酒精对大鼠学习记忆能力的影响

佟昕琪，于 鸣，王 泓，张媛欣，娄喜莹，万 朋

(吉林医药学院基础医学院，吉林 吉林 132013)

近年来，因过度饮酒造成的事故、损伤、疾病和死亡等问题显著增加。酒精依赖是一种以酒精耐受、依赖、饮酒、自控力进行性丧失和以戒断综合征为特点的慢性功能紊乱性疾病[1]。中枢神经系统是酒精最敏感的靶点。酒精可以自由通过血脑屏障，影响神经系统结构和功能。酒精主要影响中脑黑质-纹状体多巴胺系统功能异常，从而导致记忆能力障碍、失眠、抑郁、异动症、成瘾、焦虑，甚至产生幻想等行为[2]。有研究证实，酒精可以损伤大鼠的学习记忆功能[3]。目前关于酒精对机体损伤的研究较多，主要包括对大脑的结构、神经递质及受体等[4]，但酒精自由饮对大鼠的异动行为研究较少。因此，本实验采用酒精自由饮模型，观察酒精对大鼠异动行为和学习记忆能力的影响，同时检测血清中自由基的损伤情况，探讨酒精损伤中枢神经系统的可能机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

雄性清洁级SD大鼠32只，适应性饲养1周，室温(20±2)℃，相对湿度40%～60%，体重(200±20)g，吉林大学动物实验中心提供(动物许可证号：SCXK-吉2016—0003)。实验动物随机分为4个组，对照组及酒精自由饮6%、8%、12%的浓度梯度组。

1.2 旷场实验

检测大鼠在新异环境中的自主行为。检测前1 d大鼠在旷场实验箱内适应30 min以熟悉环境。观察指标有大鼠排尿、排便次数，运动速度，运动距离(水平运动和垂直运动)，休息时间，沿边运动距离和中央运动距离及停留的时间等。本实验主要观察大鼠水平运动的时间和距离以及垂直运动的时间和距离，每次测试时间30 min。每测试一次动物都要对旷箱地板进行75%酒精擦拭，以免上次动物余留的信息(如动物的大、小便，气味)影响下次测试结果。

1.3 Morris水迷宫实验

检测大鼠的学习记忆能力。检测前1 d大鼠在无站台的水池中自由游泳2 min以熟悉环境。定位航行实验观察指标有大鼠寻找并跳上平台的时间、路径、总路程以及搜索策略方式等。本实验用逃避潜伏期以120 s记录。空间探索实验用来衡量实验动物对平台所处空间位置的记忆保持能力，测量实验动物在固定的时间内(本实验采用60 s)穿越原站台区的次数。

1.4 海马组织多巴胺含量及血清中抗氧化指标测定

Morris水迷宫实验结束后，大鼠行腹腔注射麻醉，腹主动脉取血，3000 r/min(离心半径13.5 cm)，离心10 min，制备血清，样本用于测定超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量(严格按照相应试剂盒说明书进行操作)。之后快速在冰上取脑，并迅速剥离一侧大脑海马组织，滤纸滤干准确称取海马组织的重量，并放入盛有脑组织质量9倍4 ℃生理盐水的组织匀浆管中，用匀浆器制备10%的组织匀浆，3000 r/min(离心半径13.5 cm)，离心10 min，取上清液备用。将收集的样品注入高效液相色谱系统，测定多巴胺(dopamine，DA)的含量。

1.5 统计学方法

2 结 果

2.1 旷场实验结果

旷场实验测试结果显示，与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠水平运动的时间显著延长(P<0.05)；12%酒精组与6%酒精组相比，大鼠水平运动的时间显著延长(P<0.05)；12%酒精组与对照组和6%酒精组相比，大鼠水平运动的距离显著增加(P<0.05)。与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠垂直运动的时间和垂直运动的距离均显著减少(P<0.05)；12%酒精组与6%酒精组相比大鼠垂直运动的时间和垂直运动的距离均显著减少(P<0.05)。见表1。

表1 酒精自由饮对大鼠自主行为的影响

2.2 Morris水迷宫实验结果

在5 d的定位航行实验中，大鼠找到站台所需要的时间，即逃避潜伏期随着训练天数的增加逐渐缩短。与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠的逃避潜伏期显著延长(P<0.05)，12%酒精组与6%酒精组相比大鼠的逃避潜伏期显著延长(P<0.05)。第5天撤去站台后的空间探索实验中，大鼠在60 s内穿过原站台区的次数与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠穿越原站台的次数显著减少(P<0.05)；12%酒精组与6%酒精组相比大鼠穿越原站台的次数显著减少(P<0.05)。见表2。

表2 酒精自由饮对大鼠学习记忆能力的影响

2.3 酒精对海马组织DA含量及血清中SOD和MDA的影响

与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠海马组织内DA含量显著减少(P<0.05)；12%酒精组与6%酒精组相比大鼠海马组织内DA含量显著减少(P<0.05)。与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠血清中SOD的活性显著降低(P<0.05)；12%酒精组与6%酒精组相比大鼠血清中SOD的活性显著降低(P<0.05)。与对照组相比，8%、12%酒精组大鼠血清中MDA含量显著增加(P<0.05)；12%酒精组与6%酒精组相比大鼠血清中MDA含量显著增加(P<0.05)。见表3。

表3 酒精对海马组织DA含量及血清中SOD活性和MDA含量影响

3 讨 论

众所周知，中枢神经系统是酒精损伤的重要靶点之一，摄入酒精后可损伤大脑神经元的形态及其功能发生改变。有研究证实，长期过量饮酒可以引起明显的酒精依赖，最终引起严重的迟发性运动障碍，其运动障碍发生在戒断期与短暂性帕金森病相类似[5]。本研究证实，8%、12%的酒精浓度组大鼠海马组织内DA含量显著减少，并且在旷场实验中出现了垂直运动的时间和垂直运动的距离均显著减少的异动症状。研究证实，多巴胺能神经元及其受体在药物成瘾中发挥重要作用，中脑黑质及纹状体内多巴胺能神经元减少引起显著的帕金森病特征[6]。虽然海马不是多巴胺神经系统的经典部位，但是海马接受腹侧背盖区等处的多巴胺能神经元的投射[7-8]，而且海马内有D1和D2受体的高表达[9]。长期过量饮酒最常表现为Korsakoff综合征和酒精相关性痴呆，长期过量饮酒可以引起大脑结构和功能的永久性损害[10]，造成认知功能紊乱和神经退行性疾病，这与本研究的8%、12%的酒精浓度组大鼠在Morris水迷宫实验中逃避潜伏期显著延长和穿越原站台的次数显著减少相一致。不同剂量酒精对中枢神经系统有一系列影响，但酒精摄入与认知功能障碍之间的剂量-反应关系尚不清楚[11]。有研究证实，长期大量饮酒后能显著抑制体内抗氧化酶的活性，导致机体内过多的氧自由基无法被清除[12]，这与本研究的8%、12%的酒精浓度组大鼠血清中SOD活性显著下降和MDA含量显著增加相一致。

长期过量摄入酒精能够显著减少脑内DA的含量，从而引起大鼠的异动行为，进一步引起学习记忆功能障碍。酒精对大脑的损伤一定程度上与增强体内自由基的毒性及氧化作用相关，但酒精是否通过影响神经递质的下游受体和相关蛋白导致突触可塑性降低而影响学习记忆能力，有待于更深一步研究。