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收稿日期:2007-08-13;　修订日期:2007-12-23
作者简介:杨占军(1957-),男(汉族),河北保定人 ,现任淮阴师范学院生
物系教授 ,硕士学位 ,主要从事神经生物学教研工作.
螺旋藻对小鼠神经行为的影响
杨占军 ,潘正军 ,采　静
(淮阴师范学院 ,江苏 淮安　223300)
摘要:目的 探讨螺旋藻对铅中毒小鼠神经行为的影响。方法 采用口服 PbAc溶液方法建立小鼠铅中毒神经行为模型 ,
用螺旋藻灌胃进行实验性治疗。持续 6周后 ,用穿梭箱检测小鼠的学习记忆能力 , 用疲劳仪检测机体的耐力 , 并测定血
浆超氧化物歧化酶(SOD)活力的变化。结果 与对照组相比 ,模型组的学习 、记忆能力下降(P< 0.05);机体的耐力和血
浆的 SOD活力降低(P<0.01)。 与模型组相比 , 治疗组的学习 、记忆能力有不同程度地得到改善(P< 0.05或 P<
0.01);同时 ,机体的耐力和血浆的 SOD活力也增强(P<0.05或 P< 0.01)。结论 铅可降低小鼠的学习 、记忆能力 , 引
起机体疲劳 , 使血浆 SOD活力降低 , 而螺旋藻可以改善上述症状。
关键词:铅;　螺旋藻;　学习;　记忆;　抗疲劳
中图分类号:R285.5　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0805(2008)08-1981-02
TheEffectofSpirulinaonNeuralActionofLeadPoisonedMice
YANGZhan-jun, PANZheng-jun, CAIJing
(DepartmentofBiology, HuaiyinNormalColege, Huaian, Jiangsu223300 , China)
Abstract:ObjectiveToexploretheefectofspirulinaonneuralactionofleadpoisonedmice.MethodsMousemodeloflead
poisonedwasestablishedbyoralytakingsolutionofleadacetateandtheexperimentalmiceweretreatedwithspirulinabygavage.
After6weeks, theabilityoflearningandmemorywasevaluatedbyshutle-boxandthebodystaminawasmeasuredbyrotating-
fatigueinstrument.Thesuperoxidedismutase(SOD)activityinbloodplasmawasalsodetermined.ResultsThelearningand
memoryabilityofmodelgroupwasdecreasedcomparedwithcontrolgroup(p<0.05), andthebodystamina, theSODactivityof
modelgroupinbloodplasmawerereducedcomparedwithcontrolgroup(P<0.01).Thelearningandmemoryabilityoftreatment
groupwasimproved(P<0.05 orP<0.01);simultaneously, thebodystaminaandtheSODactivityinbloodplasmawerein-
creasedcomparedwithmodelgroup(P<0.05 orP<0.01).ConclusionLeadcandamagetheabilityoflearningandmemoryof
mice, causethebodyfatigue, decreasetheSODactivityinbloodplasma.Butalthesymptomsofmicecanbeimprovedbyfeed-
ingthespirulina.
Keywords:Lead;　Spirulina;　Learning;　Memory;　Antifatigue
　　铅是一种普遍存在于环境中的最严重的污染物之一 ,可对机
体多个器官系统 , 尤其是中枢神经系统产生毒性作用。实验性铅
中毒可造成动物神经行为的变化 ,引起接触者学习记忆能力的缺
陷 [ 1～ 3] ,而螺旋藻是一类生活在热带海洋中的藻类植物 , 螺旋藻
含有丰富的蛋白质 、氨基酸 、多糖 、维生素及微量元素等 [ 4] 。其
营养丰富 、成分均衡 ,蛋白质含量达 50%以上 ,消化率高达 75%,
其中人体必需的 8种氨基酸含量接近联合国粮农组织推荐的标
准 , 被中国营养学会 、儿童营养促进会推荐为小学生 5种营养食
品之一 ,具有很高营养价值。铅染毒后会对神经行为带来不利影
响 , 而螺旋藻能否使之减弱或消除 , 对于铅中毒后的神经行为有
何影响 ,还未见资料报道。对这些问题的研究可以为铅中毒的预
防和治疗提供第一手实验资料 ,也能为螺旋藻资源的开发和利用
提供科学依据。
1 　材料与方法
1.1　动物及试剂 昆明种健康的雄性小鼠 40只(由南京医科大
学实验动物中心提供), 体重 28 ～ 34 g, 清洁级。在动物室适应
·1981·
LISHIZHENMEDICINEANDMATERIAMEDICARESEARCH 2008VOL.19NO.8 时珍国医国药 2008年第 19卷第 8期
性饲养 7 d后 ,分为 4组 , 每组 10只 , 即模型组:在饲养过程中 ,
饮用 2.5g/L浓度的 PbAc溶液 , 每天用等量的蒸馏水灌胃;治疗
1组:饮用 2.5g/L浓度的 PbAc溶液 , 同时每天用 1.5 g/kgBW
剂量的螺旋藻(浓度为 150 g/L)灌胃;治疗 2组:饮用 2.5g/L浓
度的 PbAc溶液 , 同时每天用 3 g/kgBW剂量的螺旋藻灌胃(浓
度为 300g/L);对照组:在饲养过程中饮用蒸馏水 , 并按上述同
样剂量的蒸馏水灌胃 。各组动物正常进食 ,持续 6周后 , 对各组
动物进行行为学测试 , 然后再进行生化指标测定。在饲养过程
中 , 1次 /周称重 , 笼具 、饮水瓶等所有用具均不使用含铅制品。
各组动物的灌胃时间 ,在每一天中也尽量保持一致。
醋酸铅为分析纯 , 上海试剂四厂生产。螺旋藻干粉由广州龙
力贸易发展有限公司生产。超氧化物歧化酶(supperoxidedis-
mutase, SOD)试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。
1.2　方法
1.2.1　小鼠穿梭箱实验 穿梭箱采用深色有机玻璃板制成 , 大
小为 48 cm×21cm×25cm,箱底为铜栅。箱盖上配置有噪声发
生器 , 以蜂鸣作为无关刺激 ,蜂鸣时间设定为 3 s, 在此时间内完
成的穿梭为主动逃避 , 提前逃避的时间为主动逃避时间。实验开
始时 , 首先给予 3 s的蜂鸣 , 然后给予 3 s的电刺激(电压为 36
V),训练小鼠建立以蜂鸣为条件刺激的逃避性条件反射。微机
记录 5 min的错误次数和主动逃避时间 ,以此作为学习成绩。 24
h后再测并记录上述指标 , 以此作为记忆成绩。
1.2.2　小鼠转棒式疲劳仪实验 转棒式疲劳仪可用来观察动物
的共济协调运动 、肌力和耐力。实验时将小鼠逆主轴转动方向放
置 , 并适应 3min,然后设置转动速度 30r/min, 开始实验 , 记录小
鼠在主轴上停留的时间 ,以此作为耐力成绩。
1.2.3　血浆 SOD活力的测定 行为测试完成后 , 眼球取血 ,按照
SOD试剂盒说明书 ,检测血浆的 SOD活力。
1.3　统计学处理 数据用 x±s表示 ,采用 SAS8.2软件包进行 t
检验及相关分析。
2 　结果
2.1　 穿梭箱实验结果 在学习成绩中 , 模型组的主动逃避时间
短于对照组 , 差异有统计学意义(P< 0.05);当补充螺旋藻后 ,
治疗组的学习成绩又好于模型组 , 差异有统计学意义(P<0.05
或 P<0.01)。 24 h后 , 模型组的记忆成绩次于对照组 , 差异有统
计学意义(P<0.05);治疗组的记忆成绩又好于模型组 , 差异有
统计学意义(P<0.05或 P<0.01)。结果见表 1。
表 1　各组小鼠穿梭箱实验成绩( x±s)
组别 学习成绩电击次数 主动逃避时间 t/s
记忆成绩
电击次数 主动逃避时间 t/s
对照 27.3±2.14 2.4±1.5＊ 25.2±2.3＊ 3.3±1.3＊
模型 30.7±0.45 0.5±0.3 29.1±0.7 0.35±0.3
治疗 1 26.9±2.03 3.5±0.7＊＊ 25.9±2.5＊ 3.1±0.8＊
治疗 2 25.1±1.51＊ 3.8±0.7＊＊ 25.5±1.7＊ 3.8±0.7＊＊
　　与模型组比较 , ＊P<0.05, ＊＊P<0.01;n=10
2.2 　疲劳仪实验结果 染毒 6周后 , 模型组小鼠在转轴上停留
的时间同对照组相比明显缩短 ,具有统计学差异(P<0.01)。治
疗组小鼠在转轴上停留的时间同模型组相比明显延长 ,具有统计
学差异(P<0.05)。结果见表 2。
表 2　各组小鼠耐力成绩和血浆 SOD测定结果( x±s)
组别 耐力成绩t/s SOD/u· ml-1
对照 3 254.2±968.3＊＊ 19.6±1.2＊＊
模型 1 397.2±760.6 10.4±2.7
治疗 1 2 623.5±745.8＊ 16.8±3.1＊
治疗 2 2 756.2±811.2＊ 18.8±1.4＊＊
　　与模型组比较 , ＊P<0.05, ＊＊P<0.01;n=10
2.3　血浆 SOD测定结果 铅染毒后 , 模型组的血浆 SOD活力比
对照组下降 ,差异明显 , 具有统计学意义(P<0.01)。补充螺旋
藻后 , 血浆 SOD活力比模型组增加 , 差异明显 , 具有统计学意义
(P<0.05或 P<0.01)。见表 2。
3　讨论
行为是神经系统综合了感觉 、运动和认知等功能后的表现 ,
代表机体对环境的综合反应。许多研究表明 ,行为变化是一种早
期和敏感的毒理学指标 ,人和动物长期接触低剂量的环境毒物 ,
常在临床症状和生化指标改变之前就表现出行为功能的障碍。
因此 , 行为测试对于确定环境毒物的神经作用具有重要意义 。穿
梭箱是对实验动物进行行为学测试的有效实验方法之一 ,可以从
整体水平上反映铅对中枢神经系统的早期损害。疲劳仪实验是
目前测试动物耐力状况较好的方法之一 ,它可以综合评价小鼠的
耐力和运动协调性。
本实验通过饮水染毒途径观察了铅对小鼠神经行为的影响 ,
结果显示:6周的饮水染毒 , 对小鼠学习记忆能力有一定的影响 ,
即穿梭箱实验证实了铅可以导致学习记忆能力下降;疲劳仪实验
也发现铅染毒后 ,其协调运动能力 、抗疲劳能力等均有下降;同时
血浆 SOD活力也降低。铅是一种具有神经毒性的重金属元素 ,
能影响神经系统的多种功能。铅不仅对血脑屏障 、神经元及神经
胶质细胞发育过程产生神经毒性作用 , 同时还可通过阻断钙通
道 、干扰蛋白激酶和一氧化氮合酶活性 、抑制神经递质受体来影
响突触形成和信息传递。中枢神经系统是铅毒性作用的重要靶
器官 , 铅可以损害学习记忆 , 染铅者其控制能力 、智商 、记忆力都
会显著降低 [ 5, 6] 。
在本实验中发现 , 当补充螺旋藻后 , 治疗组的学习记忆能力
优于模型组 , 说明螺旋藻对铅中毒后的记忆障碍有一定的拮抗作
用;同时治疗组的耐力和 SOD活力也增加 , 说明螺旋藻还具有抗
疲劳 、延缓衰老的功能。其作用机制 , 可能是通过 SOD发挥了作
用。 SOD是消除超氧阴离子自由基生物毒性效应的重要保护
酶 , 它在机体内可使超氧阴离子自由基歧化为氧气和过氧化氢 ,
后者在过氧化氢酶和过氧化物酶的作用下而得到清除。 SOD的
存在与机体抗衰老 、抗自身免疫性疾病等有密切关系 , SOD活性
的高低在一定程度上和记忆能力 、衰老程度成正相关 [ 7, 8] 。螺旋
藻中的某些物质可能通过多种代谢途径 , 直接或间接使得 SOD
活力增高 , 有效清除了机体内过量的自由基 ,使机体的多方面功
能有所恢复 ,而表现为脑机能的改善和耐力的增加。由此说明螺
旋藻对铅中毒引起的神经行为障碍有一定的改善作用。
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