北冬蟲夏草對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響

萬(wàn)朋，高俊濤，沈楠，任曠，呂士杰（吉林醫(yī)藥學(xué)院生理學(xué)教研室，吉林吉林132013）

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北冬蟲夏草對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響

萬(wàn)朋，高俊濤，沈楠，任曠，呂士杰*
（吉林醫(yī)藥學(xué)院生理學(xué)教研室，吉林吉林132013）

摘要：觀察北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響，并初步探討其作用機(jī)制。Wistar系雄性大鼠32只，隨機(jī)分為陽(yáng)性對(duì)照組、陰性對(duì)照組、北冬蟲夏草小劑量組和北冬蟲夏草大劑量組。北冬蟲夏草水提液灌胃4周，取海馬組織勻漿測(cè)定海馬組織單胺類物質(zhì)含量變化，并利用Y迷宮觀察大鼠學(xué)習(xí)記憶能力。與陰性對(duì)照組相比北冬蟲夏草小劑量組、北冬蟲夏草大劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組海馬組織內(nèi)去甲腎上腺素含量顯著增加（均為P＜0.05），與陰性對(duì)照組相比北冬蟲夏草大劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組海馬組織內(nèi)多巴胺的含量顯著增加（均為P＜0.05）；在7天的Y迷宮訓(xùn)練過程中3組大鼠的逃避潛伏期均縮短，進(jìn)入錯(cuò)誤區(qū)域的次數(shù)明顯減少，陽(yáng)性對(duì)照組、北冬蟲夏草大劑量組和北冬蟲夏草小劑量組與陰性對(duì)照組相比有顯著性差異（均為P＜0.05）。北冬蟲夏草增強(qiáng)大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，可能是通過去甲腎上腺素和多巴胺的增加完成的。

關(guān)鍵詞：北冬蟲夏草；學(xué)習(xí)記憶；海馬；Y迷宮

學(xué)習(xí)記憶是大腦最重要的功能之一，海馬是哺乳類動(dòng)物完成學(xué)習(xí)記憶功能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)［1］，在人類海馬在陳述性記憶中起關(guān)鍵作用，在嚙齒類動(dòng)物海馬主要參與空間學(xué)習(xí)記憶［2-3］。研究表明，海馬DG區(qū)與空間辨別性學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)關(guān)系密切［4］，它的損傷可產(chǎn)生嚴(yán)重的空間記憶障礙［5］。研究表明，海馬內(nèi)氨基酸類物質(zhì)的改變可影響學(xué)習(xí)記憶能力［6］，我們先前的研究也表明，海馬DG區(qū)內(nèi)的多巴胺（DA）在Morris水迷宮訓(xùn)練過程中明顯增加，而在血管性癡呆模型大鼠海馬DG區(qū)內(nèi)的DA含量明顯減少大鼠學(xué)習(xí)記憶能力顯著下降［7］。

北冬蟲夏草簡(jiǎn)稱北蟲草，也叫蛹蟲草或蛹草，俗名不老草，現(xiàn)代珍稀中草藥，北冬蟲夏草屬于真菌門，子囊菌綱，球殼目，麥角菌科，蟲草屬［8］。在吉林省主要生長(zhǎng)在長(zhǎng)白山地區(qū)，長(zhǎng)白上道地藥材北冬蟲夏草食用和藥用價(jià)值可與傳統(tǒng)的冬蟲夏草媲美［9］?，F(xiàn)代藥物研究表明，北冬蟲夏草的主要成分有核苷類、多糖類、蟲草酸、蟲草素、甾醇類以及氨基酸和微量元素等，藥理作用廣泛在抗衰老、抗氧化、耐缺氧、抗疲勞以及抗腫瘤等多方面的作用［10］。雖然北冬蟲夏草具有上述藥理作用，但關(guān)于北冬蟲夏草增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶能力的研究尚鮮見報(bào)道。因此，本實(shí)驗(yàn)利用Y迷宮觀察大鼠學(xué)習(xí)記憶的能力，同時(shí)測(cè)定海馬內(nèi)單胺類物質(zhì)含量的變化，探討北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響的初步機(jī)制。

1　材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

實(shí)驗(yàn)選用成年雄性Wistar系大鼠，體重200 g～250 g，由長(zhǎng)春高新醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中心提供。所有實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格按照the NIH“Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.”和相關(guān)的倫理法規(guī)執(zhí)行，最大限度地減少動(dòng)物的痛苦和減少使用動(dòng)物的數(shù)。隨機(jī)分為：腦復(fù)康陽(yáng)性對(duì)照組（n=8）、生理鹽水陰性對(duì)照組（n= 8）、北冬蟲夏草小劑量組（n=8）和北冬蟲夏草大劑量組（n=8）。

1.2北冬蟲夏草水提液的制備及灌胃

精選長(zhǎng)白山道地藥材北冬蟲夏草，經(jīng)藥檢合格，由本課題組自制成北冬蟲夏草水煮提液，經(jīng)多次提取后放置24h，去上清液得到制備的濃縮浸膏，放置4℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)溆?。?shí)驗(yàn)開始時(shí)，用生理鹽水稀釋浸膏，制備0.75g/mL 和1.5 g/mL的北冬蟲夏草水提液，分別作為實(shí)驗(yàn)的小劑量組和大劑量組，給藥途徑為灌胃，陽(yáng)性對(duì)照組以腦復(fù)康灌胃，陰性對(duì)照組用等量生理鹽水灌胃，各組每日1次，持續(xù)28 d，每次灌胃后大鼠自由進(jìn)食飲水。1.3方法

1.3.1Y迷宮檢測(cè)

Y迷宮由3個(gè)相同的臂組成，分別稱為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)，3個(gè)臂相交處為隔離區(qū)（0區(qū)）。迷宮底為銅棒，可以進(jìn)行電刺激。3個(gè)臂頂端各裝有15 W的信號(hào)燈。實(shí)驗(yàn)前先將大鼠放入迷宮，讓其適應(yīng)5 min，大鼠在起步區(qū)給予以電擊致其逃至安全區(qū)，燈光持續(xù)15 s，然后熄燈休息45 s，開始下一次操作。每次實(shí)驗(yàn)在每只大鼠上重復(fù)20次為一輪。實(shí)驗(yàn)在黑暗、安靜的環(huán)境中進(jìn)行。大鼠受到電刺激后10 s內(nèi)一次性從起步區(qū)逃至安全區(qū)的反應(yīng)稱為正確反應(yīng)，否則為錯(cuò)誤反應(yīng)。以連續(xù)10次電擊中正確反應(yīng)達(dá)9次或以上定為學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)所需的電擊次數(shù)表示學(xué)習(xí)記憶成績(jī)，電擊次數(shù)少的說明學(xué)習(xí)記憶能力強(qiáng)。

1.3.2海馬組織內(nèi)NE、DA含量的測(cè)定

Y迷宮實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)束后，各組大鼠斷頭處死，冰上快速取出大腦，并迅速剝離一側(cè)大腦皮質(zhì)和海馬組織，濾紙濾干準(zhǔn)確稱取海馬組織的重量，并放入盛有腦組織重量9倍的4℃生理鹽水的組織勻漿管中，用勻漿器制備10%的組織勻漿，3 000 r/min，離心10 min，取上清液備用。將收集的樣品注入高效液相色譜系統(tǒng)，測(cè)定NE、DA的含量。

1.3.3數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

數(shù)據(jù)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所有數(shù)據(jù)均用mean±SEM表示。同一只動(dòng)物用藥前后觀察值的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，兩組間的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05示為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠逃避潛伏期的影響

在7 d的Y迷宮實(shí)驗(yàn)中隨著訓(xùn)練天數(shù)的增加，各組大鼠的逃避潛伏期均顯著減少，但陽(yáng)性組、北冬蟲夏草大劑量組和北冬蟲夏草小劑量組與陰性組相比有顯著性差異（均為P＜0.05）。見表1。

表1　北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠逃避潛伏期的影響Table 1 Changes on the mean escape latency of Y maze test in rats

2.2北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠進(jìn)入錯(cuò)誤區(qū)域次數(shù)的影響

在7天的Y迷宮實(shí)驗(yàn)中隨著訓(xùn)練天數(shù)的增加，各組大鼠進(jìn)入錯(cuò)誤區(qū)域的次數(shù)均顯著減少，但陽(yáng)性組、北冬蟲夏草大劑量組和小劑量組與陰性組相比進(jìn)入錯(cuò)誤區(qū)域的次數(shù)顯著減少，見表2。

表2　北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠進(jìn)入錯(cuò)誤區(qū)域次數(shù)的影響Table 2 Change on the number of enter the mistake area Y maze test in rats

2.3北冬蟲夏草水提液對(duì)大鼠海馬組織中NE、DA含量的影響

Y迷宮實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)束后，各組大鼠斷頭處死，冰上快速取出大腦，并迅速剝離一側(cè)大腦海馬組織進(jìn)行勻漿，將勻漿注入到高效液相色譜系統(tǒng)進(jìn)行分析，與陰性對(duì)照組相比北冬蟲夏草小劑量組、陽(yáng)性對(duì)照組和北冬蟲夏草大劑量組海馬組織內(nèi)的NE含量均顯著增加（P＜0.05），北冬蟲夏草大劑量組與北冬蟲夏草小劑量組相比海馬組織內(nèi)的NE含量均顯著增加（P＜0.05），見圖1；與陰性對(duì)照組相比陽(yáng)性對(duì)照組和北冬蟲夏草大劑量組海馬組織內(nèi)的DA含量均顯著增加（P＜0.05），見圖2。

圖1　海馬組織內(nèi)去甲腎上腺素含量的改變Fig.1 Change of NE content in the hippocampal in rats

圖2　海馬組織內(nèi)多巴胺含量的改變Fig.2 Change of DA content in the hippocampal in rats

3　討論

北冬蟲夏草是一味常用中藥，北冬蟲夏草中富含多種氨基酸，其氨基酸總量和天然冬蟲夏草接近，略高于天然蟲草［11］。有研究表明，北冬蟲夏草能夠降低老齡大鼠體內(nèi)自由基，延緩器官和整個(gè)機(jī)體衰老［12］。北冬蟲夏草可延長(zhǎng)果蠅平均壽命、最高壽命及半數(shù)死亡時(shí)間；北蟲草對(duì)老年性癡呆的有效率為57.14%，明顯優(yōu)于維生素E［13-14］。此外，DA在突觸可塑性以及行為學(xué)相關(guān)的學(xué)習(xí)記憶中發(fā)揮重要作用，而且DA與海馬空間學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)關(guān)系密切［15］。

單胺類神經(jīng)遞質(zhì)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的神經(jīng)調(diào)質(zhì)，包括NE、DA、5-HT等，與學(xué)習(xí)記憶能力密切相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明給予北冬蟲夏草，大鼠學(xué)習(xí)記憶能力明顯增強(qiáng)，同時(shí)海馬內(nèi)單胺類遞質(zhì)特別是NE和DA的含量顯著增加，因此，我們推測(cè)北冬蟲夏草改善大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力，可能與海馬內(nèi)NE和DA含量增加有關(guān)，但其下游的機(jī)制有待于進(jìn)一步深入研究。

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Effects of the Cordyceps Militaris on Learning and Memory in Rats

WAN Peng，GAO Jun-tao，SHEN Nan，REN Kuang，Lü Shi-jie*
（Department of Physiology，Jilin Medical College，Jilin 132013，Jilin，China）

Abstract：To investigate the effects of the cordyceps militaris water extract on learning and memory in rats，and to discusse its mechanism. 32 Wistar male rats were randomly divided into positive control group，negative control group，cordyceps militaris low-dose and high-dose group. Using cordyceps militaris water extraction liquid lavage for four weeks，taking the hippocampus tissue homogenate of hippocampal tissue to detect the content changes of single amine substance，and use the Y maze to observe the ability of learning and memory in rats. NE levels of hippocampal tissues increased significantly in the positive control group，cordyceps militaris high-dose group and cordyceps militaris low-dose group compared with negative control group（all P＜0.05），DA levels of hippocampal tissues increased significantly in the positive control group and cordyceps militaris high-dose group compared with negative control group（all P＜0.05）；within 7 days of Y maze training process the escape latency of rats shorten in three groups，the number of entering error area reduced significantly in the positive control group，cordyceps militaris high-dose group and cordyceps sinensis low-dose group compared with negative control group（all P＜0.05）. Cordyceps militaris increase the capability of learning and memory in rats，that may be through increasing the level of NE and DA.

Key words：cordyceps militaris；learning and memory；hippocampus；Y maze

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.003

基金項(xiàng)目：吉林省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目（WL201301）；吉林省科技廳科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（20130412002XH）

作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)朋（1980—），男（漢），講師，博士，研究方向：神經(jīng)生理學(xué)。

*通信作者

收稿日期：2015-03-18