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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
作者:陈志宏, 高福禄, 庞晓静

《时珍国医国药》 2006年 第1期

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       【关键词】  中药
       摘要:目的观察中药天年饮(Tiannianyin,TNY)对D半乳糖衰老大鼠学习记忆及脑单胺类神经递质去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)、5羟色胺(5HT)含量的影响。方法选用成年雄性SD大鼠40只,随机分为4组,每组10只:正常组、衰老模型组、TNY用药组、阴性对照组。D半乳糖连续腹腔注射制作亚急性衰老的大鼠模型,采用Morris水迷宫检测各组大鼠的空间学习记忆能力及采用高效液相色谱电化学法检测各组大鼠下丘脑、海马NE,DA,5HT的含量。结果D半乳糖衰老大鼠空间学习记忆能力明显下降并且衰老大鼠下丘脑,海马NE,DA,5HT的含量明显降低(与正常大鼠相比P<0.01);TNY可明显改善衰老大鼠的空间学习记忆能力及提高脑单胺类神经递质的含量(P<0.01或P<0.05)。结论TNY可有效调整中枢神经递质的合成及提高学习记忆能力,具有良好的延缓衰老的作用。
       关键词:天年饮;衰老;学习记忆;单胺类神经递质
       Influence of Chinese Decoction TNY on Learning and Memory and Monoamine Neurotransmitter in Aging Rats Brain
       CHEN Zhihong,  GAO Fulu*, PANG Xiaojing
       (The Central Laboratory of Chengde Medical College, Chengde,Hebei  067000, China)
       Abstract:ObjectiveTo observe the influence of Chinese decoction Tiannianyin (TNY) on learning and memory and monoamine neurotransmitter contents in Dgal aging rats brain. Methods40 adult male SD rats were used in this study and divided into 4 groups at random: normal group, aging model group, TNY treatment group, and negative control group, each group had 10 rats. The subacutely aging rats were made by injecting Dgal into the rats" abdominal cavity continuosly. The learning and memory ability of rats in each group were detected with Morris water maze. The monoamine transmitter contents in hypothalamus and hippocampus were detected with HPLCECD.ResultsThe learning and memory ability of aging rats dropped significantly compared with normal rats(P<0.01). The NE, DA, 5HT contents in hippocampus and hypothalamus of aging rats decreased significantly compared with normal rats (P<0.01). In TNY treatment group, the learning and memory ability and  NE, DA, 5HT contents increased significantly compared with aging rats (P<0.01,P<0.05).Conclusion TNY can regulate the disorderly metabolized monoamine transmitter effectively and improve the learning and memory ability. Consequently, TNY has fairly antiaging effects.
       Key words:TNY;Aging;Learning and memory; Monoamine neurotransmitter
       脑内单胺类神经递质是一类调节机体生理活动的重要物质,这些物质在组织中的含量是反映神经递质生物合成、释放、摄取、失活等过程的生化指标;在研究神经元功能状态或研究药物对神经组织作用的影响时,亦常用这些生化指标[1]。本研究主要观察中药天年饮(Tiannianyin, TNY)对D半乳糖衰老大鼠学习记忆及下丘脑、海马单胺类神经递质去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)、5羟色胺(5HT)含量的影响,探讨天年饮延缓衰老的作用机理。
         1  材料和方法
       1.1 实验动物的选择及分组实验选用成年雄性SD大鼠40只,体重180~250 g,由河北医科大学实验动物学部提供。
       将40只大鼠随机分为4组:正常组、衰老模型组、TNY用药组、阴性对照组,每组均为10只。
其中模型组、用药组、对照组均采用D半乳糖连续腹腔注射制作亚急性衰老的大鼠模型:模型组大鼠于造模成功后不再作任何处理;用药组大鼠于造模成功后每天用TNY灌胃,共30 d;对照组大鼠于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 实验试剂D
       半乳糖购自北京化学试剂公司(批号:020402)。TNY(由我院中医系主任贾春华教授提供)由何首乌、怀牛膝、肉苁蓉、淫羊藿、丹参、茯苓等中药组成,每副含生药90 g,按传统方法加水煎成溶液,按8.1 g/kg灌胃1次/d。NE、DA、5HT标准品购自美国Sigma公司。
       1.3 衰老动物模型的建立 D
       半乳糖用生理盐水配制成25%的溶液,按200 mg/kg腹腔注射1次/d,连续40 d。
       1.4  行为学测试采用Morris水迷宫实验检测各组大鼠的空间学习记忆能力,包括定位航行实验(Place navigation test)和空间探索实验(Spatial probe test)。每天训练完毕后于当天下午进行空间探索实验:撤除安全平台后,记录大鼠90 s穿过安全平台位置的次数(time)和在原安全平台所在象限探索时间占总时间(90 s)的百分比(percentage)。
       1.5 单胺类递质含量的测定
       1.5.1 样品的制备实验动物断头处死,迅速取出全脑后置于冰盘上,分离出左侧海马,将分离出的海马及其余脑组织迅速投入液氮中冷冻,然后移入80℃冰箱保存待测。
待检测时取出海马组织,称重后置于500μl甲醇中冰浴下用内切式匀浆器以15 000 r/min匀浆30 s,然后在4℃条件下12 000 r/min离心40 min,取上清液20 μl进样。
       待检测时取出脑组织,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(约30 mg)后置于400 μl甲醇中冰浴下匀浆,4℃离心,取上清液20 μl进样。
       1.5.2 含量测定采用高效液相色谱―电化学法检测单胺类神经递质的含量[2]:使用日本岛津公司的SHIMADZU10A高效液相色谱仪和L-ECD-6A电化学检测器,流动相为乙酸钠甲醇(96∶4),流速为1.2 ml/min,Discovery C18(250 mm×4.6 mm, 5 μm)色谱柱。按下面的公式计算每g脑组织中单胺类神经递质的含量:20 μl单胺含量(ng) 20×样品总量(μl)÷海马/下丘脑湿重(g)
       1.6  统计学处理所有数据均以±s表示,使用SPSS统计分析软件以t检验进行统计分析。
         2 结果
       2.1 行为学测试结果见表1。表1  各组大鼠空间探索实验测试结果(略)
       实验中观察发现,模型大鼠在90 s内穿过原平台位置的次数和在原平台象限探索时间占总时间的百分比与正常大鼠相比明显下降(P<0.01),而用药组大鼠二者的数值均较模型大鼠明显升高(P<0.01)。
       2.2 海马中单胺类神经递质的含量结果见表2。表2 各组大鼠海马单胺类神经递质的含量(略)                                                                                                               
  由表3中可见,模型组大鼠海马中NE,DA,5HT的含量均明显降低(与正常大鼠相比P<0.01),TNY可以明显抑制海马NE,DA,5HT含量的下降(用药组和模型组相比P<0.05)。
       2.3 下丘脑中单胺类神经递质的含量结果见表3。由表3中可见,模型大鼠下丘脑中NE,DA,5HT的含量明显降低(与正常大鼠相比P<0.01),TNY可以明显抑制下丘脑NE,DA,5HT含量的下降(用药组和模型组相比P<0.05)。表3 各组大鼠下丘脑单胺类神经递质的含量(略)                                                                           
  3 讨论
       学习记忆是大脑的重要功能之一,其过程中伴随着复杂的神经生理和生化机理。学习记忆的作用机理不仅与中枢胆碱能神经系统密切相关,并且与单胺类神经递质NE,DA,5HT及神经肽密切相关,它们之间相互制约处于一种平衡状态[3]。研究表明,NE在记忆保持方面起重要作用,而改善记忆与促进DA释放有关,5HT系统则参与调节情绪、动机和食欲等[4,5]。
脑内单胺类神经递质NE、DA、5HT等由神经细胞合成后储存于囊泡内,当动作电位到达神经末梢时,在Ca2+的参与下以胞吐的方式到达突触间隙,发挥作用后通过酶解或再摄取被迅速清除[6]。在正常情况下,中枢内神经递质的分泌保持在一定水平,并且它们相互之间的比例协调,从而维持功能的稳定;随着机体的老化,会出现学习记忆能力的下降,同时脑内单胺类神经递质的代谢亦发生紊乱,出现NE、DA、5HT含量的下降[7],提示衰老过程中脑内单胺类神经递质的平衡遭到破坏,并与一些老年性疾病如帕金森病、老年痴呆及脑功能的减退有关[8],而改善中枢神经递质的代谢可显著弥补或扭转学习记忆的障碍[9]。
       中医认为“天癸竭,精少,肾藏衰,形体皆极”是衰老的主要原因, 所以历代医家多用补肾为主的方药来延年益寿。天年饮由刘河间《宣明论方》何首乌丸加味而成,在填精补髓、乌发延年的基础上,加淫羊藿以强筋骨、丹参以通心脉、茯苓以宁心神,具有补肝肾、益精血、健脾养心的功效。本实验显示TNY可明显改善衰老模型大鼠的学习记忆能力及提高下丘脑、海马单胺类神经递质NE、DA、5HT的含量,提示TNY可有效调整中枢神经递质的合成,恢复下丘脑、海马内单胺类神经递质的平衡,改善了下丘脑及海马神经内分泌细胞的功能。因此说明TNY具有良好的延缓衰老的作用。
        参考文献:
       [1]Amara SG. Neurotransmitter transporters recent progress[M]. Annu Rev Neurosci, 1993,16:73.
       [2]张家俊,陈文为. 中药酸囊仁、龙齿、石菖蒲对小鼠脑组织单胺类递质及其代谢产物的影响[J]. 北京中医药大学学报,1995,18(6):64.
       [3]Birthelmer A, Stemmelin J, Jackisch R, et al. Presynaptic modulation of acetylcholine, noradrenaline, and serotonin release in the hippocampus of aged rats with various levels of memory impairments[J]. Brain Res Bull, 2003,60(3):283.
       [4]White NM. Effect of nigrostriatal dopamine depletion on the post-training memory-improving action of amphetamine[J]. Life Sci,1988,43(1):7.
       [5]Nowakowska E, Chodera A, Kus K, et al. Reversal of stress-induced memory changes by moclobemide: the role of neurotransmitters[J].Pol J Pharmacol, 2001,53(3):227.
       [6]韩济生.神经科学原理,第2版[M].北京:人民卫生出版社,1999:445.
       [7]De la Fuente M, Hernanz A, Medina S, et al. Characterivation of monoamine systems in brain regions of prematurely ageing mice[J]. Neurochem Int, 2003,43(2):165.
       [8]Rehman HU, Masson EA. Neuroendocrinology of ageing[J]. Age Ageing, 2001,30(4):279.
       [9]Lee JJ, Chang CK, Liu IM, et al. Changes in endogenous monoamines in aged rats[J]. Clin Exp Pharmacol Physiol, 2001,28(4):285.
       基金项目:河北省科技厅资助项目(No.03547003D)
       作者简介简介:陈志宏(1971),女(汉族),河北承德人,现任承德医学院基础部副教授,博士学位,主要从事生殖生理研究工作.
       通讯作者简介:高福禄(1952),男(汉族),河北滦平人,现任承德医学院教授,博士学位,主要从事生殖生物学研究工作.
       (承德医学院,河北 承德067000)
       收稿日期:20050628;   

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