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Improving effects of BUSHEN YIZHI RECIPE on orientation sail learning and memory in model rat with Alzheimer‘s disease

补肾益智方对老年性痴呆模型动物定位航行学习记忆功能的改善作用



全 文 :表 3 地黄对缺氧肾线粒体呼吸功能
的保护作用 ( n= 6, x±s)
组 别 剂 量
( g/ kg)
S T3 ST 4
( nmol /m in. m g)
RCI
正常对照 - 233±20 61±11 3. 9±0. 7
模型对照 - 117±26* * 53±9 2. 2±0. 3* *
Bep 5×10- 3 280±96# # 71±24# # 3. 1±0. 8#
Reh 2 197±41# 61±8 3. 3±0. 9#
4 231±60# # 67±14 3. 5±0. 6#
  与正常对照组相比: * * P < 0. 01
  与模型对照组相比: # P< 0. 05 # # P < 0. 01
  线粒体是细胞产能和储存能量的细胞器,是细
胞进行生物氧化反应的主要场所, 因其结构及功能
特点,线粒体对缺氧及其敏感。缺血缺氧时,线粒体
内氧自由基活力异常增高, 致使内膜通透性改变,酶
活力下降,电子传递系统受损[ 2, 3]。有氧代谢功能障
碍,高能化合物生成减少,细胞因能量缺乏而不能维
持正常功能及周围环境的稳定, 进而诱发细胞损害。
最新研究显示,线粒体在细胞损伤及凋亡、坏死的发
生机制中有着非常重要的意义[ 4, 5]。因此,保护线粒
体结构及活力,已成为研究药物抗缺血、缺氧作用的
重要指标。本实验采用器官断流 15 min 造缺氧模
型, 操作简单, 条件易控, 动物的饮食状态及体内神
经、血流等系统的影响均可减到最小。在此模型上,
心、脑、肾组织的线粒体最大呼吸速率 ( ST 3 ) 受到
损害,预先给予地黄浸膏,可有效保护缺氧而致的线
粒体功能下降, 能量供应系统受损较小。中医传统理
论认为,地黄性味甘苦,凉,归心肝肾经,滋阴退热,
养血,为滋补肝肾要药。本实验结果显示,地黄浸膏
有明显的肾缺血保护作用,与中医的传统用法相符。
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补肾益智方对老年性痴呆模型动物定位航行学习记忆功能的改善作用
张魁华1, 赖世隆2, 王 奇2 ,程淑意2 ,陈云波2
( 1. 广州军区军事医学研究所,广东 广州 510507; 2. 广州中医药大学 DME 中心, 广东 广州 510507)
摘 要:目的 观察补肾益智方改善老年性痴呆 ( AD) 模型大鼠定位航行学习记忆功能的作用强度。方法 用 15
月龄老年Wistar 大鼠 80 只, ip D-半乳糖 4 周加上鹅膏蕈氨酸 ( ibot enic acid, IBO ) 脑内 Meyner t 核注射制造 AD
模型, 随机分成 AD 模型组,双益平治疗对照组, 补肾益智方高、低剂量治疗组, 正常老年组和正常青年组。动物经
治疗处理 4 周后,应用 Mor r is 水迷宫检测大鼠学习记忆的改善情况。结果 模型组 5 d 的平均定位航行试验逃避
潜伏期比正常(青年、老年)组明显延长 (P < 0. 05) , 与模型组比较 ,正常青年组、正常老年组、补肾益智方高剂量组
明显缩短 (P < 0. 05) , 而补肾益智方低剂量组、双益平对照组缩短差异不显著 (P > 0. 05) ; 随着行为训练的进行,
各组逃避潜伏期都有一定程度的下降,但模型组的逃避潜伏期下降速率要慢于其它组, 表明模型组学习记忆能力
较差, 而正常青年组、正常老年组、补肾益智方高剂量组逃避潜伏期下降的速率较快, 其次是补肾益智方低剂量组
和双益平组。经每日两两比较发现: 正常青年组、正常老年组、补肾益智方高剂量组与模型组在第 2、3、4 天有显著
性差异 (P < 0. 05 或 P< 0. 01) ;而补肾益智方低剂量组和双益平组虽然有差异,但无统计学意义 (P > 0. 05)。结论
补肾益智方能明显改善 AD 大鼠定位航行学习记忆功能。
关键词: 补肾益智方;老年性痴呆; 学习记忆功能;定位航行
中图分类号: R285. 5   文献标识码: A   文章编号: 0253 2670( 2002) 10 0917 04
Improving effects of BUSHEN YIZHI RECIPE
*
on orientation sail
learning and memory in model rat with Alzheimers disease
ZHANG Kui-hua
1
, LAI Shi-long
2
, WANG Qi
2
, CHENG Shu-yi
2
, CHEN Yun-bo
2
·917·中草药 Chinese T raditiona l and Herbal D rugs 2002 年第 33 卷第 10期
 收稿日期: 2002-03-15基金项目:“九五”国家攻关课题( No. 96-906-09-02) ;科技部博士创新课题( No. 98-B-13)作者简介:张魁华( 1966-) ,男,副研究员,医学博士(后) ;主要从事(中药)抗衰老和老年性痴呆的药理学与毒理学研究及其新药开发。
( 1. Guang zhou M ilitar y M edical Instit ut e, Guang zhou M ilitar y Region, Guang zhou 510507, China;
2. DME Cent er , Guangzhou Univ ersit y o f TCM , Guangzhou 510507, China)
Key words : BUSHEN YIZHI RECIPE; Alzheimer s disease; learning and memory function; orienta-
tion sail
  * BU SHEN YIZHI RECIPE consists of Fructus Cnidii , Fructus Lycii, Fructus L igust ri L ucidi , etc.
  老年性痴呆 ( AD) 是一种老年人神经系统进
行性、退变性疾病,临床上主要有记忆、理解、判断及
定向等认知功能障碍, 精神行为异常,智力降低及生
活能力减退等表现。自 Alo is Alzheimer 于 1907年
发表第一例临床病理报告以来,已有 90 多年的研
究历史,但病因至今仍不完全清楚[ 1]。根据各方面资
料表明,其发病与遗传、环境、代谢诸因素有关。AD
的发病率及死亡率仅次于肿瘤、心脏病和脑卒中而
位居第四, 因此,已经成为当今医学界研究的新领
域,同时也是一个严峻的社会学热点问题[ 2]。由于其
病因和发病机制尚不清楚,给临床治疗带来许多困
难;目前在临床上多采用胆碱能替代疗法、钙通道阻
断剂和神经营养因子等治疗,但都不令人满意, 且副
作用大[ 3, 4]。因此, 国内外学者认为,企图用单一因素
治疗 AD 可能性不大, 必须采取多因素多靶点的综
合治疗措施。中药复方则是从多方位多靶点—整体
调节调理机体的机能状态, 具有其独特的治疗优势,
开发中药复方新药对治疗 AD 具有广泛的前景。本
研究室以前的研究工作证明补肾益智方对 D-半乳
糖致亚急性衰老合并鹅膏蕈酸 ( IBO) 损伤 Meyn-
er t 基底核的 AD 模型大鼠学习记忆有改善作
用[ 5~ 7]。本试验应用中国科学院心理研究所开发的
大鼠行为学软件系统从多个方面观察补肾益智方对
D-半乳糖致亚急性衰老合并鹅膏蕈酸 ( IBO) 损伤
Meynert 基底核的 AD 模型大鼠定位航行学习记忆
改善作用,并对其强度进行定量分析。
1 材料和方法
1. 1 动物: 15 月龄初老年雄性 Wistar 大鼠 100
只,体重 450~500 g , 5 月龄青年雄性 Wistar 大鼠
10 只,体重 200~250 g ;均由广州中医大学实验动
物中心提供。
1. 2 药物与试剂:补肾益智方由蛇床子、枸杞子、女
贞子、首乌、丹参等组成,经提取制成浓缩液。双益平
片购自上海红旗制药厂(批号为 99010) ,每片含石
杉碱甲 ( Hup-A) 0. 05 mg。D-半乳糖 (上海试剂二
厂) , IBO ( Sigma 公司)。
1. 3 造模、分组与给药:用 80只Wistar 大鼠 ip D -
半乳糖 ( 48 mg / kg·d) 4 周后,脑内双侧 Meynert
核注射 IBO 造成 AD 模型。设 AD 模型组、双益平
片治疗对照组, 补肾益智方高、低剂量治疗组, ig 补
肾益智方浓缩液, 相当生药量 12, 6 g / kg·d,共 6
周; 10只老年正常对照组, ip 生理盐水 6周后,脑内
Meyner t 核注射生理盐水; 10 只正常青年对照组。
所有动物经过处理后灌流取脑。取脑前,各组大鼠分
别存活 6, 8, 8, 8 和 10 只。
1. 4 水迷宫的组成: 由圆形水池、无色平台和记录
系统三部分组成。水池直径 120 cm, 高 50 cm ,水深
30 cm ; 水池内壁涂成乳白色,水温保持在 22 ℃~
26 ℃;水池放在一间小屋的中央。池壁上随意挂两
个物体作为近距离视觉暗示, 室内的门、窗、柜组、摄
象头等构成远距离视觉暗示。平台由透明的有机玻
璃做成,圆形,直径 5 cm ,高 28 cm, 没于水下 2 cm ,
上面有几个小孔以提供一个大鼠容易站稳的表面。
1. 5 定位航行试验 ( place navigat ion) : 试验前 1 d
将大鼠放入水池中(不放入平台)自由游泳 2 min,
使其熟悉迷宫内的环境。试验历时 5 d,每天分上、
下午两个时间段, 每个时间段测试 4 次, 每天共 8
次。测试开始时,将平台放在近端的象限中点,沿水
池的四个象限中部的池壁将大鼠轻巧地放入水池,
自动摄象系统记录大鼠寻找平台的时间(逃避潜伏
期)和游泳途径(过程) , 电脑自动记录上述数据; 设
定 60 s 为最长逃避潜伏期, 60 s 后自动停止记录。
1. 6 统计方法: 所有结果均以 x ±s 表示, 采用
SAS6. 12 统计软件包分别进行方差分析。
2 结果
2. 1 对大鼠定位航行试验逃避潜伏期的影响:模型
组 5 d 的平均定位航行试验逃避潜伏期比正常(青
年、老年)组明显延长 ( P< 0. 05) ; 与模型组比较, 正
常青年组、正常老年组、补肾益智方高剂量组 5 d 的
平均定位航行试验逃避潜伏期明显缩短 ( P <
0. 05) ,而补肾益智方低剂量组、双益平对照组 5 天
的平均定位航行试验逃避潜伏期缩短差异不显著
( P> 0. 05) ,见表 1。
2. 2 对大鼠定位航行试验游泳距离的影响: 与模型
组比较正常青年组、正常老年组 5 d 的平均游泳距
离明显缩短 ( P< 0. 05) , 而补肾益智方(高、低剂量)
·918· 中草药 Chinese T raditiona l and Herbal D rugs 2002 年第 33 卷第 10期
组、双益平组 5 d 的平均游泳距离缩短的差异不显
著 ( P> 0. 05) ,见表 2。
表 1 各组大鼠定位航行试验逃避潜伏期 5 d的平均值
组 别 n 平均潜伏期 ( s )
正常青年组 10 34. 17±20. 76*
正常老年组 8 35. 89±22. 67*
补肾方高剂量组 8 34. 98±22. 05*
补肾方低剂量组 7 42. 37±21. 39
双益平对照组 8 42. 97±21. 76
AD 模型组 6 47. 10±19. 91△
  与模型组比较: * P< 0. 05; 与正常老年组比较: △P < 0. 05
表 2 各组大鼠定位航行试验 5 d 的平均游泳距离
组 别 n 平均游泳距离 ( cm)
正常青年组 10 605. 60±372. 31*
正常老年组 8 664. 15±402. 60*
补肾方高剂量组 8 723. 20±451. 73
补肾方低剂量组 7 813. 27±429. 44
双益平对照组 8 860. 77±453. 14
AD 模型组 6 974. 87±438. 09
  与模型组比较: * P< 0. 05
2. 3 各组大鼠每天平均逃避潜伏期的变化情况:随
着行为训练的进行, 各组逃避潜伏期都有一定程度
的下降,但模型组的逃避潜伏期下降速率要慢于其
他组,表明模型组学习记忆能力较差, 而正常青年
组、正常老年组、补肾益智方高剂量组逃避潜伏期下
降的速率较快,其次是补肾益智方低剂量组和双益
平组。经每日两两比较发现:正常青年组、正常老年
组、补肾益智方高剂量组与模型组在第 2, 3, 4天有
显著性差异 ( P< 0. 05 或 P< 0. 01) ;而补肾益智方
低剂量组和双益平组虽然有差异, 但无统计学意义
( P> 0. 05) ,见图 1。
1-正常青年组; 2-正常老年组; 3-补肾方低剂量组;
4-补肾方高剂量组; 5-双益平组; 6-AD 模型组
图 1 各组大鼠 5 d 逃避潜伏期的变化曲线
2. 4 各组大鼠 5 天游泳直线式的策略(即大鼠直
线游向平台的概率)的情况:从图 2中可以看到正常
青年组和正常老年组的游泳直线式的策略达到 5%
左右, 补肾益智方高、低剂量组为 4. 5% ,而双益平
组只有 2. 5%, 模型组 3. 5%; 说明各组间进行直线
式游泳的策略是有区别的, 这从一个方面反映各组
大鼠进行定位航行的记忆功能的差别; 补肾益智方
高、低剂量组要好于模型组和双益平组,差于正常青
年组和正常老年组。
1-正常青年组; 2-正常老年组; 3-补肾方高剂量组;
4-补肾方低剂量组; 5-双益平组; 6-AD 模型组
图 2 各组大鼠 5 d 游泳直线式的策略直方图
2. 5 各组大鼠 5 d 游泳趋向式策略(即大鼠有目的
地游向平台的概率)的情况:从图 3中可以看到正常
青年组游泳趋向式的策略高达 65%, 正常老年组为
50% ,补肾益智方高、低剂量组为 55% 左右, 而双
益平组则为 40%, 模型组为 43% 左右;说明各组大
鼠在定位航行时寻找平台的趋向式的策略是有较大
区别的, 这也是从一个侧面反映大鼠的学习记忆功
能情况,补肾益智方高、低剂量组要好于模型组和双
益平组, 甚至好于正常老年组, 而略低于正常青
年组。
1-正常青年组; 2-正常老年组; 3-补肾方高剂量组;
4-补肾方低剂量组; 5-双益平组; 6-AD 模型组
图 3 各组大鼠 5 d 游泳趋向式的策略的直方图
2. 6 各组大鼠 5 d 游泳随机式的策略(即大鼠无目
的地游向平台的概率)的情况:从图 4中可以看到正
常青年组游泳随机式的策略只有 30%,正常老年组
为 42% 左右,补肾益智方高、低剂量组为 40%, 而
双益平组和模型组则为 55% 左右; 说明它们在定
位航行试验中随机游泳的形式有区别, 这从有意地
找平台的侧面反映各组大鼠的学习记忆情况; 补肾
益智方高、低剂量组要好于模型组和双益平组,甚至
好于正常老年组织, 但与正常青年组比较还是要
差些。
·919·中草药 Chinese T raditiona l and Herbal D rugs 2002 年第 33 卷第 10期
1-正常青年组; 2-正常老年组; 3-补肾方高剂量组;
4-补肾方低剂量组; 5-双益平组; 6-AD 模型组
图 4 各组大鼠 5 天游泳随机式的策略的直方图
4 讨论
每一种习得性行为都包括着某种学习和记忆过
程,但不是每种类型的学习和记忆过程都可以在任
意一种行为模型上来进行研究的, 实验者必须恰当
地选择适合于自己所研究课题的行为模型, 而对行
为模型内涵的深入了解应是选择模型的依据。水迷
宫是 Morris 报道的[ 8]。训练开始时把动物放在盛水
的圆盆内,为逃避水淹动物就需要寻找平台,平台略
低于水面。Morris 的水迷宫行为模型是一种空间记
忆的模型,与海马的学习记忆功能有关。近年来常利
用这种模型来研究海马的记忆功能。观察的指标主
要是计算动物找到平台所需要的时间(或称潜伏期)
以及动物游泳的轨迹, 并计算动物游动通过平台所
在象限的次数和时间。这种水迷宫方法常用于研究
大鼠的空间记忆能力。
记忆是复杂的生理过程, 在多重记忆系统中不
同记忆系统有着不同的机能定位、神经环路、递质系
统和分子生物学机制。AD 患者的临床表现为智力
减退、近期记忆缺损;病理变化主要是海马结构及边
缘系统的胆碱能神经系统变性丢失,相关神经递质
代谢减退。因此我们研究所采用的 D-半乳糖致亚急
性衰老合并 IBO 损毁 Meynert 核制作的 AD 复合
模型,其多因素的复合模型设计可能更接近 AFD
病理变化的复杂特征。AD 复合模型大鼠表现出明
显的学习记忆障碍和多种神经系统的病理变
化[ 9, 10]。因此,我们所选择的 AD 模型是能比较好地
反映其病理特征。我们所选择的 Mor ris水迷宫来观
察检测 AD 模型及治疗效果是符合学习记忆的神
经生理生化原理和 AD 的病理特征。
中医学认为 AD 等疾病的主要病机为肾虚髓
亏、脑脉失养。补肾益智方就是针对 AD肾精不足、
气血亏虚的病机而设计的组方; 全方具补肾填精、益
气养血、开窍醒神等功效,临床试用于 AD 病人已
显示了较好的疗效。为了进一步明确补肾益智方改
善 AD 学习记忆功能的作用强度和作用环节, 本实
验在以往采用 Morris 水迷宫检测大鼠学习记忆能
力的基础上,引用中国科学院心理学研究所研制开
发的水迷宫实验软件系统; 形成较为系统全面的学
习记忆功能检测方案。试验结果发现:模型组大鼠在
Mor ris 水迷宫检测中 5 d 的逃避潜伏期明显延长、
原平台象限游泳时间显著缩短、随机式游泳的策略
明显增加, 而趋向式游泳的策略和直线式游泳的策
略明显减少,盲目地游泳经历明显增加;说明模型组
大鼠的学习记忆能力受到较严重的损伤。补肾益智
方高、低剂量治疗组大鼠在 Morris 水迷宫的上述各
项检测指标都明显优于模型组,并表现为高剂量组
要略好于低剂量组的趋势;表明补肾益智方对 D -半
乳糖加速衰老加上 IBO M eyner t 核损毁的 AD 模
型大鼠的学习记忆功能有明显的改善作用。试验结
果还显示: 补肾益智方高、低治疗剂量组对 AD 大
鼠学习记忆的改善作用与正常青年组和正常老年组
还有一定的差距; 说明补肾益智方只能部分改善
AD 的学习记忆障碍,而不能全愈;这也与临床表现
相类似。
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·920· 中草药 Chinese T raditiona l and Herbal D rugs 2002 年第 33 卷第 10期