飲用天門冬水煎劑的SD大鼠學習記憶、空間探索能力及炎癥因子水平、神經酶活性觀察

劉洋，王飛清，陶奕汐，何秀麗，楊劍，李紅日，李艷菊

(1貴陽中醫學院第一附屬醫院，貴陽 550001；2貴州醫科大學附屬醫院)

衰老是一種慢性的炎癥狀態，是一種先天免疫被激活，并伴隨促炎癥細胞因子水平升高的現象。隨著年齡的增長，促炎癥反應呈慢性進行性增加，而血漿和細胞中促炎細胞因子水平增加發揮著重要作用[1～3]。目前研究[4,5]表明，乙酰膽堿酯酶(AchE)和乙酰膽堿轉移酶(ChAT)代謝失調所致生化改變是中樞神經系統衰老的重要因素之一。隨著人口老齡化進程的加快，神經系統退行性疾病的發生率日益升高，迄今并沒有理想的防治手段，如何防治腦衰老已成為當今生命科學和社會科學關注的重大課題。祖國醫學認為，腎與腦關系密切，腦為髓海，腎藏精生髓充腦。衰老機體腎精不足，髓海空虛，腦失其養，造成衰老相關腦病的發生。天門冬屬為百合科，又名天冬、明冬、絲冬等，是多年生草本或半灌木，全世界約有300種，我國有24種，自然分布于貴州、廣東、云南、四川等地，其中以貴州產量最大，品質最佳。因貴州特殊的喀斯特地貌環境，天門冬作為重點發展的貴州傳統苗藥得以大力種植。我們前期實驗發現，天門冬具有固腎抗衰老、抗凋亡等作用[6,7]。本研究觀察了飲用苗藥天門冬水煎劑72周的SD雄性大鼠學習記憶、空間探索能力及血清炎癥因子水平、腦組織神經酶活性，現將結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 藥物、儀器及試劑 天門冬購于貴陽仁濟堂；IL-1、IL-6、AchE、ChAT測試盒(南京建成生物工程研究所)；Morris水迷宮圖像自動采集和處理系統(中科院藥物研究所)；T5000Y型電子天平(美國雙杰兄弟有限公司常熟雙杰測試儀器廠)；FA1204B分析天平(上海精科天美科學儀器有限公司)；TGL-16M高速臺式冷凍離心機(湖南長沙湘儀離心機儀器有限公司)；-80 ℃超低溫冰箱(日本Sanyo公司)；玻璃勻漿器；酶標儀；洗板機。

1.2 實驗動物及分組 3周齡SD雄性大鼠18只，由貴州醫科大學動物實驗中心提供。將大鼠分為天門冬組、衰老組、對照組各6只，天門冬組大鼠自由飲用12 g/L的天門冬水煎劑72周(根據醫用實驗動物學[8]72周相當于50～55歲，為大鼠老年期)，衰老組大鼠自由飲用自來水72周，對照組大鼠自由飲用自來水6周。飼養在室溫為18～22 ℃、相對濕度50%～60%、12 h晝夜交替的動物房內。

1.3 大鼠一般情況觀察 飼養開始，每3天早上(8∶00～10∶00)用電子天平對大鼠進行稱量，觀察大鼠狀態，并做記錄。

1.4 大鼠學習記憶能力及空間探索能力評價 采用Morris水迷宮實驗評價大鼠學習記憶能力及空間探索能力。實驗結束前7 d，采用Morris水迷宮圖像自動采集和處理系統，實驗分為定向航行實驗及空間探索實驗。①定位航行試驗：實驗過程中保持安靜及光線的一致，定位航行試驗時將大鼠從不同象限入水點面向池壁放入水中，觀察大鼠自入水點找到平臺所需的時間(潛伏時間)和游泳距離。大鼠在90 s內若沒有找到平臺，行人為將大鼠引到平臺上并停留15 s，此時的潛伏期計為90 s，電腦智能記錄大鼠成績，連續4 d。②空間探索實驗：第5 d行空間探索實驗(測試大鼠對原平臺的記憶)，撤除平臺，將各組大鼠從平臺對側象限放入水中，記錄其在90 s內跨越平臺的次數與在平臺所在象限停留時間。

1.5 大鼠血清炎癥因子檢測 實驗結束時(天門冬組、衰老組為72周，對照組為6周)，各組大鼠用10%水合氯醛麻醉，股動脈取血處死，分離血清，分裝待用，采用酶聯免疫法檢測IL-1、IL-6，具體步驟嚴格按照試劑說明書要求操作。

1.6 大鼠腦組織AchE、ChAT活性檢測 大鼠處死后，精確稱取腦組織，勻漿，分離取上清液，待用。采用酶聯免疫法檢測AchE、ChAT，具體步驟嚴格按照試劑說明書要求操作。

2 結果

2.1 各組大鼠一般體征比較 對照組大鼠精神狀態好，好動活躍，毛色光澤。隨著時間延長，衰老組大鼠出現體格肥胖，精神萎靡，活動明顯降低，常處于睡眠狀態，毛色無光色泛黃。天門冬組大鼠在精神和活動狀態上稍微好于衰老組。

2.2 各組大鼠實驗第1～4天潛伏時間比較 結果見表1。

表1 各組大鼠實驗第1～4天潛伏時間比較

注：與對照組比較，*P<0.05；與衰老組比較，#P<0.05。

2.3 各組大鼠實驗第1～4天游泳距離比較 結果見表2。

表2 各組大鼠實驗第1～4天游泳距離比較

注：與對照組比較，*P<0.05。

2.4 各組大鼠實驗第5天首次穿越平臺時間、穿越平臺次數、穿越平臺區時間比較 結果見表3。

表3 各組大鼠實驗第5天首次穿越平臺時間、穿越平臺次數、穿越平臺區時間比較

注：與對照組比較，*P<0.05；與衰老組比較，#P<0.05。

2.5 各組大鼠血清IL-1、IL-6水平比較 結果見表4。

表4 各組大鼠血清IL-1、IL-6水平比較

注：與對照組比較，*P<0.05；與衰老組比較，#P<0.05。

2.6 各組大鼠腦組織AchE、ChAT活性比較 結果見表5。

表5 各組大鼠腦組織AchE、ChAT活性比較

注：與對照組比較，*P<0.05；與衰老組比較，#P<0.05。

3 討論

天門冬在我國已有幾千年的藥用歷史，被《神農本草經》列為上品，是貴州民族苗醫藥重要組成部分。天門冬塊根營養成分豐富，富含多種人體必需氨基酸以及甾醇、糖類等成分，其藥理主歸肺、腎二經，具有清肺、降火、滋陰、潤燥和止咳等功效[9]。研究[10]認為，貴州產天門冬遺傳多樣性較大，可能是其道地產區，且貴州產天門冬效果好于全國其他地方。有關天門冬研究報道其藥效可抗機體衰老、抗感染消炎及抗腫瘤作用[11]。文獻[12～15]報道，天門冬具有神經保護作用，可明顯改善認知學習能力，同時對早老性癡呆即阿爾茨海默病也具有防治作用。

學習記憶能力作為認知功能的一部分，大量實驗已證實人和動物的學習、記憶能力都存在隨年齡增長而衰退現象[16]。水迷宮實驗檢測大鼠空間認知行為能力是評估大腦衰老的重要行為學依據，探討延緩腦衰老的機理，尋找有效的抗衰老藥物已成為醫學生物學領域的研究熱點之一[17,18]。本研究顯示，與對照組比較，天門冬組和衰老組實驗第1～4天潛伏時間長；與衰老組比較，天門冬組實驗第4天潛伏時間短。與對照組比較，天門冬組和衰老組實驗第2～4天游泳距離長。與對照組比較，天門冬組實驗第5天首次穿越平臺時間長、穿越平臺次數少，衰老組實驗第5天首次穿越平臺時間長、穿越平臺次數少、穿越平臺區時間短；與衰老組比較，天門冬組實驗第5天首次穿越平臺時間短、穿越平臺次數多。提示給予天門冬可改善衰老大鼠學習記憶能力及空間操作能力。

衰老是一種機體慢性的、低程度的炎癥狀態，隨著年齡的逐漸增長，機體的各組織系統發生著復雜的變化，機體各種細胞因子也發生改變，特別是促炎細胞因子水平增加是引起衰老方式之一。目前，全球已進入老齡化社會，如何延緩衰老成為研究熱點。本研究顯示，與對照組比較，天門冬組和衰老組血清IL-1、IL-6水平升高；與衰老組比較，天門冬組血清IL-1、IL-6水平降低。提示天門冬具有抗炎效果。

國內外研究[19,20]發現，中樞神經系統及大腦功能減退是衰老的重要原因。大腦中樞膽堿能系統是認知行為學的主要調控單位，而大腦膽堿能具有代表性物質ChAT、AchE活性與Ach水平關系密切。研究[21]證實，大腦膽堿能系統與學習記憶密切相關，Ach是由膽堿能神經末梢釋放的用于維持高級神經功能的一種重要神經介質，Ach的量與ChAT、AchE活性有關，二者相輔相成共同維持腦內Ach量的動態平衡。大量實驗研究已將腦內ChAT、AchE活性作為腦功能衰老研究的主要指標，也作為腦衰老藥物治療機制靶點[22,23]。本研究顯示，與對照組比較，天門冬組和衰老組AchE活性增強，ChAT活性減弱；與衰老組比較，天門冬組AchE活性減弱，ChAT活性增強。提示天門冬具有改善中樞神經系統膽堿酶分泌的作用。

總之，苗藥天門冬可改善老年大鼠學習記憶能力、空間探索能力及機體炎癥因子水平、腦組織神經酶分泌。