石菖蒲水提取物對小鼠學習記憶及血液學指標的影響

徐德軍，王 丹，張紅英，蘭 艷＊

（1.吉林大學中日聯誼醫院 外科，吉林 長春 130033；2.延邊大學 基礎醫學院，吉林 延吉 133000）

石菖蒲水提取物對小鼠學習記憶及血液學指標的影響

徐德軍1，王 丹2，張紅英2，蘭 艷2＊

（1.吉林大學中日聯誼醫院 外科，吉林 長春 130033；2.延邊大學 基礎醫學院，吉林 延吉 133000）

目的 觀察石菖蒲水提取物對小鼠學習記憶及力竭運動后血液學指標的影響。方法利用Morris水迷宮觀察小鼠的學習記憶能力，同時測定SOD、MDA、RBC和Hb。結果學習記憶組小鼠灌胃石菖蒲水提取物后，中劑量組和大劑量組找到站臺的潛伏期明顯縮短（P＜0.05），穿越站臺次數顯著增加（P＜0.05）。中劑量組和大劑量組小鼠腦組織SOD活性明顯增高，MDA含量明顯減少，與對照組相比有統計學意義（P＜0.05）。小劑量組各指標與大劑量組比較均有統計學意義（P＜0.05）。運動組中，灌胃石菖蒲后小鼠負重游泳力竭時間與游泳組相比明顯延長（P＜0.01）。血液學指標顯示，游泳組小鼠RBC和Hb均低于沒有進行游泳訓練的對照組（P＜0.05）。而石菖蒲組小鼠RBC和Hb與對照組比較無明顯差異，與游泳組比較顯著增加（P＜0.05）。結論1.石菖蒲水提取物可增強小鼠的學習記憶能力，增加腦組織SOD活性，降低MDA含量。2.石菖蒲水提取物可增強小鼠的運動能力，并能有效抑制大強度運動引起的RBC和Hb改變。

石菖蒲；學習記憶；小鼠；血液學指標

（ChinJLabDiagn，2012，16：0226）

石菖蒲為天南星科Araceae多年生草本植物石菖蒲Acori Tatarinowii Rhizoma的干燥根莖，具有化痰開竅、化濕和胃、醒神益智、理氣活血、散風祛濕等功效［1］。本實驗以小鼠為研究對象，利用Morris水迷宮和血細胞分析法觀察了石菖蒲水提取物對小鼠學習記憶及運動后血液學指標的影響，以探明石菖蒲在益智及抗疲勞方面的作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物昆明種小鼠84只，雌雄各半，體重均在18－22g，由延邊大學醫學部實驗動物科提供，合格證號SCXK（吉）2003－2005。將小鼠隨機分成學習記憶組和運動組，學習記憶組小鼠48只，又分為空白對照組和石菖蒲大、中、小劑量組，每組12只。連續灌胃給藥21d，對照組給予0.02g·kg－1·d－1蒸餾水，大、中、小劑量組分別給予濃度13.00，6.50，3.25g·kg－1·d－1的石菖蒲水提取物。運動組小鼠36只，又分為對照組，游泳組和石菖蒲組，每組12只。同樣連續灌胃21d，對照組和游泳組給予0.02g·kg－1·d－1蒸餾水，石菖蒲組給予濃度13.00g·kg－1·d－1的石菖蒲水提取物。

1.2 藥品與試劑石菖蒲水提取物：中藥石菖蒲500g，購于延吉市中醫院。將石菖蒲粉碎，加水浸泡24h，水煎提取數次，合并提取液，濃縮至石菖蒲生藥量濃度為1g／ml，按實驗需要，配成所需濃度；SOD及MDA測試盒購于南京建成生物工程研究所，批號20101126。

1.3 Morris水迷宮訓練時間與方式本實驗所用的通用Morris水迷宮（上海吉量軟件科技有限公司）為一直徑為120cm，高50cm的圓形水池。水池內壁為黑色，池內水深22cm，水溫保持在（22±2）℃，房間內光照恒定，無光線反射在水池內。池壁上以4個等距離點，即東（E）、南（S）、西（W）、北（N）將水池分為4個象限，分別稱為SW、NW、SE和NE象限，在SE象限正中，距池壁30cm處，放一個直徑為6cm、高21.5cm的圓形黑色站臺，站臺接近水面約0.5cm左右。迷宮上方安置著連接顯示系統的攝像機。訓練時間為4d，每天分上、下午兩個時間段。上午9：30－11：30，下午15：00－17：00，每個時間段每組訓練1次。訓練時將學習記憶組小鼠于站臺對面面向池壁放入水中，開始計時。若小鼠在60s內搜索到站臺并停留10s，則以其停留10s后的時間為潛伏期。若小鼠在60s內未搜索到站臺，則將其引至站臺并停留10s，潛伏期記為60s。

1.4 記憶檢測第4天下午開始檢測小鼠記憶功能，即定位航行實驗：于第4天下午選擇站臺對面作為入水點將小鼠面向池壁放入水中，檢測其尋找站臺的潛伏期。間隔一天后進行空間探索實驗：將站臺撤除后，同樣選擇NW象限的1／2弧度處作為入水點，將小鼠面向池壁輕輕放入水中，觀察并記錄60s內小鼠穿越原站臺位置的次數。

1.5 SOD活力及MDA含量測定定位航行實驗結束后，將學習記憶組小鼠處死取腦，迅速分離出大腦皮質及海馬，勻漿。比色法測定SOD活力及MDA含量。SOD活力（U·mg－1）＝（對照管吸光度－測定管吸光度）／對照管吸光度÷50%×反應液總體積／取樣量÷組織中蛋白含量MDA含量（nmol·mg－1）＝（測定管吸光度－測定空白管吸光度）／（標準管吸光度－標準空白管吸光度）×標準品濃度÷蛋白含量其中，蛋白含量（g·L－1）＝（測定管OD值－空白管OD值）／（標準管OD值－空白管OD值）×標準管濃度（g·L－1）

1.6 游泳實驗運動組小鼠每天灌喂3h后，將游泳組和石菖蒲小鼠組分別置于水深22cm，水溫（34±2）℃的水箱中游泳。第1周游30min，第2周游60min，第3周游90min。每周游泳6d休息一天。在最后一次灌胃結束3h后進行負重游泳力竭實驗。在小鼠尾巴1／3與2／3交界處，系重量為小鼠體重5%的鉛塊，分組進行負重力竭游泳實驗，記錄力竭游泳時間，力竭標準為小鼠沉入水中超過10s。

1.7 血液學指標測定小鼠負重游泳實驗結束休息30min后，行乙醚麻醉，心臟采血，肝素抗凝，用日本MEK-6318K型血液分析儀進行紅細胞計數、血紅蛋白的測定。

1.8 統計學方法所有數據均用±s表示，用SPSS11.0統計軟件進行處理，組間比較采用單因素方差分析，以P＜0.05為有統計學意義。

2 結果

2.1 石菖蒲水提取物對小鼠空間學習能力的影響

學習記憶組小鼠定位航行實驗和空間探索實驗結果見表1。定位航行實驗中，石菖蒲水提取物大、中、小劑量組與對照組相比，小鼠找到站臺的潛伏期均出現不同程度的縮短。

表1 石菖蒲水提取物對小鼠空間學習能力的影響（±s，n＝12）

注：與對照組比較，＊P＜0.05，與大劑量組比較，＃P＜0.05。

組別 劑量（g·kg－1） 潛伏期（s） 穿越站臺次數（次）對照 —44.06±5.52 1.88±0.32石菖蒲水提取物 3.25 40.70±8.12＃ 1.90±0.41＃6.50 26.52±5.69＊ 4.92±0.43＊13.00 21.71±3.42＊ 5.86±0.51＊

2.2 石菖蒲水提取物對小鼠腦組織SOD活力和MDA含量的影響比色法測定小鼠腦組織勻漿中SOD活力和MDA含量，結果見表2。由表可見，與對照組相比，隨著石菖蒲水提物給藥劑量的增加，SOD活力也隨之增強。其中，中劑量和大劑量組SOD活力增高明顯（P＜0.05）。而 MDA含量出現不同程度的減小，同樣中劑量和大劑量組與對照組比較有統計學意義（P＜0.05）。小劑量組的SOD活力和MDA含量與大劑量組比較均有統計學意義（P＜0.05）。

表2 石菖蒲水提取物對小鼠腦組織SOD活力和MDA含量的影響（±s，n＝12）

表2 石菖蒲水提取物對小鼠腦組織SOD活力和MDA含量的影響（±s，n＝12）

注：與對照組比較，＊P＜0.05；與大劑量組比較，＃P＜0.05。

組別 劑量（g·kg－1）SOD（U·mg－1）MDA（nmol·mg－1）對照 —78.91±11.83 6.84±1.61石菖蒲水提取物 3.25 86.64±8.45＃ 5.82±1.37＃6.50 98.72±7.84＊ 4.42±0.75＊13.00 105.45±8.64＊ 3.58±0.92＊

2.3 石菖蒲水提取物對小鼠游泳力竭時間的影響

如表3所示，運動組中，灌胃石菖蒲的小鼠負重游泳力竭時間與灌胃生理鹽水的游泳組相比明顯延長（P＜0.01）。

表3 石菖蒲水提取物對小鼠游泳力竭時間的影響（±s，n＝12）

表3 石菖蒲水提取物對小鼠游泳力竭時間的影響（±s，n＝12）

注：＊＊與游泳組比較P＜0.01。

組別 劑量（g·kg－1） 時間（min）游泳組 — 127.52±18.69石菖蒲組 13.00 186.18±21.36＊＊

2.4 石菖蒲水提取物對力竭運動小鼠血液學指標的影響由表4可見，游泳組小鼠RBC和Hb均低于沒有進行游泳訓練的對照組（P＜0.05）。石菖蒲組小鼠與對照組比較無明顯差異，而與游泳組相比RBC和 Hb明顯增加（P＜0.05）。

表4 石菖蒲水提取物對力竭運動小鼠血液學指標的影響（±s，n＝12）

表4 石菖蒲水提取物對力竭運動小鼠血液學指標的影響（±s，n＝12）

注：與對照組比較，＊P＜0.05；與游泳組比較，＃P＜0.05。

組別 劑量（g·kg－1） RBC（×1012） Hb（g·L－1）對照組 — 8.65±0.71 119.25±6.54游泳組 — 6.27±0.64＊ 108.24±5.20＊石菖蒲水提取物 13.00 8.76±0.82＃ 119.60±7.53＃

3 討論

人類和動物的記憶是一個復雜的生物學過程，由腦部神經中樞調節而實現［2］。根據信息論的觀點，記憶可分成三個階段：記憶的獲得、鞏固和再現。本實驗研究比較了不同濃度石菖蒲水提取物對學習記憶的獲得、鞏固和再現的影響，進而為闡明石菖蒲具有改善學習記憶能力提供實驗依據。

為此，本實驗采用國內外認可并廣泛采用的通過建立條件反射的方法，檢測動物的行為和腦的高級功能的Morris水迷宮來檢測小鼠空間學習和記憶能力，通過測定腦組織中SOD活力和MDA含量能夠讓我們初步探討石菖蒲水提物對小鼠學習記憶能力增強的可能機制。結果發現，石菖蒲對增強小鼠的學習記憶能力有明顯效果，并且高劑量組的這一作用優于中、低劑量組。而且高劑量組小鼠腦組織中SOD活力增強，MDA含量明顯降低。近幾年的研究表明，自由基引發的脂質過氧化反應與衰老及許多疾病的發生發展密切相關，防止氧化脂質對組織細胞的破壞，對延緩衰老與抵抗疾病有重要意義［3］。MDA含量及SOD活力都對機體的抗氧化能力起指示作用，自由基可引發脂質過氧化的鏈式反應，過氧化脂質的分解終產物MDA通過交聯、結合形成脂褐素，損傷細胞膜，引起神經系統的功能障礙［4］，在行為上表現為腦功能的衰退［5］。因此，本研究認為石菖蒲水提物改善小鼠的學習記憶功能可能與其提高腦組織的抗氧化能力有關。

許多研究表明，大強度運動訓練后紅細胞計數、血紅蛋白濃度等可能會發生改變［6］。造成紅細胞下降的原因，1983年伊藤郎提出的了因素學說，即由于血色素和細胞數生成不足，物理性溶血和化學性溶血緊張因素引起紅細胞濃度降低，甚至會造成運動性貧血現象［7］。實驗結果表明，對照組小鼠RBC數量和Hb含量均低于沒有進行游泳訓練的空白對照組，提示長期大強度訓練可能會使RBC受到破壞，造成數量減少，引起運動性貧血。灌胃石菖蒲后，可明顯增強小鼠的力竭游泳時間，并預防大強度運動引起的運動性貧血。說明石菖蒲具有一定的抗疲勞作用，并通過維持紅細胞的完整性，達到保護紅細胞，預防運動性貧血的作用。但由于水提物成分較復雜，其具體的有效成分及作用機制還有待進一步研究。

［1］國家藥典委員會.中國藥典2010年版［S］.北京：中國醫藥科技出版社，2010：85.

［2］Hicdonmez T，Kanter M，Tiryaki M，et al.Neuroprotective effects of N-acetylcysteine on experimental closed head trauma in rats［J］.Neurochem Res，2006，31（4）：473.

［3］Kaur G，Tirkey N，Bharrhan S，et al.Inhibition of oxida-tive stress and cytokine activity by curcumin in amelioration of endotoxin induced experimental hepatoxicity in rodents［J］.Clin Exp lmmunol，2006，145（2）：313.

［4］李芳序，秦旺華，印大中.細胞內蛋白質水解阻抑與脂褐索形成和衰老的相關性［J］.中國老年學雜志，2005，2（25）：218.

［5］鄧慧玲，姜 波，劉玉新，等.幾種中藥提取物對小鼠學習記憶影響的比較研究［J］.時珍國醫國藥，2007，18（1）：135.

［6］王麗莉.血紅蛋白的含量與有氧耐力訓練［J］.哈爾濱體育學院學報，2005，1：32.

［7］趙杰修，田 野，曹建民，等.運動性貧血機理和防治的研究及探討［J］.中國運動醫學雜志，2004，23（2）：208.

Effects of water extract from Acori Tatarinowii Rhizoma on learning and memory abilities and index of hematology in mice

XUDe-jun，WANGDan，ZHANGHong－ying，etal.（China-JapanUnionHospitalofJilinUniversity，Changchun130033，China）

ObjectiveTo observe the effects of water extract from Acori Tatarinowii Rhizoma on learning and memory abilities and index of hematology in mice.MethodsThe ability of learning and memory were observed by the Morris water maze.The activity of superoxide dismutases（SOD）and the content of maleic dialdehyde（MDA）in brain and the RBC and Hb were determined.ResultsCompared with control group the mice in learning and memory group which were given the middle-dose and high-dose extracts from Acori Tatarinowii Rhizoma the incubation period to search the site were significantly shorten（P＜0.05），and the times of passing through the flatform were significantly increased（P＜0.05）.As well as the activity of SOD significantly increased and the content of MDA significantly decreased compared with control group（P＜0.05）.In motion group the mice which were given extracts from Acori Tatarinowii Rhizoma the weight-loaded swimming time signicantly extend compared with swimming group（P＜0.05）.Compared with control group the red blood corpuscle and hemoglobin level in swimming group were significantly depressed（P＜0.05）.However，the red blood corpuscle and hemoglobin level in Acori Tatarinowii Rhizoma group were increased compared with swimming group（P＜0.05）and similar with control group.Conclusion1.The water extract from Acori Tatarinowii Rhizoma can enhance the ability of learning and memory in mice，raise the activity of SOD and depress the content of MDA.2.The water extract from Acori Tatarinowii Rhizoma can help to the ability of motor and active suppressed the change of red blood corpuscle and hemoglobin because of strenuous exercise.

Acori Tatarinowii Rhizoma；learning and memory；mice；index of hematology

R338.64

A

1007－4287（2012）02－0226－03

＊通訊作者

2010－12－03）