紅景天苷對糖尿病腦病模型大鼠學習記憶功能的影響

趙,藺 勇,程永杰,張 揚

(1.吉林大學第一醫院,吉林長春130021;2.長春市中心醫院神經內科,吉林長春130051;3.吉林大學藥學院)

糖尿病能夠引起多種并發癥,如腎病、神經病及視網膜病等。很多臨床和實驗研究已經表明糖尿病存在一些中樞神經系統并發癥,此類病人認知上的缺陷嚴重地影響其生活質量[1]。

西醫治療以改善腦細胞代謝、改善腦循環及腦保護劑為主,目前尚無特效治療方法及藥物。現代研究發現,紅景天具有良好的抗衰老、抗疲勞、抗缺氧、抗輻射等功能。紅景天苷是紅景天主要藥理活性成分,在臨床上具有許多潛在的應用價值。在體外進行實驗研究表明,紅景天苷具有促進PC12細胞分化和抑制細胞凋亡的作用,但是否能夠改善糖尿病腦病大鼠學習記憶功能,尚無實驗依據。

本文通過觀察紅景天苷對糖尿病腦病大鼠行為學的影響,探討其對糖尿病腦病模型大鼠學習記憶功能的影響。

1 材料和方法

1.1實驗動物清潔級健康雄性Wistar大鼠(12周齡,體重200 g-250g),由吉林大學實驗動物中心提供。

1.2實驗藥物紅景天系景天科植物紅景天(Rhodiola rosea L.)根莖,由吉林省臨江林業局園林處提供;鏈脲佐菌素(streptozotocin,STZ)為美國Sigma公司產品;魚精蛋白鋅胰島素(400 U/10 ml)購自徐州萬邦生化制藥有限公司。

1.3實驗儀器及試劑LifeScan血糖儀(美國強生)、Morris水迷宮自動監控儀(中國醫學科學院藥物研究所)、CM1850型冰凍切片機(德國 Leica)、Mikro 22R型低溫高速離心機(德國Zentrifugen)、UV-1700型紫外可見分光光度計(日本島津)、CX21型顯微鏡(日本Olympus)。

1.4樣品的制備取紅景天根莖100 g,經粉碎、減壓回流提取、控溶、萃取、揮發得到干粉2.5 g[2]。

1.5造模與分組將成模糖尿病大鼠隨機分為糖尿病組(DM)和紅景天苷組(DM+S),每組各10只大鼠。另取10只大鼠注射等容積緩沖液作為正常對照組(CON)。紅景天苷組采用紅景天苷粉50 mg/kg灌胃給藥,正常對照組和糖尿病組給予等量生理鹽水灌胃。每日1次,連續12 w。

1.6血糖和體重測定分別于0和12 w末測定各組大鼠給藥后2 h血糖和體重變化。

1.7空間學習記憶能力指標測定干預12 w后開始進行Morris水迷宮實驗,訓練動物熟悉測試的環境,次日開始正式訓練。實驗分為兩部分:①定位航行實驗:每天上、下午各1輪,每只大鼠每次訓練120 s,兩次訓練間隔30 s,歷時4 d。訓練時隨機選擇一個入水點,將大鼠面向池壁放入水中。觀察記錄動物120 s觸到平臺的時間(逃避潛伏期)。②空間探索實驗:在第5 d下午撤除平臺,大鼠于原平臺對側象限入水,觀察其120 s內在中心區停留時間百分比和通過原平臺位置次數。

1.8統計學處理統計分析采用SPSS11.0統計分析軟件包。各組數據用(s)表示,進行組間方差分析,P＜0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1血糖和體質量比較表1所示,造模開始時,DM組和DM+S組的血糖值明顯高于CON組(P＜0.01),而3組大鼠的體質量基本一致(P＞0.05)。在干預結束后,DM+S組大鼠與DM組大鼠相比,血糖值有所降低,體質量卻有所升高,均具有統計學差異(P＜0.05)。

表1 3組大鼠血糖、體質量比較(s,n=10)

表1 3組大鼠血糖、體質量比較(s,n=10)

注:與CON組比較 1)P＜0.01;與DM組比較2)P＜0.05

CON 5.31±0.42 5.47±0.35 240.62±8.75 341.15±31.57 DM 21.13±1.641)22.64±1.421)238.43±7.38212.82±13.661)DM+S22.42±1.761)17.83±1.272)239.56±8.17 234.24±17.21

2.2學習記憶能力比較表2所示,在定位航行實驗中,DM組與CON組比較,其逃避潛伏期明顯延長(P＜0.01);DM+S組與DM組比較,逃避潛伏期顯著縮短,差異有顯著性(P＜0.01)。在空間搜索實驗中,與CON組比較,DM組中心區域停留時間百分比和通過原平臺位置次數明顯下降(P＜0.01);與DM組比較,DM+S組上述指標明顯增加(P＜0.05)。

表2 3組大鼠學習記憶能力比較(s,n=10)

表2 3組大鼠學習記憶能力比較(s,n=10)

注:與CON組比較 1)P＜0.01;與 DM組比較2)P＜0.05,3)P＜0.01

組別 逃避潛伏期(t/s)中心區域(%)穿越目標區次數CON 15.23±5.42 31.24±4.13 3.48±1.34 DM 27.18±6.111) 16.06±5.211) 2.57±1.071)DM+S 19.45±1.753) 24.57±4.632) 3.12±1.23

3 討論

糖尿病是嚴重危害人類健康的常見病,其多種急慢性并發癥是患者致死和致殘的重要原因。以往認為糖尿病對神經系統的損害僅局限于周圍神經和自主神經系統,但近年來發現亦可累及中樞神經系統,并已從神經生化、神經電生理、形態學和神經心理等多個方面證實了糖尿病腦病的存在[3]。臨床病例對照實驗和大規模流行病研究證實,糖尿病腦病主要表現為慢性進行性加重的不同程度的認知功能障礙,尤其是學習和記憶能力的降低[4]。

高山紅景天屬于景天科紅景天屬的多年生草本植物,主要以根入藥。高山紅景天含酪醇、紅景天苷、黃酮類化合物、35種微量元素、18種氨基酸、5種維生素等,具有強心鎮靜、調節新陳代謝、調節神經系統和內分泌系統、調節血糖、血壓的作用等。紅景天苷是紅景天主要藥理活性成分,在臨床上具有許多潛在的應用價值。在體外進行實驗研究表明,紅景天苷具有促進PC12細胞分化和抑制細胞凋亡的作用[5],因此我們推測紅景天苷可能對糖尿病腦病具有神經保護作用,并能夠改善血管性癡呆大鼠的學習記憶能力[6],但紅景天苷能否成為治療糖尿病腦病,改善糖尿病腦病認知功能障礙的良藥尚未有實驗依據。本研究首次發現了紅景天苷在STZ誘導糖尿病實驗大鼠中具有一定的治療糖尿病效應(降血糖和增加體質量),這可能是其改善神經病變的機制之一。因為高血糖是糖尿病的啟動因素,降低血糖本身即能有效地延緩和減輕糖尿病腦病的發生發展,從而改善糖尿病大鼠學習記憶功能。

總之,糖尿病腦病的學習記憶功能的改善是糖尿病研究中的又一重要課題,對糖尿病的發展、預后具有重要意義。本研究發現傳統中藥提取物紅景天苷有一定降血糖作用,更重要的是能夠改善腦病引起的學習記憶障礙。

[1]Lin YH,Westenbroek C,Tie L,et al.Effects of glucose,insulin,and supernatant from pancreatic beta-cells on brain-pancreas relative protein in rat hippocampus[J].Neurochem Res,2006,31(12):1417.

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[3]Biessels GJ,Van der Heide LP,Kamal A,et al.Ageing and diabetes:implications for brain function[J].Eur J Pharmacol,2002,441(1-2):1.

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[6]陳燕清,李 麗,楊發明.紅景天對血管性癡呆大鼠空間學習記憶能力及海馬組織SOD、MDA影響的實驗研究[J].山西中醫學院學報,2008,9(2):22.