| Abstract: | 藥物濫用常在夜店、網咖、電玩等發現，其中又以青少年族群因為好奇、尋求刺激或同伴的慫恿而使用為最大宗。因為愉悅感及容易上癮其傷害又是潛在漸進的，等到出現傷害症狀大多很嚴重而且不可逆的。本研究以時下常遭到濫用的GHB(俗稱:液態快樂丸)來進行研究探討。 正常神經元的靜止膜電位約為-70mV，即:外正；內負。這是細胞內、外，鈉、鉀、氯三種離子分布不均所造成的，這三種離子在細胞內的濃度依序為:15.0、150.0、9.0；細胞外則為:150.0、5.5、125.0 (m mol/lH2O)。這種細胞內外離子濃度的遞差是由sodium pump維持。周邊神經的傳導大多由突觸前神經末梢釋放Ach，引起突觸後神經元產生動作電位，在此同時Ach也被Ach分解酶分解。而在腦部的神經傳導物質很多是麩胺酸(glutamate)，它使突觸後神經元打開NMDA通道引發大量的鈣離子湧入，後續由Arginine引發產生一氧化氮(NO)，而NO又會回到突觸前神經元末梢再加強麩胺酸的釋放，如此持續的正向回饋強化了突觸傳送，就可形成長期增益作用(Long-termpotentiation；LTP)。而長期增益作用是記憶形成的關鍵步驟，又一系列長期增益作用過程當中氧化的壓力、組織能量受損都會造成抑制長期增益作用，進而使得記憶與認知功能失調。 GHB的使用會產生認知失調的結果，這與海馬鈣離子媒介神經塑性有關。然而體內鈣離子和GHB誘導認知失調，所涉入潛在的分子機制一直未被報導。本研究針對這些改變經由(一)離子影像:鈉、鉀、鈣等離子影像、(二)光學影像:免疫螢光照相、(三)生物化學定量、以及(四)行為研究等來探討其生物組織能量的階層，對認知功能和記憶的關係。 以青春期的老鼠使用GHB之後，經一系列的處理、檢體切片、免疫染色等準備步驟後，進行各種檢測。在飛行式二次離子質譜:發現使用GHB之後鈣離子頻譜下降、而且鈉離子和鉀離子在神經元細胞內外的分布嚴重失衡，有太多的鈉離子蓄積在細胞內；相對的鉀離子降低顯示維持神經元靜止膜電位遭到破壞。免疫生化照相和分析:照相圖顯示使用GHB組其NMDAR1和 pCREB免疫反應的神經元隨著使用劑量的增加而減少。又生化分析: NMDAR1和 pCREB其在使用GHB組光學透光度(OD值)也隨著使用劑量的增加而降低。nNOS的活性降低的情形同樣也隨著使用劑量的增加而降低。氧化的壓力由MDA偵測結果呈現使用高劑量GHB而增加，顯示氧化傷害會提高。細胞色素氧化酵素酶(COX) 和[碳-14]-2-去氧化葡萄醣(2-DG)活性測試，顯示未使用GHB組照相圖有強烈COX染色的神經元；2-DG的自動輻射照相圖有濃密的2-DG輻射訊號，兩者都是生物組織能量好的表現。生化檢測COX相對光學透光度(True OD值)也是如此，且隨著使用GHB的劑量增加而降低。2-DG的自動輻射定量呈現一致的情形。免疫點墨分析:鈉離子/鉀離子 ATPase(酶)的表現量依然是隨著GHB使用劑量的增加而降低；這對應到鈉鉀離子分布在神經元細胞內外照相圖呈現一致的結果。也就是鈉離子/鉀離子 ATPase(酶)活性不足以將過多的鈉離子泵出細胞外，而蓄積過多的鈉離子在細胞內，即是無法維持正常的靜止膜電位。 Morris水迷宮的空間航行測試的結果:(1)使用GHB組尋找潛伏平台所花費時間較長，在連續五天每天八次測試，找到潛伏平台所花費時間平均值也較長，測試第五天的八次測試找到潛伏平台所花費時間也較長，再則由巡航軌跡顯示較少利用策略來尋找平台。定位航行測試的結果:趨觸性的行為反應:找到先前平台所在象限，使用GHB組所花費時間較長；空間探索測試: 方向性(probe)測試，共八次測試每次一分鐘的測試期間，找到先前平台所在標的象限的時間(秒數)在使用GHB組費時較長。共八次測試為期一分鐘的測試，測試它停留在標的象限內尋找先前平台所在位置的時間(秒數)，在使用GHB組比較短。共八次測試為期一分鐘的測試，在一分鐘測試的前30秒跨入先前平台所在象限的次數，使用GHB組也比較少。綜合水迷宮測試的結果，以行為方面的變化推定；使用GHB影響其策略的應用和記憶的缺失。 由上述GHB成癮老鼠的海馬測得結果顯示:鈣離子影像下降與NMDAR1、nNOS和 pCREB反應降低。下挫的鈣離子媒介信號對應於極度的氧化壓力、縮減的鈉離子/鉀離子ATPase(酶)、減少了細胞色素-c氧化酶(cytochrome oxidase histochemistry；COX)和降低2-去氧化葡萄醣活性等這些都是發展認知失調的因素。其中鈣離子媒介信號的缺損和氧化壓力兩項特別容易造成GHB誘導認知失調。以傳遞因子改善海馬生物組織能量，將是藥物濫用引發認知失調治療可行的新方向。
Excessive exposure to club drug (GHB) would cause cognitive dysfunction in which impaired hippocampal Ca2+-mediated neuroplasticity may correlate with this deficiency. However, the potential changes of in vivo Ca2+ together with molecular machinery engaged in GHB-induced cognitive dysfunction has never been reported. This study aims to determine these changes in bio-energetic level through ionic imaging, spectrometric, biochemical, morphological, as well as behavioral approaches. Adolescent rats subjected to GHB were processed for TOF-SIMS, immunohistochemistry, biochemical assay, together with Morris water maze to detect the ionic, molecular, neurochemical, and behavioral changes of GHB-induced cognitive dysfunction, respectively. Extent of oxidative stress and bio-energetics were assessed by levels of lipid peroxidation, Na+/K+ ATPase, cytochrome oxidase, and [14C]-2-deoxyglucose activity. Results indicated that in GHB intoxicated rats, decreased Ca2+ imaging and reduced NMDAR1, nNOS, and p-CREB reactivities were detected in hippocampus. Depressed Ca2+-mediated signaling corresponded well with intense oxidative stress, diminished Na+/K+ ATPase, reduced COX, and decreased 2-DG activity, which all contributes to the development of cognitive deficiency. As impaired Ca2+-mediated signaling and oxidative stress significantly contribute to GHB-induced cognitive dysfunction, delivering agent(s) that improves hippocampal bio-energetics may thus serve as a promising strategy to counteract the club drug-induced cognitive dysfunction emerging in our society nowadays. |
