【摘要】　目的　觀察維生素B6(VB6) 缺乏對生長期大鼠學(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)機制。方法　用避暗法檢測大鼠學(xué)習(xí)記憶行為, 用熒光法測定腦組織核酸和單胺類神經(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)未見異常改變。結(jié)論　VB6 可通過調(diào)節(jié)腦中單胺類神經(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。國外研究發(fā)現(xiàn)母體缺乏V B6會導(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。新生動物缺乏VB6可導(dǎo)致震顫、易怒、運動失常等行為異常。近年研究發(fā)現(xiàn)大鼠缺乏VB6, 腦中GAD活性降低, 同時誘發(fā)癲癇發(fā)作, 人體實驗也發(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VB6 對維持腦功能正常發(fā)揮有重要作用。學(xué)習(xí)記憶是腦的高級機能之一, 有關(guān)VB6 對學(xué)習(xí)記憶的影響還沒有系統(tǒng)的研究。本實驗用缺乏VB6飼料喂飼生長期大鼠, 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)機制, 為今后從營養(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、實驗動物分組與飼養(yǎng)

70g左右Wistar大鼠(本所動物房提供)30只,按體重隨機分為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; 對照組, 喂正常含VB6(7mg/kg)飼料; 對喂組, 喂對照組飼料, 與缺乏組對喂(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天后進行行為實驗, 一周后斷頭處死大鼠, 低溫下分離腦組織。

二、觀察指標(biāo)及測定方法

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

2. 被動回避反應(yīng)實驗: 避暗法利用大鼠喜暗的習(xí)性設(shè)計而成。實驗裝置分明暗兩室, 大小均為20×30×40cm, 室間有一拱形小門相通。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。實驗時先將大鼠面部背向洞口放入明室, 同時啟動計時器,記錄其進入暗室時間, 為潛伏期。當(dāng)大鼠穿過洞口進入暗室后立即通電, 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間。第一天為學(xué)習(xí)過程,一周后進行記憶測試, 觀察并記錄5min內(nèi)大鼠由明室進入暗室的時間和錯誤率(錯誤反應(yīng)動物數(shù)/每組動物數(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. 腦組織單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量: 熒光分光光度法

三、統(tǒng)計學(xué)處理

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

    結(jié)　　果

一、大鼠紅細胞AST活性系數(shù)紅細胞AST活性系數(shù)與機體維生素B6 水平有關(guān), 超過1. 8 即可認為VB6 缺乏。本實驗中缺乏組紅細胞AST活性系數(shù)平均達2101(2101±0139),明 顯高于其它兩組(對喂組1120±0125,對照組1141±0130), 表明機體已處于VB6 缺乏狀態(tài)。

二、大鼠學(xué)習(xí)記憶能力

大鼠避暗實驗結(jié)果顯示: 在訓(xùn)練階段缺乏組大鼠的潛伏期( 在亮處停留時間)略高于其它2組, 表明其對光刺激敏感性低, 而進入暗處遭遇電擊時間明顯高于其它2組, 表明其應(yīng)變反應(yīng)能力較差, 獲得記憶時間長。一周后記憶再現(xiàn)測定發(fā)現(xiàn), 對照組大鼠均在亮處停留滿5min, 而缺乏組大鼠有60%出現(xiàn)錯誤, 其錯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)含量各組沒有明顯差別,四、大鼠腦組織單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量大鼠腦中去甲腎上腺素水平3組無明顯差別,

但多巴胺、52羥色胺(52HT)含量缺乏組明顯低于其

    討　　論

本實驗利用飼料中VB6 不足造成實驗大鼠機體VB6 缺乏。通過避暗實驗檢驗大鼠學(xué)習(xí)記憶能力, 結(jié)果顯示,VB6缺乏可顯著降低實驗大鼠被動回避實驗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對大鼠的學(xué)習(xí)記憶有重要作用。學(xué)習(xí)記憶是一個復(fù)雜過程,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能否通過影響腦發(fā)育、介導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)合成來參與調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)記憶還未得到證實。有關(guān) B6 缺乏影響腦發(fā)育近年已有報道。Kirksey等給妊娠母鼠飼以不含VB6的飼料, 對出生第15天的子代進行腦組織形態(tài)學(xué)觀察, 發(fā)現(xiàn)多個腦區(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氏細胞和新皮層錐體細胞和星狀細胞的樹突分枝減少; 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, 以此推測神經(jīng)元壽命縮短。與其結(jié)構(gòu)相對應(yīng), 腦的蛋白質(zhì)、核酸和脂類合成和代謝均出現(xiàn)異常。Geng等在用妊娠18天的胎鼠腦組織進行體外神經(jīng)細胞培養(yǎng), 發(fā)現(xiàn)VB6 對海馬、皮層神經(jīng)元的生長均有促進作用。這些研究均表明V B6是妊娠和哺乳階段腦發(fā)育必不可少的營養(yǎng)素。但有關(guān)VB6 對斷乳后大鼠腦發(fā)育的影響報道還很少。我們觀察斷乳后生長發(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)和核酸含量與對照組相比均無顯著差別, 表明VB6 缺乏未造成大鼠腦發(fā)育的明顯異常。其原因可能是機體各器官、組織生長發(fā)育并不同步,相對其它器官而言, 腦的生長發(fā)育速度快, 過程短。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VB6缺乏不敏感, 這提示VB6缺乏不大可能通過影響腦發(fā)育干擾蛋白質(zhì)和核酸的生物合成, 進而引起學(xué)習(xí)記憶障礙。單胺類遞質(zhì)系統(tǒng)參與學(xué)習(xí)記憶過程。損害多巴胺能系統(tǒng)將會造成學(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。給動物服用52HT受體拮抗劑可出現(xiàn)明顯的精神錯亂現(xiàn)象。本實驗結(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。有實驗發(fā)現(xiàn)單純在飼料中添加色氨酸腦中52HT沒有明顯變化, 只有同時補充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。總之, 本實驗結(jié)果顯示VB6缺乏可造成大鼠學(xué)習(xí)記憶障礙, 而腦組織單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的合成代謝異常有可能是其原因之一。