鉛對(duì)學(xué)習(xí)記憶影響的進(jìn)展研究

李娟 齊寶寧 徐守竹

摘 要：重金屬鉛是一種人體非必須金屬，廣泛的分布于自然界，日常生活中被普遍的應(yīng)用于化工和電子生產(chǎn)領(lǐng)域，由于鉛在自然界中不易被降解而對(duì)人類造成了嚴(yán)重的危害。生長(zhǎng)發(fā)育期兒童暴露于鉛導(dǎo)致了兒童IQ水平降低、學(xué)習(xí)記憶功能損害、精細(xì)技巧障礙等一系列神經(jīng)系統(tǒng)的損害。據(jù)此，從鉛對(duì)學(xué)習(xí)記憶的影響做深入綜述。

關(guān)鍵詞：鉛；學(xué)習(xí)記憶；神經(jīng)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2019.32.100

鉛是常見的環(huán)境有毒重金屬污染物之一，環(huán)境中鉛可通過呼吸道、皮膚和消化道進(jìn)入人體并在體內(nèi)蓄積，大量研究顯示鉛可對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。人體暴露于鉛導(dǎo)致以慢性神經(jīng)毒性為主的損傷，低劑量慢性鉛暴露可以影響兒童的學(xué)習(xí)和記憶能力。近年來，鉛對(duì)學(xué)習(xí)記憶的影響及其分子生物學(xué)機(jī)制的研究取得了很大進(jìn)展，其中包括對(duì)一些神經(jīng)遞質(zhì)、離子和酶的研究。

1 鉛對(duì)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)的影響

學(xué)習(xí)記憶的形成是一個(gè)復(fù)雜的過程，兒童和成人學(xué)習(xí)記憶功能與突觸可塑性存在重要的聯(lián)系，長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)是其典型表現(xiàn)（Long-term potentiation，LTP）。研究表明，鉛在體內(nèi)干擾鈣離子介導(dǎo)的細(xì)胞生化過程，影響LTP的形成。楊坦等研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期低劑量鉛暴露大鼠海馬齒狀回LTP明顯被抑制，出生后仔鼠鉛暴露影響其海馬DG區(qū)LTP，從而導(dǎo)致海馬區(qū)突觸可塑性損傷，影響學(xué)習(xí)記憶能力。

2 鉛對(duì)神經(jīng)細(xì)胞粘附分子的影響

神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中，PSA-NCAM的表達(dá)增多，主要通過多聚唾液酸轉(zhuǎn)移酶（STX、PST）促使多聚唾液酸（PSA）粘附于神經(jīng)細(xì)胞粘附分子（NCAM）上，并防止NCAM與其他分子粘附，從而保證突觸形成生理過程的正常；在成人期PSA-NCAM的表達(dá)減少，增強(qiáng)細(xì)胞與細(xì)胞之間的粘附性，維持穩(wěn)定的突觸連接。慢性低水平鉛暴露可使成熟大腦PSA-NCAM的表達(dá)升高，發(fā)育早期鉛染毒可通過調(diào)節(jié)海馬組織PSA、NCAM、NCAM、STX、PST水平損傷兒童和成人學(xué)習(xí)記憶功能。

3 鉛對(duì)N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDARs）的影響

N-甲基-天冬氨酸受體（NMDARs）是一個(gè)雙向受體，屬于谷氨酸受體的亞型，能夠介導(dǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)快速興奮性突觸反應(yīng)。生長(zhǎng)發(fā)育期鉛暴露非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗NMDARs受體功能，同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)幼稚神經(jīng)元的抑制作用更強(qiáng)。朱慶陽(yáng)等研究發(fā)現(xiàn)，鉛暴露后大鼠不同腦區(qū)NMDAR1（NR1）和NMDAR2A（NR2A）亞基的蛋白水平、mRNA水平都有不同程度的降低，從而干擾大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，且對(duì)海馬區(qū)域影響最大。

4 鉛對(duì)Ca2+和蛋白激酶C的影響

Ca2+和蛋白激酶C在中樞神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)記憶形成和維持信號(hào)通路傳導(dǎo)中具有重要作用。鉛在體內(nèi)影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+流動(dòng)，改變細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生毒性。同時(shí)鉛可以阻斷和模擬鈣離子的作用，以直接或間接方式與鈣調(diào)素（calmodulin，CaM）結(jié)合，改變其構(gòu)型損害神經(jīng)細(xì)胞功能。細(xì)胞與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，鉛可使不同發(fā)育階段仔鼠海馬區(qū)域中，CaM、蛋白激酶CmRNA及蛋白水平降低，導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力受損。

5 鉛對(duì)其他神經(jīng)遞質(zhì)及其代謝產(chǎn)物的影響

鉛在體內(nèi)蓄積引起腦組織出現(xiàn)一系列生物化學(xué)改變，通過調(diào)節(jié)膽堿能類、氨基酸類等神經(jīng)遞質(zhì)的活性及表達(dá)影響人類學(xué)習(xí)記憶能力。高等人研究發(fā)現(xiàn)，暴露于醋酸鉛的大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶（AChE）活性隨鉛劑量的增加而逐漸降低，呈現(xiàn)劑量-反應(yīng)關(guān)系。田等人研究顯示，鉛暴露導(dǎo)致大鼠腦組織中谷氨酸（Glu）、絲氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、γ-氨基丁酸（GABA）等氨基酸類遞質(zhì)水平改變?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查顯示，環(huán)境鉛暴露兒童血清中氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)含量與兒童神經(jīng)行為有關(guān)。

6 結(jié)論

目前環(huán)境有毒重金屬鉛的毒性研究十分深入，鉛對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)及學(xué)習(xí)記憶影響的研究在不斷發(fā)展，但其具體作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]Flora G，Gupta D，Tiwari A.Toxicity of lead： A review with recent updates[J].Interdiscip Toxicol，2012，5（2）：4758.

[2]古軍旺.RyRs在鉛致大鼠海馬CA1區(qū)突觸可塑性損傷中的作用研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2017.

[3]楊坦，馬鳳巧.鉛對(duì)大鼠海馬齒狀回長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和蛋白激酶C表達(dá)的影響[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2014，41（23）：43574359.

[4]曹秀菁，曹杰杰，陳婷婷，等.Omega-3魚油對(duì)鉛暴露大鼠海馬齒狀回長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)損傷的保護(hù)作用（英文）[J].生理學(xué)報(bào)，2010，62（03）：225230.

[5]胡前勝，任鐵玲，傅洪軍，等.鉛對(duì)神經(jīng)細(xì)胞粘附分子表達(dá)的影響[J].科技導(dǎo)報(bào)，2005，（1）.

[6]薛振菲.發(fā)育早期鉛暴露對(duì)小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力和β-淀粉樣前體蛋白表達(dá)的影響[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2014.

[7]王欣梅.低水平鉛暴露對(duì)不同發(fā)育期大鼠學(xué)習(xí)記憶及mGlur1、NMDA受體表達(dá)的影響[D].武漢：華中科技大學(xué)，2008.

[8]朱慶陽(yáng).鉛暴露大鼠部分腦區(qū)的NMDA受體亞基（NR1、NR2A）表達(dá)的研究[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2009.

[9]葉偉峰.鉛暴露大鼠腦區(qū)鈣離子/鈣調(diào)素關(guān)聯(lián)信號(hào)通路及藥物調(diào)控研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[10]劉忠慧.鉛對(duì)神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)通路中蛋白激酶C及鈣調(diào)蛋白表達(dá)影響的研究[D].天津：天津醫(yī)科大學(xué)，2008.

[11]高雙，游園園，孫黎光.鉛對(duì)大鼠大腦皮層乙酰膽堿酯酶活性影響[J].中國(guó)公共衛(wèi)生，2011，27（04）：463464.

[12]田凱琦，翟福駿，吳京澤，等.納米硫化鉛和醋酸鉛對(duì)大鼠腦組織氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)影響研究[J].中國(guó)職業(yè)醫(yī)學(xué)，2015，42（05）：500504.

[13]王琰.生長(zhǎng)發(fā)育期鉛暴露致氨基酸類神經(jīng)遞質(zhì)損傷的研究[D].唐山：華北理工大學(xué)，2016.