大蒜拮抗酒精摄入对小鼠学习记忆能力的影响
【摘要】 目的研究大蒜拮抗酒精摄入对小鼠学习记忆能力的影响。方法60只清洁级ICR小鼠,雌雄各半,按体质量随机分为6组,每组10只,给予不同的干预因素:阴性对照组(对照组)和酒精肝模型组(模型组)给予蒸馏水,酒精+大蒜低、中、高剂量组分别给予250,500,750 mg/kg大蒜水提液,维生素E组(VE)给予500 mg/kg VE；1 h后阴性对照组给予蒸馏水灌胃,其余各组以50%无水乙醇15 mL/kg灌胃,连续28 d;分别于干预前和干预28 d后进行Morris水迷宫测试，每天测定各组4个象限的总得分和运动轨迹，连续5 d。结果干预前各组4象限每天总得分差别无统计学意义(P>0.05),第28 d模型组各象限每天总得分均较阴性对照组明显升高(P<0.05)。与模型组比较,大蒜中、高剂量组大部分象限总得分均明显降低(P<0.05);大蒜低剂量组和VE组仅在个别象限总得分显著低于模型组(P<0.05)。搜索策略显示阴性对照组和大蒜中、高剂量组均以直线式和趋向式为主,模型组以边缘式和随机式为主，大蒜低剂量组和VE组则以趋向式和随机式为主。结论学习记忆能力降低、精神障碍是亚慢性酒精摄入致神经损害的重要表现。预先给予大蒜对亚慢性酒精摄入致神经毒性具有良好的拮抗作用,且效果优于500 mg/kg VE。
【关键词】 酒精 大蒜 学习记忆能力 保护作用 小鼠
长期过量饮酒可引起消化、神经、生殖等多器官、多系统的损害和严重的精神及社会问题。肝脏和脑组织是酒精吸收后的主要代谢场所,也是酒精伤害机体的主要靶器官。基于酒精致急慢性中毒的氧化应激机制及大蒜的抗氧化特性(另文发表),笔者通过预先给予酒精肝模型小鼠大蒜水提液,对亚慢性酒精中毒神经系统损伤进行干预,为开发大蒜用于防治酒精中毒提供实验依据。
1材料与方法
1.1材料60只清洁级ICR小鼠,雌雄各半,体质量(20±2)g,由福建医科大学实验动物中心提供。试剂均为国产分析纯。Morris水迷宫测试系统选用2.5.2版。
1.2方法
1.2.1大蒜水提液制备大蒜为福州市本地种,购自市场。大蒜经挑选、去皮、洗净、风干,与适量蒸馏水混合,榨汁定容得25 mg/mL大蒜液,于4 ℃,3 120 r/min离心10 min,取上清液为大蒜水提液,经高效液相色谱仪测定主要有效成分大蒜素含量0.18 mg/mL。
1.2.2分组及干预小鼠适应性喂养3 d,按体质量随机分成6组。按[1]方法制备酒精肝模型。按20 mL/kg给予不同干预物灌胃:阴性对照组(对照组)和酒精肝模型组(模型组)给予蒸馏水;低、中、高剂量大蒜干预组(大蒜组)分别给予250,500,750 mg/kg大蒜水提液;维生素E(VE)干预组(VE组)给予500 mg/kg VE。1 h后阴性对照组按15 mL/kg给予蒸馏水灌胃,其余各组以50%无水乙醇15 mL/kg灌胃,连续28 d。
1.2.3Morris水迷宫试验测试程序采用定位航行试验[2]。测验前水池注水,水深17 cm，水温(24±2)℃,平台没于水下2 cm,动物分组进行迷宫训练,依次从水池边4个固定入水点(东、西、南、北)释放小鼠,寻找水池中唯一的安全平台,限时1 min,找到平台并保持15 s;1 min内找不到者,由实验者引导完成,全部行为学训练在9:00~17:00完成,共5 d。干预28 d后重复进行迷宫训练，各象限总得分由Morris水迷宫测试系统2.5.2版自动生成。记分方法见文献[2]。
1.3统计学处理利用SPSS 11.5对数据进行统计处理。
2结果
2.1干预前各组各象限每天总得分干预前各组各象限每天总得分差别无统计学意义(P>0.05),说明干预前各组学习记忆能力均衡可比。
2.2干预后各组各象限每天总得分实验结束时模型组各象限每天总得分均较阴性对照组明显升高(P<0.05);大蒜高、中剂量组第一、二象限每天总得分较模型组明显降低,差别有统计学意义(P<0.05);大蒜低剂量组和VE组每天总得分与模型组比较差别无统计学意义(P>0.05)。相对于模型组,大蒜高、中剂量组和VE组第三象限每天总得分明显降低(P<0.05);大蒜中剂量组第四象限每天总得分较模型组显著降低,差别有统计学意义(P<0.05,表1~4)。表1大蒜干预后各组第一象限得分比较表2大蒜干预后各组第二象限得分比较表3大蒜干预后各组第三象限得分比较表4大蒜干预后各组第四象限得分比较n=10. 与对照组比较,☆:P<0.05; 与模型组比较,#:P<0.05.
2.3干预后各组搜索策略水迷宫搜索策略包括直线式、趋向式、边缘式和随机式四种[3],阴性对照组和大蒜高、中剂量组均以直线式和趋向式为主,边缘式很少。模型组的搜索策略也转变为边缘式和随机式为主。大蒜低剂量组和VE组则以趋向式和随机式为主。
3讨论
3.1Morris水迷宫实验学习记忆的行为学测试方法有多种,包括跳台实验和水迷宫实验等,Morris水迷宫是英国心家Morris设计并应用于学习记忆脑机制研究的方法,与跳台、避暗等检测工具相比,该方法能系统全面考察实验动物空间认知程度,客观反映认知水平;可将实验动物的学习记忆障碍和感觉、运动缺陷等分离开来,减少对过程检测的干扰,使结果更可靠。因此,该迷宫可作为检测动物学习记忆水平的重要工具,也可用于防治药物的筛选研究[4?5]。
3.2大蒜拮抗酒精摄入对小鼠学习记忆行为的影响研究表明,酒精能迅速透过血脑屏障进入脑组织,对神经细胞有直接毒害作用,可抑制蛋白质合成,干扰细胞膜中类脂和蛋白结构,改变神经细胞膜及突触膜流动性,也可干扰神经细胞递质合成、释放和回摄,引起细胞和突触功能障碍;酒精的代谢产物乙醛较乙醇对神经系统毒性更大,能与蛋白质结合形成乙醛?蛋白质产物,突触后膜致密物质(PSD)内含有多种蛋白质,包括受体蛋白等[2]。因此,酒精中毒引起脑内神经细胞某些受体或递质合成减少,从而导致突触界面结构的病理性变化,这些变化可能影响神经信息的传递,最终影响小鼠的学习记忆行为。本研究结果显示,预先给予大蒜中、高剂量干预的小鼠大部分象限总得分均明显低于模型组;而VE组仅在个别象限总得分显著低于酒精模型组,说明大蒜能有效预防酒精摄入引起的学习记忆行为下降。
此外,通过观察动物入水后寻找平台的游泳轨迹以确定其搜索策略。随机式的搜索轨迹往往出现在迷宫大部分区域,带有很大的盲目性;边缘式是一种沿池壁以大幅度轨迹搜索平台的方式,是一种本能行为,处于较低级的认知水平;趋向式是以曲线逐步向平台靠拢,是一种较高级的策略,但定位不够准确;直线式为从起点以直线方式向平台搜索,表明有明确的空间定位。搜索策略显示，大蒜中、高剂量组以直线式和趋向式为主,边缘式很少,大蒜低剂量组和VE组则以趋向式和随机式为主。
综合本实验结果,中、高剂量大蒜对亚慢性酒精摄入导致的神经系统损伤有较好的保护作用,且疗效优于500 mg/kg VE。
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