丁酸钠对氟中毒大鼠学习记忆能力影响的研究

韩旭　胡鑫宇　黄娜　郑作宾 　赵凤　颜南

【摘 要】目的：丁酸鈉对亚慢性氟中毒大鼠学习记忆能力的影响。方法：30只初断乳的SD大鼠进行随机分三组，一组为空白对照组，一组为120 ppm染氟组，一组为120 ppm染氟组加0.05 g/ml丁酸钠治疗组，饲养八周后对大鼠进行Morris水迷宫实验，包括定位航行实验及空间探索实验，通过逃避潜伏期以及在目标象限所滞留的时间的变化，考察大鼠的学习记忆能力。结果：3.水迷宫实验结果显示丁酸钠拮抗氟中毒8周的大鼠行为学改变无统计学意义（p<0.05）。结论：丁酸钠对大鼠学习记忆的影响要随时间长期观察。

【关键词】氟中毒;丁酸钠;水迷宫;学习记忆

【中图分类号】 R595【文献标识码】B【文章编号】1002-8714（2020）04-0151-02

我们前期动物实验表明，大鼠长期处于氟暴露水平可直接影响中枢神经系统损害，同时对智力及学习记忆系统发育产生不良的影响，本实验对丁酸钠拮抗氟中毒8周的大鼠进行水迷宫实验，观察丁酸钠对氟中毒大鼠学习记忆能力的影响。

1.1大鼠模型建立与实验分组

2019年3月26日购于辽宁长生生物技术有限公司提供的健康SD大鼠30只，全部为雄鼠，适应性喂养一周后随机分为3组（10只/组）。①组为阴性空白对照，饮用蒸馏水;②组为120 ppm氟中毒组;③组为300 mg/kg/d丁酸钠伴随120 ppm氟化钠联合给药。

氟化钠根据先前数据可知选用120 ppm，查阅文献选定丁酸钠为300 mg/kg/d。氟化钠选择饮水中毒，丁酸钠选择灌胃给药。大鼠灌胃是最常见的给药方法之一，大鼠的灌胃针长8 cm，直径约1.2 mm。大鼠灌胃时，右手持灌胃注射器，左手拇指和食中二指相对，抓住大鼠颈部皮肤，使大鼠的头部和颈部及躯干呈一直线，不需要固定大鼠的尾巴，就可以实施灌胃操作了。针头顺着大鼠嘴角进入口腔，针头尽量靠后，切记不可插进气管，针头进入食管后再向下会有落空感，表明已进入胃中，可以推药物进胃。

1.2水迷宫

1.2.1水迷宫 主要装置为一个直径 120 cm 的圆形水槽。水槽中注入水（23±2℃）。水槽壁为白色。平台是一个直径为12 cm的透明圆盘，置于水面以下2 cm。池内的水通过添加食用淀粉变成不透明的，使得平台看不见，并且通过软件精确地追踪识别大鼠的游泳路径。Morris水迷宫测试分为定位航行部分及空间探索部分。

1.2.2实验开始前一天，适应性训练，分两个象限，大鼠先后放入水中，如120 秒内未找到平台，引导其至平台站立15秒。

1.2.3正式试验：

（1）定位航行实验：将水槽划分为四个象限，逃生平台设于其中一个象限的中央。随机选取四个象限之一为起始位置，将大鼠头面部朝向水槽壁放入水中。记录大鼠从入水至找到逃生平台的时间（秒），即逃避潜伏期（Escape Latency）。若超过120秒，则将动物引导至平台。让动物在平台上停留 15秒。若不超过120秒即找到平台则在平台上站立3秒后记为有效数据。将动物移开、擦干、用电吹风将其吹干，放回笼内。四个象限均需作为各大鼠的起始位置进行每日训练，两次训练之间间隔15-20秒，连续5天。试验时需保持外环境的绝对安静以降低对大鼠的干扰。

（2）空间探索实验：第五天定位航行部分测试结束后的第二天，将逃生平台撤除，开始120秒的空间探索实验。将大鼠由原先平台象限的对侧象限放入水中，记录大鼠进入目标象限所停留的时间，考察大鼠对原平台的记忆。

所得数据用SPSS20.0进行统计分析，测定值用平均值±标准误差-x±s表示。采用单因素方差分析，并进行两两比较。以P<0.05作为具有统计学意义。

2 结果

大鼠水迷宫实验结果显示，实验第一天，氟化钠组大鼠（8 w）与对照组大鼠相比，大鼠可自行寻找平台，但用时较长，且多沿着水池周边游泳。丁酸钠拮抗组与染毒组比较，定位航行和空间探索实验都有时间减少的趋势，但差异无统计学意义（P>0.05），见下表1，表2。实验第二天，氟化钠组大鼠（8 w）寻找平台速度依旧慢于对照组，但速度快于第一天。

3 讨论

氟中毒除了引起氟斑牙和氟骨症外，一些氟中毒患者常伴有神经系统症状，表现为头痛、头晕、记忆力减退等中枢神经系统功能障碍症状。动物实验证实高氟暴露可引起动物出现精神异常症状，学习、记忆能力下降，自发性神经活动受到抑制，自我协调能力降低[1-2]。

丁酸是一种重要的短链脂肪酸，丁酸盐属于短链脂肪酸家族，有研究表明丁酸钠通过预防氧化应激，炎症反应和神经细胞凋亡，对脑缺血再灌注损伤发挥神经保护作用[3]。

此外，我们前期动物实验表明，大鼠长期处于氟暴露水平可直接影响中枢神经系统损害，同时对智力及学习记忆系统发育产生不良的影响，本实验对染毒8周的大鼠和氟化钠与丁酸钠联合作用的大鼠进行水迷宫实验，我们虽然观察拮抗组大鼠大鼠定位航行实验逃避潜伏期有缩短的趋势，大鼠空间探索实验目标象限停留时间有缩短的趋势，但是遗结果没有统计学意义，我们考虑是因为药物对大鼠的作用时间较短，需进一步到亚慢性毒性终点进行观察，还需要进一步验证。

参考文献

刘艳杰，高勤，吴昌学，龙义国，官志忠.慢性氟中毒大鼠脑组织外调节蛋白激酶表达及大鼠学习记忆能力的变化.中国地方病学杂志， 2009， 28（1）： 32-5

Basha PM，Sujitha NS.Combined impact of exercise and temperature in learning and memory performance of fluoride toxicated rats.Biol Trace Elem Res，2012，150（1-3）：306-13.

Standiford TJ，K unkel SL，Phan SH，Rollins BJ，Striter RM.Alveolar macrophage-derived cytoki- nes induce monocyte chemoattractant protein-1expression from huma type II like epit-helial cells.J Biol C hem 1991;266：9912–8.

Wang C C，Wu H，Lin F H，et al.Sodium butyrate enhances intestinal integrity， inhibits mast cell activation，inflammatory mediator production and JNK signaling pathway in weaned pigs[J]. Innate Immunity，2017：175342591774197.

Chen X，Su W，Wan T ，et al.Sodium butyrate regulates Th17/Treg cell balance to ameliorate uveitis via the Nrf2/HO-1 pathway[J].Biochemical Pharmacology，2017：S0006295217304768.