北冬蟲夏草對大鼠學習記憶能力的影響

萬朋，高俊濤，沈楠，任曠，呂士杰（吉林醫藥學院生理學教研室，吉林吉林132013）

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北冬蟲夏草對大鼠學習記憶能力的影響

萬朋，高俊濤，沈楠，任曠，呂士杰*
（吉林醫藥學院生理學教研室，吉林吉林132013）

摘要：觀察北冬蟲夏草水提液對大鼠學習記憶能力的影響，并初步探討其作用機制。Wistar系雄性大鼠32只，隨機分為陽性對照組、陰性對照組、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，取海馬組織勻漿測定海馬組織單胺類物質含量變化，并利用Y迷宮觀察大鼠學習記憶能力。與陰性對照組相比北冬蟲夏草小劑量組、北冬蟲夏草大劑量組和陽性對照組海馬組織內去甲腎上腺素含量顯著增加（均為P＜0.05），與陰性對照組相比北冬蟲夏草大劑量組和陽性對照組海馬組織內多巴胺的含量顯著增加（均為P＜0.05）；在7天的Y迷宮訓練過程中3組大鼠的逃避潛伏期均縮短，進入錯誤區域的次數明顯減少，陽性對照組、北冬蟲夏草大劑量組和北冬蟲夏草小劑量組與陰性對照組相比有顯著性差異（均為P＜0.05）。北冬蟲夏草增強大鼠的學習記憶能力，可能是通過去甲腎上腺素和多巴胺的增加完成的。

關鍵詞：北冬蟲夏草；學習記憶；海馬；Y迷宮

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

北冬蟲夏草簡稱北蟲草，也叫蛹蟲草或蛹草，俗名不老草，現代珍稀中草藥，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］。在吉林省主要生長在長白山地區，長白上道地藥材北冬蟲夏草食用和藥用價值可與傳統的冬蟲夏草媲美［9］。現代藥物研究表明，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，但關于北冬蟲夏草增強學習記憶能力的研究尚鮮見報道。因此，本實驗利用Y迷宮觀察大鼠學習記憶的能力，同時測定海馬內單胺類物質含量的變化，探討北冬蟲夏草水提液對大鼠學習記憶能力的影響的初步機制。

1　材料與方法

1.1實驗動物及分組

實驗選用成年雄性Wistar系大鼠，體重200 g～250 g，由長春高新醫學動物實驗研究中心提供。所有實驗嚴格按照the NIH“Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.”和相關的倫理法規執行，最大限度地減少動物的痛苦和減少使用動物的數。隨機分為：腦復康陽性對照組（n=8）、生理鹽水陰性對照組（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

精選長白山道地藥材北冬蟲夏草，經藥檢合格，由本課題組自制成北冬蟲夏草水煮提液，經多次提取后放置24h，去上清液得到制備的濃縮浸膏，放置4℃冰箱儲存備用。實驗開始時，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，分別作為實驗的小劑量組和大劑量組，給藥途徑為灌胃，陽性對照組以腦復康灌胃，陰性對照組用等量生理鹽水灌胃，各組每日1次，持續28 d，每次灌胃后大鼠自由進食飲水。1.3方法

1.3.1Y迷宮檢測

Y迷宮由3個相同的臂組成，分別稱為Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區，3個臂相交處為隔離區（0區）。迷宮底為銅棒，可以進行電刺激。3個臂頂端各裝有15 W的信號燈。實驗前先將大鼠放入迷宮，讓其適應5 min，大鼠在起步區給予以電擊致其逃至安全區，燈光持續15 s，然后熄燈休息45 s，開始下一次操作。每次實驗在每只大鼠上重復20次為一輪。實驗在黑暗、安靜的環境中進行。大鼠受到電刺激后10 s內一次性從起步區逃至安全區的反應稱為正確反應，否則為錯誤反應。以連續10次電擊中正確反應達9次或以上定為學會標準。達到學會標準所需的電擊次數表示學習記憶成績，電擊次數少的說明學習記憶能力強。

1.3.2海馬組織內NE、DA含量的測定

Y迷宮實驗測試結束后，各組大鼠斷頭處死，冰上快速取出大腦，并迅速剝離一側大腦皮質和海馬組織，濾紙濾干準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，測定NE、DA的含量。

1.3.3數據處理和統計學分析

數據用SPSS 17.0統計軟件對數據進行統計分析，所有數據均用mean±SEM表示。同一只動物用藥前后觀察值的比較采用配對t檢驗，兩組間的比較采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05示為有統計學意義。

2　結果

2.1北冬蟲夏草水提液對大鼠逃避潛伏期的影響

在7 d的Y迷宮實驗中隨著訓練天數的增加，各組大鼠的逃避潛伏期均顯著減少，但陽性組、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大鼠進入錯誤區域次數的影響

在7天的Y迷宮實驗中隨著訓練天數的增加，各組大鼠進入錯誤區域的次數均顯著減少，但陽性組、北冬蟲夏草大劑量組和小劑量組與陰性組相比進入錯誤區域的次數顯著減少，見表2。

表2　北冬蟲夏草水提液對大鼠進入錯誤區域次數的影響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大鼠海馬組織中NE、DA含量的影響

Y迷宮實驗測試結束后，各組大鼠斷頭處死，冰上快速取出大腦，并迅速剝離一側大腦海馬組織進行勻漿，將勻漿注入到高效液相色譜系統進行分析，與陰性對照組相比北冬蟲夏草小劑量組、陽性對照組和北冬蟲夏草大劑量組海馬組織內的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的NE含量均顯著增加（P＜0.05），見圖1；與陰性對照組相比陽性對照組和北冬蟲夏草大劑量組海馬組織內的DA含量均顯著增加（P＜0.05），見圖2。

圖1　海馬組織內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自由基，延緩器官和整個機體衰老［12］。北冬蟲夏草可延長果蠅平均壽命、最高壽命及半數死亡時間；北蟲草對老年性癡呆的有效率為57.14%，明顯優于維生素E［13-14］。此外，DA在突觸可塑性以及行為學相關的學習記憶中發揮重要作用，而且DA與海馬空間學習記憶活動關系密切［15］。

單胺類神經遞質是中樞神經系統中重要的神經調質，包括NE、DA、5-HT等，與學習記憶能力密切相關。本實驗結果表明給予北冬蟲夏草，大鼠學習記憶能力明顯增強，同時海馬內單胺類遞質特別是NE和DA的含量顯著增加，因此，我們推測北冬蟲夏草改善大鼠的學習記憶能力，可能與海馬內NE和DA含量增加有關，但其下游的機制有待于進一步深入研究。

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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

基金項目：吉林省科技廳科技攻關項目（WL201301）；吉林省科技廳科技發展計劃項目（20130412002XH）

作者簡介：萬朋（1980—），男（漢），講師，博士，研究方向：神經生理學。

*通信作者

收稿日期：2015-03-18