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中药天年饮对衰老大鼠脑兴奋性氨基酸含量的影响
作者:张文彬, 叶红, 陈志宏, 薛景凤*    
作者单位:承德医学院附属医院,河北 承德 067000; 承德医学院,河北 承德 067000

《时珍国医国药》 2008年 第1期

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       【摘要】 
       目的观察中药天年饮对衰老大鼠不同脑区兴奋性氨基酸谷氨酸(Glu)和天门冬氨酸(Asp)含量的影响。方法40只SD 大鼠随机分为4 组,正常组、衰老模型组、天年饮用药组、阴性对照组,每组均为10 只。D -半乳糖连续腹腔注射制作亚急性衰老的大鼠模型。采用高效毛细管电泳法检测各组大鼠大脑皮质、海马、下丘脑Glu 和Asp 的含量。结果衰老大鼠皮质、海马、下丘脑Glu,Asp 的含量明显升高(P<0.05,P<0.01);中药天年饮可明显降低衰老大鼠各脑区Glu,Asp的含量(P<0.05,P<0.01)。结论中药天年饮可改善衰老大鼠脑氨基酸类神经递质的代谢,具有延缓脑老化的作用。
       【关键词】  天年饮 衰老 脑 兴奋性氨基酸
       Effects of Traditional Chinese Medicine Tiannianyin on EAA Contents in Brain of Aged Rats
       ZHANG Wenbin, YE Hong, CHEN Zhihong, XUE Jingfeng*
       (Affiliated Hospital of Chengde Medical College, Hebei Chengde 067000,China; Chengde Medical College, Chengde, Hebei 067000, China)
       Abstract:ObjectiveTo observe the effects of traditional Chinese medicine Tiannianyin on excitatory amino acids (EAA) contents in brain of aged rats.Methods40 SD rats were divided into 4 groups at random: normal group, aging model group, Tiannianyin group and negative control group , and each group had 10 rats.The sub -acute aging model rats were made by injecting D-gal into abdominal cavity continually.High performance capillary electropheresis (HPCE) was used to detect the contents of glutamic acid (Glu) and aspartic acid (Asp) in cerebral cortex, hippocampus and hypothalamus of rats in each group .ResultsThe Glu and Asp contents in cerebral cortex , hippocampus and hypothalamus of rats in aging model group increased sig nificantly (compared with normal rats P<0.01, P<0.05) . Traditional Chinese medicine Tiannianyin could decrease the Gluand Asp contents in different brain regions of aged rats obviously (Tiannianyin group compared with aging model group : P<0.01, P<0.05).ConclusionTraditional Chinese medicine Tiannianyin can improve the metabolism of amino acids in brain of aged rats ,and has the effects of delaying brain aging .
       Key words:Tiannianyin;  Aging;  Brain;  Excitatory amino acid
       
       在中枢神经系统内广泛存在的氨基酸类神经递质,根据其对神经元作用的不同可分为两类:兴奋性氨基酸(excitatory aminoacids, EAA) 和抑制性氨基酸。EAA 以谷氨酸(glutamic acid,Glu)和天门冬氨酸(aspartic acid,Asp)为代表,二者对大脑皮质具有强烈的兴奋作用。我们的研究已经发现,中药天年饮具有延缓性腺衰老、增强机体的抗氧化能力、改善学习记忆功能等多方面的作用[1 ~3]。本研究观察了中药天年饮对衰老大鼠不同脑区Glu 和Asp 含量的影响。
       1  材料与方法
       1.1  动物的选择及分组实验选用40 只SD 大鼠,雌雄各半,体重180 ~250 g。将大鼠随机分为4 组,正常组、衰老模型组、天年饮用药组和阴性对照组,每组10 只。正常组大鼠常规饲养,自由摄食、饮水,不作任何处理。模型组、用药组、阴性对照组大鼠均采用D -半乳糖连续腹腔注射(按200 mg/kg 给药,1 次/d,连续40 d)制作亚急性衰老的动物模型。模型组大鼠造模成功后不再做任何处理;用药组大鼠造模成功后每天用天年饮灌胃,共30 d;阴性对照组大鼠在造模成功后每天灌胃同等剂量的生理盐水,时间同用药组大鼠。
       1.2  药品与试剂天年饮由炙何首乌、怀牛膝、肉从蓉、淫羊藿、丹参、茯苓等6 味中药组成,熬制后含生药1.5 g/ml,按16.2 g/kg 灌胃给药。
       
       D -半乳糖(D -gal) 由北京化学试剂公司生产(批号:020402);Glu、Asp 标准品购自美国Sigma 公司。
       1.3  氨基酸类神经递质含量的检测
       1.3.1  样品制备大鼠断头处死,迅速取出全脑后置于冰盘上,分别取海马、皮质,将分离出的海马、皮质与其余的脑组织投入液氮中速冻,然后移入-80℃冰箱保存待测。
       
       待检测时,分别取出海马、皮质,准确称重后置于预冷的生理盐水中,冰浴下匀浆,4℃下12 000 r/min 离心10 min;取上清液加入等量乙腈后, 4℃下12 000 r/min 离心10 min,取上清液待测。
       
       待检测时取出脑组织,复温后用直径2.5 mm 的套管刀在冰冻大鼠脑腹侧视交叉后方打孔取下丘脑,组织柱长约5 mm,迅速称重后(约30 mg),处理方法同上。
       1.3.2  含量测定采用高效毛细管电泳法[4] 检测脑组织中氨基酸的含量。
       1.4  统计处理所有数据以 ±s 表示,使用SPSS 11.0 统计分析软件以t检验进行统计分析。
       2   结果
       2.1  各组大鼠大脑皮质氨基酸的含量见表1。由表1 可见,与正常组大鼠相比,衰老大鼠皮质Glu,Asp 的含量明显升高(P <0.01,P <0.05);中药天年饮可明显降低衰老大鼠皮质Glu、Asp的含量(用药组与衰老模型组比较:P <0.01 或P <0.05)。
       表1  皮质氨基酸的含量(略)
       与正常组比较,*P<0.01,#P<0.05;与模型组比较,**P<0.01,##P<0.05;n=10
       2.2  各组大鼠海马氨基酸的含量见表2。由表2 可见,与正常组大鼠相比,衰老大鼠海马Glu,Asp 的含量明显升高(P<0.01);中药天年饮可明显降低衰老大鼠海马Glu,Asp 的含量(用药组与衰老模型组比较:P<0.01,P<0.05)。
       
       表2  海马氨基酸的含量(略)
       与正常组比较,*P<0.01;与模型组比较,**P<0.01,##P<0.05;n=10
       2.3  各组大鼠下丘脑氨基酸的含量见表3。由表3 可见,与正常组大鼠相比,衰老大鼠下丘脑Glu,Asp 的含量明显升高(P<0.01);中药天年饮可明显降低衰老大鼠下丘脑Glu,Asp 的含量(用药组与衰老模型组比较:P<0.01,P<0.05)。
       表3  下丘脑氨基酸的含量(略)
       与正常组比较,*P<0.01;与模型组比较,**P<0.01,##P<0.05;n=10
       3  讨论
       
   
       脑老化过程中的一个突出表现就是学习记忆能力的减退,在衰老过程中导致学习记忆能力下降的因素很多,其中氨基酸类神经递质功能的异常是一个主要原因[5,6] 。EAA 是指具有2 个羧基和1 个氨基的酸性游离氨基酸,包括Glu 和Asp;尤其是Glu,它是中枢神经系统含量最高、分布最广、作用最强的兴奋性神经递质,在学习记忆、神经元的生存以及树突的生长与退化方面具有重要作用。
       
       衰老时,机体的抗氧化防御体系活性降低,体内活性氧生成过量,它们攻击位于线粒体内膜上的脂类、蛋白质和mtDNA,影响线粒体的功能[2] 。线粒体功能受损,必然导致细胞内ATP 生成不足,使细胞内Na+大量潴留,从而激活神经元突触末梢上的Glu 摄入载体的反向运载,使Glu 大量释放[7] ;另外,在机体衰老时,由于对Glu 和Asp 的灭活减少,谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的作用下转化生成Glu 增加,也导致Glu 含量升高[8] 。虽然Glu,Asp对下丘脑-垂体-内分泌腺轴可以行使兴奋性调节作用[9] ,但大量释放的Glu 和Asp 可通过促进Na+,Cl -,水的内流和Ca2 +超载发挥神经毒性,引起急性神经元损伤和迟发性神经元损伤[10] ,最终出现记忆力下降、认知障碍、思维迟缓等脑老化的表现。
       
       天年饮是我院中医系教授贾春华博士在刘河间《宣明论方》何首乌丸的基础上加味而成的。何首乌丸本由何首乌、肉苁蓉、怀牛膝组成,能填精补髓、乌发延年,在此基础上加淫羊藿补肾壮阳以强筋骨,丹参活血化淤以通心脉,茯苓健脾利湿以宁心神。诸药相配通调心脾肝肾四脏,而以肾为主。
       
       本研究发现,中药天年饮可明显降低衰老大鼠皮质、海马和下丘脑Glu,Asp 的含量,说明天年饮可抑制衰老时EAA 的异常释放,减轻EAA 的神经毒性作用,从而改善神经元的功能。我们的研究表明,天年饮可不同程度地纠正衰老大鼠脑氨基酸类神经递质的代谢紊乱,从而达到延缓脑老化的目的。
       【参考文献】
           [1] 陈志宏,高福禄,庞晓静,等.天年饮对亚急性衰老大鼠睾丸生精细胞增殖与凋亡的影响[J].中国老年学杂志,2004,24(4):347.
       
       [2] 陈志宏,宋成军,高福禄.天年饮调节血脂及抗氧化作用的实验研究[J].时珍国医国药,2006,17(4):528.
       
       [3] 陈志宏,高福禄,庞晓静.中药天年饮对衰老大鼠学习记忆及脑单胺类神经递质含量的影响[J].时珍国医国药,2006,17(1):7.
       
       [4] 沈佐君,李小鹏,孙增培,等.一种新的氨基酸测定衍生化方法[J].基础医学与临床,1998,18(4):315.
       
       [5] Mothet JP, Rouaud E, Sinet PM, et al.A critical role for the glial -derived neuromodulator D -serine in the age -related deficits of cellu lar mechanisms of learning and memory [J].Aging Cell, 2006, 5(3):267.
       
       [6] 陈宜张.现代分子生物学[M].北京:人民军医出版社,1995:352.
       
       [7] 邓志宽,王东武.脑缺血时细胞外谷氨酸过度释放来源与机制[J].国外医学· 脑血管疾病分册,1996, 4(6):325.
       
       [8] Brewer GJ.Neuronal plasticity and stressor toxicity during aging[J].Experimental geronotology, 2000,35: 1165.
       
       [9] C Hibberd, JL Yau, TR Secd.Glucocorticoids and the ageing hippocampus[J].j Anat, 2000,(11): 553.
       
       [10] Yi JH, Hazell AS.Excitotoxic mechanisms and the role of astrocyticglutamate transporters in traumatic brain injury [ J].Neurochem Int,2006,48(5):394.

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