咖啡因对睡眠剥夺模型大鼠脑电和免疫系统功能的影响

Effect of caffeine on brain electrical changes and immune responses in sleep-deprived model rats

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摘要目的研究咖啡因(CAF)对睡眠剥夺(SD)模型大鼠睡眠时相、γ振荡和免疫系统功能的影响.方法 Wistar大鼠分为正常对照组、SD组和SD+CAF组.除正常对照组外,其余各组利用跑台式睡眠剥夺仪建立大鼠72 h SD模型,建模同时SD+CAF组大鼠ig给予CAF 50 mg·kg-1(连续4 d,每天1次).大鼠于建模前、后分别连续记录肌电和脑电信号,分析末次给药后4 h内大鼠睡眠时相和γ振荡功率谱密度;ELISA检测大鼠脾、海马和前额叶皮质(PFC)白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和IL-10含量;Western印迹法检测大鼠脾组织Toll样受体4(TLR 4)和NF-κB蛋白表达水平;免疫荧光染色检测海马和内侧前额叶皮质(mPFC)活化的小胶质细胞数量.结果与正常对照组相比,SD组大鼠每小时觉醒时间(P<0.05)和总觉醒时间(P<0.01)缩短,每小时非快眼动睡眠时间(P<0.05)、总非快眼动睡眠时间(P<0.01)和总快眼动睡眠时间(P<0.05)延长,γ振荡在43～62 Hz频段振荡功率谱密度降低(P<0.05);脾和海马组织中IL-1β和TNF-α含量增高(脾:P<0.05,海马:P<0.01),IL-10含量降低(P<0.01);PFC组织中IL-1β含量升高(P<0.01),IL-10含量降低(P<0.05);脾组织TLR4(P<0.05)和NF-κB(P<0.01)蛋白表达水平增高;海马齿状回和mPFC中活化的小胶质细胞数量增多(P<0.01).CAF 50 mg·kg-1可逆转上述变化.结论 CAF可调节SD模型大鼠的睡眠结构和γ振荡、抑制小胶质细胞功能及中枢和外周炎症反应.