生姜對染鉛大白鼠海馬組織一氧化氮含量及學習記憶的影響

康照昌 李玉榮 敖明章

(湖北職業技術學院護理學院，湖北 孝感 432000)

低水平鉛暴露對兒童認知功能、神經行為、學習能力和體格發育均可產生一定的影響，尤以智能發育最為敏感〔1〕。研究發現生姜具有促進學習記憶和延緩衰老等作用〔2，3〕，本文探討生姜對鉛所致學習記憶損害的拮抗作用。

1 材料與方法

1.1動物及試劑 雄性SD大白鼠50只，平均體質量(200±10)g，購自湖北省實驗動物中心，動物合格證號：SYXK(鄂)2003-0007；生姜經華中科技大學鑒定；醋酸鉛由上海化學試劑四廠生產；一氧化氮(NO)試制盒和蛋白質試劑盒均購自南京建成生物工程技術研究所。

1.2動物分組與處理 選用雄性SD大白鼠隨機分成5組，每組10只；分別為空白對照組(蒸餾水)、高鉛對照組(高鉛+水)、高鉛生姜組(高鉛+生姜)、低鉛對照組(低鉛+水)、低鉛生姜組(低鉛+生姜)。生姜按每天4 g/kg灌胃；鉛每天按高劑量0.2 g/kg、低劑量0.1 g/kg灌胃。

1.3游泳試驗(水中尋找平臺試驗) 參照Morris水進宮試驗設計：將大白鼠放到平臺上適應5 min，然后背對平臺從其余各象限沿缸壁慢慢放入水中，大白鼠在水中游泳探索尋找平臺，待其到達平臺后休息10 s，再次放入水中；記錄5 min內找到平臺的次數。

1.4大白鼠海馬組織病理切片和NO測定 大白鼠斷頭處死冰上迅速分離海馬組織，各組留取1只做病理切片，其余制成10%的組織勻漿，按試劑盒的要求測定NO。海馬組織固定24 h，送病理，蘇木素-伊紅(HE)染色，切片，顯微鏡觀察。

1.5統計學方法 采用SPSS12.0軟件行方差分析。

2 結 果

2.1游泳試驗 鉛可顯著降低大白鼠5 min內到達平臺的次數，高鉛對照組和低鉛對照組較空白對照組顯著減少(P<0.01)；高鉛對照組與低鉛對照組差異有統計學意義(P<0.01)。生姜可顯著增加染鉛大白鼠到達平臺的次數，當染鉛時間相同時，高鉛生姜組與高鉛對照組差異有統計學意義(P<0.01)，低鉛生姜組與低鉛對照組差異有統計學意義(P<0.01)，見表1。不同染鉛時間的結果隨著染毒時間的延長，高鉛對照組和低鉛對照組大白鼠到達平臺次數顯著減少，相鄰月份差異有統計學意義(P<0.01)。

2.2各組海馬組織NO含量測定 鉛可顯著降低大白鼠海馬組織NO的含量，無論高鉛對照組〔(0.777±0.029)μmol/L〕還是低鉛對照組〔(0.803±0.021)μmol/L〕較空白對照組〔(0.948±0.013)μmol/L〕顯著減少(P<0.01)；高鉛對照組與低鉛對照組比較差異有統計學意義(P<0.01)。生姜能顯著提高染鉛大白鼠海馬組織NO的含量，高鉛生姜組〔(0.832±0.012)μmol/L〕與低鉛對照組〔(0.899±0.017)μmol/L〕比較差異有統計學意義(P<0.01)；低鉛生姜組與低鉛對照組比較差異有統計學意義(P<0.01)。

2.3海馬組織病理學檢查 空白對照組可見細胞形態正常，細胞核、核仁清楚，軸突圓滑。高鉛對照組和低鉛對照組大白鼠海馬組織顯著萎縮，CA1和CA3區細胞變性、壞死，或呈條形、菱形、三角形、橢圓形或不規則均一塊狀物，細胞核及核仁消失，軸突斷裂、溶解。高鉛生姜組、低鉛生姜組海馬組織萎縮較輕，細胞圓形腫脹，細胞核、核仁清楚，軸突粗糙模糊、無斷裂溶解，見圖1。

表1 生姜對染鉛大白鼠到達平臺次數的影響次)

與空白對照組比較：1)P<0.01；與高鉛對照組比較：2)P<0.01；與低鉛對照組比較：3)P<0.01；與同組前一時間點比較：4)P<0.01

3 討 論

鉛可破壞海馬結構和功能，直接損害學習記憶，生長發育期受到鉛的毒害，可引起空間學習障礙〔4〕。只要血鉛水平≥100 μg/L，不管有無臨床癥狀、體征，都可以確診為兒童鉛中毒。世界衛生組織1994年報告，兒童血鉛水平每增加100 μg/L，IQ值平均降低1～3分〔5〕。鉛中毒會導致智力下降，尤其是兒童會出現學習障礙，高鉛兒童的IQ值平均比低鉛兒童低4～6分〔6〕。研究顯示，高鉛組兒童總智商，特別是語言智商及其他試驗的注意力、聽覺言語功能損傷、反應時間和課堂表現等方面均明顯低于低鉛組兒童〔6〕，提示高濃度鉛所導致的智力發育障礙。鉛能通過抑制NO的合成，而影響學習記憶〔7〕。NO在學習記憶過程中是重要的信使，對海馬長時程突觸傳遞增強效應(LTP)的形成和維持起關鍵作用。Ingram等〔8〕對實驗大鼠腹腔注射給予N′-硝基-L-精氨酸(L-NNA)來抑制一氧化氮合酶(NOS)生成NO，30 min后可見其學習行為的損害，此次實驗的差錯率與L-NNA有劑量依賴性關系。這說明NO對維持正常的學習記憶是必需的〔9〕。鉛濃度達到一定量時，NOS和LTP可完全被抑制，進而損害學習記憶，這是鉛引起兒童認知功能和神經行為缺陷的重要原因。既往研究顯示，生姜可通過改善腦血流分布，增加腦細胞的興奮性〔2〕。生姜能維持抗氧化酶系的活性，顯著降低大鼠的脂質過氧化反應〔3〕，明顯改善大鼠學習記憶能力，說明生姜能清除自由基、保護細胞組織免受損傷，從而促進學習記憶和延緩衰老。本文表明，生姜對鉛所致海馬組織NO降低的拮抗作用，可能也是其拮抗鉛損害學習記憶的神經化學機制之一。

1樓蔓藤，秦俊法，李增禧，等.中國鉛污染的調查研究〔J〕.廣東微量元素科學，2012；19(10)：15-33.

2鐘慈聲，孫安陽.一氧化氮的生物醫學〔M〕.上海：上海醫科大學出版社，1997：204-5.

3康照昌，李玉榮，敖明章，等.生姜透皮貼對運動病大鼠腦組織中三種酶活性的影響〔J〕.中國老年學雜志，2010；30(15)：2181-3.

4Jett DA，Kuhlmann AC，Famer SJ，etal.Age-dependent effects of developmental lead exposure on performance in the Morris water maze〔J〕.Pharmcol Biochem Behav，1997；57(1-2)：271-9.

5劉寶瑩.環境鉛污染的來源及對兒童的影響〔J〕.職業與道德，2003；19(6)：8-9.

6何九軍.血鉛中毒對少年兒童生長發育的影響〔J〕.中國資源綜合利用，2014；33(5)：61-3.

7Goyer RA.Results of lead research: prenatal exposure and neurolagical consequences〔J〕.Environ Health Perspect,1996;104(10):1050-4.

8Ingram DK，Spangler EL，Iijima S，etal.Rodent models of memory dysfunction in Alzheimers disease normal aging〔J〕.Life Sci，1994；55：2037-49.

9Quinn MR，Harris CL.Lead inhibits Ca2+stimulated nitric oride synthase activity from rat cerebellum〔J〕.Neurosci Lett，1995；196(1-2)：65-8.