摘要:神经系统疾病正在成为全世界主要的健康问题之一。神经系统疾病的合成药物通常会产生副作用,而传统的植物性药物在防治神经疾病方面提供独特的策略。本研究探讨大叶火筒树根提取物抗氧化性能对动物模型的神经保护和改善作用。
方法:通过旷场试验,孔交叉试验、高架十字迷宫和硫喷妥钠诱导睡眠时间试验筛选评估100或200mg/kg大叶火筒树根提取物(LM)对Wistar大鼠的神经药理作用。研究大叶火筒树根提取物(LM)对地西泮诱导的Wistar大鼠顺行性遗忘的改善作用。Morris水迷宫试验评价地西泮对大鼠学习记忆能力的影响。测量动物海马体的抗氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和氧化生物标志物丙二醛、一氧化氮、高级氧化蛋白产物来评估提取物的抗氧化能力。
结果:LM可显著降低动物的自主活动和睡眠时间。Morris水迷宫试验显示,与地西泮组相比,LM处理组动物的平均逃避潜伏期显著降低。LM还可以降低海马体丙二醛、一氧化氮和高级氧化蛋白产物的含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性。
结论:LM在海马体的抗氧化能力有助于改善顺行性遗忘症。
关键词:大叶火筒树根 地西泮 失忆症 抗氧化剂
背景:人类神经系统疾病对公共卫生保健构成了越来越大的威胁。健忘症对记忆力有严重破坏,没有智力、注意力、知觉或判断力上的缺陷。顺行性遗忘导致部分或完全无法回忆最近的过去,最终导致下丘脑、丘脑和周围皮质结构受损。最近的研究表明氧化应激与几种神经系统疾病以及健忘症有关。通过减轻氧化应激可改善神经系统紊乱和失忆。目前的治疗方案,如介入手术、外科手术和合成药物,由于不能修复受损的神经元或改善神经再生,限制了它们改善神经功能的能力。有时会引起镇静和使肌肉放松。由于在神经损伤修复和改善药物的严重副作用,草药或植物衍生药物的替代疗法正越来越多地用于缓解情感性精神障碍。类似的治疗效果,副作用小,被认为是这些药物的附加优势。尤其是天然抗氧化的黄酮类化合物具有抗焦虑作用。
试验动物:6-7周龄Wistar大鼠,平均体重150.66±5.87克,雌雄均可。在实验开始前,其身体健康,适应了一周的标准实验室饲养。
急性毒性试验及剂量调整:在实验室条件下驯化的wistar大鼠进行急性毒性试验。5只动物接受单次口服剂量为0.5,1,1.5,和2g/kg的LM。动物在给药前禁食过夜。给药后,继续禁食3到4小时。给药后的头30分钟,每只动物都保持密切观察。继续观察给药后24小时(特别是前4小时)及此后3天内记录延迟毒性。每天笼侧观察,包括皮肤和皮毛、眼睛和粘膜的变化、呼吸和循环速度、自主神经和中枢神经系统的变化。有效的治疗剂量为半数致死量的十分之一。这是一个被许多研究者支持的既定的和广泛使用的模型。
神经药理学试验程序:为探讨神经药理活性开展了旷场试验、孔交叉试验、高架十字迷宫(EPM)试验和硫喷妥钠诱导睡眠时间试验。对于这些试验,动物随机分为四组:正常对照(NC)、阳性对照(PC)、LM 100毫克/公斤(LM100)组和LM 200毫克/公斤(LM200)组。每一组包含六至八只。NC组口服给药(1%吐温80水溶液)。PC组腹腔注射1 mg/kg体重的地西泮。从文献中筛选出地西泮用于神经行为评估的剂量。LM100,LM200组分别口服LM100和200 mg/kg bw。
旷场试验:它是由一个半平方米的木地板组成的,由一系列正方形组成,每一个颜色都是黑白相间的。该装置有一个40厘米高的墙。NC,PC,LM100 & LM200组动物被放置在开放的领域中。记录动物走过的平方数。在给药后0, 30, 60、90和120分钟计数记录3分钟。每次试验后,用70%异丙醇彻底清除神经装置。
孔交叉试验:在这个实验中,尺寸为30×20×14厘米,中间有一个固定的分区的笼子。在笼子中心高度7.5厘米处形成了一个直径为3厘米的洞。各组给药后,动物被允许穿越孔,从一个空间到另一个空间。一只老鼠从一个房间到另一个房间的穿越通道数被计算出来。在给药后0, 30, 60、90和120分钟进行了连续3分钟的计数。
高架十字迷宫(EPM)试验:EPM装置由两条相对开放臂(5×10厘米)和两条相当闭合臂(5×15厘米)从一个平台辐射(5×5厘米)形成一个加号图。该装置位于离地40厘米。开放臂边缘高度为0.5厘米,以防止大鼠跌落,闭合臂边缘高度为15厘米。给药60分钟后,每只动物都被放置在迷宫的中心,面对一只被包围的手臂。在一个5分钟的测试期间,记录开放臂进入次数,开放臂停留时间,闭合臂进入次数,闭合臂停留时间。进入一个臂被定义为当动物把四只爪子放在臂上。该程序是在一个隔音室进行的。
硫喷妥钠诱导的睡眠时间试验: NC,PC,LM100,LM200各组给药30分钟后,硫喷妥钠(40毫克/公斤)给药各组诱导大鼠睡眠。观察硫喷妥钠诱导的动物潜伏期和持续时间。
抗遗忘效果调查:动物按照之前方案分组,对照组给予蒸馏水。PC组口服地西泮5毫克/公斤。LM100组给予地西泮5毫克/公斤和LM 100毫克/公斤。LM200组给予地西泮5毫克/公斤和LM 200毫克/公斤。本实验采用地西泮诱导动物顺行性遗忘,并从文献中筛选出地西泮的剂量。考察了供试品的抗对地西泮效应。每天晚上给药,12小时后,评价大鼠的学习和记忆能力。
Morris水迷宫试验:Morris水迷宫是行为神经科学中最广泛使用的一项任务,它研究空间学习和记忆的心理过程和神经机制,这是海马体的主要功能。在水迷宫中定位导航通常被用作认知功能的一般测试,例如测试神经系统各种干扰的影响。中风、衰老、神经退行性疾病或新型治疗药物的潜在影响的动物模型。该模型适当地结合了空间记忆和自发活动的评价。它可以用于评价不仅影响空间记忆,也损害自发活动的药物。水迷宫由一个直径为110厘米、壁高40厘米的圆形水箱组成。一个白色的平台(直径10厘米)放在里面,水箱装满水(22±1°C),平台的顶部被淹没在水面以下1厘米处。开始采集训练前,每只老鼠都接受了一次赛前训练,包括把老鼠放在平台上,至少要保持15秒,接着是一个30秒的游泳周期,结束几次爬上平台的试验,直到每个科目都能在没有帮助的情况下爬上去。在24h内,每只动物进行五个采集,每个采集包括四次试验,每次时间间隔10min. 在整个采集过程中,所有老鼠都处于同一固定位置。在本研究中,象限Q3被指定为目标象限。在每次试验开始的时候,这些老鼠被释放出来,它的头部面对着位于迷宫周长的四个点中的一个,被任意指定为N,s,E,w。起始点的顺序是随机确定的,每个起始点仅使用一次。一旦老鼠找到平台,它被允许留在那里30秒,然后取出。如果老鼠在60秒之内没有找到平台,手动引导它。计算平均逃逸潜伏期,作为捕获的指标。在进行了五次获得训练之后,随后进行了一次试验,将平台从游泳池中取出来,老鼠不得不再游60秒,但没有机会逃生。这是一项检索试验研究,评估了动物在5天训练中学习和巩固平台位置的能力。计算目标象限中动物所花费的时间百分比。动物在目标象限(Q3)所花费的时间被记录为检索的索引。
评估超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶和氧化生物标志物丙二醛、高级氧化蛋白产物:评价学习和记忆12h后,处死大鼠,用氯仿麻醉,灌注冷生理盐水(10毫升/10克)。整个完整的大脑被小心地取出,放在冰冷的盘子里清洗。迅速取出海马体并称重。海马体在4倍体积0.1 mol/L的冰磷酸盐缓冲液(pH值为7.4)中匀质化。然后4°C,20000×g离心30分钟。基于肾上腺素自氧化法测定海马SOD活性。通过跟踪240nm,H2O2的消失率,在37°C测量海马CAT活性。在340 nm测定NADPH氧化率测定GPX活性。
结果:LM神经药理作用:旷场试验:提取物在第二个观察期到最后一个研究阶段的两个剂量水平上都显著减少了测试动物的运动。抑制作用随时间的增加而增加。同对照组相比,100和200毫克/公斤剂量组动物表现出运动次数显着减少。与NC和PC组相比,LM100和LM200中枢神经抑制活性呈剂量依赖性。
孔交叉试验:孔交叉试验中,用LM处理的动物表现出剂量依赖性减少的自发活动。LM200穿越孔次数同PC组相媲美。该提取物能降低自发运动活动,这种作用可能是由于标准药物地西泮引起的中枢神经系统抑制。LM100也能减少穿越次数,但是同PC相比差异不显著。0~120分钟观察发现中枢神经系统活动被抑制。
EPM试验:LM两种剂量下,增加了进入张开双臂的百分比。与NC组相比,LM200毫克/公斤剂量也增加进入开臂的时间百分比。LM200显著增加进入开放臂持续时间,相比于对照组。
硫喷妥钠诱导的睡眠时间试验:两剂量组能快速诱导动物睡眠。与NC相比,两种剂量的LM都能延长睡眠时间。供试品减少潜伏期(睡眠开始)和增加睡眠时间。LM呈剂量依赖性镇静效应,差异有统计学意义。
LM对地西泮所致遗忘症的影响:在5天的试验过程中,训练大鼠的平均逃避潜伏期减少。在第一、第二和第三天,两组间平均逃避潜伏期无显著性差异。然而,在第四和第五天,PC组的平均逃避潜伏期比对照组长。与PC组相比,LM处理后大鼠逃避潜伏期显著降低。在探索性实验研究中,PC组花费在目标象限时间明显短于NC组。LM组大鼠在靶象限的时间比PC组多。
LM对海马体SOD、CAT、谷胱甘肽过氧化物酶、MDA、AOPP的活性影响:与NC组相比,地西泮给药后SOD、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性显著降低。LM剂量组减轻了SOD、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性的变化。LM能显著减弱地西泮诱导的MDA含量的增加。LM有剂量依赖性地降低试验组AOPP。
结论:本研究结果为LM在神经系统疾病中的应用提供了科学依据。揭示了LM改善地西泮引起失忆症动物模型中枢神经系统抑制,抗焦虑、镇静作用。LM能显著提高脑海马的抗氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶。该植物在减少氧化应激相关的神经退行性疾病效果是显而易见的。