生姜对染铅大白鼠海马组织一氧化氮含量及学习记忆的影响

康照昌 李玉荣 敖明章

(湖北职业技术学院护理学院，湖北 孝感 432000)

低水平铅暴露对儿童认知功能、神经行为、学习能力和体格发育均可产生一定的影响，尤以智能发育最为敏感〔1〕。研究发现生姜具有促进学习记忆和延缓衰老等作用〔2，3〕，本文探讨生姜对铅所致学习记忆损害的拮抗作用。

1 材料与方法

1.1动物及试剂 雄性SD大白鼠50只，平均体质量(200±10)g，购自湖北省实验动物中心，动物合格证号：SYXK(鄂)2003-0007；生姜经华中科技大学鉴定；醋酸铅由上海化学试剂四厂生产；一氧化氮(NO)试制盒和蛋白质试剂盒均购自南京建成生物工程技术研究所。

1.2动物分组与处理 选用雄性SD大白鼠随机分成5组，每组10只；分别为空白对照组(蒸馏水)、高铅对照组(高铅+水)、高铅生姜组(高铅+生姜)、低铅对照组(低铅+水)、低铅生姜组(低铅+生姜)。生姜按每天4 g/kg灌胃；铅每天按高剂量0.2 g/kg、低剂量0.1 g/kg灌胃。

1.3游泳试验(水中寻找平台试验) 参照Morris水进宫试验设计：将大白鼠放到平台上适应5 min，然后背对平台从其余各象限沿缸壁慢慢放入水中，大白鼠在水中游泳探索寻找平台，待其到达平台后休息10 s，再次放入水中；记录5 min内找到平台的次数。

1.4大白鼠海马组织病理切片和NO测定 大白鼠断头处死冰上迅速分离海马组织，各组留取1只做病理切片，其余制成10%的组织匀浆，按试剂盒的要求测定NO。海马组织固定24 h，送病理，苏木素-伊红(HE)染色，切片，显微镜观察。

1.5统计学方法 采用SPSS12.0软件行方差分析。

2 结 果

2.1游泳试验 铅可显著降低大白鼠5 min内到达平台的次数，高铅对照组和低铅对照组较空白对照组显著减少(P<0.01)；高铅对照组与低铅对照组差异有统计学意义(P<0.01)。生姜可显著增加染铅大白鼠到达平台的次数，当染铅时间相同时，高铅生姜组与高铅对照组差异有统计学意义(P<0.01)，低铅生姜组与低铅对照组差异有统计学意义(P<0.01)，见表1。不同染铅时间的结果随着染毒时间的延长，高铅对照组和低铅对照组大白鼠到达平台次数显著减少，相邻月份差异有统计学意义(P<0.01)。

2.2各组海马组织NO含量测定 铅可显著降低大白鼠海马组织NO的含量，无论高铅对照组〔(0.777±0.029)μmol/L〕还是低铅对照组〔(0.803±0.021)μmol/L〕较空白对照组〔(0.948±0.013)μmol/L〕显著减少(P<0.01)；高铅对照组与低铅对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)。生姜能显著提高染铅大白鼠海马组织NO的含量，高铅生姜组〔(0.832±0.012)μmol/L〕与低铅对照组〔(0.899±0.017)μmol/L〕比较差异有统计学意义(P<0.01)；低铅生姜组与低铅对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)。

2.3海马组织病理学检查 空白对照组可见细胞形态正常，细胞核、核仁清楚，轴突圆滑。高铅对照组和低铅对照组大白鼠海马组织显著萎缩，CA1和CA3区细胞变性、坏死，或呈条形、菱形、三角形、椭圆形或不规则均一块状物，细胞核及核仁消失，轴突断裂、溶解。高铅生姜组、低铅生姜组海马组织萎缩较轻，细胞圆形肿胀，细胞核、核仁清楚，轴突粗糙模糊、无断裂溶解，见图1。

表1 生姜对染铅大白鼠到达平台次数的影响次)

与空白对照组比较：1)P<0.01；与高铅对照组比较：2)P<0.01；与低铅对照组比较：3)P<0.01；与同组前一时间点比较：4)P<0.01

3 讨 论

铅可破坏海马结构和功能，直接损害学习记忆，生长发育期受到铅的毒害，可引起空间学习障碍〔4〕。只要血铅水平≥100 μg/L，不管有无临床症状、体征，都可以确诊为儿童铅中毒。世界卫生组织1994年报告，儿童血铅水平每增加100 μg/L，IQ值平均降低1～3分〔5〕。铅中毒会导致智力下降，尤其是儿童会出现学习障碍，高铅儿童的IQ值平均比低铅儿童低4～6分〔6〕。研究显示，高铅组儿童总智商，特别是语言智商及其他试验的注意力、听觉言语功能损伤、反应时间和课堂表现等方面均明显低于低铅组儿童〔6〕，提示高浓度铅所导致的智力发育障碍。铅能通过抑制NO的合成，而影响学习记忆〔7〕。NO在学习记忆过程中是重要的信使，对海马长时程突触传递增强效应(LTP)的形成和维持起关键作用。Ingram等〔8〕对实验大鼠腹腔注射给予N′-硝基-L-精氨酸(L-NNA)来抑制一氧化氮合酶(NOS)生成NO，30 min后可见其学习行为的损害，此次实验的差错率与L-NNA有剂量依赖性关系。这说明NO对维持正常的学习记忆是必需的〔9〕。铅浓度达到一定量时，NOS和LTP可完全被抑制，进而损害学习记忆，这是铅引起儿童认知功能和神经行为缺陷的重要原因。既往研究显示，生姜可通过改善脑血流分布，增加脑细胞的兴奋性〔2〕。生姜能维持抗氧化酶系的活性，显著降低大鼠的脂质过氧化反应〔3〕，明显改善大鼠学习记忆能力，说明生姜能清除自由基、保护细胞组织免受损伤，从而促进学习记忆和延缓衰老。本文表明，生姜对铅所致海马组织NO降低的拮抗作用，可能也是其拮抗铅损害学习记忆的神经化学机制之一。

1楼蔓藤，秦俊法，李增禧，等.中国铅污染的调查研究〔J〕.广东微量元素科学，2012；19(10)：15-33.

2钟慈声，孙安阳.一氧化氮的生物医学〔M〕.上海：上海医科大学出版社，1997：204-5.

3康照昌，李玉荣，敖明章，等.生姜透皮贴对运动病大鼠脑组织中三种酶活性的影响〔J〕.中国老年学杂志，2010；30(15)：2181-3.

4Jett DA，Kuhlmann AC，Famer SJ，etal.Age-dependent effects of developmental lead exposure on performance in the Morris water maze〔J〕.Pharmcol Biochem Behav，1997；57(1-2)：271-9.

5刘宝莹.环境铅污染的来源及对儿童的影响〔J〕.职业与道德，2003；19(6)：8-9.

6何九军.血铅中毒对少年儿童生长发育的影响〔J〕.中国资源综合利用，2014；33(5)：61-3.

7Goyer RA.Results of lead research: prenatal exposure and neurolagical consequences〔J〕.Environ Health Perspect,1996;104(10):1050-4.

8Ingram DK，Spangler EL，Iijima S，etal.Rodent models of memory dysfunction in Alzheimers disease normal aging〔J〕.Life Sci，1994；55：2037-49.

9Quinn MR，Harris CL.Lead inhibits Ca2+stimulated nitric oride synthase activity from rat cerebellum〔J〕.Neurosci Lett，1995；196(1-2)：65-8.