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| 大黄酚对脑缺血再灌注小鼠记忆功能的保护作用 |
 
以往研究证明,大黄酚可显著抑制大鼠肝、脑组织过氧化
脂质的生成,具有抗衰老作用 。但大黄酚对脑缺血再灌注
(I/R)记忆功能的影响,尚未见报道。本实验旨在采用改进的
Himori法 暂时性阻断两侧颈总动脉制备小鼠脑I/R损伤模
型,研究大黄酚对脑I/R小鼠记忆功能的保护作用,探讨其对
脑I/R损伤后记忆功能的保护作用机制,为其应用于临床治疗
血管性痴呆疾病提供理论和实验依据。
1 材料与方法
1.1 动物昆明种小鼠,体重(28±2)g,均为雄性,由中国医
学科学院药物研究所动物实验中心提供[许可证号:SCXK(京)
2004-0001]。
1.2 主要药品、试剂和仪器 大黄酚(纯度≥98% ,批号
110796-200412,中国药品生物制品检定所),实验前用N,N一二
甲基甲酰胺溶解,聚山梨酯一80助溶,生理盐水稀释至所需浓
度,N,N一二甲基甲酰胺:聚山梨酯一80:生理盐水的比例为1:1:
8。谷光甘酞过氧化物酶(GSH—Px)活力测试盒,超氧化物歧化
酶(SOD)测试盒(南京建成生物工程研究所);亚硝酸钠
(NaNO:)(天津市化学试剂一厂)。XCS-2小鼠穿梭程序自动
控制仪(中国医学科学院药物研究所);753BI微机型紫外可见
分光光度计(上海光学仪器制造厂);Forma一86c uLT冰柜(一
80~C,美国热电公司);Sigma3K30高速冷冻离心机(德国Sigma
公司)。
1.3 方法
1.3.1 小鼠脑I/R模型的制备在Himori法 基础上进行改
进。3.5%水合氯醛(10 ml/kg,腹腔注射)麻醉小鼠后,仰卧位固
定,自胸骨柄到下颌骨间行5~8 mm正中纵向切口,分离两侧颈
总动脉,分离后用液体石蜡浸泡过的黑色手术线穿过左右二侧
颈总动脉,尽量恢复两侧颈总动脉到原位,在气管上方轻轻将黑
色手术线打一松的反手结,结的松紧以不压迫气管为宜。在每
侧颈总动脉上方的黑线上穿过一条用液体石蜡浸泡过的白色手术线,按Himofi法埋线后缝合切口。术后48 h将颈下部黑色手
术线拉紧,阻断两侧颈总动脉造成大脑缺血状态,5 min后轻拉
两侧白色手术线,使颈总动脉恢复血液再灌注。
1.3.2 动物分组及给药每项实验均取小鼠70只,手术后
48 h将小鼠随机分为5组,假手术组(进行手术,但不进行脑L/
R)、I/R模型组(模型组)、药物组(模型+大黄酚);药物组分
高、中、低剂量组,于缺血前30 min分别腹腔注射大黄酚l0.0、
1.0、0.1 mg/kg,模型组于缺血前30 rain腹腔注射溶剂
10 ml/kg,假手术组腹腔注射溶剂10 ml/kg。
1.3.3 穿梭实验XCS-2小鼠穿梭程序自动控制仪,底部为
不锈钢栅,栅间距为0.5 cm,加非条件刺激时有电流通过,电击
动物足底。顶部配置有噪声发生器(铃声刺激),用来产生条件
刺激。在安静环境中,每天8:00~l2:0o进行实验,室温(22±
2)℃。程序设置为:蜂鸣5 s,继之电刺激15 s,间隔15 s,而后
重复上述程序,如此循环20次。电脑将自动记录小鼠遭受电
击次数、电击时间及主动逃避时间等参数,以评价小鼠的学习
记忆能力。每次实验测试前先把小鼠放入穿梭箱中,让小鼠在
箱内自由活动5 min,以消除其探究反射。然后正式进行学习
穿梭训练,记录小鼠被电击次数、电击时间和主动逃避时间。
除假手术组外,其余各组于训练后使脑缺血5 rain,然后恢复血
流。24 h后测试记忆成绩。
1.3.4 小鼠全血、脑组织GSH—Px和血浆、脑组织SOD活力测
定除假手术组外,其余各组均于48 h后立即缺血5 min,然后
恢复血供后10 min,将小鼠的颈动脉切开取血,肝素抗凝,并快
速断头取其脑组织置于Forma一86c ULT冰柜内冷冻贮存。将抗
凝全血用三蒸水制成1% 溶血液,并将脑组织制成10%脑匀
浆。以GSH—Px试剂盒测定小鼠全血及脑组织中GSH.Px活力。
以SOD试剂盒测定小鼠血浆中SOD活力和10%脑匀浆组织
SOD活力。
1.3.5 小鼠亚NaNO 中毒实验除假手术组外,其余各组均
于手术后48 h阻断血流5 rain,然后恢复血流。24 h后参照文
献方法 ,各组立即腹腔注射NaNO 240 mg/kg,并开始记录,
以5 s内不再张口呼吸为观察指标。
1.4 统计学方法数据以 ±s表示,应用SPSS11.5统计软
件进行方差分析和t检验。
2 结果
2.1 大黄酚对脑I/R小鼠学习记忆能力的影响表1结果可
见,与假手术组比较,模型组小鼠表现出明显的记忆功能障碍。
小鼠被电击次数明显增加,电击时间明显延长(P<0.01),主动
逃避时间明显延长。脑缺血前给予大黄酚,与模型组相比,高、
中剂量组缺血后小鼠被电击次数明显减少,电击时问明显缩
短,主动逃避时间缩短(P<0.01,P<0.05)。说明其对模型组
所致记忆功能障碍有明显的保护作用。
2.2 大黄酚对脑I/R小鼠脑组织中GSH.Px和SOD活力的影响与假手术组比较,模型组小鼠脑内、全血、血浆中GSH.Px、
SO1)活力明显降低(P<0.叭);而脑缺血前给予大黄酚可使小
鼠脑内GSH—Px、SOD活力明显提高(P<0.01,P<0.05)
(表2)。
2.3 大黄酚对脑I/R小鼠全血中GSH—Px活力和血浆中SOD
活力的影响与假手术组比较,模型组小鼠全血中GSH.Px活
力和血浆中SOD活力明显降低(P<0.01);而脑缺血前给予大
黄酚可使小鼠全血中GSH—Px和血浆中SOD活力明显提高
(P<0.01)(表2)。
2.4 大黄酚对脑I/R小鼠NaNO:中毒后存活时间的影响与
假手术组比较[(14.5±0.8)min],模型组小鼠存活时间明显
缩短((9.4±0.7)min](P<0.01)。与模型组相比,预先给予
大黄酚使脑模型小鼠由于亚硝酸钠中毒缺氧后存活时间明显
延长,高剂量(13.2±0.6)rain(P<0.01),中剂量(10.1±
0.5)min(P<0.05),但与低剂量(10.1 4-0.7)rain无显著差
异,说明脑I/R小鼠由于NaNO,中毒所致耐缺氧的能力减弱,
大黄酚能提高小鼠耐缺氧能力。
3 讨论
学习记忆障碍是血管性痴呆患者普遍的临床表现。本实
验显示,脑i/R损伤可引起小鼠记忆功能障碍,在穿梭实验中,
小鼠被电击次数明显增加,电击时间明显延长,主动逃避时间
明显延长。而脑缺血前预先给予大黄酚则有明显保护作用。
提示大黄酚可能有助于改善缺血性脑血管病的预后,降低血管
性痴呆的严重程度或减少其发生。
脑1/R损伤与自由基的生成、细胞内钙超载、兴奋性氨基
酸毒性、白细胞高度聚集和高能磷酸化合物的缺乏等有关,特
别是氧自由基损伤引发脂质发生过氧化反应是I/R脑损伤的
重要发病机制。脑是富含脂质的组织,比其他组织对自由基更
为敏感。脑缺血时,由于ATP减少,造成细胞膜泵功能失灵,
ca“进入细胞激活ca“依赖的蛋白水解酶,使黄嘌呤脱氢酶(XD)大量变为黄嘌呤氧化酶(XO),同时ATP释放能量而分
解,使ADP、AMP含量升高,并依次分解产生大量次黄嘌呤。在
灌注时,大量的分子氧随血液进入缺血脑组织,XO在催化次黄
嘌呤转化为黄嘌呤和尿酸的同时,产生大量0 和H:0 ,而
H 0:在金属离子的参与下形成·OH,造成氧自由基(OFR)爆
发性增加E4 J。本研究结果显示,模型组小鼠脑组织中SOD和
GSH—Px活性显著降低,预先给予大黄酚可使SOD和GSH—Px活
性显著升高,表明大黄酚可提高机体抗氧化酶的活性,减轻氧
自由基对细胞的损伤。本课题组以往的研究表明,大黄酚对离
体大鼠肝和脑组织过氧化脂质有明显的抑制作用 ,进一步印
证大黄酚对脑I/R小鼠记忆功能的保护作用机制可能是减少
自由基对中枢神经系统损伤。
亚硝酸钠属强氧化剂,可致高铁血红蛋白血症,破坏血红
蛋白携氧能力,引起氧的运送障碍而导致组织器官缺氧,进而
窒息死亡。脑的活动主要依靠葡萄糖的有氧氧化提供能量,它
是一个对缺氧最敏感的器官,一旦脑缺血达到一定程度,再灌
流不仅不能使缺血区代谢和机能得以恢复反而加重脑水肿及
扩大脑梗死面积。本研究表明,模型组小鼠亚硝酸钠中毒后存
活时间明显缩短,而预先给予大黄酚则使小鼠中毒后存活时问
明显延长,证实大黄酚具有抗缺氧作用。有实验表明 ,大黄
酚剂量依赖地抑制苯肾上腺素诱导的豚鼠胸主动脉环血管收
缩反应,降低最大收缩力,显示非竞争性阻断作用;大黄酚也可抑制组胺诱导的血管收缩反应,使最大反应降低19.2% ,且明
显抑制KC1诱导的血管收缩反应,最大收缩力降低18.8%。提
示大黄酚抗缺氧作用可能与扩张血管,增加血流量,提高血氧
水平有关,详细机制在以后的实验研究中将进一步阐明。
本研究证明,大黄酚对脑I/R小鼠的记忆功能有一定的保
护作用,为其应用于临床治疗血管性痴呆疾病提供实验依据。
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