聪智灵对拟血管性痴呆小鼠海马乙酰胆碱酯酶的影响
木血管性痴呆(VD)是因脑血管因素所致的智能及认知功能障碍临床综合征。近年来,随着老龄人口不断增加,VD发病率呈现增高趋势。VD的发病机制目前尚未完全探明,现代医学尚缺乏系统有效的治疗手段,临床对VD的防治多属于对症治疗,‘1而中医药在防治脑血管病方面的优势已得到临床验证。本研究通过复制脑缺血再灌注VD小鼠模型,观察中药复方聪智灵对VD模型小鼠学习记忆能力及海马组织乙酰胆碱酯酶(Ache)活力的影响,探讨聪智灵对VD的治疗效应及作用机制,为中医临床治疗VD提供实验依据。
1材料与方法
1.1实验动物健康雄性昆明小鼠100只,体质量25g~30g,由河北省实验动物中心提供(昆明小鼠二级实验动物,合格证号:612159)。
1.2实验材料
1.2.1药物:聪智灵由葛根、黄芪、当归尾、桃仁、红花、地龙、石菖蒲等中药组成,常规水提纯法制成1g生药/mL,课题组自制,冰箱保存,备用。尼莫地平片由河北医科大学制药厂生产(批号:H13022049),实验时用蒸馏水配制成浓度为3mg/mL的混悬液。
1.2.2主要试剂:Ache试剂盒:南京建成生物工程研究所生产,批号:20041115。
1.2.3主要仪器:小鼠跳台仪,中国医学科学院药物研究所;HM一200型电子天平,日本OLYMPUS公司;MSE一25型高速冷冻离心机:上海安亭科学仪器厂;半自动生化仪(Humalyzer2000),美国。
1.3动物分组和模型制备将小鼠随机分为5组:假手术组、模型组、聪智灵高剂量组(简称高剂量组)、聪智灵低剂量组(简称低剂量组)、尼莫地平组。参照文献制作脑缺血再灌注拟血管性痴呆动物模型。将动物用10%水合氯醛0.35g/,kg腹腔注射麻醉,颈正中部常规消毒后切口,分离双侧颈总动脉,套“4”号丝线扣,拉紧丝扣,阻断血流20rain,同时在距尾尖1cm处剪断放血约0.3mL,热凝止血。松开丝扣使血液灌注10min后,再次阻断血流20min,第2次再灌后观察30rain,缝合皮肤。假手术组只分离颈总动脉,穿线但不结扎,尾部不放血,观察时间与其他组相同。术后每日肌注青霉素0.2万u.连续3d。本实验维持动物肛温(36±0.5)℃,防止低温对缺血所致脑损伤的保护作用。
1.4治疗方法术后当天动物苏醒后开始治疗。假手术组与模型组均灌服蒸馏水10mL/kg体质量,尼莫地平组灌服尼莫地平液30mr,/kg体质量,低剂量组灌服聪智灵液29g/kg体质量(相当于临床成人用药量的1O倍),高剂量组灌服聪智灵液58kg体质量(相当于临床成人用药量的20倍)。各组均1次/d灌胃,连续治疗15d。
1.5指标检测
1.5.1行为学检测:于造模第15d治疗结束后进行。采用跳台实验。实验装置是一10cm×10cm×5cm的小鼠跳台反应箱,分为两间,箱底为可通36v连续电刺激的铜栅。
每间右后角置一直径和高均为4.5am的橡皮垫,作为小鼠回避电击的安全区。实验时先将小鼠置于跳台仪中,适应环境3rain,然后底部铜栅通以交流电,记录动物受到电刺激后跳上橡皮垫的反应时间和5rain内受电击的次数(错误次数),作为学习成绩。24h后将小鼠置于跳台仪中适应3min,再将其置于橡皮垫上,记录第一次跳下橡皮垫的潜伏时间和5min内受电击的次数(错误次数),作为记忆成绩。
1.5.2海马组织Ache活力检测:行为学检测结束后在麻醉下断头处死小鼠,冰盘上快速剖取全脑,弃去嗅球及小脑。沿矢状面方向将脑组织对称切开,取右侧脑组织,分离海马并称重,按照重量和体积比1:10的比例,加入生理盐水冰浴匀浆,4℃4000r/min离心10rain,取上清液备测,采用分光光度法检测AchE活力(按试剂盒说明书进行检测)。
1.6统计学处理实验数据采用均数±标准差(±s)表示,应用SPSS13.0统计软件包处理实验数据,各组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD—t检验,显著性差异水平以0.05、0.01为标准(除外造模及干预过程中死亡等因素,每组各纳入1O只实验动物进行统计)。
2结果
2.1行为学检测结果表1示,模型组小鼠的反应时间明显延长,潜伏时间显著缩短,错误次数明显增加,与假手术组比较差异有非常显著性(P<0.01);各治疗组与模型组比较,反应时间缩短,潜伏时间延长,错误次数明显减少,学习成绩与记忆成绩均优于模型组,差异有显著性(P<0.05或P<0.01),其中,高剂量组学习记忆成绩均优于低剂量组和尼莫地平组(P<0.05或P<0.01)。
2.2AchE活性测定表2示,模型组小鼠脑组织海马区AchE活性较假手术组明显下降(P<0.01),各用药组AclIE活性均显著高于模型组(P<0.01),以聪智灵高剂量组优于低剂量组和尼莫地平组(P<0.05)。3讨论VD属于中医“果病”、“善忘”、“文痴”等范畴。中医学认为,“脑为元神之府”,“脑为髓海”,髓海充实,则神清智明。VD患者多年老体弱,元气不足,不能推动血液运行,以致脑络瘀阻,气血不得濡养脑髓,以致神明失养,灵机记性失常,出现学习障碍,记忆衰退,反应呆钝等症。
正如《医林改错》所云:“元气既虚,必不能达于血管,血管无气,必停留而瘀。”可见VD为本虚标实之证,正气不足为本,瘀阻脑络为标。课题组结合临床经验,筛选具有益气活血、祛瘀通络、醒神开窍的葛根、黄芪、当归尾、桃仁、红花、地龙、石莒蒲等药物组合成复方聪智灵。本方仿补阳还五汤重用生黄芪,以其大补元气,意在气旺以促血行,祛瘀而不伤正,且气味俱轻,具有升发之性,对脑气不足、九窍不通者,黄芪实为上品:配以当归尾、桃仁、红花等药活血祛瘀;地龙通经活络;石菖蒲醒神开窍,健脑益智;葛根升举清阳之气,有利元气上充于脑,并有活血祛瘀之功(《本草拾遗》载“升者破血”)。诸药合用,可使气旺血行,瘀祛络通,脑髓得养,灵机记性渐归于常。
现代研究证实,益气活血中药可明显改善VD模型的学习记忆功能,]具有显著的抗VD作用;石菖蒲所含挥发油具有抑制神经细胞凋亡的作用,对痴呆模型动物学习记忆及认知功能有显著改善作用;葛根素能促进脑源性神经营养因子表达,减少神经细胞丢失,可明显改善VD大鼠的学习记忆障碍。海马是学习记忆功能非常重要的脑区。研究证实,海马直接参与了信息贮存和回忆,是缺血损伤最敏感的脑区。近年来,在痴呆发病机理中,中枢胆碱能系统的作用逐渐被认识,中枢胆碱能通路是学习记忆的主要通路,研究表明,VD的形成与中枢胆碱能系统的受损有关。乙酰胆碱(aeetyl—choline,Ach)为中枢胆碱能系统的重要神经递质,与学习、记忆等功能有密切联系。Ach由胆碱乙酰转移酶(ChAT)合成,被胆碱酯酶(Ache)分解,通过Ach受体而发挥生物学效应。如果ChAT和Ache的活性异常,将会引起Ach代谢失调,致使中枢胆碱能系统的生化改变。AchE作为Ach的水解酶,其活力变化可间接反映乙酰胆碱的含量和代谢情况。AchE是生物神经传导中的关键性酶,该酶降解Ach,当AcllE活力降低时,减弱了对乙酰胆碱的降解作用,致突触间隙的乙酰胆碱浓度增高,使突触后效应增强,提高了谷氨酸神经兴奋毒性作用。至于VD海马区AchE活性下降的可能原因是:由于脑组织缺血缺氧,使三羧酸循环障碍,提供酶生物合成时所需要的原料和能量减少;AchE分布于胆碱能神经元上,缺血再灌注损伤了海马的胆碱能神经元,致突触数量减少,ChAT活性降低,Ach生成减少,Ache的活性相应下调。
本实验采用双侧颈总动脉缺血再灌注复制VD模型,行为学检测结果显示,模型组小鼠学习和记忆成绩均较假手术组显著降低(P<0.01),表明模型组学习和记忆能力障碍;益气活血复方聪智灵与尼莫地平均可提高模型小鼠的学习记忆能力,表明聪智灵与尼莫地平均具有改善VD模型小鼠认知障碍的作用,尤以聪智灵高剂量组作用明显。
AcIlE检测结果显示,模型组海马组织Ache活性显著低于假手术组(P<0.01),各用药组AchE活性均显著高于模型组(P<0.01),提示脑缺血再灌注时胆碱能神经元受损,AchE活性下降;中药复方聪智灵能提高海马区AchE活性,表明聪智灵减轻了缺血再灌注对海马区胆碱能神经元的损伤,且表现出量效关系。综上,聪智灵改善VD模型小鼠学习记忆功能的机制,可能与减轻脑缺血再灌注对海马神经元损伤,提高海马组织内AchE活性有关。
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