姜辣素乳剂对阿尔茨海默病大鼠学习记忆的影响

袁圣楠 刘倩倩 王 蕾

(泰山医学院，山东 泰安 271016)

生姜是姜属植物的块根茎，根茎肥厚，具有芳香和香辣味，是流行的调味品，在我国被广泛种植。它含有多种成分，包括姜辣素、姜精油、姜酚、姜醇及黄酮等化合物[1]。姜辣素是生姜中主要的呈味和药用成分，在调味品、保健食品、药品、化妆品等行业应用广泛。药理学研究发现姜辣素具有降胆固醇、抗肿瘤、抗氧化、抑菌、清除自由基、抗炎、保肝利胆、强心以及神经保护作用等[2-4]。本研究旨在观察姜辣素乳剂对阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)大鼠学习记忆能力的影响，进而为生姜药理学作用的开发提供新的思路[5]。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1动物 30只清洁级健康SD大鼠，体质量(180±20)g，购买于济南星康生物技术有限公司。给予标准饮食喂养，室内温度(23±3)℃，湿度40%～70%，自由饮水，使其适应新环境。

1.1.2药品和试剂 姜辣素乳剂，由泰山医学院药剂教研室提供；Aβ25-35(Sigma公司)加入无菌PBS配制成100 μM，保持在37 ℃恒温培养箱中孵育7 d，使其老化形成聚集态的Aβ25-35；乙酰胆碱(AchE)、超氧化物歧化酶(SOD)及丙二醛(MDA)试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。

1.1.3仪器 脑立体定位仪，微量注射器。

1.2 方法

1.2.1动物分组 30只SD大鼠分为5组：空白对照组、模型组、假手术组、姜辣素乳化剂低剂量组、姜辣素乳化剂高剂量组。

1.2.2建立AD模型 将大鼠用10%的水合氯醛(0.3 ml/100g)麻醉，固定于脑立体定位仪上。对耳线跟上颌骨三角固定，保持头盖骨水平，75%酒精消毒头部皮肤，经头部正中剪开皮肤，暴露颅骨，按脑立体定位图谱进行定位，在颅骨相应部位钻孔。具体位置为：前囟向后3.5 mm，中线旁开2.0 mm，三棱针钻开颅骨，暴露硬脑膜，再用微量注射器自脑表面垂直进针3.0 mm，将5 μl Aβ25-35缓慢注入，5 min注完，留针10 min后缓慢撤针。撒适量牙根粉后，缝合切口，并用碘伏消毒切口。假手术组注射相应体积的无菌PBS溶液。

1.2.3用药 待全部大鼠恢复清醒并可术后活动后，姜辣素乳化剂低剂量组和高剂量组分别灌胃浓度为0.1%、0.5%的姜辣素乳剂(1 ml/100g)。模型组、假手术组灌胃同等体积的生理盐水，空白对照组不做任何处理。灌胃用药持续21 d。

1.2.4Y迷宫实验 末次给药1 h后使用Y迷宫刺激器测试大鼠学习能力。每只大鼠先在迷宫中适应3 min，给予适当电击，电刺激参数为电压50～80 V，每次电击延迟为5s，大鼠受到电击后，直接由起步区逃至安全区为正确反应，否则均属错误反应。以一个实验日内完成30次反应中错误次数为学习成绩。24 h后重复测试，记录错误次数为记忆成绩。

1.2.5相关生化指标检测 Y迷宫行为学实验结束后，将大鼠麻醉，解剖暴露出内脏，腹主动脉取血，静置1 h，然后以3000 r/min的速度离心15 min，取上清液，放置于-80 ℃冰箱中保存备用。血清中Ach、SOD及MDA的含量检测严格按照试剂盒说明操作。

2 结 果

2.1 姜辣素乳剂对大鼠学习记忆能力的影响

与对照组相比，模型组大鼠在学习记忆能力中错误次数均增加(P<0.05)，表明AD模型成功；与模型组相比，两个给药组大鼠在学习记忆能力中错误次数均减少，表明姜辣素乳剂在一定程度上可以改善AD大鼠的学习记忆能力，但两个剂量给药组之间差异无统计学意义。见表1。

表1 学习与记忆功能测定结果(n=6)

注：与空白对照组相比，▲P<0.05；与模型组相比，★P<0.05。

2.2 姜辣素乳剂对大鼠血清Ach含量的影响

与对照组相比，模型组中Ach含量降低；与模型组相比，给药组大鼠血清中Ach含量增加。见表2。

表2 各实验组大鼠血清中Ach水平的变化

注：与空白对照组相比，▲P<0.05；与模型组相比，★P<0.05。

2.3 姜辣素乳剂对大鼠血清SOD、MDA含量的测定

与对照组相比，模型组中SOD活性降低(P<0.05)，MDA含量明显增高(P<0.01)；与模型组相比，两个给药组均可升高SOD活性(P<0.05)，同时降低MDA含量(P<0.01)。见表3。

表3 各实验组大鼠血清中SOD、MDA水平的变化

注：与空白对照组相比，▲P<0.05，▲▲P<0.01；与模型组相比★P<0.05，★★P<0.01。

3 讨 论

阿尔茨海默病是一种中枢神经系统退行性疾病。临床表现为认知功能障碍和记忆损伤。AD的主要病理特征是类胆碱神经元的损失及变性、老年斑和神经纤维缠结[6]。AD的病因复杂，目前比较认可的假说为氧化应激假说、能量代谢假说、β淀粉样蛋白级联反应假说以及胆碱能假说等[5-7]。普遍认为，AD的发病可能是通过多因素、多途径共同作用的结果。不幸的是，迄今尚未研究出治疗AD的方法。西药治疗AD效果副作用多, 且易出现耐药性。相比而言，中药作为来源广泛的药物，因其具有多靶点，多层次的作用特点表现出一定的优越性。

生姜来源广泛，化学成分复杂，目前研究发现，它含有100多种物质，主要分为3类：挥发油、姜辣素、二苯基庚烷；此外还含有游离氨基酸、淀粉、树脂状物质等其他类成分[8]。已有研究发现，生姜水溶液和醇提取物在改善与中枢胆碱系统相关的学习和记忆能力方面具有重要作用[9-10]。本实验采用海马内注射Aβ25-35建立AD模型，观察姜辣素乳剂对Aβ25-35诱导的学习记忆障碍是否具有改善作用。大量实验表明[3,10]，中枢胆碱能系统对大脑的学习记忆能力有着重要的作用。结果显示：在AD发病过程中，脑内神经递质乙酰胆碱的含量降低。乙酰胆碱是促进学习记忆的重要物质基础。本实验给予姜辣素乳剂治疗后，可加强中枢胆碱能活动，增加Ach含量，改善学习记忆能力，使Y型迷宫错误次数减少(P<0.05)。此外，给药组中，抗氧化酶SOD含量增加，丙二醛MDA含量降低。SOD是生物体内清除自由基的首要物质，能促使超氧化物阴离子自由基变为过氧化氢和氧离子，防止氧自由基破坏组织和细胞;MDA是衡量机体内自由基水平的指标，自由基作用于脂质发生过氧化反应，氧化终产物为丙二醛，会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，具有毒性作用。以上结果表明：姜辣素乳剂对阿尔茨海默病大鼠的学习记忆有改善作用，其改善作用与加强中枢胆碱能活动，对抗自由基对中枢神经系统的损伤有关。但其具体的作用机制有待进一步研究。