学术报告厅

摘要
　　本实验用避暗法检测了缺锌对大鼠学习记忆的影响，并用放免法测定了不同脑区生长抑素和加压素含量的变化。结果表明，缺锌使大鼠学习记忆功能明显降低，同时下丘脑、海马和皮层等脑组织生长抑素和加压素含量明显降低。缺锌后补锌可使大鼠学习记忆功能及其海马中生长抑素和加压素含量恢复到正常状况。此结果提示，缺锌降低大鼠学习记忆功能与锌对脑组织尤其是海马内源性生长抑素和加压素代谢的调节有关。

关键词 锌 学习记忆 生长抑素 加压素

　　微量元素锌与学习记忆的关系近10年来已引起一定的关注。初步的实验结果表明，锌与大鼠的学习记忆功能密切相关[1]；神经组织学研究结果表明，锌营养状况明显地影响脑组织的超微结构[2]；离体实验的结果也表明，锌对海马神经元的生长发育具有促进作用[3]。但有关锌影响学习记忆的神经生化学机制迄今尚未阐明。本研究以大鼠作动物模型，进一步验证缺锌对学习记忆功能的影响，并检测了脑组织中生长抑素和精氨酸加压素的含量，以便为阐明锌影响学习记忆的神经生化学机制提供一些有价值的资料。

材料和方法

实验动物分组和处理
　　采用90g左右的Wistar雄性大鼠36只，随机均分为缺锌组（ZD），喂缺锌饲料；对喂组（PF），喂加锌饲料，给料量与ZD组摄食量一致；缺锌补锌组（ZS），先饲喂缺锌饲料，15天后再给予加锌饲料，饲喂量与缺锌组一致。整个实验期为28天，饲养期间，严格防止金属元素污染。所用不锈钢笼具和玻璃饲料罐均经去离子水浸泡冲洗，饮水为去离子水。

实验饲料

　　缺锌饲料配制参照Avery等[4]报道的资料稍有改动，大豆蛋白以0.5%EDTA纯化去锌，其组成为：蔗糖65%，纯化大豆蛋白19%，植物油10%，混合盐（584g混合盐中含：CaHPO4 274g， CaCO3 98g， Na2HPO4 69g， NaCl 38g， KCl 69g， MgSO4 29g， KIO3 0.1g， CuSO4·5H2O 0.1g， MnSO4 2.0g， FeSO4·7H2O 2.5g）5.84%，复合维生素0.16%，其中锌用原子吸收光谱法测定，含量为3mg/kg。加锌饲料以缺锌饲料为基础，以硫酸锌的形式按每千克饲料加锌100mg。

检测指标

　　1.学习记忆功能的测定：测试装置为避暗箱。在饲养实验至第22天时，进行一次“训练”：将大鼠放入明室，记录大鼠四肢全部进入暗室时在明室停留的时间称为进洞潜伏期，当大鼠进入暗室，即刻通电（电压50V），电击的大鼠逃回明室，经30秒后将大鼠取出。“训练”后的第7天进行“考核”：再将大鼠放入明室并观察进洞潜伏期的改变。观察5min，5min内不进入暗室的大鼠为“有记忆”。“考核”时进洞潜伏期减去训练时进洞潜伏期的差值大于30秒者为“稍有记忆”，差值小于30秒者为“无记忆”。2.脑组织生长抑素和精氨酸加压素的含量测定：在学习记忆功能指标测定完成后，每组随机抽取6只大鼠以断头法处死，冰浴下尽快取下全脑，剔去小脑和脑干以后部分，在沸生理盐水中煮5min以灭活酶，保持神经肽的稳定，然后分出皮层、海马和下丘脑，分别称重后，置于玻璃匀浆器内，加入1mol/L HCI 1ml，充分匀浆后倒入塑料指形管中，在室温中放置100min，使生物活性肽充分溶解在酸中，然后加入1mol/L NaOH 1ml中和酸， 4000rpm离心10min，取上清，置低温冰箱中保存待测。生长抑素和精氨酸加压素放免药盒由第二军医大学神经生物学实验室提供。

结 果

缺锌对大鼠学习记忆功能的影响

　　ZD组“有记忆”的例数明显低于PF和ZS组（表1），“有记忆”占总数的20%，而PF组为75%，ZS组为58.3%。χ2检验，ZD组与PF和ZS组差异极显著，而PF与ZS组间无显著性差异；ZD组“无记忆”的例数明显高于PF和ZS组，差异极显著。另外，由于缺锌组有两只大鼠死亡，故只有10只用于学习记忆功能的测定。

表1 各组大鼠的学习记忆功能

　　** 表示与PF比较P<0.01,△△表示与ZS比较P〈0.01
　　缺锌对脑组织生长抑素（SS）含量的影响

　　从脑组织中生长抑素含量的结果（表2）看，与PF、ZS组比较，ZD组所测脑区SS含量均有所下降。其下丘脑SS与PF比较降低显著，与ZS比较亦有下降，但差异不显著；在海马，与PF比较，差异极显著，与ZS比较，差异显著；在皮质，与PF比较，差异显著，与ZS比较，亦略有下降，但差异不显著。而ZS与PF比较，在各脑区均亦有降低，但只有皮层的含量有显著性差异，其余各脑区无显著性差异。

表2 锌对不同脑区生长抑素含量的影响（ng/g）

　　*,** 分别表示与PF比较P<0.05和P<0.01,△表示与ZS比较P〈0.05
　　*,**分别表示与PF比较P<0.05和P<0.01，△表示与ZS比较P<0.05缺锌对脑组织精氨酸加压素（VP）含量的影响从脑组织VP含量的测定结果（表3）看，ZD组所测脑区VP的含量，与PF、ZS组比较均有所下降。其中在下丘脑，与PF、ZS组比较，差异均极显著，在海马，与PF和ZS比较，差异显著；在皮层，与PF比较，差异显著，而与ZS比较差异不显著。ZS组与PF组比较，下丘脑的VP含量极显著降低，皮层的含量显著降低，而在海马，两组间差异不显著。

表3 锌对不同脑区加压素含量的影响(ng/g)

*,** 分别表示与PF比较P<0.05和P<0.01,△，△△表示与ZS比较P〈0.05和P〈0.01
讨 论

　　本实验表明，缺锌可明显降低大鼠的学习记忆功能，这与以前的实验结果[1]有一致性。同时本实验结果还表明，缺锌使大鼠下丘脑、海马和皮层等脑组织生长抑素和精氨酸加压素含量明显降低，这在以前尚未见报道。许多研究资料表明，神经活性肽生长抑素和精氨酸加压素对学习记忆功能具有积极的调控作用。有资料表明，脑室内注射生长抑素或其类似物可明显改善大鼠的主动回避行为[5]；而使用半胱胺或其类似物CSH（2-meraptoethylamine）耗竭大脑中的生长抑素，则使大鼠记忆明显受损[6]；有实验表明，随着大鼠的衰老，认知功能逐渐降低，其脑区生长抑素的基因表达均明显降低[7]。关于精氨酸加压素对学习记忆的影响，有资料表明，在以厌恶性条件反应为行为模式的实验中，加压素可提高长时学习记忆功能，大鼠脑组织加压素降低时，其学习记忆过程被搅乱，而以加压素和相关的活性片段处理则可恢复正常。进一步实验表明，注射加压素的抗血清可引起大鼠被动回避行为降低[8]；而Hooff等[9]通过在体和离体实验证明，外源性的加压素可使神经细胞长时程增强效应正常化，而长时程增强是中枢神经系统内信息贮存的可能神经元机制，与学习记忆功能密功相关。本实验中，缺锌使大鼠回避反应能力降低，即使其学习记忆能力下降，同时所测脑组织生长抑素和精氨酸加压素含量降低，提示锌可调节脑组织内源性生长抑素和精氨酸加压素的代谢，这可能是锌影响学习记忆功能的机制之一。有资料表明，锌参与体内200多种酶的组成，另外锌还能调节基因的表达，锌调节生长抑素和精氨酸加压素的途径，一方面可能是影响其合成或分解酶，另一方面则有可能调节其基因表达，当然这有待进一步实验证实。

　　已有研究资料表明，大脑的边缘系统尤其是海马在信息整合、储存和传导过程中起着至关重要的作用，因而它对维持机体正常的学习记忆是不可缺少的；神经心理学及神经解剖病理学研究表明，海马的退行性变化是Alzheimer’s病的典型病变[10]。本实验中，与对喂组比较，缺锌使大鼠主动回避反应能力明显降低，同时所测脑组织生长抑素和精氨酸加压素均明显降低；而缺锌后补锌，大鼠的主动回避反应能力基本与对喂组无明显变化，且海马生长抑素和加压素水平亦无明显的差异，但皮层和下丘脑的水平仍比对喂组有明显的差异，揭示海马的这些神经活性肽的代谢正常对维持正常的学习记忆功能更为关键，这也从另一侧面体现海马在学习记忆功能方面的重要生物学意义。

参考文献

1.吴嘉惠，任榕娜，魏文等.缺锌对大鼠脑发育的影响.营养学报，1995，17：168-173.

2.孔祥英，卡修武，任榕娜等.锌对大鼠发育脑海马超微结构的影响.第三军医大学学报，1996，18（4）：340-343.

3.王福庄，丁爱石，魏文等.锌对新生大鼠海马培养神经元生长发育的作用.营养学报，1995，17 （4）：457-362.

4.Avery RA, Bettger WJ. Effects of dietary zinc deficiency and the associated drop in voluntary food intake on rat erythrocyte membrane polyamines. J Nutr，1998,118(8): 987.