心脑舒通对血管性痴呆大鼠脑兴奋性氨基酸含量的影响

王 英

迄今为止,血管性痴呆(vascular dementia,VD)的确切发病机制尚不清楚。近年来有学者认为,N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体与VD患者认知功能障碍有关。脑内存在着兴奋性氨基酸和抑制性氨基酸,它们发挥神经递质的作用,在学习记忆过程中具有重要的意义。血管性痴呆(Alzheimer's Disease,AD)发病与脑组织内兴奋性氨基酸含量的改变有关系。本研究通过观察心脑舒通对AD模型大鼠脑内兴奋性氨基酸谷氨酸(Glu)、天门冬氨酸(Asp)含量的影响,探讨心脑舒通治疗AD的作用机制。

1 材料与方法

1.1 主要试剂和仪器 Glu、Asp标准品为Sigma公司产品;检测仪器:LC-6A高效液相色谱仪、SPD-6AV紫外分光光度计(均为日本岛津公司产品)。心脑舒通片剂,吉林敖东洮南药业公司。

1.2 实验动物 选用清洁级老龄SD大鼠20月龄,体重(250±50)g 40只,雌雄各半。

1.3 造模、分组及治疗 所有大鼠造模前均进行游泳测试,排除先天愚型大鼠。然后随机抽取10只作假手术组(手术方法同造模组,注射生理盐水代替海藻酸),其余30只制备血管痴呆模型。造模方法:立体定位仪固定大鼠定位,前2.4 mm,旁1.4 mm,深 7.4 mm,经玻璃电极注入海藻酸 2μ L(20μ g/μ L),5 min内缓慢注入。造模成功后将动物随机分为3组,每组10只。即模型组:造模成功后令其自然恢复。心脑舒通治疗组:造模后第7天开始灌胃心脑舒通治疗,剂量为0.1 mg/(kg◦d)。30 d为一疗程。另外,假手术组不给予任何治疗。共有36只大鼠完成全部实验,4只死亡。

1.4 取样及检测方法 各组大鼠断头后迅速在冰面上取左侧部分大脑皮质,制备组织匀浆,3 000 r/min,离心15 min,吸取上清置于-30℃待测。采用高效液相色谱仪和紫外分光光度计检测。

1.5 统计学处理 数据以SPSS 11.0统计软件分析,采用单因素方差分析继以q检验,方差分析齐性检验水平α1=0.05,显著性检验水平α2=0.05。

2 结 果

与假手术组比较模型组大鼠脑组织内Glu、Asp含量明显降低(P＜0.01)。心脑舒通治疗后大鼠脑组织 Glu、Asp含量明显升高,与模型组比较有统计学意义(P＜0.05),与假手术组比较无统计学意义,且心脑舒通组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。详见表1。

表1 各组大鼠脑组织Glu、Asp含量比较(±s) nmol/mg

表1 各组大鼠脑组织Glu、Asp含量比较(±s) nmol/mg

组别 n Glu Asp假手术组 20 12.06±0.96 5.15±0.77心脑舒通组 19 10.82±0.821) 4.96±0.561)模型组 8 8.34±0.652) 3.46±0.592)与模型组比较,1)P＜0.05;与假手术组比较,2)P＜0.01

3 讨 论

中枢神经系统(CNS)中作为神经递质的游离氨基酸分为兴奋性氨基酸(EAA)和抑制性氨基酸(IAA),这两类氨基酸通过各自的受体相互作用,共同维持着人体正常神经生理活动。它们分别以Glu和GABA为代表,作为神经递质调控学习记忆功能,Glu/GABA是继胆碱能神经递质后研究的新领域[1]。

哺乳动物脑内含有大量 EAA-R,分为 NMDA受体、AMPA受体、KA受体、L-AP4受体及亲代谢受体,后四类合并称为非NMDA受体。脑缺血后,A TP水平迅速下降,导致Glu逆向转运增强,含量急剧升高。Glu的过度积累刺激NMDA受体、AMPA受体、KA 受体,使 Na+和Ca2+大量内流,引起细胞肿胀、神经元死亡。NMDA受体在缺血性脑损伤中作用的确立主要基于其可引起细胞内Ga2+超载,引起 DNA、蛋白质和磷降解,生物磷脂降解产生的花生四烯酸,在代谢中生成具有高反应的氧自由基,破坏生物膜[2]。且经研究表明NM DA拮抗剂可以减少动物局灶性脑缺血的梗死范围[3]。AMPA-/KA受体在缺血性脑损伤中的作用主要缘于其兴奋毒性,依据主要有①脑缺血时可引起胞外H+增加,可直接增加AMPA-/KA受体介导的神经毒性:②脑缺血后GluR2/GluR-B亚基表达降低及GluR4/GluR-D表达增加,使AMPA受体对 Ca2+和Zn2+通透性升高,导致其神经毒性增强[4]:且AM PA受体拮抗剂对缺血后海马神经元迟发死亡有保护作用。但有疑问的是由于缺血性脑损伤常见于主要轴突和少树突细胞组成的有髓鞘纤维束,而兴奋性毒性损伤主要见于由神经细胞胞体和树突组成的皮质和海马等脑区。所以,兴奋性氨基酸毒性作用尚不能解释全部缺血性脑损伤。

GABA在中枢神经系统作为抑制性神经递质发挥效应,现有许多研究表明GABA参与脑海马组织缺血/再灌注所导致迟发性神经元损伤。GABA含量减少、海马内源性抑制降低、兴奋-抑制失衡,可能是脑缺血/再灌注后海马迟发性神经元损伤的表现,神经生物化学揭示氨基酸类神经递质与学习和记忆密切相关,Glu是锥体神经元的主要兴奋性神经递质,在学习和记忆、发育中的突触可塑性、神经元生存及树突的生长与退化方面具有重要作用。它的作用通过N-甲基门冬氨酸(NM DA)受体调节。长时程突触增强(long-term potentia-tion,LTP)现象被认为是脑内信息储存和记忆形成的一种生理学机制模式,NMDA受体由于存在LTP现象被认为与学习记忆密切相关。Glu与LTP的关系可简单归纳为:刺激→突触后NMDA受体激活→通道开放→Ca2+内流→细胞膜去极化→LTP。血管性痴呆患者脑内某些神经递质如Glu、GABA等及神经肽代谢出现不同程度障碍[5]。有研究表明,晚期AD患者神经递质类氨基酸的含量全面降低,与患者的临床与病理改变相一致。

心脑舒通作为微循环改善剂,能抑制细胞内钙超载,防止钙超载造成的各种损伤,具有血管活性和神经元保护作用,基础研究显示其能改善记忆和学习等认知功能。临床研究表明心脑舒通治疗AD疗效显著。

[1]杨文明,杨静芳.智脑胶囊对阿尔茨海默病模型大鼠学习记忆及脑胆碱能神经递质系统的作用研究[J].中国临床康复,2004,28(8):6262-6264.

[2]范文辉,刘之荣.血管性痴呆的动物模型及其胆碱能机制研究[J].第三军医大学学报,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]罗涛,蒋俊.电针对脑缺血再灌注大鼠海马神经元GluR-2表达的影响[J].中国组织化学与细胞化学杂志,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.