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【關鍵詞】 二惡英;學習記憶功能;跳臺實驗
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,由包括中國在內的91個國家贊同的POPs公約(斯德哥爾摩公約)獲得通過,這個公約要求各國立即控制和治理以二惡英為代表的12種在環境中具有高殘留、高生物濃縮和高生物毒性的物質,也就是POPs(persistent organic pollutants)物質[1]。二惡英是一類化合物的統稱,包括多氯二苯并二惡英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。PCDDs有75種同系物,PCDFs有135種同系物。2,3,7,8-四氯二苯并二惡英(2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin,TCDD)是二惡英類物質中毒性最強的物質,也被認為是世界上毒性最強的化合物[2]。二惡英有很強的致畸、致癌和皮膚損害作用[1],有持久殘留性,能通過生物鏈逐級濃縮,對人體造成潛在的威脅[3]。很多毒物會影響動物的學習記憶功能,二惡英能否引起動物學習記憶功能的變化尚未見報道,本實驗欲研究急性染毒條件下TCDD對小鼠學習記憶功能的影響。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 實驗動物 清潔級昆明種小鼠48只,雌雄各半,體重18~22 g,由天津醫科大學動物室提供。
1.1.2 儀器和試劑 跳臺儀(中國預防醫學科學院制造)、萬分之一電子天平(JA61001,上海精科天平),TCDD(購自Cambridge Isotope Laboratories,Inc.)純度99 %,用二甲基亞砜(DMSO)配制成濃度為25 μg/mL的母液,取母液分別將其稀釋成質量濃度為2.5 μg/mL和0.25 μg/mL的應用液,二甲基亞砜(DMSO)為國產分析純。
1.2 實驗方法
1.2.1 動物處理 對所選小鼠觀察1周,確定其健康狀況,然后將雌雄各24只小鼠分別隨機分為4組:對照組和染毒高劑量組(100 μg/kg)、中劑量組(10 μg/kg)、低劑量組(1 μg/kg),每組6只,腹腔注射一次染毒,對照組給予0.1 mL DMSO。
1.2.2 跳臺實驗 染毒24 h后,對小鼠進行學習能力測試;染毒48 h后,對小鼠進行記憶能力的測試。染毒24 h后,將動物放入反應箱內(臺上、臺下)適應3 min,然后將小鼠放置反應箱內的銅柵上,立即通以36 V的交流電。小鼠受到電擊,其正常反應是跳回平臺(絕緣體)以躲避傷害性刺激。多數小鼠可能再次或多次跳至銅柵上受到電擊又迅速跳回平臺上。訓練一次后,將動物放在反應箱內的平臺上,記錄5 min內各鼠跳下平臺的錯誤次數和第一次跳下平臺的時間(潛伏期),以此作為評價其學習能力的指標。染毒48 h后再次進行測驗,將小鼠放在平臺上記錄其第一次跳下平臺的潛伏期、3 min鐘內的跳下次數,以此作為評價其記憶能力的指標。如果小鼠在5 min和3 min內未跳下平臺,則其潛伏期以300 s和180 s記。
1.2.3 統計學處理 數據用SPSS11.0軟件包進行統計分析,結果以均數±標準差(x±s)表示,用單因素方差分析(One-way-ANOVA)進行多組間比較及兩兩比較,對于不符合方差分析條件的用近似檢驗(Tamhane's T2,Dunnett's T3,Games-Howell, Dunnett's C),P
2 結果
2.1 雄性小鼠 TCDD染毒24 h后與對照組相比,各組小鼠5 min內跳下平臺的錯誤次數和第一次跳下平臺的潛伏期的差異無統計學意義。染毒48 h后與對照組相比,低、中劑量組小鼠5 min內跳下平臺的錯誤次數和潛伏期的差異無統計學意義,高劑量組小鼠第一次跳下平臺的潛伏期差異有統計學意義(P
2.2 雌性小鼠 TCDD染毒24 h后與對照組相比,各組小鼠5 min內跳下平臺的錯誤次數和第一次跳下平臺的潛伏期的差異無統計學意義。染毒48 h后與對照組相比,低、高劑量組小鼠5min內跳下平臺的錯誤次數的差異有統計學意義(P
3 討論
長期接觸TCDD,對于人的神經行為功能具有損害作用,如造成記憶力下降、反應力降低、正中神經傳導速度減慢等[4-5]。本實驗采用一次染毒,用跳臺實驗對小鼠的學習和記憶功能進行測定。從結果可以看出,染毒24 h后雄性小鼠的學習功能與對照組相比差異無統計學意義,但在低、中劑量組,第一次跳下平臺的潛伏期有延長趨勢,錯誤次數有減少趨勢;在高劑量組,第一次跳下平臺潛伏期有減少趨勢,錯誤次數有增加趨勢。這可能是由于在一定劑量范圍內,小鼠受到TCDD的刺激后處于應激狀態,興奮性和反應性有所升高,而使其學習功能有所增強所致;而隨著TCDD染毒劑量的增加,毒性也隨之增加,造成小鼠的學習功能受到損害。在染毒48 h后的記憶功能測試中,其潛伏期也有延長趨勢,其中高劑量組潛伏期比對照組顯著延長,錯誤次數有減少的趨勢,這可能是由于較低劑量的TCDD對小鼠的記憶功能的影響不明顯,而高劑量的TCDD引起的小鼠的應激反應較明顯造成的。
雌性小鼠中,染毒24 h后各組小鼠的學習功能與對照組相比差異均無統計學意義,但其潛伏期有縮短的趨勢,錯誤次數也有增加的趨勢,可能是由于TCDD對小鼠的學習功能損傷所致。在染毒48 h后的記憶功能測定中,各組小鼠第一次跳下平臺的潛伏期與對照組的差異無統計學意義,但有減少的趨勢,跳下的錯誤次數也有增加的趨勢,其中,高、低劑量組跳下的錯誤次數比對照組顯著增加,這可能是由于雌性小鼠對于TCDD比較敏感,在較低的劑量就對其記憶功能造成了損害。
從本次實驗的結果可以看出,TCDD急性染毒對小鼠的學習記憶功能具有影響,且有性別差異,在學習記憶功能測定中雄性小鼠的功能增強而雌性小鼠的功能減弱,原因可能是雌性小鼠對于TCDD造成的損害比雄性小鼠敏感。TCDD對于小鼠的學習記憶功能影響程度及影響機制還有待于進一步研究。
參考文獻
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[2] 劉云儒,湯乃軍.二惡英的毒理學研究進展[J].中華勞動衛生與職業病雜志,2003,21(2):138-141.
[3] 尹龍贊,婁振寧,劉雁麗,等.二惡英對人類健康的影響[J].中國工業醫學雜志,2001,14(2):100-103.
【摘要】 目的觀察并比較獨一味和吡拉西坦對小鼠學習記憶能力的影響。方法以東莨菪堿和乙醇分別造成小鼠學習記憶獲得障礙和記憶再現障礙,采用迷津法和跳臺法進行觀察。結果獨一味提取物(0.5 g·kg-1和1.0 g·kg-1)及吡拉西坦(0.2 g·kg-1)均可使小鼠逃避傷害刺激的反應速度加快,錯誤次數明顯減少,遭電擊時間縮短(與模型組比較,0.01<P<0.05),兩藥的效果相近(P>0.05)。結論獨一味對小鼠的學習和記憶障礙有改善作用,其作用機制有待進一步研究。
【關鍵詞】 獨一味;吡拉西坦;記憶獲得障礙;記憶再現障礙
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
獨一味Lamiophlomis rotata(Benth.)Kudo系唇形科無莖多年生草本植物,以全草或根及根狀莖入藥,是藏、蒙、納西等民族常用草藥。從獨一味的地上部分及根中分離得到黃酮類、環烯醚萜類和苯乙醇苷類等多種化學成分[1,2]。研究表明,獨一味具有活血化瘀、鎮痛、止血、消腫、抗炎等作用[3,4]。獨一味膠囊用于各種疼痛、止血等取得了滿意的療效[5~7]。但獨一味對行為障礙的影響未見報道。本實驗采用東莨菪堿和乙醇致小鼠學習記憶障礙,采用迷津法和跳臺法觀察并比較獨一味提取物和吡拉西坦對學習記憶能力的影響。
1 材料
1.1 動物
昆明種小鼠,體重17~23 g,雌雄兼用,由天津市實驗動物中心提供,合格證號為SCXK津2005-0001。
1.2 藥品
獨一味,產地甘肅,由本校天然藥物化學實驗室提取;吡拉西坦,天津金世制藥有限公司生產,批號 20071027;氫溴酸東莨菪堿,上海禾豐制藥有限公司生產,批號 061101;無水乙醇,天津市華東試劑廠生產,批號 20061124。
1.3 儀器
MG-2型迷津刺激器,張家港市生物醫學儀器廠生產;ZH-50型小鼠跳臺刺激儀,安徽淮北正華生物儀器有限公司生產。
2 方法與結果
2.1 獨一味提取物的制備[7]
取獨一味粉碎,加水煎煮3次,1 h/次。合并煎液,過濾,將濾液濃縮并在80℃以下干燥成棕色粉末。用時用蒸餾水稀釋至所需濃度,保存于冰箱。
2.2 獨一味對東莨菪堿致記憶獲得障礙小鼠學習記憶能力的影響
2.2.1 迷津法[8]
用小鼠Y型迷宮進行實驗。選健康成年昆明小鼠60只,體重(19.8±1.5)g,雌雄各半,隨機分成5組。1組,對照組;2組,模型組;3組,吡拉西坦組(0.2 g·kg-1);4組,獨一味低劑量組(0.5 g·kg-1);5組,獨一味高劑量組(1.0 g·kg-1)組。各組均灌胃給藥,1組及2組給生理鹽水,容量均為10 ml·kg-1,1次/d,連續14 d。于第13天上午給藥后1 h開始訓練。訓練前10 min,1組腹腔注對生理鹽水,其余各組小鼠均腹腔注射氫溴酸東莨菪堿(1.5 mg·kg-1)。訓練時先將小鼠放于起步區適應2 min,然后通電(40 V交流電),動物受到電擊后直接逃至安全區為正確反應,逃至電擊區為錯誤反應。如此訓練15次,記錄正確反應與錯誤反應次數。24 h后進行測試,觀察指標及方法同訓練時。結果以±s表示,通過t檢驗比較兩組間差異的顯著性。結果見表1。表1 迷津法觀察獨一味對東莨菪堿所致小鼠學習記憶障礙的改善作用(略)
結果顯示,獨一味能明顯減少小鼠錯誤反應次數,改善小鼠由東莨菪堿所致的學習及記憶獲得障礙。
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2.2.2 跳臺法[8]
選健康成年昆明小鼠60只,體重(20.3±2.3) g,雌雄各半,隨機分成5組。分組方法及給藥方法同“2.2.1”項。于第13天上午給藥后1 h開始訓練,訓練前10 min,1組腹腔注對生理鹽水,其余各組均腹腔注射氫溴酸東莨菪堿(1.5 mg·kg-1)。訓練時先將小鼠放入跳臺反射箱內適應3 min,然后通電(36 V),小鼠受到電擊后正常反應為跳上跳臺,逃避電擊,跳下臺時小鼠雙足同時接觸銅柵觸電,視為錯誤反應。訓練5 min,并記錄小鼠逃避電擊首次跳上跳臺的時間(反應閾)、5 min內觸電次數(錯誤次數)及5 min內累加觸電時間(錯誤反應時間)作為學習成績。24 h后重新測試,測試時先將小鼠放于跳臺上,同時記時,記錄小鼠第一次跳下跳臺的時間,此期間為觸電潛伏期,并記錄5 min內小鼠的錯誤反應次數及累加觸電時間作為記憶成績。結果以±s表示,通過t檢驗比較兩組間差異的顯著性。結果見表2。表2 跳臺法觀察獨一味對東莨菪堿所致小鼠學習記憶障礙的改善作用(略)
結果顯示,獨一味能明顯縮短小鼠逃避電擊的時間,減少錯誤反應的次數,縮短觸電時間,并明顯延長了測試時跳臺上的停留時間(潛伏期)。
2.3 獨一味對乙醇所致的記憶再現障礙小鼠學習記憶能力的影響
采用小鼠迷津法進行實驗。選健康成年昆明小鼠60只,體重(19.5±1.4)g,雌雄各半,隨機分成5組。分組方法及給藥法方法同“2.2.1”項。于第13天上午給藥后1 h開始訓練。訓練方法及觀察指標同“2.2.1”項。24 h后進行測試。測試前15 min, 1組灌胃生理鹽水,其余各組小鼠均灌胃35%乙醇,容量為0.1 ml·10 g-1,造成動物記憶再現障礙。測試方法及數據處理方法同“2.2.1”項。結果見表3。表3 獨一味對乙醇所致記憶再現障礙小鼠學習記憶能力的影響(略)
結果顯示,35%乙醇能明顯降低小鼠的記憶再現能力,使錯誤反應次數增多。吡拉西坦和獨一味均能減輕這種損傷,使學習能力有所增強,記憶再現障礙得到明顯改善。
3 討論
學習過程是由廣泛的神經元群的共同活動來完成的,反復的刺激使腦細胞的活動在時間上和空間上發生構型的變化,細胞間的聯系更加容易,使學習的信息得到鞏固而形成記憶。
學習和記憶是一個極其復雜的生理生化過程,其影響因素很多。首先,中樞遞質與學習記憶活動有關,擬膽堿藥可加強記憶活動,而抗膽堿藥東莨菪堿則能使學習記憶功能減退;其次,中樞神經系統的基本功能—興奮與抑制是影響學習記憶的一個重要因素。中樞的過度抑制會使學習記憶能力下降,高濃度乙醇會作用于大腦及小腦,抑制中樞,產生近記憶力喪失,時空定向力障礙,共濟失調等。
該實驗采用東莨菪堿和乙醇分別造成小鼠學習記憶獲得障礙和記憶再現障礙,增加動物的錯誤反應次數及反應時間。模型組與空白組比較,均P<0.05。吡拉西坦是促思維記憶藥,用于腦血管疾病,神經外科手術后等已有多年,實驗中比較了獨一味與吡拉西坦對小鼠學習記憶能力的影響。
研究表明,獨一味對東莨菪堿及乙醇所致的學習及記憶障礙均有明顯的改善作用(與模型組比較,均P<0.05),其效果與吡拉西坦相近(P>0.05)。獨一味改善學習記憶能力的作用可能與其活血化瘀,從而改善腦組織的血液供給有關。其確切作用機制還有待進一步研究。
【參考文獻】
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[5]馬海波,馬俊麗. 獨一味膠囊治療瘀血性頭痛97例[J]. 中國中醫藥科技,2003,10(3):145.
[6]劉曉美. 獨一味膠囊治療藥物流產后陰道流血66例[J]. 中國藥業,2002,11(4):74.
作者:韓永正 劉剛 徐小林 錢瑩 戴體俊 韓連云
【摘要】 目的 觀察小劑量納洛酮對小鼠學習記憶功能的影響。方法 小鼠分為生理鹽水(NS)組、納洛酮(NL)組,根據納洛酮劑量的不同,NL組又分為NL1、NL2、NL3、NL4和NL5組(劑量分別為1000、100、10、1和0.1 ng· kg-1),每組10只。用跳臺法和避暗法分別觀察各劑量納洛酮對小鼠學習記憶功能的影響。結果 給藥后第1、2天各組跳臺法和避暗法的錯誤次數、潛伏期無顯著性差異(P>0.05) 。結論 在本實驗條件下,小劑量納洛酮對小鼠學習記憶功能無明顯影響。
【關鍵詞】 納洛酮;跳臺實驗;避暗實驗;學習記憶
納洛酮(naloxone)是特異性阿片受體競爭性阻斷藥,可有效、全面拮抗天然或合成的麻醉性鎮痛藥,能拮抗嗎啡等麻醉鎮痛藥的藥理作用和不良反應,特別是逆轉麻醉鎮痛藥對中樞神經系統和呼吸的抑制[1]。阿片類藥物成癮之后,其記憶十分強烈,而且可導致終生難忘,說明學習記憶功能參與了阿片的成癮過程[2]。如果小劑量納洛酮能增強嗎啡的遺忘作用,將更有臨床意義。為闡明這一問題,必須首先明確小劑量納洛酮對學習記憶功能的影響。小劑量納洛酮對學習記憶功能有何影響,國內外鮮見報道。本實驗用跳臺法和避暗法觀察小劑量納洛酮對小鼠學習記憶功能的影響。
1 材料和方法
1.1 實驗動物 昆明種小鼠60只,體重18~22 g,雌雄各半,由徐州醫學院實驗動物中心提供。實驗前2天使小鼠熟悉實驗室環境,自由攝食飲水。
1.2 實驗藥品 納洛酮注射液,北京凱因生物技術有限公司,批號20071105。用生理鹽水稀釋成所需濃度。
1.3 主要儀器 YLS-3T型跳臺儀,安徽省淮北正華生物儀器設備有限公司研制,用不透明深灰色塑料分隔成5室,每室120 mm×20 mm×180 mm,電柵電壓100 V,電流0.05~2.0 mA。每間室右后角置一絕緣平臺(高4.5 cm)作為動物回避電擊的安全臺。BA-200型小鼠避暗儀,成都泰盟科技有限公司研制,實驗裝置分明暗兩室,兩室之間有一直徑為3 cm大小的圓洞,兩室底部均鋪以銅柵,暗室接電。
1.4 實驗方法
1.4.1 跳臺實驗[3] 正式實驗前先把小鼠放入反應箱內適應3 min,通以0.25 mA電流電擊。訓練時跳臺潛伏期大于180 s者棄去不用。記錄小鼠5 min內第1次從平臺跳下的時間(潛伏期)和跳下的次數(錯誤次數),將其作為基礎成績將小鼠分成6組,使各組小鼠智力水平接近。然后按分層隨機區組設計,將小鼠分為生理鹽水組(NS組)和納洛酮組(NL組),根據納洛酮劑量的不同(1000、100、10、1和0.1 ng·kg-1),NL組又分為NL1、NL2、NL3、NL4、NL5組,使各組小鼠平均體重和性別比例無顯著性差異。分組結束24 h后,NS組以0.1 ml·10 g-1腹腔注射生理鹽水,NL組分別以1000、100、10、1和0.1 ng·kg-1腹腔注射相應劑量的納洛酮。各組注藥10 min后重新測試。記錄小鼠第1次跳下平臺的潛伏期和3 min內跳下平臺的錯誤次數。若小鼠在平臺上超過3 min,其潛伏期以180 s計。用藥第2天重新測試各小鼠, 記錄潛伏期和錯誤次數。
1.4.2 避暗實驗[3] 訓練時先將小鼠放入反應箱中適應3 min,然后暗室底部銅柵通40 V、50 Hz交流電。將小鼠背對洞口放入明室,小鼠進入暗室則受到電擊。訓練時避暗潛伏期大于180 s者棄去不用。記錄5 min內第1次進入暗室的時間(潛伏期)和進入次數(錯誤次數)作為基礎成績。各組注藥10 min后重新測試。記錄小鼠第1次進入暗室的潛伏期,5 min內進入暗室的錯誤次數。如5 min內小鼠仍未進入暗室,錯誤次數計為0次,潛伏期計為300 s。用藥第2天重新測試各小鼠。
1.5 統計學處理 錯誤次數及潛伏期用x±s表示,用SPSS 13.0軟件進行數據處理,組間比較采用單因素方差分析和q檢驗,檢驗水準α=0.05。
2 結 果
見表1、2。表1 小劑量納洛酮對小鼠學習記憶的影響表2 小劑量納洛酮對小鼠學習記憶的影響從表1和表2中可見,在用藥前各組小鼠的錯誤次數和潛伏期無顯著性差異(P>0.05),表明各組小鼠基礎智力相似。用藥第1、2天,無論是跳臺實驗還是避暗實驗,各組小鼠的錯誤次數和潛伏期亦無顯著性差異(P>0.05),表明小劑量納洛酮對小鼠的學習記憶無明顯的影響。
3 討 論
記憶是人類和動物賴以生存所不可缺少的重要腦功能之一。一般把記憶分為3個階段,即獲得、鞏固和再現。本實驗是以訓練后給藥測定記憶的獲得過程。
人和動物的內在心理過程是無法直接觀察到的,只能根據可觀察到的刺激反應來間接推測。跳臺實驗和避暗實驗是常用的研究動物記憶的實驗方法,用于觀察回避性反應[3]。
本組實驗結果表明:在本實驗條件下,小劑量納洛酮對小鼠學習記憶功能無明顯影響。
研究顯示,阿片受體與記憶密切相關[4]。納洛酮作為臨床上常用的催醒藥,可以縮短氯胺酮麻醉持續時間[5],但其所用劑量較大(2 mg· kg-1)。本實驗所用劑量為1000、100、10、1和0.1 ng·kg-1,劑量較小,對學習記憶功能無明顯影響。至于小劑量納洛酮合用嗎啡對學習記憶功能有何影響及其機制尚待進一步研究。
參考文獻
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