質(zhì)--經(jīng)紋狀體腦內(nèi)多巴胺(DA)能系統(tǒng)功能的緣故。安定劑抑制大白鼠的定向運動的作用強度與安定劑抑制腦內(nèi)DA能受體功能有相關(guān)性。常選用150~200克大白鼠,皮下注射去水嗎啡2mg/kg,作定向運動強度實驗。
去水嗎啡引起的攀爬行為是動物黑質(zhì)-紋狀狀體系統(tǒng)內(nèi)DA能功能增強的表現(xiàn)。Costentin發(fā)現(xiàn)小白鼠注射去水嗎啡后喜歡垂吊在鐵絲網(wǎng)上,應(yīng)用安定劑可拮抗去水嗎啡引起的小白鼠垂吊現(xiàn)象,這一拮抗作用與安定劑作用的強弱有較好的平行關(guān)系。
僵住癥是動物錐體外系運動功能失調(diào)的一種表現(xiàn),常選用150~200克大白鼠作此實驗。
(三)抗驚厥和抗震顫麻痹藥實驗
1.化學(xué)物質(zhì)引起驚厥法:常選用小白鼠,也可采用大白鼠,貓或兔則可作特殊觀察。采用戊四唑驚厥法,在小鼠皮下注射85mg/kg(最大也有用150mg/kg,此劑量已是LD98),腹腔注射為100mg/kg(最大175mg/kg)作實驗時,不同種系小鼠可有不同反應(yīng),Bastian曾比較過由8處供應(yīng)的4個種系的小鼠,其中CFW種小鼠在持續(xù)驚厥后立即死亡的發(fā)生率為100%,而其它3種有10~30%動物在持續(xù)驚厥后存活很長時間不死亡。因此作藥物活性比較時,應(yīng)選用同一品種。
2.聽源性發(fā)作法:某些敏感動物(主要是鼠類)在受到強鈴聲刺激時,能產(chǎn)生一種定型的運動性發(fā)作,稱為“聽源性發(fā)作”(Audiogenic seizure),這是研究抗癲癇藥物的一種常用模型。如果選用DBA/2J系小鼠(聽源陽性鼠)供科研用。也可采用一些藥物來提高大鼠聽源性發(fā)作陽性率。如在亞驚厥劑量的戊四唑(16mg/kg)、士的寧(1mg/kg)、若味毒(1mg/kg)或咖啡因(150mg/kg)作用基礎(chǔ)上,給予鈴聲刺激,可使部分聽源陰性鼠也能產(chǎn)生發(fā)作。上述藥物所致的陽性發(fā)作率分別為47.%、66.5%、38.4%、18.1%。
3.慢性實驗性癲癇模型:各種動物的大腦皮質(zhì)感覺動物區(qū)是致癇敏感區(qū)之一,特別是猴極易在此區(qū)形成癲癇病灶。將鋁劑注入到中央前回和中央后回比單注入中央前回易于形成;將鋁劑注入到猴和貓的顳葉前部,可引起運動性和精神運動性發(fā)作;大腦皮質(zhì)其區(qū)區(qū)域不敏感。此外,還報導(dǎo)注于杏仁殼核也可引起發(fā)作。病理模型的形成以猴最為敏感,貓次之,其他動物不敏感。所以,常選用猴作此實驗,麻醉后無菌條件以猴最為敏感,貓次之,其他動物不敏感。所以,常選用猴作此實驗,麻醉后無菌條件下將消毒后的4%氫氧化鋁乳劑用皮內(nèi)針頭注到前腦和后腦皮質(zhì)感覺運動區(qū),注射兩點或數(shù)點,勿使藥液外流于軟腦膜內(nèi),可在注后35-60天,出現(xiàn)自發(fā)性癲癇發(fā)作。如果鋁劑形成的病灶嚴重,也可在注后2-3周發(fā)作。醫(yī)學(xué)全.在線提供
鈷可引起大白鼠、小白鼠和貓的慢性實驗性癲癇,而猴對鈷卻不敏感,常選用大白鼠,在麻醉消毒下,開顱將消毒的市售鈷粉(200篩孔)約30mg,放在皮層運動區(qū)的前側(cè)(面積為10mm2),安好電極,縫合,動物約在放置鈷粉后2~3周,出現(xiàn)置鈷對側(cè)肢體發(fā)生陣攣,少數(shù)動物于局部陣攣后出現(xiàn)全身發(fā)作。
點燃效應(yīng)(Kindling Effect,KE)引起發(fā)作是一種較好的慢性實驗性癲癇模型。其形成方法是以一定的刺激強度和時間間隔刺激腦的一定部位。動物常選用大白鼠、貓、猴、兔等。刺激強度:大白鼠杏仁核和海馬為50~400μA,貓為100~500μA,猴和狒狒為200~400μA。
4.抗震顫麻痹藥物篩選方法:目前篩選抗震顫麻痹藥物的方法,常采用藥物誘發(fā)震顫和損傷錐體外系某些核團以誘發(fā)震顫。如常選用豚鼠藥物誘發(fā)震顫法,按0.002%水楊酸毒扁豆堿溶液以0.3mg/kg劑量注往前右側(cè)頸動脈,注射速度要嚴格控制在20~25秒之間,并在注射時暫夾住左側(cè)頸動脈,以保證藥液進右側(cè)椎動脈。動物多于注射毒扁豆鹼后15~20秒出現(xiàn)癥狀,典型陽性反應(yīng)是頭左偏,身體強迫性向左側(cè)旋轉(zhuǎn)作環(huán)形運動,同時可伴有眼球左偏并向?qū)?cè)震顫,全部癥狀持續(xù)5分鐘。還可選用小白鼠,按25mg/kg腹腔注射0.25%檳榔鹼溶液;腹腔注射0.5%匹魯卡品,50mg/kg;腹腔注射0.0014%氯化震顫素0.14mg/kg,均可出現(xiàn)明顯震顫。
。ㄋ)鎮(zhèn)痛藥物實驗
目前國內(nèi)外篩選鎮(zhèn)痛藥的常用致痛方法,概括有物理性(熱、電、機械)和化學(xué)性刺激法。這些方法各有優(yōu)缺點,其中以熱、電刺激及鉀離子皮下透入致痛法使用居多。常用的動物有小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、狗、猴等。動物實驗中常用的痛反應(yīng)指標(biāo)為嘶叫、舔足、甩尾、掙扎及皮膚、肌肉抽搐等。
應(yīng)用猴子研究鎮(zhèn)痛劑的依賴性較為理想,因為鎮(zhèn)痛劑對它的信賴性表現(xiàn)與人較接近,戒斷癥狀又較明顯且易于觀察,已成為新鎮(zhèn)痛劑進入臨床試用前必須的試驗。
。ㄎ)解熱、抗炎藥實驗
炎熱和炎癥都是臨床常見的癥狀。實驗室常用病毒、細菌、細菌產(chǎn)物、內(nèi)毒素和抗原抗體復(fù)合物引起發(fā)熱,也有用微量前列腺素(PGE)直接注入動物腦室或丘腦下部原抗體復(fù)合物引起發(fā)熱,也有用微量前列腺素(PGE)直接注入動物腦室或丘腦下部進行致熱。
常用的致炎方法有以血管通透性增加為主的足蹠浮腫法、無菌性胸(腹)膜炎、佐劑性關(guān)節(jié)炎、紫外線紅斑法、放射線照射法以及其它菌性炎癥;有觀察白細胞游走的羧甲基纖維素囊法、大白鼠角膜法、毛細管法和小室濾膜法;有制造肉芽腫模型的棉球法、紙片法、瓊脂法、巴豆油囊袋法和受精雞卵法等。此外亦有用妊娠大白鼠子宮自發(fā)收縮為指標(biāo),間接反應(yīng)炎癥過程的方法。
實驗性炎癥應(yīng)該選用哺乳類動物,并根據(jù)實驗?zāi)P偷牟煌捎貌煌N屬的動物。例如足跖浮腫模型須采用大白鼠,形成過敏性炎癥應(yīng)首選豚鼠,而家兔則最易產(chǎn)生發(fā)熱反應(yīng)。此外,幼小動物(如小狗、小兔、小白鼠)炎癥反應(yīng)相當(dāng)微弱,甚至可以完全不出現(xiàn)。家兔對刺激的炎癥反應(yīng)與其毛色有關(guān),白毛兔比有色毛兔的炎癥強度和炎癥經(jīng)過均較劇烈。曾致炎組織比初次炎癥刺激時反應(yīng)微弱,因此不宜在同一部位反復(fù)復(fù)制炎癥。
動物種屬、年齡和形態(tài)特點,對發(fā)熱反應(yīng)有明顯影響。例如小白鼠、豚鼠,有時包括大白鼠,均不宜用于復(fù)制發(fā)熱模型。這些動物的恒溫機能差,對發(fā)熱刺激的反應(yīng)低,有時對熱源性物質(zhì)的刺激體溫反而下降。而兔的發(fā)熱反應(yīng)典型恒定,因而常用。但須注意,家兔年齡在20~30天以內(nèi)者可不發(fā)生發(fā)熱反應(yīng),而體重在2kg左右者,結(jié)果最為滿意。大白鼠則以體重150~200g為最適宜。同種動物形態(tài)上的差異也會影響到體溫反應(yīng),如毛家兔和長毛狗的體溫比短毛者上升的慢。狗對外界環(huán)境的變動反應(yīng)穩(wěn)定,但小白鼠和大白鼠的體溫波動很大。動物長時間捆綁時,體溫可顯著降低。當(dāng)動物掙扎時則可使體溫升高。因此通常把動物固定在木盒內(nèi),以限制其多余的活動。給動物注射菌液或內(nèi)毒素時,注射量并不與發(fā)熱反應(yīng)強度成正比。注入量過大時的體溫可不上升,故劑量的選擇必須恰好處。靜注菌液或內(nèi)毒素等引起的發(fā)熱較皮下注射迅速而強烈。但注射化學(xué)刺激劑則必須注射到動物皮下才會引起較強反應(yīng)。可能是該類物質(zhì)刺激皮下組織造成無菌性炎癥所致。