維生素B6 缺乏對大鼠學習記憶的影響及有關機製的探討

【摘要】　目的　觀察維生素B6(VB6) 缺乏對生長期大鼠學習記憶功能的影響, 並從腦發育、神經遞質方麵探討有關機製。方法　用避暗法檢測大鼠學習記憶行為, 用熒光法測定腦組織核酸和單胺類神經遞質含量。結果　VB6 缺乏組大鼠學習記憶能力明顯下降, 同時腦中多巴胺和52羥色胺顯著降低, 而腦發育有關指標未見異常改變。結論　VB6 可通過調節腦中單胺類神經遞質水平, 影響大鼠學習記憶能力。

【關鍵詞】　 維生素B6　學習記憶　腦發育　神經遞質　　維生素B6

(V B6) 主要以輔酶形式參與體內多種物質和能量代謝。國外研究發現母體缺乏V B6會導

致子代許多酶係統的功能障礙, 如穀氨酸脫羧酶(GA D)和轉氨基酶(GO T, GP T)的活性改變, 這些酶對於神經遞質合成、髓鞘形成和氨基酸代謝極為重要。新生動物缺乏V B6可導致震顫、易怒、運動失常等行為異常。近年研究發現大鼠缺乏V B6, 腦中GA D活性降低, 同時誘發癲癇發作, 人體實驗也發現V B6 缺乏者腦電圖異常, 並伴有情緒等心理變化, 由此推測V B6 對維持腦功能正常發揮有重要作用。學習記憶是腦的**機能之一, 有關V B6 對

學習記憶的影響還冇有係統的研究。本實驗用缺乏V B6飼料喂飼生長期大鼠, 觀察了大鼠學習記憶行為的改變, 並從腦發育和神經遞質方麵探討了有關機製, 為今後從營養角度確保學習記憶功能的正常發揮奠定理論基礎。X

材料與方法

一、實驗動物分組與飼養

70g左右W ista r大鼠(本所動物房提供)30隻,按體重隨機分為3組, 每組雌雄各半, 用不鏽鋼籠分籠飼養, 自由飲水。缺乏組, 喂缺乏V B6 飼料; 對照組, 喂正常含V B6(7m gökg)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A IN- 93 合成飼料配方配製。喂養28天後進行行為實驗, 一周後斷頭處死大鼠, 低溫下分離腦組織。

二、觀察指標及測定方法

1. 紅細胞天門冬氨酸氨基轉移酶(A ST)活性係數: 酶偶聯法

2. 被動回避反應實驗: 避暗法利用大鼠喜暗的習性設計而成。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, 兩室底部均鋪有不鏽鋼柵。暗室底部通以40V電壓。實驗時先將大鼠麵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。當大鼠穿過洞口進入暗室後立即通電, 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。**天為學習過程,一周後進行記憶測試, 觀察並記錄5m in內大鼠由明室進入暗室的時間和錯誤率(錯誤反應動物數ö每組動物數)。

3. 腦組織蛋白質含量: 考馬斯亮蘭法

4. 腦 組 織 核 酸 含 量: 熒 光 探 針 菲 啶 嗅 紅(E th id iumB rom ide)法

5. 腦組織單胺類神經遞質含量: 熒光分光光度法

三、統計學處理

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

結　　果

一、大鼠紅細胞A ST活性係數紅細胞A ST活性係數與機體維生素B6 水平有關, 超過1. 8 即可認為V B6 缺乏。本實驗中缺乏組紅細胞A ST活性係數平均達2101(2101±0139),明 顯高於其它兩組(對喂組1120±0125,對照組1141±0130), 表明機體已處於V B6 缺乏狀態。

二、大鼠學習記憶能力

大鼠避暗實驗結果顯示: 在訓練階段缺乏組大鼠的潛伏期( 在亮處停留時間)略高於其它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於其它2組, 表明其應變反應能力較差, 獲得記憶時間長。一周後記憶再現測定發現, 對照組大鼠均在亮處停留滿5m in, 而缺乏組大鼠有60%出現錯誤, 其錯誤率明顯高於其它兩組, 三、大鼠腦發育狀況腦重3組基本相同, 海馬重量缺乏組略低於其它兩組; 腦中核酸和蛋白質含量各組冇有明顯差彆,　　四、大鼠腦組織單胺類神經遞質含量大鼠腦中去甲腎上腺素水平3組無明顯差彆,

但多巴胺、52羥色胺(52H T)含量缺乏組明顯低於其

討　　　論

本實驗利用飼料中V B6 不足造成實驗大鼠機體V B6 缺乏。通過避暗實驗檢驗大鼠學習記憶能力, 結果顯示,V B6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V B6缺乏可影響大鼠的應變反應能力, 提示V B6對大鼠的學習記憶有重要作用。學習記憶是一個複雜過程,腦的正常發育和結構完整是腦功能正常發揮的必要條件; 神經遞質的合成與釋放是學習記憶的生理基礎之一。但是V B6能否通過影響腦發育、介導神經遞

質合成來參與調節學習記憶還未得到證實。有 關V B6 缺 乏 影 響 腦 發 育 近 年 已 有 報 道。K irk sey等給妊娠母鼠飼以不含V B6的飼料, 對出生第15天的子代進行腦組織形態學觀察, 發現多個腦區結構異常: 新皮層和小腦神經元數目減少,小腦P u rk in je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, 並出現大量的固縮神經元, 以此推測神經元壽命縮短。與其結構相對應, 腦的蛋白質、核酸和脂類合成和代謝均出現異常。Geng等在用妊娠18天的胎鼠腦組織進行體外神經細胞培養, 發現V B6 對海馬、皮層神經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育必不可少的營養素。但有關V B6 對斷乳後大鼠腦發育的影響報道還很少。我們觀察斷乳後生長發育期V B6 缺乏大鼠的腦發育狀況, 發現V B6 缺乏大鼠腦和海馬重量以及腦中蛋白質和核酸含量與對照組相比均無顯著差彆, 表明V B6 缺乏未造成大鼠腦發育的明顯異常。

其原因可能是機體各器官、組織生長發育並不同步,相對其它器官而言, 腦的生長發育速度快, 過程短。妊娠和哺乳階段是腦發育的旺盛期, 而斷乳後腦發育基本結束, 因此對V B6 缺乏不敏感, 這提示V B6缺乏不大可能通過影響腦發育乾擾蛋白質和核酸的生物合成, 進而引起學習記憶障礙。單胺類遞質係統參與學習記憶過程。損害多巴胺能係統將會造成學習記憶功能的損傷, 如帕金森氏症就是與紋狀體的多巴胺能係統的損傷有關。52H T也可調節情緒、記憶, 它本身屬於抑製性神經遞質, 起到安定**作用。給動物服用52H T受體拮抗劑可出現明顯的精神錯亂現象。本實驗結果V B6缺乏的大鼠腦中DA、52H T含量均顯著降低。V B6 可影響DA和52H T的合成代謝與其作為氨基酸脫羧酶的輔酶有關。Gu la r te等研究發現出生前後V B6不足使處於發育階段的腦紋狀體區多巴胺脫羧酶活性降低。腦中52H T是色氨酸的代謝產物, 52羥色氨酸脫羧酶是其關鍵酶。有實驗發現單純在飼料中添加色氨酸腦中52H T冇有明顯變化, 隻有同時補充V B6 腦中52H T方可增加, 提示V B6 是色氨酸代謝合成52H T的輔因子。總之, 本實驗結果顯示V B6缺乏可造成大鼠學習記憶障礙, 而腦組織單胺類神經遞質的合成代謝異常有可能是其原因之一。