红景天苷对糖尿病脑病模型大鼠学习记忆功能的影响

赵,蔺 勇,程永杰,张 扬

(1.吉林大学第一医院,吉林长春130021;2.长春市中心医院神经内科,吉林长春130051;3.吉林大学药学院)

糖尿病能够引起多种并发症,如肾病、神经病及视网膜病等。很多临床和实验研究已经表明糖尿病存在一些中枢神经系统并发症,此类病人认知上的缺陷严重地影响其生活质量[1]。

西医治疗以改善脑细胞代谢、改善脑循环及脑保护剂为主,目前尚无特效治疗方法及药物。现代研究发现,红景天具有良好的抗衰老、抗疲劳、抗缺氧、抗辐射等功能。红景天苷是红景天主要药理活性成分,在临床上具有许多潜在的应用价值。在体外进行实验研究表明,红景天苷具有促进PC12细胞分化和抑制细胞凋亡的作用,但是否能够改善糖尿病脑病大鼠学习记忆功能,尚无实验依据。

本文通过观察红景天苷对糖尿病脑病大鼠行为学的影响,探讨其对糖尿病脑病模型大鼠学习记忆功能的影响。

1 材料和方法

1.1实验动物清洁级健康雄性Wistar大鼠(12周龄,体重200 g-250g),由吉林大学实验动物中心提供。

1.2实验药物红景天系景天科植物红景天(Rhodiola rosea L.)根茎,由吉林省临江林业局园林处提供;链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)为美国Sigma公司产品;鱼精蛋白锌胰岛素(400 U/10 ml)购自徐州万邦生化制药有限公司。

1.3实验仪器及试剂LifeScan血糖仪(美国强生)、Morris水迷宫自动监控仪(中国医学科学院药物研究所)、CM1850型冰冻切片机(德国 Leica)、Mikro 22R型低温高速离心机(德国Zentrifugen)、UV-1700型紫外可见分光光度计(日本岛津)、CX21型显微镜(日本Olympus)。

1.4样品的制备取红景天根茎100 g,经粉碎、减压回流提取、控溶、萃取、挥发得到干粉2.5 g[2]。

1.5造模与分组将成模糖尿病大鼠随机分为糖尿病组(DM)和红景天苷组(DM+S),每组各10只大鼠。另取10只大鼠注射等容积缓冲液作为正常对照组(CON)。红景天苷组采用红景天苷粉50 mg/kg灌胃给药,正常对照组和糖尿病组给予等量生理盐水灌胃。每日1次,连续12 w。

1.6血糖和体重测定分别于0和12 w末测定各组大鼠给药后2 h血糖和体重变化。

1.7空间学习记忆能力指标测定干预12 w后开始进行Morris水迷宫实验,训练动物熟悉测试的环境,次日开始正式训练。实验分为两部分:①定位航行实验:每天上、下午各1轮,每只大鼠每次训练120 s,两次训练间隔30 s,历时4 d。训练时随机选择一个入水点,将大鼠面向池壁放入水中。观察记录动物120 s触到平台的时间(逃避潜伏期)。②空间探索实验:在第5 d下午撤除平台,大鼠于原平台对侧象限入水,观察其120 s内在中心区停留时间百分比和通过原平台位置次数。

1.8统计学处理统计分析采用SPSS11.0统计分析软件包。各组数据用(s)表示,进行组间方差分析,P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

2.1血糖和体质量比较表1所示,造模开始时,DM组和DM+S组的血糖值明显高于CON组(P＜0.01),而3组大鼠的体质量基本一致(P＞0.05)。在干预结束后,DM+S组大鼠与DM组大鼠相比,血糖值有所降低,体质量却有所升高,均具有统计学差异(P＜0.05)。

表1 3组大鼠血糖、体质量比较(s,n=10)

表1 3组大鼠血糖、体质量比较(s,n=10)

注:与CON组比较 1)P＜0.01;与DM组比较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学习记忆能力比较表2所示,在定位航行实验中,DM组与CON组比较,其逃避潜伏期明显延长(P＜0.01);DM+S组与DM组比较,逃避潜伏期显著缩短,差异有显著性(P＜0.01)。在空间搜索实验中,与CON组比较,DM组中心区域停留时间百分比和通过原平台位置次数明显下降(P＜0.01);与DM组比较,DM+S组上述指标明显增加(P＜0.05)。

表2 3组大鼠学习记忆能力比较(s,n=10)

表2 3组大鼠学习记忆能力比较(s,n=10)

注:与CON组比较 1)P＜0.01;与 DM组比较2)P＜0.05,3)P＜0.01

组别 逃避潜伏期(t/s)中心区域(%)穿越目标区次数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 讨论

糖尿病是严重危害人类健康的常见病,其多种急慢性并发症是患者致死和致残的重要原因。以往认为糖尿病对神经系统的损害仅局限于周围神经和自主神经系统,但近年来发现亦可累及中枢神经系统,并已从神经生化、神经电生理、形态学和神经心理等多个方面证实了糖尿病脑病的存在[3]。临床病例对照实验和大规模流行病研究证实,糖尿病脑病主要表现为慢性进行性加重的不同程度的认知功能障碍,尤其是学习和记忆能力的降低[4]。

高山红景天属于景天科红景天属的多年生草本植物,主要以根入药。高山红景天含酪醇、红景天苷、黄酮类化合物、35种微量元素、18种氨基酸、5种维生素等,具有强心镇静、调节新陈代谢、调节神经系统和内分泌系统、调节血糖、血压的作用等。红景天苷是红景天主要药理活性成分,在临床上具有许多潜在的应用价值。在体外进行实验研究表明,红景天苷具有促进PC12细胞分化和抑制细胞凋亡的作用[5],因此我们推测红景天苷可能对糖尿病脑病具有神经保护作用,并能够改善血管性痴呆大鼠的学习记忆能力[6],但红景天苷能否成为治疗糖尿病脑病,改善糖尿病脑病认知功能障碍的良药尚未有实验依据。本研究首次发现了红景天苷在STZ诱导糖尿病实验大鼠中具有一定的治疗糖尿病效应(降血糖和增加体质量),这可能是其改善神经病变的机制之一。因为高血糖是糖尿病的启动因素,降低血糖本身即能有效地延缓和减轻糖尿病脑病的发生发展,从而改善糖尿病大鼠学习记忆功能。

总之,糖尿病脑病的学习记忆功能的改善是糖尿病研究中的又一重要课题,对糖尿病的发展、预后具有重要意义。本研究发现传统中药提取物红景天苷有一定降血糖作用,更重要的是能够改善脑病引起的学习记忆障碍。

[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.

[2]吴永强,姚文兵,高向东,等.红景天提取物对小鼠记忆获得性障碍的改善作用[J].中国药科大学学报,2004,35(1):69.

[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.

[4]Whitmer RA.Type 2 diabetes and risk of cognitive impairment and dementia[J].Curr Neurol Neurosci Rep,2007,7(5):373.

[5]Yu S,Liu M,Gu X,et al.Neuroprotective effects of salidroside in the PC12 cell model exposed to hypoglycemia and serum limitation[J].Cell Mol Neurobiol,2008,28(8):1067.

[6]陈燕清,李 丽,杨发明.红景天对血管性痴呆大鼠空间学习记忆能力及海马组织SOD、MDA影响的实验研究[J].山西中医学院学报,2008,9(2):22.