螺旋藻对衰老小鼠脑功能的保护作用

杨占军

(淮阴师范学院生物系，江苏淮安 223300)

研究报告

螺旋藻对衰老小鼠脑功能的保护作用

杨占军

(淮阴师范学院生物系，江苏淮安 223300)

目的探讨螺旋藻对衰老小鼠脑功能的作用。方法使用D－半乳糖建立小鼠衰老模型，用螺旋藻灌胃进行实验性治疗。持续6周后，检测小鼠的学习记忆能力及脑组织的超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含量。结果与对照组相比，模型组小鼠的学习记忆能力下降(P＜0.05或P＜0.01)，SOD活力下降、MDA含量升高;当补充螺旋藻后，实验组的学习记忆能力又不同程度的得到恢复(P＜0.05)，SOD活力升高、MDA的含量下降。结论螺旋藻对衰老小鼠的脑功能具有保护作用。

螺旋藻;抗衰老;脑功能

螺旋藻(Spirulina)含有丰富的蛋白质、游离氨基酸、糖、不饱和脂肪酸、多种维生素及微量元素，是一种具有重要经济价值的保健食品。实验发现螺旋藻能够增强自身免疫，延缓衰老［1］。而有关螺旋藻对D－半乳糖所致的学习记忆障碍有否改善作用，目前还未见报道。本实验采用D－半乳糖所致衰老小鼠模型，研究螺旋藻对衰老小鼠学习记忆有何影响，旨在为筛选改善脑功能障碍的有效物质提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 试剂

螺旋藻干粉由广州龙力贸易发展有限公司生产。D－半乳糖由上海试剂二厂生产，用生理盐水配置成30 g/L浓度的溶液待用。超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒、丙二醛(MDA)试剂盒、考马斯亮蓝试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供。

1.2 动物与分组

昆明种健康的雄性小鼠30只，体质量28～34 g，清洁级，由南京医科大学实验动物中心提供【SCXK(苏)2008－0004】。将小鼠分为3组，每组10只。即:①模型组:每天按照300 mg/kg剂量颈部皮下注射D－半乳糖，同时每天用与实验组等量的生理盐水灌胃;②实验组:按上述剂量颈部皮下注射D－半乳糖，同时每天用3 g/kg剂量的螺旋藻灌胃;③对照组:按上述同样剂量的生理盐水分别颈部皮下注射和灌胃。各组动物正常进食，持续6周后，对各组动物进行行为学测试，然后再进行生化指标测定。在饲养过程中，每周一次称重。

1.3 跳台实验

跳台反射箱参见高翠英等实验［2］。实验时将动物放入箱内先适应5 min，然后箱底部通电(电压为36 V)，小鼠的正常反应是跳上平台以躲避伤害性刺激，在平台上停留一定时间后，多数动物会又跳至铜栅上，受电击后又逃上平台。如此训练5 m in，记录每只小鼠5 min的错误次数(M1)以及第1次受电击后由台下逃避到台上的时间，即逃避潜伏期(EL)。以M1和EL作为学习成绩。24 h后，在底部铜栅通电的情况下，直接将小鼠置于平台上，记录小鼠第一次在台上的停留时间，即停留潜伏期(SDL)，并记录每只小鼠3 m in的错误次数(M2)。用SDL和M2两个指标反映记忆成绩。

1.4 避暗实验

实验装置分明箱和暗箱两部分，两箱之间有一小洞供小鼠通过，箱底部设有铜栅可电击动物。实验时将小鼠背向洞口置于明箱，当小鼠进入暗箱时，用36 V电击3 s，小鼠又会逃至明箱。记录5 min内的错误次数和潜伏期(即第一次进入暗箱的时间)，以此作为学习成绩。24 h后再测，以其错误次数和潜伏期作为记忆成绩。

1.5 小鼠脑组织SOD活力、M DA含量的测定

行为测试完成后，眼球取血，并将小鼠脱颈处死，迅速断头取脑、称重，按照试剂盒说明书，检测脑组织SOD活力、MDA的含量。

1.6 统计分析

2 实验结果

2.1 跳台实验结果

对照组的学习成绩和记忆成绩都好于模型组，数据差异有显著性(P＜0.05);与模型组相比，除了实验组中的EL数据没有表现出明显差异外，实验组的其余数据差异均明显，差异有显著性(P＜0.05)。见表1。

2.2 避暗实验结果

对照组与模型组相比，无论是学习成绩，还是记忆成绩，都表现出了差异性，差异有显著性(P＜0.05或P＜0.01);与模型组相比，实验组数据差异均明显，差异有显著性(P＜0.05)。见表2。

表1 各组小鼠跳台实验成绩(±s，n=10)Tab.1 Results of step－down test in the mice of 3 groups o(±s，n=10)

表1 各组小鼠跳台实验成绩(±s，n=10)Tab.1 Results of step－down test in the mice of 3 groups o(±s，n=10)

注:与模型组比较，﹡P＜0.05Note:﹡P＜0.05，vs.model group

组别Group学习成绩Learning score记忆成绩Memory score EL(s)M1 SDL(s)M2对照组Control 29.8±8.87＊2.9±1.87＊140.7±51.15＊1.5±0.87＊模型组Model 53.2±15.34 5.4±2.11 91.3±47.24 2.6±1.11实验组experiment 38.5±19.49 3.7±1.98＊126.2±60.56＊1.8±1.05＊

表2 各组小鼠避暗实验成绩(±s，n=10)Tab.2 Results of dark avoidance test in mice of the 3 groups(±s，n=10)

表2 各组小鼠避暗实验成绩(±s，n=10)Tab.2 Results of dark avoidance test in mice of the 3 groups(±s，n=10)

注:与模型组比较，﹡P＜0.05，**P＜0.01Note:﹡P＜0.05，**P＜0.01，vs.model group

组别Group学习成绩Learning score记忆成绩Memory score错误次数Mistake times潜伏期(s) Latency错误次数Mistake times潜伏期(s) Latency对照组Control 0.3±0.21**274.1±11.14*0.3±0.17﹡290.3±12.37﹡模型组Model 1.6±0.37 160.2±49.53 1.2±0.32 167.5±62.71实验组Experiment 0.9±0.28﹡239.3±41.7﹡0.5±0.29﹡237.6±56.46﹡

2.3 SOD活力和M DA含量测定结果

对照组与模型组相比，脑组织SOD活力和MDA含量都表现出了差异性，差异有显著性(P＜0.05或P＜0.01);与模型组相比，实验组数据差异明显，差异有显著性(P＜0.05)。见表3。

3 讨论

除了观察螺旋藻对D－半乳糖致衰老模型鼠学习记忆能力的影响外，本实验还探讨了脑组织SOD活力和MDA含量的变化。SOD是清除自由基的重要抗氧化酶，其活性随年龄的增长而减弱，是衰老的重要指标之一。MDA作为脂褐质形成过程中的中间产物，其含量可间接反映机体内自由基的产生情况和细胞的脂质过氧化程度，MDA也是评介衰老的指标之一。本研究主要是通过研究动物行为的外在变化和和脑组织衰老相关酶的内部变化来反映螺旋藻对衰老小鼠脑功能的保护作用。

表3 各组小鼠脑组织SOD活力和MDA含量测定结果(±s，n=10)Tab.3 Results of measurements of the SOD activity and MDA level in the mouse brain tissue of the 3 groups(±s，n=10)

表3 各组小鼠脑组织SOD活力和MDA含量测定结果(±s，n=10)Tab.3 Results of measurements of the SOD activity and MDA level in the mouse brain tissue of the 3 groups(±s，n=10)

注:与模型组比较，﹡P＜0.05，**P＜0.01Note:﹡P＜0.05，**P＜0.01，vs.model group

组别Group脑SOD (U/mg Prot)脑MDA (nmol/mg Prot)对照组Control 175.4±20.65﹡10.13±0.95**模型组Model 145.2±17.42 15.13±1.38实验组experiment 178.1±14.12﹡11.31±1.31﹡

D－半乳糖可诱发动物的衰老，引起痴呆样的行为及病理性改变，其发生机制主要与氧化应急损伤和自由基的毒性有关。青年小鼠长期注射D－半乳糖后，可在细胞内被醛糖还原酶还原成过多的半乳糖醇，后者不能进一步代谢而堆积在细胞内，影响渗透压，导致细胞肿胀、代谢紊乱、体内活性氧水平升高、细胞膜脂质受损，以至引起多器官系统功能的衰退［3，4］。本实验的行为检测结果与之一致，即模型组小鼠的学习记忆出现了障碍。SOD是消除超氧阴离子自由基生物毒性效应的重要保护酶，MDA是与衰老有关的脂质过氧化物产物［1，5］。实验发现模型组动物脑组织的SOD活力降低，而MDA含量提高，与动物行为表现出了一致性。

当补充螺旋藻后，实验组小鼠的学习记忆能力又明显恢复，说明螺旋藻可以改善由D－半乳糖所导致的学习记忆障碍。螺旋藻营养丰富，含有18种氨基酸、12种矿物质、8种维生素和多种生物活性物质，其中的某些物质可能通过多种代谢途径，直接或间接影响着与衰老有关的物质。螺旋藻使得由D－半乳糖抑制的SOD酶的活性得以恢复，同时也可使得与衰老成正相关的MDA含量降低［6－8］。螺旋藻通过种种途径增强了机体的抗氧化酶活性，减弱了脂质过氧化反应，有效清除了过量的自由基，使脑组织功能有所恢复，进而表现出对D－半乳糖所致的学习记忆障碍的改善作用。

有关螺旋藻改善由D－半乳糖所致的学习记忆障碍机制颇为复杂，究竟哪些物质在发挥作用，经过了怎样的途径，这些问题尚不明了，仍然有待今后的工作。

［1］刘玉兰，牟孝硕，崔素玉，等.螺旋藻多糖的抗衰老作用［J］.中国药理学通报，1998，14(4):362－363.

［2］高翠英，崔秀玉.BALB/c和ICR小鼠的学习记忆能力等行为学研究［J］.中国实验动物学报，2007，15(5):372－375.

［3］李立平，王全胜，武变瑛，等.高纯度银杏黄酮对衰老小鼠学习记忆功能的影响［J］.中国临床康复，2005，9(44):97－99.

［4］李文彬，韦丰，范明，等.D－半乳糖在小鼠上诱导的拟老化效应［J］.中国药理学与毒理学杂志，1995，9(2):93－95.

［5］包金风，包金云，李锦明，等.脑力智宝对D－半乳糖所致亚急性衰老小鼠的抗衰老作用及机制［J］.中国老年学杂志，2004，24(8):742－744.

［6］韩志涛，张丙烈，张京立，等.施普善对D－半乳糖拟衰老小鼠学习记忆功能的影响［J］.中国临床康复，2004，8(10): 1846－1847.

［7］崔旭，李文斌，张丙列，等.D－半乳糖脑老化模型的脂质过氧化机理［J］.中国老年学杂志，1998，18(2):38.

［8］左绍远.螺旋藻多糖抗衰老作用的实验研究［J］.中国中药杂志，1999，24(8):4490－4491.

Protective Effect of Spiru lina on the Brain Function in Senile M ice

YANG Zhan－jun
(Department of Biology，Huaiyin Normal College，Huaian，Jiangsu 223300，China)

Objective To explore the effect of spirulina on the brain function in senile mice.M ethods A mouse model of brain－senile disturbance was established by D－galactose and the experimental mice were treated with spirulina by gavage.After six weeks，the learning and memory ability of mice was evaluated.Besides the SOD activity and the content of MDA in the brain tissue were assayed.ResultsCompared with the control group，the learning and memory abilities of model group were significantly decreased(P＜0.05 or P＜0.01)，and the SOD activity decreased，while the content of MDA increased.After fed with spirulina，the learning and memory ability in mice of the treatment group was ameliorated (P＜0.05)，and the SOD activity increased，while the content of MDA decreased.ConlusionS pirulina can exert protective effect on the brain function in senile mice.

Spirulina;Anti－aging;Brain function

R749.1

A

1005－4847(2010)03－0265－03

2009－05－05

杨占军(1957－)，男，教授，主要从事脑功能研究.E－mail:yzj5678@163.com.