鉛對學習記憶影響的進展研究

李娟 齊寶寧 徐守竹

摘 要：重金屬鉛是一種人體非必須金屬，廣泛的分布于自然界，日常生活中被普遍的應用于化工和電子生產領域，由于鉛在自然界中不易被降解而對人類造成了嚴重的危害。生長發育期兒童暴露于鉛導致了兒童IQ水平降低、學習記憶功能損害、精細技巧障礙等一系列神經系統的損害。據此，從鉛對學習記憶的影響做深入綜述。

關鍵詞：鉛；學習記憶；神經系統

中圖分類號：TB 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2019.32.100

鉛是常見的環境有毒重金屬污染物之一，環境中鉛可通過呼吸道、皮膚和消化道進入人體并在體內蓄積，大量研究顯示鉛可對人體健康產生嚴重危害。人體暴露于鉛導致以慢性神經毒性為主的損傷，低劑量慢性鉛暴露可以影響兒童的學習和記憶能力。近年來，鉛對學習記憶的影響及其分子生物學機制的研究取得了很大進展，其中包括對一些神經遞質、離子和酶的研究。

1 鉛對長時程增強的影響

學習記憶的形成是一個復雜的過程，兒童和成人學習記憶功能與突觸可塑性存在重要的聯系，長時程增強是其典型表現（Long-term potentiation，LTP）。研究表明，鉛在體內干擾鈣離子介導的細胞生化過程，影響LTP的形成。楊坦等研究發現長期低劑量鉛暴露大鼠海馬齒狀回LTP明顯被抑制，出生后仔鼠鉛暴露影響其海馬DG區LTP，從而導致海馬區突觸可塑性損傷，影響學習記憶能力。

2 鉛對神經細胞粘附分子的影響

神經系統發育過程中，PSA-NCAM的表達增多，主要通過多聚唾液酸轉移酶（STX、PST）促使多聚唾液酸（PSA）粘附于神經細胞粘附分子（NCAM）上，并防止NCAM與其他分子粘附，從而保證突觸形成生理過程的正常；在成人期PSA-NCAM的表達減少，增強細胞與細胞之間的粘附性，維持穩定的突觸連接。慢性低水平鉛暴露可使成熟大腦PSA-NCAM的表達升高，發育早期鉛染毒可通過調節海馬組織PSA、NCAM、NCAM、STX、PST水平損傷兒童和成人學習記憶功能。

3 鉛對N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDARs）的影響

N-甲基-天冬氨酸受體（NMDARs）是一個雙向受體，屬于谷氨酸受體的亞型，能夠介導中樞神經系統快速興奮性突觸反應。生長發育期鉛暴露非競爭性拮抗NMDARs受體功能，同時研究發現幼稚神經元的抑制作用更強。朱慶陽等研究發現，鉛暴露后大鼠不同腦區NMDAR1（NR1）和NMDAR2A（NR2A）亞基的蛋白水平、mRNA水平都有不同程度的降低，從而干擾大鼠的學習記憶能力，且對海馬區域影響最大。

4 鉛對Ca2+和蛋白激酶C的影響

Ca2+和蛋白激酶C在中樞神經系統學習記憶形成和維持信號通路傳導中具有重要作用。鉛在體內影響細胞內Ca2+流動，改變細胞內穩態產生毒性。同時鉛可以阻斷和模擬鈣離子的作用，以直接或間接方式與鈣調素（calmodulin，CaM）結合，改變其構型損害神經細胞功能。細胞與動物實驗證實，鉛可使不同發育階段仔鼠海馬區域中，CaM、蛋白激酶CmRNA及蛋白水平降低，導致學習記憶能力受損。

5 鉛對其他神經遞質及其代謝產物的影響

鉛在體內蓄積引起腦組織出現一系列生物化學改變，通過調節膽堿能類、氨基酸類等神經遞質的活性及表達影響人類學習記憶能力。高等人研究發現，暴露于醋酸鉛的大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶（AChE）活性隨鉛劑量的增加而逐漸降低，呈現劑量-反應關系。田等人研究顯示，鉛暴露導致大鼠腦組織中谷氨酸（Glu）、絲氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、γ-氨基丁酸（GABA）等氨基酸類遞質水平改變。現場調查顯示，環境鉛暴露兒童血清中氨基酸類神經遞質含量與兒童神經行為有關。

6 結論

目前環境有毒重金屬鉛的毒性研究十分深入，鉛對中樞神經系統及學習記憶影響的研究在不斷發展，但其具體作用機制有待進一步研究。

參考文獻

[1]Flora G，Gupta D，Tiwari A.Toxicity of lead： A review with recent updates[J].Interdiscip Toxicol，2012，5（2）：4758.

[2]古軍旺.RyRs在鉛致大鼠海馬CA1區突觸可塑性損傷中的作用研究[D].南昌：南昌大學，2017.

[3]楊坦，馬鳳巧.鉛對大鼠海馬齒狀回長時程增強和蛋白激酶C表達的影響[J].現代預防醫學，2014，41（23）：43574359.

[4]曹秀菁，曹杰杰，陳婷婷，等.Omega-3魚油對鉛暴露大鼠海馬齒狀回長時程增強損傷的保護作用（英文）[J].生理學報，2010，62（03）：225230.

[5]胡前勝，任鐵玲，傅洪軍，等.鉛對神經細胞粘附分子表達的影響[J].科技導報，2005，（1）.

[6]薛振菲.發育早期鉛暴露對小鼠空間學習記憶能力和β-淀粉樣前體蛋白表達的影響[D].鄭州：鄭州大學，2014.

[7]王欣梅.低水平鉛暴露對不同發育期大鼠學習記憶及mGlur1、NMDA受體表達的影響[D].武漢：華中科技大學，2008.

[8]朱慶陽.鉛暴露大鼠部分腦區的NMDA受體亞基（NR1、NR2A）表達的研究[D].長春：吉林大學，2009.

[9]葉偉峰.鉛暴露大鼠腦區鈣離子/鈣調素關聯信號通路及藥物調控研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[10]劉忠慧.鉛對神經細胞信號傳導通路中蛋白激酶C及鈣調蛋白表達影響的研究[D].天津：天津醫科大學，2008.

[11]高雙，游園園，孫黎光.鉛對大鼠大腦皮層乙酰膽堿酯酶活性影響[J].中國公共衛生，2011，27（04）：463464.

[12]田凱琦，翟福駿，吳京澤，等.納米硫化鉛和醋酸鉛對大鼠腦組織氨基酸類神經遞質影響研究[J].中國職業醫學，2015，42（05）：500504.

[13]王琰.生長發育期鉛暴露致氨基酸類神經遞質損傷的研究[D].唐山：華北理工大學，2016.