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)的確切發病機制尚不清楚。近年來有學者認為,N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受體與VD患者認知功能障礙有關。腦內存在著興奮性氨基酸和抑制性氨基酸,它們發揮神經遞質的作用,在學習記憶過程中具有重要的意義。血管性癡呆(Alzheimer's Disease,AD)發病與腦組織內興奮性氨基酸含量的改變有關系。本研究通過觀察心腦舒通對AD模型大鼠腦內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的作用機制。

1 材料與方法

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

1.2 實驗動物 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行游泳測試,排除先天愚型大鼠。然后隨機抽取10只作假手術組(手術方法同造模組,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,經玻璃電極注入海藻酸 2μ L(20μ g/μ L),5 min內緩慢注入。造模成功后將動物隨機分為3組,每組10只。即模型組:造模成功后令其自然恢復。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,假手術組不給予任何治療。共有36只大鼠完成全部實驗,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部分大腦皮質,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檢測。

1.5 統計學處理 數據以SPSS 11.0統計軟件分析,采用單因素方差分析繼以q檢驗,方差分析齊性檢驗水平α1=0.05,顯著性檢驗水平α2=0.05。

2 結 果

與假手術組比較模型組大鼠腦組織內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,與模型組比較有統計學意義(P＜0.05),與假手術組比較無統計學意義,且心腦舒通組比較差異無統計學意義(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;與假手術組比較,2)P＜0.01

3 討 論

中樞神經系統(CNS)中作為神經遞質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生理活動。它們分別以Glu和GABA為代表,作為神經遞質調控學習記憶功能,Glu/GABA是繼膽堿能神經遞質后研究的新領域[1]。

哺乳動物腦內含有大量 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,導致Glu逆向轉運增強,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+大量內流,引起細胞腫脹、神經元死亡。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胞內Ga2+超載,引起 DNA、蛋白質和磷降解,生物磷脂降解產生的花生四烯酸,在代謝中生成具有高反應的氧自由基,破壞生物膜[2]。且經研究表明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,依據主要有①腦缺血時可引起胞外H+增加,可直接增加AMPA-/KA受體介導的神經毒性:②腦缺血后GluR2/GluR-B亞基表達降低及GluR4/GluR-D表達增加,使AMPA受體對 Ca2+和Zn2+通透性升高,導致其神經毒性增強[4]:且AM PA受體拮抗劑對缺血后海馬神經元遲發死亡有保護作用。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細胞胞體和樹突組成的皮質和海馬等腦區。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在中樞神經系統作為抑制性神經遞質發揮效應,現有許多研究表明GABA參與腦海馬組織缺血/再灌注所導致遲發性神經元損傷。GABA含量減少、海馬內源性抑制降低、興奮-抑制失衡,可能是腦缺血/再灌注后海馬遲發性神經元損傷的表現,神經生物化學揭示氨基酸類神經遞質與學習和記憶密切相關,Glu是錐體神經元的主要興奮性神經遞質,在學習和記憶、發育中的突觸可塑性、神經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)受體調節。長時程突觸增強(long-term potentia-tion,LTP)現象被認為是腦內信息儲存和記憶形成的一種生理學機制模式,NMDA受體由于存在LTP現象被認為與學習記憶密切相關。Glu與LTP的關系可簡單歸納為:刺激→突觸后NMDA受體激活→通道開放→Ca2+內流→細胞膜去極化→LTP。血管性癡呆患者腦內某些神經遞質如Glu、GABA等及神經肽代謝出現不同程度障礙[5]。有研究表明,晚期AD患者神經遞質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改善劑,能抑制細胞內鈣超載,防止鈣超載造成的各種損傷,具有血管活性和神經元保護作用,基礎研究顯示其能改善記憶和學習等認知功能。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習記憶及腦膽堿能神經遞質系統的作用研究[J].中國臨床康復,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制研究[J].第三軍醫大學學報,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元GluR-2表達的影響[J].中國組織化學與細胞化學雜志,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.