癫痫(Epilepsy)是一种危害人类健康的常见病多发病。它是由于脑部神经元突然、间歇性痫样放电导致反复发作的短暂大脑功能失调的一组慢性疾病。国内外现有的研究发现,癫痫发作过程中异常放电的产生是由于脑内兴奋系统和抑制系统失去平衡。近年的研究还发现癫痫的发病与神经-免疫-内分泌网络调节失衡密切相关。褪黑素(melatonin, MT)是由丘脑松果体细胞合成、释放的一种吲哚类神经激素。MT具有调节神经系统、内分泌系统、免疫系统和生殖系统的功能,对人体有及其广泛的作用。近年来的基础研究和临床研究均有MT抗惊厥、抑制癫痫发作的报道。但是目前,有关MT抑制癫痫的作用机制方面的研究并不多。人们已经在不同哺乳动物的海马内发现有MT分布区域,以及褪黑素受体转录现象。也有研究表明,褪黑素的效应是由海马内特异的高亲和力G蛋白偶联受体MT1和MT2介导的。有人推测,MT的抗癫痫神经保护功能是通过它对某些氨基酸释放的影响来实现的。此外,MT在中枢神经系统中也可能通过抗氧化、抗兴奋性毒发挥其神经保护功能。5-羟色胺(serotonin, 5-HT)是一种单胺类神经递质,广泛存在于动物的多种组织中,中枢神经系统中也有较大量的5-HT,松果体中的含量较多,在大脑皮皮质、海马内也有中等含量。大量实验研究表明,5-HT对癫痫具有抑制效应。目前已发现的5-羟色胺受体分七种亚型,即5-HT1-7,其中5-HT1、5-HT2进一步分5-HT1A-1F、5-HT2A-2C若干亚型。这些受体除5-HT3是离子通道型受体外,均为G蛋白偶联受体。其中5-HT1受体与Gi偶联,通过降低第二信使CAMP水平,在神经传递中发挥抑制效应。在中枢神经系统中,5-HT1受体占多数,它与Gi相偶联,使第二信使cAMP水平降低,通过一系列细胞内机制,抑制了神经元的过度放电。NO是一种结构简单、化学性质活泼的无机气体,它由L-精氨酸在一氧化氮合酶(NO synthase, NOS)的催化作用下,经多步反应最终合成的。NOS分三种亚型,即神经元型NOS(neuronal NOS, nNOS)、诱导型NOS(inducible NOS, iNOS)及内皮NOS(endothelid NOS, eNOS)。从大鼠到人类,NOS广泛分布于中枢神经系统中,其中nNOS主要分布于大脑皮层、海马及纹状体等部位。近来,NO与癫痫的关系受到较多重视。有研究发现,NO可能具有致痫特性,NO在诱发癫痫及全身强直性伸展中起重要作用。本研究旨在通过观察褪黑素对谷氨酸致痫大鼠行为学、脑电图和海马内5-HT和NOS的影响,初步探讨褪黑素抑痫的作用机制。实验分两部分。第一部分,40只健康雄性SD大鼠随机分为4组(每组10只),分别为生理盐水对照组(NS组);谷氨酸钠致痫组(Glu组);褪黑素+谷氨酸钠组(MT +Glu组); Luzidole+褪黑素+谷氨酸钠组(Luz+ MT +Glu组)。观察并记录大鼠行为学及脑电图改变,用免疫组织化学方法检测大鼠海马内5-HT含量变化。结果显示,NS组无痫样发作和痫样放电,Glu组和Luz+ MT +Glu组痫样发作重(Ⅲ～Ⅴ级),脑电图显示频发高幅的痫样波,MT+Glu组无或仅有轻微发作(0～Ⅱ级),脑电图上无或偶见散在单个微小痫样波;免疫组织化学分析结果显示,Glu组和Luz+ MT +Glu组大鼠海马内5-HT含量与对照组比较均减少,差异性明显(P<0.05), MT +Glu组较Glu组和Luz+ MT +Glu组5-HT含量升高,差异性明显(P<0.05)。研究结果提示,MT对谷氨酸钠致痫大鼠痫样发作程度、痫样放电有抑制作用,其机制之一是经由其特异性的膜受体,增强5-HT作用,进而发挥抑痫效应。第二部分,40只健康雄性SD大鼠随机分为4组(每组10只):生理盐水对照组(NS组);谷氨酸钠致痫组(Glu组);褪黑素+谷氨酸钠组(MT+Glu组); Luzidole+褪黑素+谷氨酸组(Luz+ MT +Glu组)。观察大鼠行为变化,记录脑电图,用NADPH组织化学反应检测大鼠海马内NO含量变化。结果显示,NS组无痫样发作和痫样放电,Glu组和Luz+ MT +Glu组痫样发作重(Ⅲ～Ⅴ级),脑电图显示频发高幅的痫样波,MT +Glu组有轻微发作(0～Ⅱ级),脑电图上偶见散在单个微小痫样波;NADPH组织化学反应结果显示,Glu组和Luz+ MT +Glu组大鼠海马内NOS阳性细胞与对照组比较增多,差异性明显(P<0.05), MT+Glu组较Glu组和Luz+ MT +Glu组内NOS阳性细胞减少,差异性明显(P<0.05)。结果表明,MT对谷氨酸钠致痫大鼠痫样发作程度、痫样放电有抑制作用,其机制之一是经由其特异性受体,减弱NO作用,进而发挥抑痫效应。综上所述,MT具有抑痫作用,其机制涉及到通过其特异性的受体增强5-HT的作用,以及减NO的作用,进而发挥抑痫效应。