姜辣素乳劑對(duì)阿爾茨海默病大鼠學(xué)習(xí)記憶的影響

袁圣楠 劉倩倩 王 蕾

(泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271016)

生姜是姜屬植物的塊根莖，根莖肥厚，具有芳香和香辣味，是流行的調(diào)味品，在我國被廣泛種植。它含有多種成分，包括姜辣素、姜精油、姜酚、姜醇及黃酮等化合物[1]。姜辣素是生姜中主要的呈味和藥用成分，在調(diào)味品、保健食品、藥品、化妝品等行業(yè)應(yīng)用廣泛。藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)姜辣素具有降膽固醇、抗腫瘤、抗氧化、抑菌、清除自由基、抗炎、保肝利膽、強(qiáng)心以及神經(jīng)保護(hù)作用等[2-4]。本研究旨在觀察姜辣素乳劑對(duì)阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響，進(jìn)而為生姜藥理學(xué)作用的開發(fā)提供新的思路[5]。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1動(dòng)物 30只清潔級(jí)健康SD大鼠，體質(zhì)量(180±20)g，購買于濟(jì)南星康生物技術(shù)有限公司。給予標(biāo)準(zhǔn)飲食喂養(yǎng)，室內(nèi)溫度(23±3)℃，濕度40%～70%，自由飲水，使其適應(yīng)新環(huán)境。

1.1.2藥品和試劑 姜辣素乳劑，由泰山醫(yī)學(xué)院藥劑教研室提供；Aβ25-35(Sigma公司)加入無菌PBS配制成100 μM，保持在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中孵育7 d，使其老化形成聚集態(tài)的Aβ25-35；乙酰膽堿(AchE)、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。

1.1.3儀器 腦立體定位儀，微量注射器。

1.2 方法

1.2.1動(dòng)物分組 30只SD大鼠分為5組：空白對(duì)照組、模型組、假手術(shù)組、姜辣素乳化劑低劑量組、姜辣素乳化劑高劑量組。

1.2.2建立AD模型 將大鼠用10%的水合氯醛(0.3 ml/100g)麻醉，固定于腦立體定位儀上。對(duì)耳線跟上頜骨三角固定，保持頭蓋骨水平，75%酒精消毒頭部皮膚，經(jīng)頭部正中剪開皮膚，暴露顱骨，按腦立體定位圖譜進(jìn)行定位，在顱骨相應(yīng)部位鉆孔。具體位置為：前囟向后3.5 mm，中線旁開2.0 mm，三棱針鉆開顱骨，暴露硬腦膜，再用微量注射器自腦表面垂直進(jìn)針3.0 mm，將5 μl Aβ25-35緩慢注入，5 min注完，留針10 min后緩慢撤針。撒適量牙根粉后，縫合切口，并用碘伏消毒切口。假手術(shù)組注射相應(yīng)體積的無菌PBS溶液。

1.2.3用藥 待全部大鼠恢復(fù)清醒并可術(shù)后活動(dòng)后，姜辣素乳化劑低劑量組和高劑量組分別灌胃濃度為0.1%、0.5%的姜辣素乳劑(1 ml/100g)。模型組、假手術(shù)組灌胃同等體積的生理鹽水，空白對(duì)照組不做任何處理。灌胃用藥持續(xù)21 d。

1.2.4Y迷宮實(shí)驗(yàn) 末次給藥1 h后使用Y迷宮刺激器測試大鼠學(xué)習(xí)能力。每只大鼠先在迷宮中適應(yīng)3 min，給予適當(dāng)電擊，電刺激參數(shù)為電壓50～80 V，每次電擊延遲為5s，大鼠受到電擊后，直接由起步區(qū)逃至安全區(qū)為正確反應(yīng)，否則均屬錯(cuò)誤反應(yīng)。以一個(gè)實(shí)驗(yàn)日內(nèi)完成30次反應(yīng)中錯(cuò)誤次數(shù)為學(xué)習(xí)成績。24 h后重復(fù)測試，記錄錯(cuò)誤次數(shù)為記憶成績。

1.2.5相關(guān)生化指標(biāo)檢測 Y迷宮行為學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將大鼠麻醉，解剖暴露出內(nèi)臟，腹主動(dòng)脈取血，靜置1 h，然后以3000 r/min的速度離心15 min，取上清液，放置于-80 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩Ｑ逯蠥ch、SOD及MDA的含量檢測嚴(yán)格按照試劑盒說明操作。

2 結(jié) 果

2.1 姜辣素乳劑對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響

與對(duì)照組相比，模型組大鼠在學(xué)習(xí)記憶能力中錯(cuò)誤次數(shù)均增加(P<0.05)，表明AD模型成功；與模型組相比，兩個(gè)給藥組大鼠在學(xué)習(xí)記憶能力中錯(cuò)誤次數(shù)均減少，表明姜辣素乳劑在一定程度上可以改善AD大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，但兩個(gè)劑量給藥組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表1。

表1 學(xué)習(xí)與記憶功能測定結(jié)果(n=6)

注：與空白對(duì)照組相比，▲P<0.05；與模型組相比，★P<0.05。

2.2 姜辣素乳劑對(duì)大鼠血清Ach含量的影響

與對(duì)照組相比，模型組中Ach含量降低；與模型組相比，給藥組大鼠血清中Ach含量增加。見表2。

表2 各實(shí)驗(yàn)組大鼠血清中Ach水平的變化

注：與空白對(duì)照組相比，▲P<0.05；與模型組相比，★P<0.05。

2.3 姜辣素乳劑對(duì)大鼠血清SOD、MDA含量的測定

與對(duì)照組相比，模型組中SOD活性降低(P<0.05)，MDA含量明顯增高(P<0.01)；與模型組相比，兩個(gè)給藥組均可升高SOD活性(P<0.05)，同時(shí)降低MDA含量(P<0.01)。見表3。

表3 各實(shí)驗(yàn)組大鼠血清中SOD、MDA水平的變化

注：與空白對(duì)照組相比，▲P<0.05，▲▲P<0.01；與模型組相比★P<0.05，★★P<0.01。

3 討 論

阿爾茨海默病是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。臨床表現(xiàn)為認(rèn)知功能障礙和記憶損傷。AD的主要病理特征是類膽堿神經(jīng)元的損失及變性、老年斑和神經(jīng)纖維纏結(jié)[6]。AD的病因復(fù)雜，目前比較認(rèn)可的假說為氧化應(yīng)激假說、能量代謝假說、β淀粉樣蛋白級(jí)聯(lián)反應(yīng)假說以及膽堿能假說等[5-7]。普遍認(rèn)為，AD的發(fā)病可能是通過多因素、多途徑共同作用的結(jié)果。不幸的是，迄今尚未研究出治療AD的方法。西藥治療AD效果副作用多, 且易出現(xiàn)耐藥性。相比而言，中藥作為來源廣泛的藥物，因其具有多靶點(diǎn)，多層次的作用特點(diǎn)表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性。

生姜來源廣泛，化學(xué)成分復(fù)雜，目前研究發(fā)現(xiàn)，它含有100多種物質(zhì)，主要分為3類：揮發(fā)油、姜辣素、二苯基庚烷；此外還含有游離氨基酸、淀粉、樹脂狀物質(zhì)等其他類成分[8]。已有研究發(fā)現(xiàn)，生姜水溶液和醇提取物在改善與中樞膽堿系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)習(xí)和記憶能力方面具有重要作用[9-10]。本實(shí)驗(yàn)采用海馬內(nèi)注射Aβ25-35建立AD模型，觀察姜辣素乳劑對(duì)Aβ25-35誘導(dǎo)的學(xué)習(xí)記憶障礙是否具有改善作用。大量實(shí)驗(yàn)表明[3,10]，中樞膽堿能系統(tǒng)對(duì)大腦的學(xué)習(xí)記憶能力有著重要的作用。結(jié)果顯示：在AD發(fā)病過程中，腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的含量降低。乙酰膽堿是促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)給予姜辣素乳劑治療后，可加強(qiáng)中樞膽堿能活動(dòng)，增加Ach含量，改善學(xué)習(xí)記憶能力，使Y型迷宮錯(cuò)誤次數(shù)減少(P<0.05)。此外，給藥組中，抗氧化酶SOD含量增加，丙二醛MDA含量降低。SOD是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)，能促使超氧化物陰離子自由基變?yōu)檫^氧化氫和氧離子，防止氧自由基破壞組織和細(xì)胞;MDA是衡量機(jī)體內(nèi)自由基水平的指標(biāo)，自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，氧化終產(chǎn)物為丙二醛，會(huì)引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，具有毒性作用。以上結(jié)果表明：姜辣素乳劑對(duì)阿爾茨海默病大鼠的學(xué)習(xí)記憶有改善作用，其改善作用與加強(qiáng)中樞膽堿能活動(dòng)，對(duì)抗自由基對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷有關(guān)。但其具體的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。