大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠学习记忆及抗氧化能力的影响

毕洁琼 邵邻相 徐玲玲 巩菊芳 张均平 吕学维 麻艳芳

(浙江师范大学化学与生命科学学院,金华 321004)

大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠学习记忆及抗氧化能力的影响

毕洁琼 邵邻相 徐玲玲 巩菊芳 张均平 吕学维 麻艳芳

(浙江师范大学化学与生命科学学院,金华 321004)

为探讨大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠学习记忆及抗氧化能力的影响,将 50只 SD雄性大鼠按体重随机分为正常对照组、模型对照组、大豆磷脂低剂量组、大豆磷脂中剂量组及大豆磷脂高剂量组,每组 10只。每天定时灌胃大豆磷脂或等量蒸馏水 1次,模型对照组、大豆磷脂组皮下注射D-半乳糖 50 mg/(kg·d),正常对照组注射等量生理盐水。第 30天测学习记忆,第 45天处死大鼠,取组织测定抗氧化生理指标。致衰大鼠学习记忆能力显著下降 (P<0.05),各组织中丙二醛 (MDA)含量显著增加,超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性明显减弱 (P<0.05);大豆磷脂组的大鼠学习记忆能力明显提高 (P<0.05),各组织中MDA含量显著减少,SOD、CAT活性显著增强(P<0.05)。大豆磷脂具有增强记忆的功能,在延缓细胞衰老方面有积极影响,可以缓解或部分缓解由 D-半乳糖对大鼠的致衰作用。

大豆磷脂 D-半乳糖 学习记忆 抗氧化

大豆磷脂是从大豆中提取的一种多功能天然保健品,含有丰富的磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇和磷脂酰丝氨酸等成分[1]。大豆磷脂能增加小鼠脑中蛋白质、必需脂肪酸的含量和提高了小鼠脑组织中 5-羟色胺和多巴胺等神经递质的含量[2-3];增加小鼠皮肤中胶原蛋白的含量;提高红细胞中 SOD的活力[4];降低脂质过氧化物的含量[1]。关于大豆磷脂对小鼠学习记忆以及心、肝、脾、脑等组织生理生化的影响的研究有很多[5]。但有关大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠抗氧化能力的影响研究较少,本试验以探索大豆磷脂在其抗氧化方面的作用,为进一步开发大豆磷脂作为营养保健品提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 供试品

大豆磷脂:北京华清美恒天然产物技术开发有限公司;D-半乳糖:国药集团化学试剂有限公司。

1.2 试验动物及处理

健康雄性 SD大鼠 50只,鼠龄 24个月,体重(754±24)g,清洁级,购于浙江省金华市实验动物饲养中心[SCXK(浙)2003-0008]。用标准饲料喂养 3 d后,按照体重随机分为 5组,每组 10只,为正常对照组、模型对照组、大豆磷脂低剂量组[0.5 g/(kg·d)]、大豆磷脂中剂量组 [1.0 g/(kg·d)]及大豆磷脂高剂量组[1.5 g/(kg·d)]。每天定时灌胃大豆磷脂或等量蒸馏水 1次,同时模型对照组、大豆磷脂低剂量组、大豆磷脂中剂量组及大豆磷脂高剂量组皮下注射 D-半乳糖 50 mg/(kg·d),正常对照组则注射等量生理盐水,连续 45 d。第 30天进行空间辨别能力和学习记忆的测定。第 45天将大鼠颈椎脱臼处死,取所用组织,-70℃保存备用。

1.3 试剂与仪器

硫代巴比妥酸:德国 Merck公司;邻苯三酚:上海青析化工科技有限公司;三羟甲基氨基甲烷:Gen2 view分装;三氯乙酸、乙二胺四乙酸二钠:国药集团化学试剂有限公司;其他均为国产分析纯。

“Y”型电迷宫:张家港医学仪器设备厂;Ultro2 spec 4000紫外 -可见光分光光度计:瑞典 Phar macia Biotech公司;Sigma 3K18通用台式冷冻离心机:美国Sigma公司;pH211台式酸度离子计:意大利 HANNA公司;XW-80A旋涡混合器:上海精科实业有限公司;DK-8D电热恒温水浴槽:上海一恒科技有限公司;细胞组织高速匀浆器:中国中日合资上海中立电动工具有限公司。

1.4 开场行为及学习记忆的测定

灌胃第 30天,参考文献 [6]方法测定开场行为。用“Y”型电迷宫法[7]测大鼠的学习记忆能力,以连续 10次训练中有 9次正确反应作为达标,记录达标次数,作为学习能力。训练达标 24 h后检测记忆力,记录 15次电击中正确反应次数,作为记忆能力。

1.5 抗氧化能力相关生化指标的测定

MDA-TBA比色法[8]测定 MDA含量。连苯三酚自氧化法[9]测定 SOD活性。过氧化氢酶活性的比色测定法[10]测定 CAT活性。

1.6 统计方法

运用 SPSS 13.0统计软件分析,所有结果均以-x ±s表示。以 P<0.05为统计学显著性差异,P<0.01为统计学极显著性差异。

2 结果与分析

2.1 大豆磷脂对 D-半乳糖致衰大鼠开场行为的影响

开场行为中动物爬格子数反映其兴奋性,理毛次数反映其对新环境的满意程度,站立次数、大小便次数反映其紧张程度。与正常对照组相比较 (表 1),模型对照组 1 min跑动格数、3 min跑动格数和 3 min理毛次数明显减少 (P<0.05),3 min站立次数极明显减少(P<0.01)。与模型对照组相比,大豆磷脂各组 1 min跑动格数均有增加趋势,但差异性不显著(P>0.05);大豆磷脂低剂量组 3 min跑动格数和 3 min站立次数明显增多 (P<0.05);大豆磷脂中剂量组3 min跑动格数明显增多 (P<0.05),3 min站立次数极明显增多 (P<0.01);大豆磷脂高剂量组 3 min跑动格数和 3 min站立次数极明显增多 (P<0.01);大豆磷脂各组 3 min理毛次数有增多趋势,其中大豆磷脂中剂量组显著增多 (P<0.05)。小便次数、大便粒数各组均无明显差异 (P>0.05)。

2.2 大豆磷脂对 D-半乳糖致衰大鼠MDA含量的影响

与正常对照组相比 (表 2),模型对照组各组织中的MDA含量显著增加 (P<0.05)。与模型对照组比较,大豆磷脂组的各组织的MDA含量均有减少的趋势。大豆磷脂低剂量组中,除脾组织外,各组织的MDA含量显著减少 (P<0.05);大豆磷脂中剂量组中,除脾和肌组织外,各组织的MDA含量显著减少(P<0.05);大豆磷脂高剂量组中,肾、海马、肌和睾丸组织的 MDA含量显著减少 (P<0.05),心、肝、脾组织的MDA含量极显著减少 (P<0.01)。

2.3 大豆磷脂对 D-半乳糖致衰大鼠学习记忆的影响

与正常对照组比较 (表 3),模型对照组达标所需次数显著增加 (P<0.05),24 h后测的 15次电击中的正确次数极显著减少 (P<0.01)。与模型对照组比较,灌胃大豆磷脂的各组达标所需次数显著减少(P<0.05),24 h后测的 15次电击中的正确次数亦显著增多 (P<0.05),其中大豆磷脂中剂量组极显著增多(P<0.01)。同时大豆磷脂高剂量组与大豆磷脂中剂量组相比,15次电击中的正确次数有减少的趋势,说明并不是灌胃大豆磷脂越多越好,而应控制在一定范围内。

表 1 大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠开场行为的影响 (-x±s,n=10)

表 2 大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠MDA含量的影响 (-x±s,n=10)

表 3 大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠学习记忆的影响 (-x±s,n=10)

2.4 大豆磷脂对 D-半乳糖致衰大鼠 SOD活性的影响

与正常对照组相比 (表 4),模型对照组中各组织的活性显著降低 (P<0.05),其中心、海马和肌组织的 SOD活性极显著降低 (P<0.01)。与模型对照组比较,大豆磷脂组的各组织的 SOD活性均有增强的趋势。大豆磷脂低剂量组中,肝、脾、海马、睾丸的SOD活性显著增强 (P<0.05),心、肌的 SOD活性极SOD显著增强 (P<0.01);大豆磷脂中剂量组,肝、脾、肾、海马、睾丸的 SOD活性显著增强 (P<0.05),心、肌的 SOD活性极显著增强 (P<0.01);大豆磷脂高剂量组中,肝、脾、肾、肌、睾丸的 SOD活性显著增强 (P<0.05),心、海马的 SOD活性极显著增强 (P<0.01)。

2.5 大豆磷脂对 D-半乳糖致衰大鼠 CAT活性的影响

与正常对照组相比 (表 5),模型对照组中除肌组织外,各组织的CAT活性显著降低 (P<0.05)。与模型对照组比较,大豆磷脂组的各组织的 CAT活性均有增强的趋势。大豆磷脂低剂量组中,脾、肾、睾丸的 CAT活性明显增强 (P<0.05),肝的 CAT活性极明显增强 (P<0.01);大豆磷脂中剂量组中,脾、肾、海马、睾丸的 CAT活性明显增强 (P<0.05),心、肝的 CAT活性极明显增强 (P<0.01);大豆磷脂高剂量组中,脾的 CAT活性明显增强 (P<0.05),心、海马的 CAT活性极明显增强 (P<0.01)。

3 讨论与结论

学习和记忆属于脑的高级功能,是动物改变自身行为或产生新行为以便适应生活环境的必要过程,学习和记忆二者之间相互联系,又受到诸多因素的影响。行为检测结果表明:D-半乳糖能明显抑制大鼠在新异环境中的自发活动和探究能力,使大鼠记忆能力明显减退,这些均与以往的报道一致[11]。大豆磷脂则能部分抵消D-半乳糖的这种致衰作用,明显增强致衰大鼠在新异环境中的自发活动能力和探究能力,并且能显著改善其学习记忆能力 (P<0.05),使之恢复到正常水平,说明大豆磷脂能提高致衰大鼠的智力,具有益智作用。人体大脑中磷脂类物质所占比重高达 40%左右,它们在人类智力活动中承担着信息传递的重要功能。磷脂又是人体所需胆碱主要来源[12]。卵磷脂 (磷脂酰胆碱)是大豆磷脂的主要成分,含有神经传递物质“乙酰胆碱”的前体物“胆碱”,“胆碱”在体内生物酶的作用下与乙酰辅酶A反应生成乙酰胆碱,乙酰胆碱是众所周知的与学习记忆密切相关的神经递质[13],大脑内乙酰胆碱含量增加能使大脑神经突触迅速发达,加快大脑神经细胞信息传递速度,有助于提高大脑细胞活性,提高记忆力。另外,脑磷脂在脑神经组织中的含量也较高,可以促进神经细胞的活化,增强大脑机能。在人体生命化学中物质的转化,能量的转化,信息的转化,都不能没有磷脂的参与。所以,磷脂又被人们称为是启动生命信息的“开关”。人体进入老年状态以后,血液中胆碱含量会明显降低,所以补充足量的卵磷脂食品对神经衰弱、用脑疲劳、记忆力下降和老年性痴呆等症状的防治有着明显的辅助疗效作用[12]。

表 4 大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠 SOD活性的影响 (x-±s,n=10)

表 5 大豆磷脂对D-半乳糖致衰大鼠 CAT活性的影响 (-x±s,n=10)

细胞氧化代谢产生的超氧阴离子自由基是一类高度活性的物质,可直接或间接发挥氧化剂的作用,损伤生物膜成分或生物大分子,从而影响膜的结构和功能。正常机体抗氧化系统的抗氧化酶类有SOD、CAT等。SOD能通过歧化反应清除生物细胞中的超氧自由基,生成 H2O2和 O2。H2O2由 CAT催化生成 H2O和 O2,从而降低自由基蓄积导致的细胞毒性作用,减少对有机体的毒害,延缓机体衰老过程[14]。MDA作为脂质过氧化反应的产物,能间接反映体内自由基的损伤情况,在衰老人群大脑中检测到其浓度明显增高,说明氧化应激与衰老具有相关性,现已明确许多疾病或症状,如肿瘤、炎症、心脑缺血、动脉粥样硬化等,都与自由基有关[15]。

试验结果表明,大豆磷脂能有效提高致衰大鼠的学习记忆能力,并明显降低致衰大鼠组织内MDA含量,提高其组织中 SOD和 CAT酶活性,说明大豆磷脂能促进机体内源性抗氧化物质的产生,提高抗氧化酶活性,抑制MDA生成,具有明显的抗氧化作用。提示大豆磷脂可以有效延缓机体的衰老,为其作为延年益寿的保健品和食品添加剂提供了理论依据。

[1]邵邻相,徐丽珊,刘颖,等.大豆磷脂对小鼠心肝脾中丙二醛和脂褐素含量的影响[J].卫生研究,2003,32(5):449-450

[2]邵邻相.大豆磷脂对小鼠学习记忆及脑内 SOD和脂褐素含量的影响[J].浙江师大学报,2003,26(3):275-277,288

[3]巩菊芳,邵邻相,陆金健,等.大豆磷脂对小鼠红细胞膜和脑组织中脂肪酸含量的影响[J].浙江师大学报,2004,27(1):72-75

[4]胡燕月,何新霞,邵邻相,等.磷脂复合物对大鼠延缓衰老的作用[J].营养学报,1996,18(1):25-29

[5]何新霞,胡燕月,金晓玲.大豆磷脂对大鼠实验性高脂血症的预防[J].浙江师范大学学报:自然科学版,2001,24(2):191-193

[6]徐晓虹,王良斌,郭丹,等.大鼠记忆行为的衰老变性及膜内机制[J].心理学报,1997,29(增刊):92-96

[7]张均田主编.现代药理实验方法 (上册)[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社,1997,1022

[8]李仪奎,王钦茂.中药药理实验方法学 [M].上海:上海科学技术出版社,1991,203-204

[9]谢卫华,姚菊芳,袁勤生.邻苯三酚自氧化法测定超氧化物岐化酶活性的改进[J].医药卫生,1998,19(5):217-219

[10]雷柏平,周伯通,蔡宏伟,等.过氧化氢酶活性的比色测定法[J].临床检验杂志,1993,11(2):73-74

[11]秦海强,李亚,田苏平,等.β-淀粉样蛋白及 D-半乳糖对大鼠学习记忆和胆碱酯酶活性的影响[J].南京医科大学学报:自然科学版,2000,20(3):195-197

[12]白满英,张金诚.大豆磷脂的营养保健功能 [J].粮油食品科技,2001(05):37-38

[13]PaulA St John.Cellular trafficking of nicotinic acetylcholine receptors[J].Acta Phar macol Sin,2009,30(6):656-662

[14]Slemmer JE,Shacka JJ,SweeneyM I,et al.Antioxidants and free radical scavengers for the treatment of stroke,traumatic brain injury and aging[J].CurrMed Chem,2008,15(4):404-414

[15]Gawel S,Wardas M,Niedworok E,et al.Malondialdehyde(MDA)as a lipid peroxidation marker[J].W iad Lek,2004,57(9-10):453-455.

Effects of Soybean Phospholipids on Learning,Memory and Antioxidation Abilities ofD-Galactose Induced Senile Rats

Bi Jieqiong Shao Linxiang Xu Lingling Gong Jufang Zhang Junping Lv Xuewei Ma Yanfang
(College of Chemistry and Life Sciences ZhejiangNo rmalUniversity,Jinhua Zhejiang 321004)

To study the effects of soybean phospholipids on the learning,memory and antioxidation abilities of D-galactose induced senile rats,fifty SD male ratswere randomly divided into five groups,ten rats each,namely nor2 mal control group,model control group,low dose phospholipids group,middle dose phospholipids group and high dose phospholipids group.The ratswere fed with soybean phospholipids or distilled water(0.01 mL/g·d)once a day.The model control group,low dose group,middle dose group and high dose group were injected with D-galactose(50 mg/kg·d),while normal control group with physiologic saline.The ratswere detected for learning and memory abili2 ties on 30th day,and were killed on 45th day.The content ofmalondialdehyde(MDA),the abilities of superoxide dis2 mutase(SOD)and catalase(CAT)in aging rats were determined.Results:Compared with normal control group,the learning and memory abilities ofmodel control group greatly decline(P<0.05),MDA content increases markedly,SOD and CAT abilities decline(P<0.05)in several tissues.The learning and memory abilities of soybean phospho2 lipids groups are greatly improved(P<0.05),MDA content decreases,and SOD and CAT abilities are also greatly improved(P<0.05).Soybean phospholipids can strengthen memory ability,induce positive effect on delaying cell decrepitude,and relax the consenescence caused byD-gallstone.

soybean phospholipids,D-galactose,learning and memory,antioxidation ability

R338;Q545

A

1003-0174(2011)02-0009-05

浙江省自然科学基金(Y204097)

2010-03-23

毕洁琼,女,1985年出生,硕士,细胞生物学、营养学

邵邻相,男,1962年出生,教授,硕士生导师,细胞生物学、营养学