北冬虫夏草对大鼠学习记忆能力的影响

万朋，高俊涛，沈楠，任旷，吕士杰（吉林医药学院生理学教研室，吉林吉林132013）



北冬虫夏草对大鼠学习记忆能力的影响

万朋，高俊涛，沈楠，任旷，吕士杰*
（吉林医药学院生理学教研室，吉林吉林132013）

摘要：观察北冬虫夏草水提液对大鼠学习记忆能力的影响，并初步探讨其作用机制。Wistar系雄性大鼠32只，随机分为阳性对照组、阴性对照组、北冬虫夏草小剂量组和北冬虫夏草大剂量组。北冬虫夏草水提液灌胃4周，取海马组织匀浆测定海马组织单胺类物质含量变化，并利用Y迷宫观察大鼠学习记忆能力。与阴性对照组相比北冬虫夏草小剂量组、北冬虫夏草大剂量组和阳性对照组海马组织内去甲肾上腺素含量显著增加（均为P＜0.05），与阴性对照组相比北冬虫夏草大剂量组和阳性对照组海马组织内多巴胺的含量显著增加（均为P＜0.05）；在7天的Y迷宫训练过程中3组大鼠的逃避潜伏期均缩短，进入错误区域的次数明显减少，阳性对照组、北冬虫夏草大剂量组和北冬虫夏草小剂量组与阴性对照组相比有显著性差异（均为P＜0.05）。北冬虫夏草增强大鼠的学习记忆能力，可能是通过去甲肾上腺素和多巴胺的增加完成的。

关键词：北冬虫夏草；学习记忆；海马；Y迷宫

学习记忆是大脑最重要的功能之一，海马是哺乳类动物完成学习记忆功能的关键结构［1］，在人类海马在陈述性记忆中起关键作用，在啮齿类动物海马主要参与空间学习记忆［2-3］。研究表明，海马DG区与空间辨别性学习记忆活动关系密切［4］，它的损伤可产生严重的空间记忆障碍［5］。研究表明，海马内氨基酸类物质的改变可影响学习记忆能力［6］，我们先前的研究也表明，海马DG区内的多巴胺（DA）在Morris水迷宫训练过程中明显增加，而在血管性痴呆模型大鼠海马DG区内的DA含量明显减少大鼠学习记忆能力显著下降［7］。

北冬虫夏草简称北虫草，也叫蛹虫草或蛹草，俗名不老草，现代珍稀中草药，北冬虫夏草属于真菌门，子囊菌纲，球壳目，麦角菌科，虫草属［8］。在吉林省主要生长在长白山地区，长白上道地药材北冬虫夏草食用和药用价值可与传统的冬虫夏草媲美［9］。现代药物研究表明，北冬虫夏草的主要成分有核苷类、多糖类、虫草酸、虫草素、甾醇类以及氨基酸和微量元素等，药理作用广泛在抗衰老、抗氧化、耐缺氧、抗疲劳以及抗肿瘤等多方面的作用［10］。虽然北冬虫夏草具有上述药理作用，但关于北冬虫夏草增强学习记忆能力的研究尚鲜见报道。因此，本实验利用Y迷宫观察大鼠学习记忆的能力，同时测定海马内单胺类物质含量的变化，探讨北冬虫夏草水提液对大鼠学习记忆能力的影响的初步机制。

1　材料与方法

1.1实验动物及分组

实验选用成年雄性Wistar系大鼠，体重200 g～250 g，由长春高新医学动物实验研究中心提供。所有实验严格按照the NIH“Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.”和相关的伦理法规执行，最大限度地减少动物的痛苦和减少使用动物的数。随机分为：脑复康阳性对照组（n=8）、生理盐水阴性对照组（n= 8）、北冬虫夏草小剂量组（n=8）和北冬虫夏草大剂量组（n=8）。

1.2北冬虫夏草水提液的制备及灌胃

精选长白山道地药材北冬虫夏草，经药检合格，由本课题组自制成北冬虫夏草水煮提液，经多次提取后放置24h，去上清液得到制备的浓缩浸膏，放置4℃冰箱储存备用。实验开始时，用生理盐水稀释浸膏，制备0.75g/mL 和1.5 g/mL的北冬虫夏草水提液，分别作为实验的小剂量组和大剂量组，给药途径为灌胃，阳性对照组以脑复康灌胃，阴性对照组用等量生理盐水灌胃，各组每日1次，持续28 d，每次灌胃后大鼠自由进食饮水。1.3方法

1.3.1Y迷宫检测

Y迷宫由3个相同的臂组成，分别称为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，3个臂相交处为隔离区（0区）。迷宫底为铜棒，可以进行电刺激。3个臂顶端各装有15 W的信号灯。实验前先将大鼠放入迷宫，让其适应5 min，大鼠在起步区给予以电击致其逃至安全区，灯光持续15 s，然后熄灯休息45 s，开始下一次操作。每次实验在每只大鼠上重复20次为一轮。实验在黑暗、安静的环境中进行。大鼠受到电刺激后10 s内一次性从起步区逃至安全区的反应称为正确反应，否则为错误反应。以连续10次电击中正确反应达9次或以上定为学会标准。达到学会标准所需的电击次数表示学习记忆成绩，电击次数少的说明学习记忆能力强。

1.3.2海马组织内NE、DA含量的测定

Y迷宫实验测试结束后，各组大鼠断头处死，冰上快速取出大脑，并迅速剥离一侧大脑皮质和海马组织，滤纸滤干准确称取海马组织的重量，并放入盛有脑组织重量9倍的4℃生理盐水的组织匀浆管中，用匀浆器制备10%的组织匀浆，3 000 r/min，离心10 min，取上清液备用。将收集的样品注入高效液相色谱系统，测定NE、DA的含量。

1.3.3数据处理和统计学分析

数据用SPSS 17.0统计软件对数据进行统计分析，所有数据均用mean±SEM表示。同一只动物用药前后观察值的比较采用配对t检验，两组间的比较采用独立样本t检验，P＜0.05示为有统计学意义。

2　结果

2.1北冬虫夏草水提液对大鼠逃避潜伏期的影响

在7 d的Y迷宫实验中随着训练天数的增加，各组大鼠的逃避潜伏期均显著减少，但阳性组、北冬虫夏草大剂量组和北冬虫夏草小剂量组与阴性组相比有显著性差异（均为P＜0.05）。见表1。

表1　北冬虫夏草水提液对大鼠逃避潜伏期的影响Table 1 Changes on the mean escape latency of Y maze test in rats

2.2北冬虫夏草水提液对大鼠进入错误区域次数的影响

在7天的Y迷宫实验中随着训练天数的增加，各组大鼠进入错误区域的次数均显著减少，但阳性组、北冬虫夏草大剂量组和小剂量组与阴性组相比进入错误区域的次数显著减少，见表2。

表2　北冬虫夏草水提液对大鼠进入错误区域次数的影响Table 2 Change on the number of enter the mistake area Y maze test in rats

2.3北冬虫夏草水提液对大鼠海马组织中NE、DA含量的影响

Y迷宫实验测试结束后，各组大鼠断头处死，冰上快速取出大脑，并迅速剥离一侧大脑海马组织进行匀浆，将匀浆注入到高效液相色谱系统进行分析，与阴性对照组相比北冬虫夏草小剂量组、阳性对照组和北冬虫夏草大剂量组海马组织内的NE含量均显著增加（P＜0.05），北冬虫夏草大剂量组与北冬虫夏草小剂量组相比海马组织内的NE含量均显著增加（P＜0.05），见图1；与阴性对照组相比阳性对照组和北冬虫夏草大剂量组海马组织内的DA含量均显著增加（P＜0.05），见图2。

图1　海马组织内去甲肾上腺素含量的改变Fig.1 Change of NE content in the hippocampal in rats

图2　海马组织内多巴胺含量的改变Fig.2 Change of DA content in the hippocampal in rats

3　讨论

北冬虫夏草是一味常用中药，北冬虫夏草中富含多种氨基酸，其氨基酸总量和天然冬虫夏草接近，略高于天然虫草［11］。有研究表明，北冬虫夏草能够降低老龄大鼠体内自由基，延缓器官和整个机体衰老［12］。北冬虫夏草可延长果蝇平均寿命、最高寿命及半数死亡时间；北虫草对老年性痴呆的有效率为57.14%，明显优于维生素E［13-14］。此外，DA在突触可塑性以及行为学相关的学习记忆中发挥重要作用，而且DA与海马空间学习记忆活动关系密切［15］。

单胺类神经递质是中枢神经系统中重要的神经调质，包括NE、DA、5-HT等，与学习记忆能力密切相关。本实验结果表明给予北冬虫夏草，大鼠学习记忆能力明显增强，同时海马内单胺类递质特别是NE和DA的含量显著增加，因此，我们推测北冬虫夏草改善大鼠的学习记忆能力，可能与海马内NE和DA含量增加有关，但其下游的机制有待于进一步深入研究。

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Effects of the Cordyceps Militaris on Learning and Memory in Rats

WAN Peng，GAO Jun-tao，SHEN Nan，REN Kuang，LÜ Shi-jie*
（Department of Physiology，Jilin Medical College，Jilin 132013，Jilin，China）

Abstract：To investigate the effects of the cordyceps militaris water extract on learning and memory in rats，and to discusse its mechanism. 32 Wistar male rats were randomly divided into positive control group，negative control group，cordyceps militaris low-dose and high-dose group. Using cordyceps militaris water extraction liquid lavage for four weeks，taking the hippocampus tissue homogenate of hippocampal tissue to detect the content changes of single amine substance，and use the Y maze to observe the ability of learning and memory in rats. NE levels of hippocampal tissues increased significantly in the positive control group，cordyceps militaris high-dose group and cordyceps militaris low-dose group compared with negative control group（all P＜0.05），DA levels of hippocampal tissues increased significantly in the positive control group and cordyceps militaris high-dose group compared with negative control group（all P＜0.05）；within 7 days of Y maze training process the escape latency of rats shorten in three groups，the number of entering error area reduced significantly in the positive control group，cordyceps militaris high-dose group and cordyceps sinensis low-dose group compared with negative control group（all P＜0.05）. Cordyceps militaris increase the capability of learning and memory in rats，that may be through increasing the level of NE and DA.

Key words：cordyceps militaris；learning and memory；hippocampus；Y maze

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.09.003

基金项目：吉林省科技厅科技攻关项目（WL201301）；吉林省科技厅科技发展计划项目（20130412002XH）

作者简介：万朋（1980—），男（汉），讲师，博士，研究方向：神经生理学。

*通信作者

收稿日期：2015-03-18