上海欣軟避暗實驗與曠場實驗對老齡小鼠記憶行為的影響

上海欣軟避暗實驗與曠場實驗對老齡小鼠記憶行為的影響

摘　要: 用開場行為模型和一次性被動回避反應模型分別對經高壓氧處理的老齡小鼠進行自發活動和記憶保持力檢測, 并用熒光分光光度計測定腦內脂褐素含量, 探討了高壓氧（HBO）對衰老性學習記憶障礙的作用及其與腦內脂褐素含量的關系. 結果表明: （1）高壓氧可明顯增強老齡小鼠在新異環境中的自發活動, 顯著提高其記憶保持力; （2）高壓氧使老齡小鼠腦內脂褐素含量明顯下降. 提示高壓氧可改善衰老性記憶障礙, 其機制可能與其降低腦內脂褐素含量有關.

關鍵詞: 高壓氧; 開場行為; 一次性被動回避反應; 脂褐素

　高壓氧（hyp e rba r ico xygen, HBO） 作為治療腦部疾病的一種非創傷性方法, 已廣泛應用于腦缺血、顱腦損傷、持續性植物狀態、老年癡呆和血管性癡呆等神經系統疾病的治療, 對腦功能的恢復有良好的療效. 然而, 有關高壓氧對正常生理性衰老的作用鮮見報道. 筆者以往的實驗表明, 高壓氧可改善衰老性記憶障礙, 并能降低與學習記憶相關的主要腦區（大腦皮層、海馬、小腦、間腦）突觸體內鈣離子水平. 考慮到腦老化的動因較多, 其中腦內脂褐素積累是導致腦細胞結構受損、功能衰退的原因之一, 因此, 筆者觀察了高壓氧對衰老性記憶障礙和腦內脂褐素含量的影響, 探討了高壓氧對衰老性學習記憶行為的作用機制.

1　材料與方法

1. 1　實驗動物

選 用昆明品系老齡（18月齡） 小鼠, 體重（35±3） g, 雌雄兼用, 由南京中醫學院動物中心提供.

1. 2　高壓氧處理

小鼠隨機分為常壓氧組（0. 10M P a）、高壓氧組（0. 25M P a）和對照組. 試驗組動物進入自制動

物加壓氧艙內, 先用醫用純氧充分洗艙10m in, 高壓氧組逐漸加壓至0. 25 M P a, 高壓下停留60m in, 之后以20m in勻速減至常壓; 常壓氧組則在常壓（0. 10M P a）下吸純氧60m in. 每天處理1h,共2周. 對照組小鼠常規飼養.

1. 3　行為測試

（1）開場實驗，曠場實驗

觀察　zui后一次高壓氧處理后的第2天進行. 開場環境底面劃分為許多格, 記錄小鼠3m in內由底面中心開始跑動所穿越的格數（同時記錄第1m in內的跑動格數）、后腿站立（包括扶壁站立和自由站立）次數、理毛次數和糞便粒數. 比較高壓氧試驗組與對照組小鼠在新異環境中自發行為表現的差異.

（2）一次性被動回避反應，避暗實驗

　此模型用以測試小鼠的記憶保持力. 根據小鼠趨暗習性, 記錄其進入暗箱前在通道上停留的時間, 即步入潛伏期（step2th ro ugh la tency, STL）; 動物進入暗箱受到電擊（0. 3mA, 50 H z, 5 s）后24h再測STL. STL越長, 表明小鼠對電擊的記憶保持越好. 檢測時間以300s為限.

1. 4　腦組織脂褐素含量測定

行為檢測后將小鼠斷頭取全腦, 加去離子水,用T ef lo n玻璃勻漿器進行勻漿, 加入氯仿2甲醇（2∶1）溶液充分振蕩, 1 500 röm in離心10m in,取下層有機相, 用R F2540型熒光光度計測其熒光強度（發射波長435nm, 激發波長365nm）, 以1m göL硫酸奎寧為標準物, 計算每克鮮腦組織的脂褐素含量.

1. 5　統計學處理

開場行為和脂褐素含量數據的統計學處理,用組間t 檢驗; 一次性被動回避反應采用M ann2

W h itney非參數檢驗.

2　結　果

2. 1　高壓氧對小鼠開場行為的影響

結果如表1. 與對照組相比, 高壓氧使老齡小鼠在開場環境中的跑動格數增多, 特別是在第1m in的跑動格數明顯多于對照組（P< 0. 01）, 后腿站立次數顯著增加（P< 0. 001）. 說明高壓氧可提高老齡小鼠中樞神經系統的興奮性, 使其在新異環境中的自發活動和探究行為明顯增多.

2. 2　高壓氧對小鼠一次性被動回避反應行為的影響

表2數據表明, 高壓氧對老齡小鼠電擊前的步入潛伏期（STL）沒有顯著影響, 但卻使電擊后24h的STL 明顯延長, 與對照組相比, 差異顯著（分別為P< 0. 05和P< 0. 01）. 說明高壓氧能明顯改善老齡小鼠的記憶保持能力.

3　討　論

在動物的衰老過程中, 神經系統特別是大腦的結構, 隨年齡的增長發生衰老性變化, 腦內脂褐素積累即是其重要的形態學指標之一. 脂褐素主要積累在大腦皮層和海馬部位. 以往的研究表明,老齡小鼠學習記憶功能的減退與腦內脂褐素含量的升高有關. 脂褐素積累過多, 可破壞磷脂膜結構, 導致線粒體和粗面內質網減少以及空泡形成等亞細胞結構的變化, 并使神經元數目減少, 從而導致學習記憶功能的減退.高壓氧可大幅度提高血中物理溶解氧量和血

氧張力, 提高腦細胞供氧量, 使有氧代謝旺盛, 改善腦細胞代謝及營養, 促進腦細胞分裂增生, 有利于腦損傷的修復; 同時, 高壓氧使顱內動脈收縮,血管阻力增加, 血流量減少, 顱內壓下降. 因此,*已作為腦復蘇的重要急救手段之一,治療的加壓范圍多在0. 15M P a～0. 25M P a. 

本實驗對老齡小鼠進行高壓氧處理后, 發現經0. 10M P a和0. 25M P a處理的老齡小鼠在新異環境中的自發活動明顯增多, 記憶保持力均顯著提高. 與此相對應, 高壓氧處理后的老齡小鼠腦內脂褐素含量明顯下降, 提示高壓氧改善衰老性記憶障礙的機制可能與其降低腦內脂褐素含量有關.有研究表明, 動物在衰老過程中腦內脂褐素積累與體內自由基代謝發生混亂有關. 衰老過程中產生的大量自由基超過機體的清除能力, 引發脂質過氧化作用的鏈式反應, 導致細胞膜損傷,同時, 過氧化脂質（L PO）的分解終產物（如M DA）可與DN A、RN A、蛋白質和磷脂等有關物質結合使膜成分改變, 功能障礙, 促進機體衰老過程. 脂質過氧化的代謝終產物還可引起精神行為改變,并通過交聯、結合形成脂褐素, 引起神經系統的功能障礙. 而高壓氧能增加體內自由基清除劑——超氧化物歧化酶（SOD）的活性, 抑制脂質過氧化過程, 阻斷自由基連鎖反應. 因此, 推測高壓氧改善老齡動物學習記憶功能的機制可能與此有關, 并由此抑制腦內脂褐素的積累, 使腦組織的損傷終止并逐漸修復, 從而改善腦的記憶功能.