【摘要】　目的　觀察維生素B6(VB6) 缺乏對(duì)生長(zhǎng)期大鼠學(xué)習(xí)記憶功能的影響, 并從腦發(fā)育、神經(jīng)遞質(zhì)方面探討有關(guān)機(jī)制。方法　用避暗法檢測(cè)大鼠學(xué)習(xí)記憶行為, 用熒光法測(cè)定腦組織核酸和單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)含量。結(jié)果　VB6 缺乏組大鼠學(xué)習(xí)記憶能力明顯下降, 同時(shí)腦中多巴胺和52羥色胺顯著降低, 而腦發(fā)育有關(guān)指標(biāo)未見(jiàn)異常改變。結(jié)論　VB6 可通過(guò)調(diào)節(jié)腦中單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)水平, 影響大鼠學(xué)習(xí)記憶能力。

【關(guān)鍵詞】　 維生素B6　學(xué)習(xí)記憶　腦發(fā)育　神經(jīng)遞質(zhì)　　維生素B6

(V B6) 主要以輔酶形式參與體內(nèi)多種物質(zhì)和能量代謝。國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)母體缺乏V B6會(huì)導(dǎo)致子代許多酶系統(tǒng)的功能障礙, 如谷氨酸脫羧酶(GAD)和轉(zhuǎn)氨基酶(GOT, GPT)的活性改變, 這些酶對(duì)于神經(jīng)遞質(zhì)合成、髓鞘形成和氨基酸代謝極為重要。新生動(dòng)物缺乏VB6可導(dǎo)致震顫、易怒、運(yùn)動(dòng)失常等行為異常。近年研究發(fā)現(xiàn)大鼠缺乏VB6, 腦中GAD活性降低, 同時(shí)誘發(fā)癲癇發(fā)作, 人體實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)VB6 缺乏者腦電圖異常, 并伴有情緒等心理變化, 由此推測(cè)VB6 對(duì)維持腦功能正常發(fā)揮有重要作用。學(xué)習(xí)記憶是腦的高級(jí)機(jī)能之一, 有關(guān)VB6 對(duì)學(xué)習(xí)記憶的影響還沒(méi)有系統(tǒng)的研究。本實(shí)驗(yàn)用缺乏VB6飼料喂飼生長(zhǎng)期大鼠, 觀察了大鼠學(xué)習(xí)記憶行為的改變, 并從腦發(fā)育和神經(jīng)遞質(zhì)方面探討了有關(guān)機(jī)制, 為今后從營(yíng)養(yǎng)角度確保學(xué)習(xí)記憶功能的正常發(fā)揮奠定理論基礎(chǔ)。

    材料與方法

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與飼養(yǎng)

70g左右Wistar大鼠(本所動(dòng)物房提供)30只,按體重隨機(jī)分為3組, 每組雌雄各半, 用不銹鋼籠分籠飼養(yǎng), 自由飲水。缺乏組, 喂缺乏VB6 飼料; 對(duì)照組, 喂正常含VB6(7mg/kg)飼料; 對(duì)喂組, 喂對(duì)照組飼料, 與缺乏組對(duì)喂(每日攝食量與缺乏組相同), 飼料參照AIN-93 合成飼料配方配制。喂養(yǎng)28天后進(jìn)行行為實(shí)驗(yàn), 一周后斷頭處死大鼠, 低溫下分離腦組織。

二、觀察指標(biāo)及測(cè)定方法

1. 紅細(xì)胞天門(mén)冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)活性系數(shù): 酶偶聯(lián)法

2. 被動(dòng)回避反應(yīng)實(shí)驗(yàn): 避暗法利用大鼠喜暗的習(xí)性設(shè)計(jì)而成。實(shí)驗(yàn)裝置分明暗兩室, 大小均為20×30×40cm, 室間有一拱形小門(mén)相通。明室上方裝有一盞15W鎢絲燈, 兩室底部均鋪有不銹鋼柵。暗室底部通以40V電壓。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將大鼠面部背向洞口放入明室, 同時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,記錄其進(jìn)入暗室時(shí)間, 為潛伏期。當(dāng)大鼠穿過(guò)洞口進(jìn)入暗室后立即通電, 直至大鼠遭電擊逃回明室, 記錄大鼠遭電擊至逃出暗室的時(shí)間。第一天為學(xué)習(xí)過(guò)程,一周后進(jìn)行記憶測(cè)試, 觀察并記錄5min內(nèi)大鼠由明室進(jìn)入暗室的時(shí)間和錯(cuò)誤率(錯(cuò)誤反應(yīng)動(dòng)物數(shù)/每組動(dòng)物數(shù))。

3. 腦組織蛋白質(zhì)含量: 考馬斯亮蘭法

4. 腦 組 織 核 酸 含 量: 熒 光 探 針 菲 啶 嗅 紅(Ethidium Bromide)法

5. 腦組織單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)含量: 熒光分光光度法

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

行為實(shí)驗(yàn)用中位數(shù)M表示, 組間比較用秩和檢驗(yàn); 其它指標(biāo)均用x±s表示, 組間比較用t 檢驗(yàn)。

    結(jié)　　果

一、大鼠紅細(xì)胞AST活性系數(shù)紅細(xì)胞AST活性系數(shù)與機(jī)體維生素B6 水平有關(guān), 超過(guò)1. 8 即可認(rèn)為VB6 缺乏。本實(shí)驗(yàn)中缺乏組紅細(xì)胞AST活性系數(shù)平均達(dá)2101(2101±0139),明 顯高于其它兩組(對(duì)喂組1120±0125,對(duì)照組1141±0130), 表明機(jī)體已處于VB6 缺乏狀態(tài)。

二、大鼠學(xué)習(xí)記憶能力

大鼠避暗實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示: 在訓(xùn)練階段缺乏組大鼠的潛伏期( 在亮處停留時(shí)間)略高于其它2組, 表明其對(duì)光刺激敏感性低, 而進(jìn)入暗處遭遇電擊時(shí)間明顯高于其它2組, 表明其應(yīng)變反應(yīng)能力較差, 獲得記憶時(shí)間長(zhǎng)。一周后記憶再現(xiàn)測(cè)定發(fā)現(xiàn), 對(duì)照組大鼠均在亮處停留滿5min, 而缺乏組大鼠有60%出現(xiàn)錯(cuò)誤, 其錯(cuò)誤率明顯高于其它兩組, 三、大鼠腦發(fā)育狀況腦重3組基本相同, 海馬重量缺乏組略低于其它兩組; 腦中核酸和蛋白質(zhì)含量各組沒(méi)有明顯差別,四、大鼠腦組織單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)含量大鼠腦中去甲腎上腺素水平3組無(wú)明顯差別,

但多巴胺、52羥色胺(52HT)含量缺乏組明顯低于其

    討　　論

本實(shí)驗(yàn)利用飼料中VB6 不足造成實(shí)驗(yàn)大鼠機(jī)體VB6 缺乏。通過(guò)避暗實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力, 結(jié)果顯示,VB6缺乏可顯著降低實(shí)驗(yàn)大鼠被動(dòng)回避實(shí)驗(yàn)中的潛伏期和躲避電擊的成功率, 表明VB6缺乏可影響大鼠的應(yīng)變反應(yīng)能力, 提示VB6對(duì)大鼠的學(xué)習(xí)記憶有重要作用。學(xué)習(xí)記憶是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程,腦的正常發(fā)育和結(jié)構(gòu)完整是腦功能正常發(fā)揮的必要條件; 神經(jīng)遞質(zhì)的合成與釋放是學(xué)習(xí)記憶的生理基礎(chǔ)之一。但是VB6能否通過(guò)影響腦發(fā)育、介導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)合成來(lái)參與調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)記憶還未得到證實(shí)。有關(guān) B6 缺乏影響腦發(fā)育近年已有報(bào)道。Kirksey等給妊娠母鼠飼以不含VB6的飼料, 對(duì)出生第15天的子代進(jìn)行腦組織形態(tài)學(xué)觀察, 發(fā)現(xiàn)多個(gè)腦區(qū)結(jié)構(gòu)異常: 新皮層和小腦神經(jīng)元數(shù)目減少,小腦Purkinje氏細(xì)胞和新皮層錐體細(xì)胞和星狀細(xì)胞的樹(shù)突分枝減少; 紋狀體和大腦皮層的突觸密度減少, 并出現(xiàn)大量的固縮神經(jīng)元, 以此推測(cè)神經(jīng)元壽命縮短。與其結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng), 腦的蛋白質(zhì)、核酸和脂類(lèi)合成和代謝均出現(xiàn)異常。Geng等在用妊娠18天的胎鼠腦組織進(jìn)行體外神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng), 發(fā)現(xiàn)VB6 對(duì)海馬、皮層神經(jīng)元的生長(zhǎng)均有促進(jìn)作用。這些研究均表明V B6是妊娠和哺乳階段腦發(fā)育必不可少的營(yíng)養(yǎng)素。但有關(guān)VB6 對(duì)斷乳后大鼠腦發(fā)育的影響報(bào)道還很少。我們觀察斷乳后生長(zhǎng)發(fā)育期VB6 缺乏大鼠的腦發(fā)育狀況, 發(fā)現(xiàn)VB6 缺乏大鼠腦和海馬重量以及腦中蛋白質(zhì)和核酸含量與對(duì)照組相比均無(wú)顯著差別, 表明VB6 缺乏未造成大鼠腦發(fā)育的明顯異常。其原因可能是機(jī)體各器官、組織生長(zhǎng)發(fā)育并不同步,相對(duì)其它器官而言, 腦的生長(zhǎng)發(fā)育速度快, 過(guò)程短。妊娠和哺乳階段是腦發(fā)育的旺盛期, 而斷乳后腦發(fā)育基本結(jié)束, 因此對(duì)VB6缺乏不敏感, 這提示VB6缺乏不大可能通過(guò)影響腦發(fā)育干擾蛋白質(zhì)和核酸的生物合成, 進(jìn)而引起學(xué)習(xí)記憶障礙。單胺類(lèi)遞質(zhì)系統(tǒng)參與學(xué)習(xí)記憶過(guò)程。損害多巴胺能系統(tǒng)將會(huì)造成學(xué)習(xí)記憶功能的損傷, 如帕金森氏癥就是與紋狀體的多巴胺能系統(tǒng)的損傷有關(guān)。52HT也可調(diào)節(jié)情緒、記憶, 它本身屬于抑制性神經(jīng)遞質(zhì), 起到安定中樞作用。給動(dòng)物服用52HT受體拮抗劑可出現(xiàn)明顯的精神錯(cuò)亂現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果V B6缺乏的大鼠腦中DA、52HT含量均顯著降低。VB6 可影響DA和52HT的合成代謝與其作為氨基酸脫羧酶的輔酶有關(guān)。Gularte等研究發(fā)現(xiàn)出生前后VB6不足使處于發(fā)育階段的腦紋狀體區(qū)多巴胺脫羧酶活性降低。腦中52HT是色氨酸的代謝產(chǎn)物, 52羥色氨酸脫羧酶是其關(guān)鍵酶。有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)單純?cè)陲暳现刑砑由�氨酸腦中52HT沒(méi)有明顯變化, 只有同時(shí)補(bǔ)充VB6 腦中52HT方可增加, 提示V B6 是色氨酸代謝合成52HT的輔因子�？傊�, 本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示VB6缺乏可造成大鼠學(xué)習(xí)記憶障礙, 而腦組織單胺類(lèi)神經(jīng)遞質(zhì)的合成代謝異常有可能是其原因之一。