咖啡因对大鼠睡眠剥夺后脑电变化和免疫反应的影响

目的 研究咖啡因（CAF）抗大鼠睡眠剥夺（SD）后认知降低的脑电及免疫反应变化。方法 实验分为正常对照组、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72 h大鼠睡眠剥夺模型，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），其余各组ig给予同体积生理盐水。各组大鼠分别于建模前、后分别连续记录24 h脑电（EEG）信号，统计末次给药后4 h内睡眠时间和功率谱密度，采用脑电记录分析和傅立叶变换观察SD后大鼠睡眠时相和γ振荡的变化；ELISA检测大鼠脾、海马和前额叶皮质（PFC）免疫因子白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-10（IL-10）含量变化；Western印迹法检测大鼠脾组织Toll样受体4（TLR 4）和核因子κB（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）小胶质细胞的形态及数量。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，每小时非快速眼动睡眠（P＜0.05）、总非快速眼动睡眠时间（P＜0.01）和总快速眼动睡眠时间（P＜0.05）延长，γ振荡在低频段（43～62Hz）振荡功率谱密度降低（P＜0.05）；脾、海马组织中IL-1β和TNF-α含量显著增高（P＜0.05,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TLR 4（P＜0.05）和NF-κB（P＜0.01）蛋白表达水平增高；海马齿状回和mPFC中小胶质细胞数增多（P＜0.01）。咖啡因50 mg·kg -1 可逆转上述变化。结论 咖啡因可能通过调节睡眠剥夺后大鼠的睡眠结构和γ振荡、调控小胶质细胞功能及中枢和外周炎症反应，从而改善睡眠剥夺后认知障碍。