摘要:目的:觀察復合天然**提取物對 2 型糖尿病腦病大鼠認知功能的影響。方法:SPF 級健康成年雄性 SD 大鼠分為 5 組,空白對照組、糖尿病腦病組、復合天然**提取物低、中、高劑量組,每組 7 只。以高脂飼料喂養 4 周,后予30mg/kg 的劑量一次性腹腔注射 1%的鏈脲佐菌素(streptozocin,STZ)溶液建立糖尿病模型。空腹血清胰島素水平(fasting serum insulin,FSI)、口服葡萄糖耐量實驗(oral glucose tolerance test,OGTT)、胰島素耐量實驗(insulin tolerance test,ITT)驗證模型成立。第 8 周開始復合天然**提取物**,對糖尿病腦病干預組給予低、中、高劑量復合天然**提取物,** 5 周。在第 12 周進行跳臺實驗(Step downtest)和Morris 水迷宮實驗(Morris watermaze test)進行行為學測試,比較各組大鼠空間學習記憶能力的改變。 結果:糖尿病腦病大鼠跳臺實驗反應期延長,錯誤次數增加,復合天然**提取物高劑量組干預可改善糖尿病腦病大鼠的學習記憶能力,使跳臺實驗反應期縮短,錯誤次數減少 ;通過水迷宮實驗檢測發現,糖尿病腦病大鼠空間學習及記憶功能下降;高劑量復合天然**提取物可以對其進行糾正。 結論:復合天然**提取物有改善糖尿病腦病大鼠學習、記憶功能的作用。
關鍵詞:糖尿病腦病 復合天然**提取物 認知功能
目前隨著人口老齡化和生活方式的改變,2型糖尿病的發病率逐年增長,已成為威脅全人類健康的主要問題。我國糖尿病患病率居世界**位,2010年楊文軍教授發表于《新英格蘭雜志》的研究結果表明:中國20歲以上的**糖尿病患病率已達9.7%,而糖尿病前期(空腹血糖受損和糖耐量減低)的患病率已經達15.5%。這些結果令人震驚,同時 也使我們進一步認識到糖尿病的患病率已大幅提高,并成為威脅我國人民身體健康的主要慢性病之一,而糖尿糖尿病及相關并發癥的研究是關系國計民生的重要問題。
過去10年大量的流行病學研究表明DM與認知障礙有關聯,特別是2TDM與老年癡呆(Alzheimer disease,AD)關系尤為密切,T2DM即使不發生腦卒中或嚴重的低血糖,僅持續的高血糖、高血脂、高膽固醇血癥及高血壓導致的代謝綜合癥,也可以導致**神經系統功能損傷而影響大腦認知功能,表現為輕、中度認知功能障礙,學習和記憶能力下降,甚至發生癡呆。動物實驗研究也證實糖尿病鼠存在學習、記憶功能障礙,并且糖尿病鼠腦部神經元出現了AD的特異性病理學改變:Aβ沉積及tau的異常磷酸化,及由其導致的神經元細胞退化。
目前尚無有針對性的特效**,只是從改善學習記憶及認知功能入手對癥緩解,常用的改善學習認知的**包括膽堿能藥、谷氨酸受體調控劑、抗氧化劑、神經營養因子及受體生成的**、**類等幾類,由于毒副作用和**反應影響,患者往往無法堅持長期應用,從而限制了這些**的廣泛臨床應用。本研究的組分中藥復合天然**提取物是將具有**,**益智作用的天然**提取物組方,現通過行為學檢測對其改善糖尿病腦病大鼠學習認知功能作用進行觀察。
材料和方法
(一) 實驗材料
1. 實驗動物及分組:SPF 級健康成年雄性 SD(Sprague-Dawley)大鼠,體重200±20g,8 周齡。SPF 級環境飼養 3 天后,隨機分為空白對照組(Cont)、糖尿病組(DM)。在 2 型糖尿病模型成功后,再將糖尿病組大鼠隨機分為糖尿病腦病組(DE)、復合天然**提取物低劑量**組(LDE)、復合天然**提取物中劑量**組(MDE)和復合天然**提取物高劑量**組(HDE)4 組,每組 7 只。
2.模型建立:采用高脂飲食加注射小劑量鏈脲佐菌素(strepozotocin,STZ)的造模方法建立2型糖尿病模型。高脂飼料喂養4周后,模型組按30mg/kg的劑量一次性腹腔注射1%STZ溶液,10min內注射完。空白對照組腹腔內注射等體積量檸檬酸緩沖液。72h后尾靜脈采血測量隨機血糖,隨機血糖>16.7mmol/L的大鼠確定為糖尿病模型造模成功。此后每10d測一次隨機血糖,隨時剔除血糖低于16.7mmol/L的大鼠。空腹血清胰島素水平(fasting serum insulin,FSI)、口服葡萄糖耐量實驗(oral glucose tolerance test,OGTT)、胰島素耐量實驗(insulin tolerancetest,ITT)驗證模型成立。
3. ****
造模成功后第 8 周開始至行為學檢測完畢,停止施加造模因素,復合天然**提取物按 39mg/kg、104mg/kg 、390mg/kg 三個劑量,每日 2 次灌胃,期間間隔 12 小時,每次按 1mL/100g 體重計算;正常對照組及糖尿病腦病組予相應等體積量的生理鹽水灌胃,共 35 天。
4. 行為學測試
4.1 跳臺測試(step down test):將大鼠放入跳臺箱中自由活動 5min 熟悉環境,然后將箱底的金屬桿通以 36v 交流電,其正常反應是跳上橡膠制的平臺以躲避傷害性刺激。記錄大鼠**跳到平臺的時間(反應期)和 5min 內大鼠跳到金屬桿上的次數(錯誤次數),作為學習成績。24h 后重復實驗,將大鼠放到平臺上并同時通電,記錄其**次跳下平臺的時間(潛伏期)和 5min 內的錯誤次數,從而反映大鼠的記憶保持能力。
4.2 Morris 水迷宮測試(Morris watermaze test):各組大鼠在**干預30d 后開始水迷宮測試。(1)定位航行實驗:歷時 5 天,第 1 天為適應性訓練,將池中平臺撤去,使大鼠在池中自由游泳 120s,以后 4 天每天訓練 4 次,每次訓練間隔 60s。訓練時隨機選擇一個入水點入水(四次分別從四個象限入水),將大鼠面向池壁放入水中,迫使大鼠學習尋找設于水面以下的平臺。記錄 120s內尋找平臺所需時間(潛伏期)。如果大鼠入水 120s 內未能找到平臺,則將其引導至平臺,并在平臺停留60s,潛伏期記錄為 120s。(2)空間探索實驗:定位航行實驗結束后撤除平臺,任選一個入水點將大鼠面向池壁放入水中,記錄 120s內跨越原平臺位置的次數。
5.統計學處理:所有數據均用均數±標準差(X±S)表示。實驗結果采用 SPSS16.0 軟件進行處理。多組間均數比較采用重復測量資料的方差分析;兩組間均數比較采用 t 檢驗。顯著性標準界值均定為 P<0.05。
結果
一、2 型糖尿病模型建立
模型建立后 DM 組大鼠出現了多飲、多食、多尿等糖尿病癥狀,后期逐漸出現形體消瘦,體重下降。STZ 注射 72h 后 DM 組大鼠隨機血糖明顯高于空白對照組大鼠(P<0.01);在口服葡萄糖耐量實驗(OGTT)中,DM 組大鼠各點血糖值均大于空白對照組大鼠(P<0.01),且在 120min 時血糖仍高于 0min 時血糖,說明糖尿病模型大鼠調節葡萄糖機能受損,存在糖耐量異常;在胰島素耐量實驗(ITT)中,糖尿病模型大鼠血糖下降速率比空白對照組大鼠血糖下降速率慢,說明糖尿病模型大鼠存在胰島素抵抗。空腹血清胰島素水平(FSI)糖尿病模型組明顯高于空白對照組(P<0.05),說明糖尿病模型組存在明顯的胰島素抵抗。
二、行為學檢測
通過跳臺實驗反應動物的學習記憶獲得以及鞏固能力,
跳臺實驗**天主要反映的是大鼠的學習和記憶獲取能力,從表中可以看出Cont 組和 HDE 組跳臺反應期明顯短于其他各組(P <0.05),錯誤次數也較其他各組少(P <0.05),而 Cont 組和 HDE 組進行比較無顯著性差異(P >0.05)。
跳臺實驗的**天主要反映大鼠對頭**學習內容的記憶鞏固能力,結果表明 Cont 組和 HDE 組的潛伏期較其他各組短(P<0.05),而錯誤次數少(P <0.05),而二者之間比較無顯著性差異(P >0.05);其中 HDE 組的所有大鼠在測試潛伏期內均未走下平臺。
3.2 通過 Morris 水迷宮檢測動物的空間記憶能力,
各組大鼠水迷宮滯留時間的變化趨勢 ,頭3天均呈下降趨勢,第4天趨于平穩。其中, DE、LDE、MDE組的變化趨勢及潛伏期接近,折線幾乎重和;HDE和Cont組比較接近,滯留時間明顯較其他3組縮短。進一步進行統計學分析DE、LDE、MDE組找到平臺的時間,即在水中的滯留時間均明顯長于Cont組( P < 0. 05);而HDE與Cont組尋找平臺的時間差異不明顯;與DE、LDE、MDE組找到平臺的時間比較差異則顯著( P < 0. 05)。
討論:
胰島素抵抗與胰島功能受損是 2 型糖尿病的發病機理中不可缺少的兩個重要因素,本研究應用高脂飲食喂養 1 個月,導致外周胰島素抵抗。在此基礎上結合小劑量 STZ,使β細胞部分受損,胰島素分泌相對減少,既使胰島素水平繼續升高,仍不能有效代償外周胰島素抵抗,因而導致糖尿病發病。此發病過程與 2型糖尿病的發生、發展過程相似,STZ 的劑量小到既能保證糖尿病的發生,又能避免胰島素合成和分泌能力的耗竭,不至于成為典型的 1 型糖尿病模型。故而本研究采用該方法建立 2 型糖尿病動物模型。
臨床研究表明T2DM病人中,反應認知功能的簡短精神狀態量表成績較非糖尿病對照組比較積分明顯下降,而且老年糖尿病患者的認知級水平下降更為明顯. Convit 進一步研究表明T2DM的認知下降與海馬功能密切相關,并且與血糖控制程度、年齡、受教育程度、高膽固醇水平、代謝失常等因素正相關. 并且,在T2DM病人也出現了特異性的 AD樣病理改變,如 Aβ異常沉積和tau過度磷酸化 ,并*終導致神經元退行性病變。動物實驗中,Reisi 研究報告糖尿病模型建立8周后患者逐漸出現認知功能障礙,并在12周時達到極限。Biessels等研究亦發現STZ誘導的DM大鼠成模11周時,大鼠在水迷宮測試時已經出現學習記憶能力下降。張松筠、盛樹力等分別采用DM大鼠,在模型建立12周時觀察大鼠的認知功能變化,結果發現其水迷宮成績下降,海馬神經元的存活及凋亡通路蛋白表達異常,海馬突觸數量減少,突觸間隙增寬,且病變程度與病程正相關。因此,本實驗選取糖尿病大鼠成模12周觀察其認知功能的改變。我們的實驗結果表明:跳臺實驗中,**天反映學習和記憶的獲得能力的潛伏期及錯誤次數,在糖尿病腦病各組明顯低于正常對照組,差異顯著(p<0.05);而**天反映記憶鞏固能力的潛伏期與錯誤次數,亦得到一致的結論,并且經過復合天然**提取物的干預,特別是高劑量組復合天然**提取物的干預后大鼠的記憶活動能力以及記憶鞏固能力普遍提高,其成績與正常對照組比較沒有統計學差異(p>0.05)。探索空間目標能力的水迷宮實驗中得到一致的結果,表明在長期高血糖和胰島素抵抗的情況下,2型糖尿病大鼠的海馬存在學習和記憶能力明顯下降。
我國是舉世公認的天然**大國,用***治病、養生歷史悠久,在天然**抗衰老及改善學習、記憶、防治癡呆及糖尿病方面積累了許多寶貴經驗。2009年Brian H[24]運用系統綜述的方法研究和評估了中藥**癡呆的有效性和**性,他們針對中文和英文的數據庫中截止至2007年2月的所有文獻研究進行分析,結果表明***可以有效的改善認知和學習記憶障礙,**和延緩早期癡呆 (包括血管性癡呆和阿爾茲海默病)的發生、發展,而且沒有驗證的不放反應和副作用被報告。因此,該研究指出來自天然的***成分可以有效分改善認知功能,應用有廣泛的應用前景和重要的臨床意義。
復合天然**提取物是由來自綠茶的茶氨酸、茶多酚提取物和來自中藥人參的人參皂苷,以及來自遠志的遠志皂苷配比組成,具有****益智之功效。我們用其對2型糖尿病大鼠進行干預,接受35天復合天然**提取物**后,復合天然**提取物能夠較好的改善糖尿病相關認知功能減退,提高其跳臺、水迷宮成績,起到改善認知功能的作用。高劑量的復合天然**提取物對糖尿病腦病大鼠的學習認知功能有較好的改善作用,接近于空白大鼠的行為學表現,這提示我們采用的天然**組方的組分中藥可以改善長期高血糖及胰島素抵抗導致的學習記憶障礙。
我們的研究結果證實了以茶氨酸和茶多酚為主要成分,組方而成的天然**復合物能夠較好的改善2型糖尿病大鼠的認知功能,提高其獲得信息,回憶及鞏固信息的學習能力,同時能夠提高其空間記憶和空間探索等認知功能。正因為該**有較好的**效果,而其詳細的作用機制及作用靶點將值得進一步深入的研究及探討。 本文為摘錄整理篇。