褪黑素对D-半乳糖模型大鼠记忆能力及大脑SOD、MDA的影响

【摘要】目的：探讨褪黑素对D-半乳糖致衰模型大鼠学习记忆能力及大脑海马区SOD活性、MDA含量的影响。方法:用Morris水迷宫测试大鼠的空间记忆能力，用生物化学方法测定大脑海马SOD活性、MDA含量。结果:与正常对照组相比，模型组学习记忆能力减退，大脑海马SOD活性降低，MDA含量增高。与模型组比较，褪黑素治疗组学习记忆能力明显改善，大脑海马SOD活性增高，MDA含量降低。结论:褪黑素能改善D-半乳糖模型大鼠学习记忆能力和提高大脑海马区SOD活性、降低MDA的含量。

【关键词】褪黑素；D-半乳糖；记忆；SOD；MDA

褪黑素是一种主要由松果体分泌的激素，最早由Lermer等(1958年)从牛的松果体中分离、纯化并将之注入青蛙体内，发现青蛙皮肤颜色变浅，褪黑素便因此得名。褪黑素具有多种功能，如调节生殖系统的发育、调节生物时钟及神经免疫等[1]。褪黑素的分泌异常与自身免疫疾病、衰老及阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)等疾病密切相关。

随着年龄增加，AD发病率升高，而血及脑脊液(CSF)中褪黑素的水平则下降。Sandyk等[2]通过测量夜间褪黑素的水平及其 24h总量发现,帕金森病组与对照组无显著差异，而 AD组同对照组相比，无论夜间水平还是24h总量，均明显下降。Liu等[3]检测AD及年龄相匹配的对照组CSF中褪黑素的浓度发现,>80岁的老年对照组CSF中褪黑素浓度是4l～80岁对照组的一半；AD组CSF中褪黑素浓度是对照组的 1/5。

1 材料和方法

1.1 材料和动物

D-半乳糖（上海试剂二厂产品）；褪黑素（American peptide company产品）；SOD测定试剂盒、MDA测定试剂盒；Morris水迷宫由中国医学科学院生产，Wister大鼠由吉林大学动物中心提供。

1.2 动物的分组、给药和模型制备

Wister雄性大鼠36只，体重250～300g，随机分3组，每组12只：正常对照组、模型组、褪黑素治疗组。除正常对照组外，其他各组大鼠每天腹腔注射D-半乳糖50mg/kg(用生理盐水新鲜配制)，连续7周，正常对照组每天注射等量生理盐水。从第2周开始，治疗组每天腹腔注射褪黑素5mg/kg，连续6周。

1.3 指标测定及方法

1.3.1 学习记忆能力检测

学习记忆功能检测参照Morris水迷宫法进行[4]，测试在第7周进行，仪器自动记录大鼠从入水到找到水下隐蔽平台并立于其上所用时间，连续三次都小于10秒为获得记忆。然后一周后同一时间点上再重新进行水迷宫游泳实验，大鼠游完水迷宫全程所需要的时间为再现记忆成绩，共三次，计算平均成绩。

1.3.2 生化指标的测定

学习记忆能力检测结束后，大鼠断头处死，在冰台上迅速取出双侧海马，制成10%（W/V）的海马组织匀浆。采用邻苯三酚自氧化法测定超氧化物岐化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量。

1.4 统计学分析

所有数据均应用Excel 2000统计学软件进行处理，试验数据均以（±s）表示，多个样本均数比较用方差分析，在得出差异有统计学意义的基础上，两样本均数比较用t检验。

2 结果

2.1 水迷宫测试结果

各组训练成绩无明显差异 (P>0.05)，而再现成绩，模型组与对照组和褪黑素治疗组比较明显延长(P<0.05),而褪黑素组与对照组无明显差别(P>0.05)。见表1。表1 大鼠学习记忆再现成绩（略）注：与对照组和褪黑素组比较，*P<0.05

2.2 生化指标检测结果

各组海马组织SOD活性比较，模型组明显低于对照组和褪黑素组(P<0.05)，而MDA含量则明显高于对照组和褪黑素组(P<0.05)，而褪黑素组与对照组无明显差别(P>0.05)。

表2 海马SOD活性及MDA含量（略）注：与对照组和褪黑素组比较，*P<0.05

3 讨论

AD作为一种常见的老年性退行性疾病，与衰老有着密切的关系。本研究结果表明，在衰老模型大鼠学习记忆能力降低，SOD活性降低，MDA含量显著增高，而褪黑素对其有保护作用。

近年来有关氧化应激与过度自由基毒性在AD发病中的重要作用已成为人们研究的焦点[5]。本研究表明，模型组大鼠海马中SOD活性降低，MDA含量显著升高，较对照组变化明显，这表明在AD的形成过程中氧化应激起着非常重要的作用。在正常情况下自由基的产生和消除的速率维护着一种动态平衡，氧化应激的产生过程是这种平衡被打破的过程[6]。

MT是目前已知最强的自由基清除剂并具备其他抗氧化剂所无法比拟的优点，且本身具有多种生物学效应，无毒，副作用小[7]。有实验证实[8]，MT清除自由基的作用依赖于吲哚环上的5位甲氧基，其侧链上乙酰基具有协同作用。作为细胞内自由基消除剂，MT的高亲脂性使其易通过生物膜。Shida(1993)实验发现，MT具有部分亲水性，使其能够进一步穿过胞浆进入细胞核更好地发挥抗氧化作用。MT可与细胞膜上MT受体结合，引起细胞内相应酶活性的改变，直接清除自由基。MT可以激活过氧化酶类，使其催化H2O2等过氧化物的活性增加，降低了OH-前体H2O2的细胞内水平，从而抑制自由基的产生。

本实验结果显示，MT可显著增加D-半乳糖衰老模型大鼠SOD活性，这样就在自由基链反应的各个环节阻断了反应的进一步进行，对抗自由基的损伤。从而在清除自由基、对抗氧化损伤方面阻止AD的发生和发展。

【参考文献】

1]高曲文，陈俊抛，田时雨.褪黑素与 Alzheimer病[J].医学与哲学，2000，21(1)：224-226.

[2]Sandyk R.The accelerated aging hypothesis of Parkinson’S disease is not supported by the pattern of circadian melatonin secretion[J].Int J Neurosci，1997，90(3/4)：271-282.

[3]Liu RY，Zhou JN，van Heerikhuize J，et a1.Decreased me-latonin levels in postmortem cerebrospinal fluid in relation to ageing，Alzheimer's disease，and apolipoprtein E-epsilon4/4 genotype[J].J Clin Endocrinol Metab，1999，84(1)：323-327.

[4]Morris R.Develioments of a water maze procedure for stuying spatiallearning in the rat[J].J Neurosci Methods,1984,11:47-64.

[5]He YD,Fei Z,Zhang X，et al.Gene expression of metabotropic glutamatereceptor l aafter brain injury and efficiency of its antagonist MCPG[J].Foureh Mil Med Univ,2002,22(7):612-615.

[6]Imaok, Wang H,Komatsu M,et al.Free radival scavenging aceivity of fermented papaya preparation and its effect on lipid peyoxide level and superoxide dismutase activity in iron-induced epileotic foci of rats[J].Biochem Mol Biol Int,1998,45(1):11-13.

[7]郭海峰，王广义，杜晓宏.褪黑素对重症急性胰腺炎肺损伤的保护作用[J].吉林大学学报医学版,2003，29（2）：165-167.

[8]Tan DX,Chen LD,poeggelelr B,et al.Melatonin;a potent endogenous hydroxyl radical scavenger[J].Endocrine J,1993,1:57.

作者单位：吉林省脑科医院,吉林 四平 136000