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Effect of Qingxin Kaiqiao fang on learning and memory ability and morphology of hippocampal nerve cells in AD mice

清心开窍方对AD小鼠学习记忆能力及海马CA1区神经细胞形态的影响



全 文 :[4] 胡传峰,李立明.2型糖尿病危险因素研究进展[J].中国全科 医学,2001,4(4):253.
InfluenceofZeamaysL.saponin(ZMLS)onultrastructureofkidneyand
pancreasindiabetesratsinducedbystreptozocin.
MIAOMingsan,ZHANGGuilan,MIAOYanyan,SHIJingjing,LIUHuili
(HenanColegeofTraditionalChineseMedicine,Zhengzhou450008,China)
[Abstract] Objective:TodiscusstheefectofZeamaysL.saponin(ZMLS)onultrastructureofkidneyandpancreasinthe
diabetesratsinducedbystreptozocin.Method:ThediabeticratmodelwasestablishedbyinjectionsofSTZ,bloodglucose,theultra
structureofthekidneyandpancreaswereobserved.Result:Comparedwiththemodelgroup,thelarge,middledoseZMLSgroupsand
melbinumgroupcouldremarkablydecreasethebloodglucose(P<0.01),thelarge,middle,smaldoseZMLSgroupscouldremark
ablypreventthepancreaticisletβcelfromtheinjuryinducedbyStreptozotocin.Melbinumandthelarge,middledoseZMLSgroups
couldremarkablyincreasemitochondrialVv,δmandeuchromatinVv(P<0.01),andsignificantlydecreasetheδ,Nucleusδandhet
erochromatinVv(P<0.01).ThesmaldoseofZMLSobviouslyincreasesmitochondrialVv(P<0.05).Conclusion:ZMLSshowed
goodefectondecreasingbloodglucoseandprotectionactiononthekidneyandpancreasinjuryofinducedbySTZ.
[Keywords] ZeamaysL.saponin(ZMLS);diabetes;streptozocin(STZ);ultrastructure
[责任编辑 古云侠]
[收稿日期] 20070720
[通讯作者] 孟琼,Tel:(0731)6711305,Email:mengqiong1973@sina.com
清心开窍方对 AD小鼠学习记忆能力及海马 CA1区
神经细胞形态的影响
胡海燕1,孟 琼2,蒋 哲2,朱未名3,王文花1,张晓艳1
(1.温州医学院 第二临床医学院 中医教研室,浙江 温州 325003;
2.湖南中医药大学,湖南 长沙 410007;
3.温州市鹿城精神病医院,浙江 温州 325003)
[摘要] 目的:探讨清心开窍方对AD模型小鼠学习记忆能力及海马CA1区神经细胞形态的影响。方法:将
150只小鼠随机分为5组,即空白组、模型组、清心开窍方高、低剂量组(1482,741g·kg-1)、脑复康组(042g·
kg-1)。除空白组外,其余各组均每日灌服三氯化铝(AlCl3)(200mg·kg
-1)造模,用药各组自造模第7天起,每日
上午给予AlCl3灌胃,下午给予相应的药物,每日1次,连续8周,9周后评定疗效,测小鼠学习记忆功能和脑内一氧
化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)及乙酰胆碱脂酶(AchE),及对海马CA1区神经细胞形态学观察。结果:中药各组
能明显改善AD小鼠学习记忆能力,与对照组比较有显著性差异(P<005,P<001);清心开窍方各组能明显减少
海马神经细胞的破坏,降低AD小鼠脑组织中NO,NOS含量及AchE活性,与模型组比较有统计学意义(P<005,
P<001)。结论:清心开窍方能改善AD小鼠学习记忆的能力,对海马神经细胞具有保护作用。
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[关键词] 阿尔茨海默病;学习记忆能力;清心开窍方
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)10118305
  老年痴呆症(Alzheimer'sdisease,AD)是老年人
的常见病、多发病。其首要症状是智力、记忆力、感
官定向能力、判断力、语言思维能力不可逆的进行性
退化,并常伴有性格改变。AD目前已成为继心脏
病、肿瘤和中风之后的第4位死亡原因,由于其隐匿
性和不可逆性,给家庭和社会带来很大负担与危害。
现代医学对本病尚缺乏理想的治疗方法,而中医对
老年痴呆的治疗却有其独到之处。清心开窍方已运
用临床多年[13],疗效确定。本研究探讨其对 AD模
型小鼠学习记忆能力、海马CA1区神经细胞形态学
改变和脑组织NO及AchE含量的影响。
1 材料
1.1 动物
2月龄NTH种清洁级小鼠,雌雄各半,体重18~
22g,由湖南中医药大学动物实验中心提供(合格证
号湖医动字第20001号)。
1.2 药物
清心开窍方:生地黄6g,麦冬6g,白芍6g,石
菖蒲6g,石斛6g,川丹皮6g,茯神6g,苦参6g,陈
皮4g,知母5g。药材购于湖南省医药公司,批号
20050409。取药10剂,共570g,煎成1500mL,生
药含量038g·mL-1。浓缩成750mL为高剂量浓
度,低剂量给药时再稀释2倍。制剂由湖南中医药
大学中西医结合基础研究室制备,批号20060321。
脑复康(吡拉西坦片),批号20051001(威海亚太药
业有限公司)。取30片,配制成600mL的药液,20
mg·mL-1,备用。三氯化铝(AlCl3)批号20050513,
(天津市大茂化学试剂厂)。取252g配制成2520
mL,10mg·mL-1,备用。亚硝酸钠(NaNO2),批号
20041226(如皋市华瑞试剂厂),用蒸馏水配制成
24mg·mL-1。氢溴酸东莨菪碱,批号 T05N531
(杭州民生药业集团有限公司),用蒸馏水配制成
15mg·mL-1。
1.3 试剂
一氧化氮(NO)、一氧化氮合酶(NOS)、胆碱脂
酶(AchE)测定试剂盒购均自南京建成生物工程研
究所,批号分别是20060515,20060515,20060515。
1.4 仪器
U-3010紫外分光光度计,日本日立公司;DT
-200跳台自动测试仪,成都泰盟科技有限公司。
2 方法
2.1 动物分组及造模
小鼠150只,雌雄各半,体重(2033±232)g,
按照完全随机设计,遵照均衡性原则,先将动物雌雄
分开,再按体重分层,然后查随机数字表将动物随机
分成正常组,模型组,清心开窍方高、低剂量组
(1482,741g·kg-1),脑复康组(042g·kg-1)
共5组,每组30只。动物的低、高剂量分别相当于
临床等效剂量的2,4倍,按动物体表面积折算。
用AlCl3灌胃造模
[4]。正常组以蒸馏水灌胃,每
天1次,连续 9周;模型及各治疗组每天上午以
AlCl3200mg·kg
-1灌胃,每日1次,连续9周;治疗
组,自AlCl3灌胃第7天起,每日下午给予相应的药
物,每日1次,连续8周。灌胃体积为40mL·kg-1。
2.2 小鼠记忆功能测试
于实验的第63天进行小鼠跳台试验,包括记忆
获得性障碍(东莨菪碱)、记忆巩固障碍(亚硝酸钠)
和记忆再现障碍实验(乙醇)。试验方法参照文献
[5]进行。
2.2.1 记忆获得性障碍试验 每组各取10只,正
常组按10mL·kg-1腹腔注射生理盐水,模型及各
治疗组分别给予氢溴酸东莨菪碱3mg·kg-1腹腔
注射。注射后15min进行跳台训练(各组小鼠平行
操作)。实验分为训练和测试。训练前让小鼠置于
跳台仪中,先适应环境5min,轻放于平台上,当动物
从跳台上跳下四肢接触铜栅时,即给予24V电压刺
激,使小鼠受电击3次,小鼠受到电击后的正常回避
反应为逃避到平台上,记录小鼠逃避至平台上的潜
伏期,并记录5min内的触电次数(错误次数),以此
为学习成绩。24h后进行测试,记录小鼠第1次跳
下受电击的时间(潜伏期)及其3min内受电击的次
数(错误次数),以此作为记忆功能的评价指标。
2.2.2 记忆巩固障碍实验 每组再取10只。学习
能力测试方法同前。训练完后除正常组外各组立即
腹腔注射NaNO2120mg·kg
-1,以复制记忆巩固障
碍模型。24h后进行记忆能力测试。方法为将小
鼠放在平台上,箱底通电,小鼠从台上跳下为错误反
应,记录从放上平台到跳下的时间为潜伏期。并记
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录3min内的错误次数。
2.2.3 记忆再现障碍实验 每组各取最后10只,
测试学习能力。于训练后24h,记忆测试前20min,
除正常组外,各组灌胃40%乙醇10mL·kg-1复制
记忆再现障碍动物模型,然后测试记忆成绩。记录
潜伏期及3min内的错误次数。
2.3 对脑组织NO,NOS含量及AchE活性的影响
2.3.1 组织匀浆制备 末次给药后1h,各组动物
脱臼处死,取脑,冷生理盐水溶液冲洗残血,拭干。
精确称取脑组织,剪碎,置超声波组织匀浆器中,加
入9倍预冷的生理盐水溶液或根据需要加入蒸馏
水,制取10%的水相组织匀浆待测。
2.3.2 测试方法 NO的测定(硝酸还原酶法)、
NOS测定(比色法)、AchE的测定(比色法)按试剂
盒说明书进行。
2.3.3 对海马细胞形态学观察 动物末次灌胃2h
后,参考文献[6]方法,用水合氯醛350mg·kg-1腹
腔注射麻醉后,迅速剖开胸腔暴露心脏,剪开右心
耳,夹持心尖,自心尖左侧剪开左心室,穿刺针经左
心室插入升主动脉,灌注生理盐水,待血色变淡后,
继以多聚甲醛灌注固定,直至动物呈僵硬状态。原
位静置1h后取脑,剥离海马,常规石蜡包埋,冠状
切片,厚度8μm,每隔2张取1张,进行染色[7],光
学显微镜下观察海马细胞形态变化。
2.4 统计学方法
本实验全部数据采用SPSS120版统计软件包
处理。记忆潜伏期及5min内的错误次数结果均用
珋x±s表示,组间比较用单因素方差分析,两两比较
用q检验。
3 结果
3.1 对小鼠学习记忆获得性障碍的影响
清心开窍方高、低剂量组均可使小鼠错误次数
低于模型组,均可使潜伏期明显延长(P<001,P<
005),提示中药对东莨菪碱所造成的记忆获得性
障碍均有明显的改善作用,而与脑复康组比较差异
无显著性。见表1。
3.2 对小鼠记忆巩固障碍的影响
模型组测试潜伏期缩短,错误次数增多,与正常
组比较差异显著,说明模型组小鼠学习记忆巩固出
现障碍。与模型组比较,清心开窍方高、低剂量组小
鼠测试潜伏期均明显延长(P<005,P<001);错
误次数有一定程度的减少,但无统计学意义;脑复康
组小鼠测试潜伏期明显延长,测试错误次数显著减
少(P<001)。结果表明,清心开窍方对亚硝酸钠
所致小鼠学习记忆巩固障碍有明显的改善作用,但
弱于脑复康。见表2。
表1 清心开窍方对东莨菪碱所致小鼠学习记忆获得性障碍的影响(珋x±s,n=10)
组别
剂量
/g·kg-1
学习
潜伏期/s 错误次数/5min
记忆
潜伏期/s 错误次数/3min
空白    - 1684±17102) 20±1052) 1823±922) 15±0852)
模型    - 2707±1575 41±120 781±65 34±143
脑复康   042 2340±9662) 24±107 1838±672) 16±0522)
清心开窍方 1482 2339±13312) 17±0672) 1868±692) 16±0702)
  741 2349±10072) 24±0972) 1849±232) 15±0712)
  注:与模型组比较1)P<005,2)P<001(表2~4同)
表2 清心开窍方对亚硝酸钠致小鼠记忆巩固
障碍的影响(珋x±s,n=10)
组别
剂量
/g·kg-1
亚硝酸钠
/mg·kg-1
记 忆
潜伏期
/s
错误次数
/3min
空白    - - 1684±17102) 07±0482)
模型    - 120 859±309 22±092
脑复康   042 120 1888±11742) 11±0742)
清心开窍方 1482 120 2090±7882) 08±0632)
  741 120 1832±6712) 13±0672)
3.3 对小鼠记忆再现障碍的影响
在给乙醇之后,与模型组相比,正常组、脑复康
组、清心开窍方各组的潜伏期明显延长(P<001,
P<005),错误次数明显减少(P<005),而清心开
窍方各组与脑复康组比较差异无显著性。说明中药
具有拮抗乙醇所致的小鼠学习记忆再现障碍的作
用,且中药各组作用无明显差别。见表3。
3.4 对脑内NO,NOS和AchE的影响
模型组小鼠脑内NO,NOS及AchE含量明显升
高,与正常组比较差异显著(P<001),说明模型组
病理状态时 NOS过度表达,合成过量的 NO,AchE
活性相对增高。与模型组比较,清心开窍方高、低剂
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  表3 清心开窍方对乙醇致小鼠记忆再现障碍的影响
(珋x±s,n=10)
组别
剂量
/g·kg-1
记忆
潜伏期
/s
错误次数
/3min
空白    - 1490±4012) 16±0842)
模型    - 619±552 26±052
脑复康   042 1098±7082) 14±0522)
清心开窍方 1482 1101±8332) 14±0702)
  741 907±6872) 13±0482)
量组NO,NOS及 AchE含量明显下降(P<001),
结果说明,清心开窍方可抑制 NOS活性的升高,对
  
抗NO对神经元的损伤,降低 AchE活性,使脑内
AchE的水解速度减慢。见表4。
3.5 对海马细胞形态学的影响
正常组海马CA1区锥体细胞排列整齐,未见炎
细胞浸润,未见细胞空泡变性、未见细胞坏死。模型
组海马CA1区锥体细胞排列紊乱,部分细胞出现空
泡变性,大量细胞出现固缩坏死。脑复康组海马
CA1区锥体细胞排列较整齐,少量细胞出现空泡变
性、固缩坏死。中药组海马CA1区锥体细胞排列整
齐,部分细胞出现空泡变性,未见细胞坏死,中药各
组之间则变化不明显。见图1。
表4 清心开窍方对AD小鼠脑内NO,NOS和AchE的影响(珋x±s,n=10)
组别 剂量/g·kg-1 NO/U·mg-1 NOS/U·mg-1 AchE/pmol·mg-1
空白    - 42349±4082) 402303±38162) 7914±0972)
模型    - 49723±356 705587±12050 12291±163
脑复康   042 42333±5812) 518136±71162) 8387±2282)
清心开窍方 1482 43831±5871) 444650±86552) 8714±2112)
  741 43887±4361) 478279±121092) 8885±1242)
图1 各组海马CA1区细胞形态学的改变(×400)
A.正常组;B.模型组;C.脑复康组;D.中药高剂量组
4 讨论
祖国医学将 AD病归属于呆病、文痴、善忘、郁
证、癫证等范畴,认为其病位在脑,与心肾肝脾关系
密切。其主要病机分为虚实两端。虚证以肝肾阴
亏、心脾气虚及阳虚为主;实证以痰、瘀、火、郁为主。
临床治疗多以补肾填精、活血通窍、益气养血、清热
涤痰开窍等为治疗大法。清心开窍方具有清心凉血
开窍清脑作用,临床运用多年,疗效显著,本次实验
研究也证实了其治疗AD病的良好作用。
记忆过程通常分为获得、巩固和再现3个阶段。
记忆障碍模型是评价药物对记忆过程影响的有效手
段。其动物模型的制备方法较多,近年来,多采用化
学药品致记忆障碍模型。本实验选用中枢M胆碱受
体阻滞剂氢溴酸东莨菪碱,该药能特异性阻滞由第一
级记忆向第二级记忆转移过程;采用训练前给药以破
坏动物识记过程,造成记忆获得障碍;选用亚硝酸盐
大量进入机体后,可使正常的血红蛋白变为高铁血红
蛋白,失去携带氧的功能,引起组织缺氧,损害学习和
记忆过程[8];用乙醇抑制大脑皮层的神经功能活动抑
制动物的条件反射过程,使脑内蛋白质和RNA合成
受阻,胆碱能和多巴胺等系统发生改变,破坏学习记
忆功能,在测试前给药,造成记忆再现障碍。
NO是一个能扩散的有高度化学活性的气体分
子,是具有生理及病理双重作用的“双刃剑”。中枢
神经系统中的 NO可调节脑血流量,参与学习和记
忆过程。脑缺血缺氧后,兴奋性氨基酸释放增加,过
度激动N甲基D天冬氨酸(NMDA)受体,Ca2+通道
开放,细胞内Ca2+超载,激活 NOS,引起 NO大量释
放,过量的NO具有强神经细胞毒性作用,而且参与
缺血性脑损害,在痴呆形成中可能发挥重要作
用[9]。乙酰胆碱(Ach)是进行及维持高级神经系统
功能的一种重要介质。目前认为,中枢胆碱能递质
系统与学习记忆关系密切,Ach即为促进学习记忆
的递质。胆碱能系统的代谢酶为胆碱乙酰化酶
(CAT)和乙酰胆碱脂酶(AchE),两者活性变化在
一定程度上可以反映胆碱能功能状况。现代研究表
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明,老年性痴呆临床上主要表现为记忆和认知功能
障碍,而活检和尸检均发现痴呆患者脑内 CAT与
AchE的活性明显低下,显示了痴呆与胆碱能系统功
能紊乱密切相关[1012]。本实验对痴呆小鼠脑组织
内NOS活性、NO含量及AchE的活性的变化进行研
究,结果显示中药各组均可降低 AD病小鼠脑组织
中NO,NOS含量,减轻NO对神经细胞的毒性,减少
海马CA1区神经细胞的破坏,增强其学习记忆能
力;实验中还观察到模型组 AchE活性明显高于正
常组(P<001),用药各组与模型组比较,均明显低
于模型组AchE的活性(P<001),提示中药各组均
有显著降低AchE活性的作用(P<001),通过抑制
AchE的活性,减少Ach的水解,可能也是中药治疗
老年性痴呆的作用机制之一。
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EfectofQingxinKaiqiaofangonlearningandmemoryabilityand
morphologyofhippocampalnervecelsinADmice
HUHaiyan,MENGqiong,JIANGZhe,ZHUWeiming,EANGWenhua,ZHANGXiaoyan
(WenzhouMedicalColegeSecondClinicalColege,Wenzhou325000,China)
[Abstract] Objective:TostudytheefectoftheQingxinKaiqiaofangonlearningandmemoryabilityandshapehippocampal
nervecelsinAlzheimerdisease(AD).Method:Onehandredandfiftymiceweredividintofivegroups:blankgroup,modelgroup,
twogroupsoftreatmentbyQingxinKaiqiaofang(1482,741g·kg-1),piracetancomparisongroup(042g·kg-1).Themodel
groupwasoralygivenAlCl3(200mg·kg
-1)everyday.ForQingxinKaiqiaofangandpiracetangroups,AlCl3treatmentwasgivenfor
6daysatthebeginning,folowedbygivingoralyAlCl3inthemorninganddrugintheafternoonfor8weeks.Then,learningandmem
oryaility,thecontentsofnitricoxide(NO),NOsynthase(NOS)andacetylcholinesterase(AchE)inbrain,andmorphologyofhipp
ocampalnervecelswereinvestigated.Result:LearningandmemoryabilityofQingxinKaiqiaofanggroupswasimproved,compared
withcomparisongroup;thediferencewassignificant(P<005,P<001)Thedrugcouldpreventhippocampalnervecelsfrom
damagedobviously.ThecontentsofNO,NOSandAchEinmiceoftreatmentgroupswerelowerthanthoseofcomparisongroup;the
diferencewassignificant(P<005,P<001).Conclusion:QingxinKaiqiaofangcanimprovelearningandmemoryabilityofAD
mice,protechippocampalnervecels,andtreatAlzheimerdisease.
[Keywords] Alzheimerdisease;learningandmemoryability;QingxinKaiqiaofang
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