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【关键词】 二恶英;学习记忆功能;跳台实验
Abstract Objectives: To assess the effect of TCDD on the learning and memorial function of mice. Methods: 24 male mice and 24 female mice were randomly pided into four groups according to the sex:high dose (100 μg/kg) groμp, middle dose (10 μk/kg) group, low dose (1 μg/kg)group and the control group. Each group has 6 mice. The mice were injected ip with TCDD(controls were injected ip with DMSO). After 24 hours and 48 hours, the step-down test was performed to evaluate the learning and memorial function of the mice. Results: Compared with the controls, there was a significant increase in the memorial latent time of the male mice(P
Key words 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin(TCDD); Learning and memorial function; Step-down test
2001年5月,由包括中国在内的91个国家赞同的POPs公约(斯德哥尔摩公约)获得通过,这个公约要求各国立即控制和治理以二恶英为代表的12种在环境中具有高残留、高生物浓缩和高生物毒性的物质,也就是POPs(persistent organic pollutants)物质[1]。二恶英是一类化合物的统称,包括多氯二苯并二恶英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。PCDDs有75种同系物,PCDFs有135种同系物。2,3,7,8-四氯二苯并二恶英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,TCDD)是二恶英类物质中毒性最强的物质,也被认为是世界上毒性最强的化合物[2]。二恶英有很强的致畸、致癌和皮肤损害作用[1],有持久残留性,能通过生物链逐级浓缩,对人体造成潜在的威胁[3]。很多毒物会影响动物的学习记忆功能,二恶英能否引起动物学习记忆功能的变化尚未见报道,本实验欲研究急性染毒条件下TCDD对小鼠学习记忆功能的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验动物 清洁级昆明种小鼠48只,雌雄各半,体重18~22 g,由天津医科大学动物室提供。
1.1.2 仪器和试剂 跳台仪(中国预防医学科学院制造)、万分之一电子天平(JA61001,上海精科天平),TCDD(购自Cambridge Isotope Laboratories,Inc.)纯度99 %,用二甲基亚砜(DMSO)配制成浓度为25 μg/mL的母液,取母液分别将其稀释成质量浓度为2.5 μg/mL和0.25 μg/mL的应用液,二甲基亚砜(DMSO)为国产分析纯。
1.2 实验方法
1.2.1 动物处理 对所选小鼠观察1周,确定其健康状况,然后将雌雄各24只小鼠分别随机分为4组:对照组和染毒高剂量组(100 μg/kg)、中剂量组(10 μg/kg)、低剂量组(1 μg/kg),每组6只,腹腔注射一次染毒,对照组给予0.1 mL DMSO。
1.2.2 跳台实验 染毒24 h后,对小鼠进行学习能力测试;染毒48 h后,对小鼠进行记忆能力的测试。染毒24 h后,将动物放入反应箱内(台上、台下)适应3 min,然后将小鼠放置反应箱内的铜栅上,立即通以36 V的交流电。小鼠受到电击,其正常反应是跳回平台(绝缘体)以躲避伤害性刺激。多数小鼠可能再次或多次跳至铜栅上受到电击又迅速跳回平台上。训练一次后,将动物放在反应箱内的平台上,记录5 min内各鼠跳下平台的错误次数和第一次跳下平台的时间(潜伏期),以此作为评价其学习能力的指标。染毒48 h后再次进行测验,将小鼠放在平台上记录其第一次跳下平台的潜伏期、3 min钟内的跳下次数,以此作为评价其记忆能力的指标。如果小鼠在5 min和3 min内未跳下平台,则其潜伏期以300 s和180 s记。
1.2.3 统计学处理 数据用SPSS11.0软件包进行统计分析,结果以均数±标准差(x±s)表示,用单因素方差分析(One-way-ANOVA)进行多组间比较及两两比较,对于不符合方差分析条件的用近似检验(Tamhane's T2,Dunnett's T3,Games-Howell, Dunnett's C),P
2 结果
2.1 雄性小鼠 TCDD染毒24 h后与对照组相比,各组小鼠5 min内跳下平台的错误次数和第一次跳下平台的潜伏期的差异无统计学意义。染毒48 h后与对照组相比,低、中剂量组小鼠5 min内跳下平台的错误次数和潜伏期的差异无统计学意义,高剂量组小鼠第一次跳下平台的潜伏期差异有统计学意义(P
2.2 雌性小鼠 TCDD染毒24 h后与对照组相比,各组小鼠5 min内跳下平台的错误次数和第一次跳下平台的潜伏期的差异无统计学意义。染毒48 h后与对照组相比,低、高剂量组小鼠5min内跳下平台的错误次数的差异有统计学意义(P
3 讨论
长期接触TCDD,对于人的神经行为功能具有损害作用,如造成记忆力下降、反应力降低、正中神经传导速度减慢等[4-5]。本实验采用一次染毒,用跳台实验对小鼠的学习和记忆功能进行测定。从结果可以看出,染毒24 h后雄性小鼠的学习功能与对照组相比差异无统计学意义,但在低、中剂量组,第一次跳下平台的潜伏期有延长趋势,错误次数有减少趋势;在高剂量组,第一次跳下平台潜伏期有减少趋势,错误次数有增加趋势。这可能是由于在一定剂量范围内,小鼠受到TCDD的刺激后处于应激状态,兴奋性和反应性有所升高,而使其学习功能有所增强所致;而随着TCDD染毒剂量的增加,毒性也随之增加,造成小鼠的学习功能受到损害。在染毒48 h后的记忆功能测试中,其潜伏期也有延长趋势,其中高剂量组潜伏期比对照组显著延长,错误次数有减少的趋势,这可能是由于较低剂量的TCDD对小鼠的记忆功能的影响不明显,而高剂量的TCDD引起的小鼠的应激反应较明显造成的。
雌性小鼠中,染毒24 h后各组小鼠的学习功能与对照组相比差异均无统计学意义,但其潜伏期有缩短的趋势,错误次数也有增加的趋势,可能是由于TCDD对小鼠的学习功能损伤所致。在染毒48 h后的记忆功能测定中,各组小鼠第一次跳下平台的潜伏期与对照组的差异无统计学意义,但有减少的趋势,跳下的错误次数也有增加的趋势,其中,高、低剂量组跳下的错误次数比对照组显著增加,这可能是由于雌性小鼠对于TCDD比较敏感,在较低的剂量就对其记忆功能造成了损害。
从本次实验的结果可以看出,TCDD急性染毒对小鼠的学习记忆功能具有影响,且有性别差异,在学习记忆功能测定中雄性小鼠的功能增强而雌性小鼠的功能减弱,原因可能是雌性小鼠对于TCDD造成的损害比雄性小鼠敏感。TCDD对于小鼠的学习记忆功能影响程度及影响机制还有待于进一步研究。
参考文献
[1] 汤乃军,刘云儒,任大林.二恶英对SD大鼠肝脏SOD、GST、MDA的影响的实验研究[J].中国工业医学杂志,2003,16(6):335-337.
[2] 刘云儒,汤乃军.二恶英的毒理学研究进展[J].中华劳动卫生与职业病杂志,2003,21(2):138-141.
[3] 尹龙赞,娄振宁,刘雁丽,等.二恶英对人类健康的影响[J].中国工业医学杂志,2001,14(2):100-103.
【摘要】 目的观察并比较独一味和吡拉西坦对小鼠学习记忆能力的影响。方法以东莨菪碱和乙醇分别造成小鼠学习记忆获得障碍和记忆再现障碍,采用迷津法和跳台法进行观察。结果独一味提取物(0.5 g·kg-1和1.0 g·kg-1)及吡拉西坦(0.2 g·kg-1)均可使小鼠逃避伤害刺激的反应速度加快,错误次数明显减少,遭电击时间缩短(与模型组比较,0.01<P<0.05),两药的效果相近(P>0.05)。结论独一味对小鼠的学习和记忆障碍有改善作用,其作用机制有待进一步研究。
【关键词】 独一味;吡拉西坦;记忆获得障碍;记忆再现障碍
Abstract:ObjectiveTo observe the effects of Herba Lamiophlomis on learning and memory ability of mice. MethodsThe models of aquired dysmnesia and reproduction memory disorders were established by scopolamine and alcohol,and the effects of Herba Lamiophlomis and piracetam on learning and memory ability were observed and compared.ResultsThe Herba Lamiophlomis aqueous extract at the dose of 0.5 g·kg-1 and 1.0 g·kg-1 could reduce the error times,prolong the latent period and shorten total time of lightning stroke.There was a significant difference between the Herba Lamiophlomis and model group ( P<0.05).While there was no significant difference between the Herba Lamiophlomis and piracetam ( P>0.05). ConclusionHerba Lamiophlomis can obviously improve learning and memory ability of mice.
Key words:Herba Lamiophlomis; Piracetam; Aquired dysmnesia; Reproduction memory disorders
独一味Lamiophlomis rotata(Benth.)Kudo系唇形科无茎多年生草本植物,以全草或根及根状茎入药,是藏、蒙、纳西等民族常用草药。从独一味的地上部分及根中分离得到黄酮类、环烯醚萜类和苯乙醇苷类等多种化学成分[1,2]。研究表明,独一味具有活血化瘀、镇痛、止血、消肿、抗炎等作用[3,4]。独一味胶囊用于各种疼痛、止血等取得了满意的疗效[5~7]。但独一味对行为障碍的影响未见报道。本实验采用东莨菪碱和乙醇致小鼠学习记忆障碍,采用迷津法和跳台法观察并比较独一味提取物和吡拉西坦对学习记忆能力的影响。
1 材料
1.1 动物
昆明种小鼠,体重17~23 g,雌雄兼用,由天津市实验动物中心提供,合格证号为SCXK津2005-0001。
1.2 药品
独一味,产地甘肃,由本校天然药物化学实验室提取;吡拉西坦,天津金世制药有限公司生产,批号 20071027;氢溴酸东莨菪碱,上海禾丰制药有限公司生产,批号 061101;无水乙醇,天津市华东试剂厂生产,批号 20061124。
1.3 仪器
MG-2型迷津刺激器,张家港市生物医学仪器厂生产;ZH-50型小鼠跳台刺激仪,安徽淮北正华生物仪器有限公司生产。
2 方法与结果
2.1 独一味提取物的制备[7]
取独一味粉碎,加水煎煮3次,1 h/次。合并煎液,过滤,将滤液浓缩并在80℃以下干燥成棕色粉末。用时用蒸馏水稀释至所需浓度,保存于冰箱。
2.2 独一味对东莨菪碱致记忆获得障碍小鼠学习记忆能力的影响
2.2.1 迷津法[8]
用小鼠Y型迷宫进行实验。选健康成年昆明小鼠60只,体重(19.8±1.5)g,雌雄各半,随机分成5组。1组,对照组;2组,模型组;3组,吡拉西坦组(0.2 g·kg-1);4组,独一味低剂量组(0.5 g·kg-1);5组,独一味高剂量组(1.0 g·kg-1)组。各组均灌胃给药,1组及2组给生理盐水,容量均为10 ml·kg-1,1次/d,连续14 d。于第13天上午给药后1 h开始训练。训练前10 min,1组腹腔注对生理盐水,其余各组小鼠均腹腔注射氢溴酸东莨菪碱(1.5 mg·kg-1)。训练时先将小鼠放于起步区适应2 min,然后通电(40 V交流电),动物受到电击后直接逃至安全区为正确反应,逃至电击区为错误反应。如此训练15次,记录正确反应与错误反应次数。24 h后进行测试,观察指标及方法同训练时。结果以±s表示,通过t检验比较两组间差异的显著性。结果见表1。表1 迷津法观察独一味对东莨菪碱所致小鼠学习记忆障碍的改善作用(略)
结果显示,独一味能明显减少小鼠错误反应次数,改善小鼠由东莨菪碱所致的学习及记忆获得障碍。
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2.2.2 跳台法[8]
选健康成年昆明小鼠60只,体重(20.3±2.3) g,雌雄各半,随机分成5组。分组方法及给药方法同“2.2.1”项。于第13天上午给药后1 h开始训练,训练前10 min,1组腹腔注对生理盐水,其余各组均腹腔注射氢溴酸东莨菪碱(1.5 mg·kg-1)。训练时先将小鼠放入跳台反射箱内适应3 min,然后通电(36 V),小鼠受到电击后正常反应为跳上跳台,逃避电击,跳下台时小鼠双足同时接触铜栅触电,视为错误反应。训练5 min,并记录小鼠逃避电击首次跳上跳台的时间(反应阈)、5 min内触电次数(错误次数)及5 min内累加触电时间(错误反应时间)作为学习成绩。24 h后重新测试,测试时先将小鼠放于跳台上,同时记时,记录小鼠第一次跳下跳台的时间,此期间为触电潜伏期,并记录5 min内小鼠的错误反应次数及累加触电时间作为记忆成绩。结果以±s表示,通过t检验比较两组间差异的显著性。结果见表2。表2 跳台法观察独一味对东莨菪碱所致小鼠学习记忆障碍的改善作用(略)
结果显示,独一味能明显缩短小鼠逃避电击的时间,减少错误反应的次数,缩短触电时间,并明显延长了测试时跳台上的停留时间(潜伏期)。
2.3 独一味对乙醇所致的记忆再现障碍小鼠学习记忆能力的影响
采用小鼠迷津法进行实验。选健康成年昆明小鼠60只,体重(19.5±1.4)g,雌雄各半,随机分成5组。分组方法及给药法方法同“2.2.1”项。于第13天上午给药后1 h开始训练。训练方法及观察指标同“2.2.1”项。24 h后进行测试。测试前15 min, 1组灌胃生理盐水,其余各组小鼠均灌胃35%乙醇,容量为0.1 ml·10 g-1,造成动物记忆再现障碍。测试方法及数据处理方法同“2.2.1”项。结果见表3。表3 独一味对乙醇所致记忆再现障碍小鼠学习记忆能力的影响(略)
结果显示,35%乙醇能明显降低小鼠的记忆再现能力,使错误反应次数增多。吡拉西坦和独一味均能减轻这种损伤,使学习能力有所增强,记忆再现障碍得到明显改善。
3 讨论
学习过程是由广泛的神经元群的共同活动来完成的,反复的刺激使脑细胞的活动在时间上和空间上发生构型的变化,细胞间的联系更加容易,使学习的信息得到巩固而形成记忆。
学习和记忆是一个极其复杂的生理生化过程,其影响因素很多。首先,中枢递质与学习记忆活动有关,拟胆碱药可加强记忆活动,而抗胆碱药东莨菪碱则能使学习记忆功能减退;其次,中枢神经系统的基本功能—兴奋与抑制是影响学习记忆的一个重要因素。中枢的过度抑制会使学习记忆能力下降,高浓度乙醇会作用于大脑及小脑,抑制中枢,产生近记忆力丧失,时空定向力障碍,共济失调等。
该实验采用东莨菪碱和乙醇分别造成小鼠学习记忆获得障碍和记忆再现障碍,增加动物的错误反应次数及反应时间。模型组与空白组比较,均P<0.05。吡拉西坦是促思维记忆药,用于脑血管疾病,神经外科手术后等已有多年,实验中比较了独一味与吡拉西坦对小鼠学习记忆能力的影响。
研究表明,独一味对东莨菪碱及乙醇所致的学习及记忆障碍均有明显的改善作用(与模型组比较,均P<0.05),其效果与吡拉西坦相近(P>0.05)。独一味改善学习记忆能力的作用可能与其活血化瘀,从而改善脑组织的血液供给有关。其确切作用机制还有待进一步研究。
【参考文献】
[1]王瑞冬,孙连娜,陶朝阳,等.独一味化学成分的研究[J]. 第二军医大学学报,2005,26(10):1171.
[2]易进海,黄小平,孙燕,等. 藏药独一味根环烯醚苷的研究[J]. 药学学报,1997,32(5):375.
[3]林天幕,顾宜.藏药独一味两种方法提取组分对小鼠镇痛作用的影响[J]. 第四军医大学学报,2003,24(5):444.
[4]苑伟,宋玉威,梁资富,等. 不同产地藏药独一味的镇痛、抗炎作用比较研究[J]. 中国药房,2003,14(2):716.
[5]马海波,马俊丽. 独一味胶囊治疗瘀血性头痛97例[J]. 中国中医药科技,2003,10(3):145.
[6]刘晓美. 独一味胶囊治疗药物流产后阴道流血66例[J]. 中国药业,2002,11(4):74.
作者:韩永正 刘刚 徐小林 钱莹 戴体俊 韩连云
【摘要】 目的 观察小剂量纳洛酮对小鼠学习记忆功能的影响。方法 小鼠分为生理盐水(NS)组、纳洛酮(NL)组,根据纳洛酮剂量的不同,NL组又分为NL1、NL2、NL3、NL4和NL5组(剂量分别为1000、100、10、1和0.1 ng· kg-1),每组10只。用跳台法和避暗法分别观察各剂量纳洛酮对小鼠学习记忆功能的影响。结果 给药后第1、2天各组跳台法和避暗法的错误次数、潜伏期无显著性差异(P>0.05) 。结论 在本实验条件下,小剂量纳洛酮对小鼠学习记忆功能无明显影响。
【关键词】 纳洛酮;跳台实验;避暗实验;学习记忆
纳洛酮(naloxone)是特异性阿片受体竞争性阻断药,可有效、全面拮抗天然或合成的麻醉性镇痛药,能拮抗吗啡等麻醉镇痛药的药理作用和不良反应,特别是逆转麻醉镇痛药对中枢神经系统和呼吸的抑制[1]。阿片类药物成瘾之后,其记忆十分强烈,而且可导致终生难忘,说明学习记忆功能参与了阿片的成瘾过程[2]。如果小剂量纳洛酮能增强吗啡的遗忘作用,将更有临床意义。为阐明这一问题,必须首先明确小剂量纳洛酮对学习记忆功能的影响。小剂量纳洛酮对学习记忆功能有何影响,国内外鲜见报道。本实验用跳台法和避暗法观察小剂量纳洛酮对小鼠学习记忆功能的影响。
1 材料和方法
1.1 实验动物 昆明种小鼠60只,体重18~22 g,雌雄各半,由徐州医学院实验动物中心提供。实验前2天使小鼠熟悉实验室环境,自由摄食饮水。
1.2 实验药品 纳洛酮注射液,北京凯因生物技术有限公司,批号20071105。用生理盐水稀释成所需浓度。
1.3 主要仪器 YLS-3T型跳台仪,安徽省淮北正华生物仪器设备有限公司研制,用不透明深灰色塑料分隔成5室,每室120 mm×20 mm×180 mm,电栅电压100 V,电流0.05~2.0 mA。每间室右后角置一绝缘平台(高4.5 cm)作为动物回避电击的安全台。BA-200型小鼠避暗仪,成都泰盟科技有限公司研制,实验装置分明暗两室,两室之间有一直径为3 cm大小的圆洞,两室底部均铺以铜栅,暗室接电。
1.4 实验方法
1.4.1 跳台实验[3] 正式实验前先把小鼠放入反应箱内适应3 min,通以0.25 mA电流电击。训练时跳台潜伏期大于180 s者弃去不用。记录小鼠5 min内第1次从平台跳下的时间(潜伏期)和跳下的次数(错误次数),将其作为基础成绩将小鼠分成6组,使各组小鼠智力水平接近。然后按分层随机区组设计,将小鼠分为生理盐水组(NS组)和纳洛酮组(NL组),根据纳洛酮剂量的不同(1000、100、10、1和0.1 ng·kg-1),NL组又分为NL1、NL2、NL3、NL4、NL5组,使各组小鼠平均体重和性别比例无显著性差异。分组结束24 h后,NS组以0.1 ml·10 g-1腹腔注射生理盐水,NL组分别以1000、100、10、1和0.1 ng·kg-1腹腔注射相应剂量的纳洛酮。各组注药10 min后重新测试。记录小鼠第1次跳下平台的潜伏期和3 min内跳下平台的错误次数。若小鼠在平台上超过3 min,其潜伏期以180 s计。用药第2天重新测试各小鼠, 记录潜伏期和错误次数。
1.4.2 避暗实验[3] 训练时先将小鼠放入反应箱中适应3 min,然后暗室底部铜栅通40 V、50 Hz交流电。将小鼠背对洞口放入明室,小鼠进入暗室则受到电击。训练时避暗潜伏期大于180 s者弃去不用。记录5 min内第1次进入暗室的时间(潜伏期)和进入次数(错误次数)作为基础成绩。各组注药10 min后重新测试。记录小鼠第1次进入暗室的潜伏期,5 min内进入暗室的错误次数。如5 min内小鼠仍未进入暗室,错误次数计为0次,潜伏期计为300 s。用药第2天重新测试各小鼠。
1.5 统计学处理 错误次数及潜伏期用x±s表示,用SPSS 13.0软件进行数据处理,组间比较采用单因素方差分析和q检验,检验水准α=0.05。
2 结 果
见表1、2。表1 小剂量纳洛酮对小鼠学习记忆的影响表2 小剂量纳洛酮对小鼠学习记忆的影响从表1和表2中可见,在用药前各组小鼠的错误次数和潜伏期无显著性差异(P>0.05),表明各组小鼠基础智力相似。用药第1、2天,无论是跳台实验还是避暗实验,各组小鼠的错误次数和潜伏期亦无显著性差异(P>0.05),表明小剂量纳洛酮对小鼠的学习记忆无明显的影响。
3 讨 论
记忆是人类和动物赖以生存所不可缺少的重要脑功能之一。一般把记忆分为3个阶段,即获得、巩固和再现。本实验是以训练后给药测定记忆的获得过程。
人和动物的内在心理过程是无法直接观察到的,只能根据可观察到的刺激反应来间接推测。跳台实验和避暗实验是常用的研究动物记忆的实验方法,用于观察回避性反应[3]。
本组实验结果表明:在本实验条件下,小剂量纳洛酮对小鼠学习记忆功能无明显影响。
研究显示,阿片受体与记忆密切相关[4]。纳洛酮作为临床上常用的催醒药,可以缩短氯胺酮麻醉持续时间[5],但其所用剂量较大(2 mg· kg-1)。本实验所用剂量为1000、100、10、1和0.1 ng·kg-1,剂量较小,对学习记忆功能无明显影响。至于小剂量纳洛酮合用吗啡对学习记忆功能有何影响及其机制尚待进一步研究。
参考文献
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