左卡尼汀對D-半乳糖聯合亞硝酸鈉致衰老小鼠學習記憶功能的影響

欒海云

(濱州醫學院，山東 煙臺 264003)

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左卡尼汀對D-半乳糖聯合亞硝酸鈉致衰老小鼠學習記憶功能的影響

欒海云

(濱州醫學院，山東 煙臺 264003)

目的 觀察左卡尼汀對D-半乳糖聯合亞硝酸鈉致衰老小鼠學習記憶的影響。方法 50只小鼠隨機分成對照組、模型組和左卡尼汀低、中、高劑量組(0.25、0.5、1.0 g·kg-1·d-1)，共5組。采用D-半乳糖聯合亞硝酸鈉復制衰老模型，實驗6 w后檢測小鼠學習記憶功能，測定腦中皮層和海馬組織超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性及丙二醛(MDA) 含量。結果 模型組小鼠空間學習記憶功能下降，逃避潛伏期延長；腦組織SOD、GSH-Px活性降低，MDA 含量增高。左卡尼汀組能改善模型組小鼠的學習記憶能力，顯著提高腦組織SOD、GSH-Px活性，降低MDA 水平，且呈劑量依賴性。結論 左卡尼汀可以改善衰老小鼠的學習記憶障礙，其機制可能與其抗氧化作用有關。

左卡尼汀；衰老；學習記憶；抗氧化作用

左卡尼汀(LC)是一種廣泛存在于機體組織中的氨基酸。它的主要功能是參與哺乳動物體內的能量代謝，尤其是脂類的代謝〔1〕。課題組前期已經成功建立了D-半乳糖引起的衰老小鼠的動物模型，考察了LC的抗氧化作用〔2〕。本研究通過建立D-半乳糖小鼠衰老模型，觀察LC對衰老小鼠的認知能力及腦內抗氧化能力的影響。

1 材料與方法

1.1 試劑 D-半乳糖(Sigma公司)，LC原料藥(東北制藥總廠提供)，谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)試劑盒( 南京建成生物工程研究所)，其他試劑均為國產分析純。

1.2 實驗動物 分組與給藥昆明種小鼠50只，16周齡SPF級，雄性，體重(25±5)g，由山東魯抗醫藥股份有限公司動物中心提供，實驗動物生產許可證號：SCXK(魯)2005-0017。實驗前禁食12 h，自由飲水。隨機分為5組，每組10只，對照組，D-gal模型組，LC低、中、高劑量組。除對照組外，其他小鼠每日頸背部皮下注射D-gal 200 mg/kg聯合亞硝酸鈉45 mg/kg，每日1次，連續6 w，對照組頸背部皮下注射等體積生理鹽水。從第5周開始，LC組繼續注射D-gal的同時，分別注射0.25、0.5、1.0 g/kg LC，對照組與模型組注射等量的生理鹽水。

1.3 行為學檢測

1.3.1 定位航行實驗 實驗歷時5 d，每天分上午、下午兩段，每段2次，每次訓練小鼠分別從4個不同的標記點入水，將小鼠面向池壁放入水中。儀器將自動記錄小鼠尋找并爬上平臺的路線圖及尋找平臺所需時間(逃避潛伏期)。若小鼠入水后60 s內未能找到或爬上平臺，則將其引到平臺上，這時潛伏期記為60 s，讓小鼠停留10 s，再放回籠中。每次訓練間隔60 s。

1.3.2 空間搜索實驗 在第5天訓練結束后撤去平臺，然后任選一個入水點將小鼠面向池壁放入水中，記錄小鼠在60 s內第一次經過原平臺的時間(潛伏期)，小鼠在60 s內經過平臺的次數以及在原平臺所在象限內逗留的時間。

1.4 測定指標及方法 行為學實驗結束24 h后，眼球取血，隨后頸部脫臼處死，在冰袋上快速分離小鼠腦組織、胸腺和脾臟，并用冰冷生理鹽水清洗后濾紙吸干并稱重，計算小鼠的臟器指數：臟器指數= 臟器質量(mg)/體重(g)。在冰袋上分離海馬和皮層，并用預冷的生理鹽水制成10%組織勻漿，4 000 r/min 4℃離心10 min，取上清液分裝于離心管中，-20℃冰箱凍存待分析。所有指標測定嚴格按照試劑盒說明進行。

1.5 統計學方法 采用SPSS15.0統計學分析軟件行單因素方差分析。

2 結 果

2.1 LC對衰老小鼠胸腺和脾臟指數的影響 與對照組比較，模型組的胸腺指數和脾臟指數均有顯著性降低(P<0.05)；與模型組比較，LC低、中、高劑量組的胸腺指數和脾臟指數均有顯著升高(P<0.05，P<0.01)，且呈劑量依賴性。見表1。

表1 各組小鼠臟器指數比較

與對照組比較：1)P<0.05；與模型組比較：2)P<0.05，3)P<0.01

2.2 Morris 水迷宮試驗

2.2.1 定位航行實驗 各組小鼠在學習期間，逃避潛伏期呈縮短趨勢，表明小鼠在5 d的游泳訓練中，尋找平臺有一定的空間學習記憶能力，不過各組的學習記憶能力有所差別。模型組小鼠逃避潛伏期較其他組明顯延長，說明其出現明顯的空間學習記憶障礙；而LC各組小鼠逃避潛伏期介于對照組和模型組之間，說明LC能提高衰老模型小鼠的空間學習記憶能力，見表2。

2.2.2 空間探索試驗 與對照組小鼠比較，模型組小鼠在原平臺所在象限搜索時間縮短，穿越原平臺次數減少(P<0.05，P<0.01)，表明模型組小鼠的空間記憶能力受到嚴重損害；而LC治療組小鼠均能明顯增加小鼠在原平臺所在象限搜索時間，增加通過目標區域次數(P<0.05，P<0.01)，與模型組比較顯著(P<0.05，P<0.01)，表明LC各組小鼠的空間定位記憶能力較模型組有明顯改善，見表3。

表2 LC對衰老小鼠尋找平臺潛伏期能力的影響±s,s)

與對照組比較：1)P<0.05，2)P<0.01；與模型組比較：3)P<0.05，4)P<0.01，下表同

表3 LC對衰老小鼠空間探索能力的影響

2.3 LC對D-半乳糖小鼠皮層抗氧化能力的影響 模型組小鼠皮層中SOD、GSH-Px活性均明顯低于對照組降低(P<0.01或P<0.05)。LC各組小鼠皮層中SOD、GSH-Px活性相對于模型組明顯提高(P<0.01或P<0.05)。對照組、LC各組小鼠皮層中MDA含量，相對于模型組明顯降低(P<0.01或P<0.05)，并隨著LC劑量的增大MDA含量降低得更加明顯(P<0.01或P<0.05)，見表4。

2.4 LC對D-半乳糖致衰老小鼠海馬抗氧化能力的影響 模型組小鼠海馬中SOD、GSH-Px活性較對照組明顯降低，而LC各組小鼠海馬中SOD、GSH-Px活性相對于模型組明顯提高(P<0.01或P<0.05)。模型小鼠海馬中MDA 含量較對照組明顯升高，而LC各組MDA 含量較模型組明顯降低(P<0.01或P<0.05)，見表5。

表4 LC對衰老小鼠皮層SOD、GSH-Px活性及MDA含量的影響

表5 LC對衰老小鼠海馬SOD、GSH-Px活性及MDA 含量影響

3 討 論

機體衰老是個復雜的變化過程，現代科學認為自由基反應異常是衰老的主要原因。自由基是生物體新陳代謝過程中產生的一類具有氧化活性的帶負電的離子，其化學性質相當活躍〔3〕。人們已經意識到，自由基的產生和清除的動態平衡同人體的生理、病理、生長發育及疾病、衰老密切相關。D-半乳糖皮下注射后，其代謝產物半乳糖醇不能被進一步代謝而堆積在細胞內，導致細胞腫脹，代謝紊亂，體內活性氧水平升高，過量的氧自由基可引起神經元細胞的損傷，造成動物學習記憶能力下降及機體衰老〔4〕。亞硝酸鈉進入體內，使血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，從而失去攜氧能力，導致組織缺氧，引起大腦行為上障礙〔5〕。因此，本實驗采用D-半乳糖聯合亞硝酸鈉復制機體衰老相關疾病的模型。研究表明，胸腺、脾臟指數在一定程度上可間接反映衰老狀況〔6〕。本實驗結果表明LC有可能降低D-半乳糖引起的器官萎縮和退化，進而延緩腦衰老過程。LC能提高衰老模型小鼠的空間學習記憶能力。且本文提示LC能有效地劑量依賴性地清除衰老機體過多生成的自由基，減輕自由基的損傷效應，進而保護細胞免受氧化損傷，使機體各項生理功能得到明顯改善,起到延緩衰老的作用。

1 Strijbis K,Vaz FM,Distel B.Enzymology of the carnitine biosynthesis pathway〔J〕.IUBMB Life,2010;62(5):357-62.

2 欒海云，楊清寶，楊美子,等.左卡尼汀對衰老小鼠抗氧化作用的研究〔J〕.中國新藥雜志,2012;21(5):548-50.

3 陳 瑾.衰老的自由基機制〔J〕.中國老年學雜志,2004;24(7):677-9.

4 Cui X，Zuo PP，Zhang Q，etal.Chronic systemic D-galactose exposure induces memory loss，neurodegeneration，and oxidative damage in mice:protective effects of R-a-Lipoic acid〔J〕.J Neurosci Res，2006;84:647-54.

5 陳 莉,劉曉艷，黃日越,等.烏圓補血口服液對D-半乳糖和亞硝酸鈉所致癡呆模型小鼠生化指標的影響〔J〕.中國老年學雜志,2009;29(10):1206-8.

6 Foster PM,Auton TR.Application of benchmark dose risk assessment methodology to developmental toxicity:an industrial view〔J〕.Toxicol Lett,1995;82-3:555-9.

〔2015-05-01修回〕

(編輯 苑云杰/曹夢園)

欒海云(1979-)，女，副教授，碩士，主要從事抗衰老藥理研究。

R743

A

1005-9202(2016)19-4731-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.19.026