心腦舒通對血管性癡呆大鼠腦興奮性氨基酸含量的影響

王 英

迄今為止,血管性癡呆(vascular dementia,VD)的確切發(fā)病機(jī)制尚不清楚。近年來有學(xué)者認(rèn)為,N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受體與VD患者認(rèn)知功能障礙有關(guān)。腦內(nèi)存在著興奮性氨基酸和抑制性氨基酸,它們發(fā)揮神經(jīng)遞質(zhì)的作用,在學(xué)習(xí)記憶過程中具有重要的意義。血管性癡呆(Alzheimer's Disease,AD)發(fā)病與腦組織內(nèi)興奮性氨基酸含量的改變有關(guān)系。本研究通過觀察心腦舒通對AD模型大鼠腦內(nèi)興奮性氨基酸谷氨酸(Glu)、天門冬氨酸(Asp)含量的影響,探討心腦舒通治療AD的作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 主要試劑和儀器 Glu、Asp標(biāo)準(zhǔn)品為Sigma公司產(chǎn)品;檢測儀器:LC-6A高效液相色譜儀、SPD-6AV紫外分光光度計(jì)(均為日本島津公司產(chǎn)品)。心腦舒通片劑,吉林敖東洮南藥業(yè)公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)動物 選用清潔級老齡SD大鼠20月齡,體重(250±50)g 40只,雌雄各半。

1.3 造模、分組及治療 所有大鼠造模前均進(jìn)行游泳測試,排除先天愚型大鼠。然后隨機(jī)抽取10只作假手術(shù)組(手術(shù)方法同造模組,注射生理鹽水代替海藻酸),其余30只制備血管癡呆模型。造模方法:立體定位儀固定大鼠定位,前2.4 mm,旁1.4 mm,深 7.4 mm,經(jīng)玻璃電極注入海藻酸 2μ L(20μ g/μ L),5 min內(nèi)緩慢注入。造模成功后將動物隨機(jī)分為3組,每組10只。即模型組:造模成功后令其自然恢復(fù)。心腦舒通治療組:造模后第7天開始灌胃心腦舒通治療,劑量為0.1 mg/(kg?d)。30 d為一療程。另外,假手術(shù)組不給予任何治療。共有36只大鼠完成全部實(shí)驗(yàn),4只死亡。

1.4 取樣及檢測方法 各組大鼠斷頭后迅速在冰面上取左側(cè)部分大腦皮質(zhì),制備組織勻漿,3 000 r/min,離心15 min,吸取上清置于-30℃待測。采用高效液相色譜儀和紫外分光光度計(jì)檢測。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)以SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件分析,采用單因素方差分析繼以q檢驗(yàn),方差分析齊性檢驗(yàn)水平α1=0.05,顯著性檢驗(yàn)水平α2=0.05。

2 結(jié) 果

與假手術(shù)組比較模型組大鼠腦組織內(nèi)Glu、Asp含量明顯降低(P＜0.01)。心腦舒通治療后大鼠腦組織 Glu、Asp含量明顯升高,與模型組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),與假手術(shù)組比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且心腦舒通組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。詳見表1。

表1 各組大鼠腦組織Glu、Asp含量比較(±s) nmol/mg

表1 各組大鼠腦組織Glu、Asp含量比較(±s) nmol/mg

組別 n Glu Asp假手術(shù)組 20 12.06±0.96 5.15±0.77心腦舒通組 19 10.82±0.821) 4.96±0.561)模型組 8 8.34±0.652) 3.46±0.592)與模型組比較,1)P＜0.05;與假手術(shù)組比較,2)P＜0.01

3 討 論

中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中作為神經(jīng)遞質(zhì)的游離氨基酸分為興奮性氨基酸(EAA)和抑制性氨基酸(IAA),這兩類氨基酸通過各自的受體相互作用,共同維持著人體正常神經(jīng)生理活動。它們分別以Glu和GABA為代表,作為神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)控學(xué)習(xí)記憶功能,Glu/GABA是繼膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)后研究的新領(lǐng)域[1]。

哺乳動物腦內(nèi)含有大量 EAA-R,分為 NMDA受體、AMPA受體、KA受體、L-AP4受體及親代謝受體,后四類合并稱為非NMDA受體。腦缺血后,A TP水平迅速下降,導(dǎo)致Glu逆向轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng),含量急劇升高。Glu的過度積累刺激NMDA受體、AMPA受體、KA 受體,使 Na+和Ca2+大量內(nèi)流,引起細(xì)胞腫脹、神經(jīng)元死亡。NMDA受體在缺血性腦損傷中作用的確立主要基于其可引起細(xì)胞內(nèi)Ga2+超載,引起 DNA、蛋白質(zhì)和磷降解,生物磷脂降解產(chǎn)生的花生四烯酸,在代謝中生成具有高反應(yīng)的氧自由基,破壞生物膜[2]。且經(jīng)研究表明NM DA拮抗劑可以減少動物局灶性腦缺血的梗死范圍[3]。AMPA-/KA受體在缺血性腦損傷中的作用主要緣于其興奮毒性,依據(jù)主要有①腦缺血時(shí)可引起胞外H+增加,可直接增加AMPA-/KA受體介導(dǎo)的神經(jīng)毒性:②腦缺血后GluR2/GluR-B亞基表達(dá)降低及GluR4/GluR-D表達(dá)增加,使AMPA受體對 Ca2+和Zn2+通透性升高,導(dǎo)致其神經(jīng)毒性增強(qiáng)[4]:且AM PA受體拮抗劑對缺血后海馬神經(jīng)元遲發(fā)死亡有保護(hù)作用。但有疑問的是由于缺血性腦損傷常見于主要軸突和少樹突細(xì)胞組成的有髓鞘纖維束,而興奮性毒性損傷主要見于由神經(jīng)細(xì)胞胞體和樹突組成的皮質(zhì)和海馬等腦區(qū)。所以,興奮性氨基酸毒性作用尚不能解釋全部缺血性腦損傷。

GABA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)作為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮效應(yīng),現(xiàn)有許多研究表明GABA參與腦海馬組織缺血/再灌注所導(dǎo)致遲發(fā)性神經(jīng)元損傷。GABA含量減少、海馬內(nèi)源性抑制降低、興奮-抑制失衡,可能是腦缺血/再灌注后海馬遲發(fā)性神經(jīng)元損傷的表現(xiàn),神經(jīng)生物化學(xué)揭示氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)與學(xué)習(xí)和記憶密切相關(guān),Glu是錐體神經(jīng)元的主要興奮性神經(jīng)遞質(zhì),在學(xué)習(xí)和記憶、發(fā)育中的突觸可塑性、神經(jīng)元生存及樹突的生長與退化方面具有重要作用。它的作用通過N-甲基門冬氨酸(NM DA)受體調(diào)節(jié)。長時(shí)程突觸增強(qiáng)(long-term potentia-tion,LTP)現(xiàn)象被認(rèn)為是腦內(nèi)信息儲存和記憶形成的一種生理學(xué)機(jī)制模式,NMDA受體由于存在LTP現(xiàn)象被認(rèn)為與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)。Glu與LTP的關(guān)系可簡單歸納為:刺激→突觸后NMDA受體激活→通道開放→Ca2+內(nèi)流→細(xì)胞膜去極化→LTP。血管性癡呆患者腦內(nèi)某些神經(jīng)遞質(zhì)如Glu、GABA等及神經(jīng)肽代謝出現(xiàn)不同程度障礙[5]。有研究表明,晚期AD患者神經(jīng)遞質(zhì)類氨基酸的含量全面降低,與患者的臨床與病理改變相一致。

心腦舒通作為微循環(huán)改善劑,能抑制細(xì)胞內(nèi)鈣超載,防止鈣超載造成的各種損傷,具有血管活性和神經(jīng)元保護(hù)作用,基礎(chǔ)研究顯示其能改善記憶和學(xué)習(xí)等認(rèn)知功能。臨床研究表明心腦舒通治療AD療效顯著。

[1]楊文明,楊靜芳.智腦膠囊對阿爾茨海默病模型大鼠學(xué)習(xí)記憶及腦膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的作用研究[J].中國臨床康復(fù),2004,28(8):6262-6264.

[2]范文輝,劉之榮.血管性癡呆的動物模型及其膽堿能機(jī)制研究[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,22(4):314.

[3]Hara H,Friedlander RM,Gagliardini V,et al.Inhibition of interleukin 1beta converting enzyme family proteases reduces ischemic and excitotoxic neuronal damage[J].Proc Natl Acad Sci USA,1997,94(5):2007-2012.

[4]羅濤,蔣俊.電針對腦缺血再灌注大鼠海馬神經(jīng)元GluR-2表達(dá)的影響[J].中國組織化學(xué)與細(xì)胞化學(xué)雜志,2007,6.

[5]Hynd MR,Scott HL,Dodd PR.Glutamate-mediated excitotoxicity and neurodegeneration in Alzheimer's disease[J].Neurochem Int,2004,45(5):583-595.