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慢性铅中毒对小鼠学习记忆功能的影响03级12班徐芸034011193，陈丽植034011190，李珠玉034011198，彭静进034011202，孙晶雪034011200指导老师：臧颖，刘艳玲摘要：目的：探讨慢性铅中毒对小鼠学习记忆功能的影响。方法：实验组小鼠通过饮用3.6mg/ml醋酸铅溶液染铅并隔天腹腔注射一次1mg/ml醋酸铅溶液，连续9天，建立小鼠慢性铅中毒模型；对照组通过饮用蒸馏水并隔天腹腔注射一次0.9％生理盐水。实验前后，分别随机抽取实验组和对照组小鼠各5只，采血检测血铅浓度。小鼠慢性铅中毒模型建立之后，进行水迷宫实验，测验小鼠学习记忆能力。结果：在水迷宫实验中，实验组小鼠完成试验所用时间明显延长（P<0.05,t＝3.73）,平均成功率也明显低于对照组（P<0.05，u＝9.5）。结论：慢性铅中毒可以降低小鼠的学习记忆能力。关键词:慢性铅中毒；铅；学习记忆；慢性铅中毒对中枢神经系统的影响近年来倍受关注，尤其是对学习记忆能力的影响更是近年来的研究热点之一。儿童是慢性铅中毒的高危人群[1]，在临床上，慢性铅中毒儿童多有多动，注意力不集中等表现[2]。本实验通过建立小鼠慢性铅中毒模型，用水迷宫实验观察小鼠学习和记忆逃生路线的情况，以检测其学习记忆能力的变化情况，探讨慢性铅中毒对小鼠学习记忆的影响。1　材料与方法1.1　实验动物取小鼠36只，雌雄各半。体重年龄均无统计学差异。1.2　实验仪器原子吸收光谱仪，微量元素分析试管，1ml带盖塑料试管，加样枪100ul等。1.3实验试剂氯化钠，醋酸铅，2ml:12500单位肝素钠，无水乙醇1.4实验步骤1）分组：将小鼠按体重配对随机分成实验组18只和对照组18只，雌雄各半。2）取血：试验前两组均随机抽5只小鼠断头取0.4ml血保存于0.1ml肝素钠溶液（1ml:250单位）中。置－8℃冰箱中保存。3）建立模型：实验组小鼠通过连续9天饮用3.6mg/ml醋酸铅溶液并隔天腹腔注射一次1mg/ml醋酸铅溶液制造小鼠慢性铅中毒模型[3]；对照组连续9天每天饮用蒸馏水并隔天腹腔注射一次0.9％生理盐水。4）取血：建模第9d时，分别随机抽取实验组和对照组小鼠各5只。采用断头取血的方法取0.1ml血保存于加有0.1ml肝素钠溶液（1ml:250单位）[4]中的微量元素分析试管中。置－8℃冰箱中保存。5）水迷宫实验：实验时，先教会小鼠成功游到小岛5次。休息2分钟后，开始连续测试5次。每次测试中间休息不超过1分钟。若小鼠在20s内（时间≤20s）成功游到小岛，记为阳性，同时记录所用时间；若小鼠在20s内不能成功游到小岛（时间＞20s），记为阴性。如若35s内不能到达小岛则终止实验。6）血铅含量检测：原子吸收光谱石墨炉法测定铅含量。7）数据统计：采用SPSS11.0统计软件进行秩和检验和t检验。2.结　　果2.1实验前后小鼠体重项目实验组（8只）对照组（8只）tp实验前体重（g）22.13±4.2919.13±3.271.5730.138实验后体重（g）18.88±1.9823.63±3.11-3.6910.002t1.961-2.819p0.070.014实验前两组体重比较无统计学差异（P>0.05，t＝1.573）,实验后实验组体重明显低于对照组（P<0.05，t＝-3.691）。实验前后两组小鼠体重对比显示，对照组小鼠体重明显增加（P<0.05），实验组小鼠体重有所下降，但仍未有统计学差异（P>0.05），但已显示有体重下降的趋势。2.2实验前和造模9d时两组小鼠血铅含量比较实验前（mg/g）实验后（mg/g）实验组0.041±0.0040.072±0.007对照组0.041±0.0030.042±0.004t值0.2808.605P值0.787<0.001实验前两组小鼠血铅含量没有明显差异（P>0.05），实验后两组小鼠血铅含量有明显差异（P<0.05），说明慢性铅中毒小鼠模型已建立成功。2.3水迷宫实验结果实验组（8只）对照组（8只）Ptu所用时间（s）10.50±3.005.73±2.010.0023.73平均成功率（％）6587.50.0139.5水迷宫实验显示，实验组小鼠完成试验所用时间明显延长（P<0.05,t＝3.73）,平均成功率也明显低于对照组（P<0.05，u＝9.5）。3.讨论慢性铅中毒对人体的影响近年来倍受关注，尤其是对其高危人群――儿童的生长发育及精神行为的影响更是成为研究的热点。有学者对我国9省19个城市3～5岁儿童血铅水平调查发现，中国城市儿童血铅总体均值为88．3ug/L,有29．91％的儿童血铅水平超过100ug/L，表明我国儿童的铅暴露比较严重，血铅水平较发达国家儿童高，而且呈上升趋势。临床上慢性铅中毒可以造成儿童多动，注意力不集中，而其对学习记忆能力的影响则引起许多学者极大的兴趣。本实验通过复制慢性铅中毒模型，利用水迷宫实验，探讨慢性铅中毒对小鼠学习记忆能力的影响。水迷宫实验结果显示，实验组小鼠完成试验所用时间明显延长,平均成功率也明显低于对照组，说明慢性铅中毒对小鼠学习记忆功能有负面影响。这个结果与国内外众多报道结果一致。有报道显示血铅每上升100g/L，儿童智商下降6～8。国内外有关报道显示，铅在人体内血液、组织器官里的慢性积累，可以对机体造成血管、神经组织等的损害。具体机制有一下几点：1）铅离子作为二价金属离子，它可以通过与钙离子、镁离子和铁离子等机体内重要的二价金属离子产生竞争作用，从而干扰了机体内的生理生化代谢过程。而在中枢神经系统里，钙离子是维持神经组织细胞兴奋性的重要离子。神经细胞膜兴奋性的产生有赖于钙离子内流触发产生动作电位。当机体组织间液中铅离子浓度升高，将会竞争钙离子进入神经细胞膜的的通道，使钙离子内流受限，进而影响神经组织细胞的兴奋性产生或产生兴奋性的强度。2）有研究显示，NMDAR（N-methyl-D-aspartatetypeofexcitatoryaminoacidreceptor）是铅离子对大脑产生作用的一个直接靶点，其介导的突触钙离子信号传导是铅离子诱导的神经突触可塑性缺陷的重要机制。也是引起动物学习记忆能力下降的重要机制[5]。3）近年来随着对自由基损伤机制研究的日趋成熟，慢性铅中毒对有丰富脂质的神经系统所造成的脂质过氧化损害引起越来越多的关注。已有实验显示：实验动物染铅后脂质过氧化作用增强，与染铅量呈正相关；以抗氧化物SOD、CAT、GSH-Px为标志的神经元抗氧化能力下降，膜上乙酰胆碱脂酶活力明显下降，与染铅量呈负相关。据此推断，铅可以通过神经细胞的氧化损伤而发挥神经毒作用[6]。另有文献报道，醋酸铅（PbAC）对大鼠脑细胞膜SOD和Na＋泵活力有抑制作用并有促进脂质过氧化作用，这提示小剂量PbAC能抑制脑细胞膜Na＋泵和SOD活力，使抗氧化能力减弱，导致脑细胞的损伤[7]。现在一般认为铅对神经系统的毒作用与自由基的存在有着密切关系。4）铅离子还可诱导神经细胞的凋亡，这可能也是导致机体学习记忆能力下降的机制之一。5）有离体实验证明铅离子能增强血管对5-ＨＴ的收缩作用[8]，能通过降低ＮＯ的扩血管效应l来降低血管灌注压[9]。这些都可能使脑血液供应减少，影响神经系统组织细胞的正常代谢。6）铅机体被吸收后最先与红细胞接触，可引起铅性贫血。铅既可以抑制红胞内抗氧化酶系，产生更多的自由基，也可以通过对富含不饱和脂肪酸的红细胞膜作用造成红细胞的膜通透性增加[10,11]，膜流动性降低[12]和膜抗原性改变[13]。铅性贫血可能也参与影响小鼠的学习记忆能力。此外，本实验结果显示，实验后实验组小鼠体重明显低于对照组且较实验前有所下降，说明慢性铅中毒可以一定程度上影响小鼠的生长发育，虽然体重减少程度仍未有统计学差异，但已显示有体重下降的趋势，可能与染铅时间较短或样本量较小有关。但有报道显示慢性铅中毒对小鼠生长发育有负面影响，可能与铅性贫血，血铅过高影响机体的正常生理代谢过程，下降机体抵抗力有关。综上所述，铅中毒既可通过神经毒性机制也可以通过影响心血管活性因子和红细胞稳定性等非神经机制影响小鼠学习记忆能力，同时对其生长发育造成不良影响。（我们实验的顺利进行离不开老师们的大力支持，在此我们衷心感谢林明栋、臧颖、刘艳玲、邱灿华、耿登峰，陈国栋等所有帮助过我们的老师。谢谢你们！）参考文献[1]段晓玲.李玉珍.魏青杨etal.中国热带医学2005.06.15;5（3）:645-646[2]孙国莉.刘燕如.刘春丽etal.实用儿科临床杂志2005.06.20;20（6）:578-579[3]HuangM.Y,Cai.Y,XuZ.X,etal.Effectoflyciumbarbarumpolysaccharidesonthelearningandmemoryoflead-exposedmice.ChineseJournalofClinicalRehabilitation20059:28（126-127）.[4]刘成玉主编.临床检验基础实验指导.北京：人民卫生出版社.2003.18.[5]ToscanoCD,GuilarteTRetal.Leadneurotoxicity:fromexposuretomoleculareffects.BrainResBrainResRev.2005Nov;49（3）:529-54.[6].陆巍.铅的神经毒作用机制.国外医学卫生学分册，1995，22：341～343.。[7]王桂芝，刘双年，候玉春，等.铅对大鼠脑细胞脂质过氧化及超氧物歧化酶活性的影响.卫生毒理学杂志，1995,9:175.[8]ZhangLF,PengSQ,WangS，etalInfluenceoflead（Pb2+）onthereactionsofinvitroculturedrataortato5-hydroxytryptamine.ToxicolLetters.2005Oct15;159（1）:71-82.[9]AnnaSkoczynska,EwaStojek.Theimpactofsubchronicleadpoisoningonthevasculareffectofnitricoxideinrat.EnvironmentalToxicologyandpharmacology.19（2005）99-106.[10]StocksJ,DormandyTL.Theautoxidationofhumanredcelllipidsinducedbyhydrogenperoxide.BrJHaematol,1971,20:95～111.[11]DeutickeB,HellerRB,HaestCW.Progressiveoxidativemembranedamageinerythrocytesafterpulsetreatmentwitht-butylhydroperoxide.BiochemBiophysActa,1987,899:113～124.[12]景浩，刘世杰.铅中毒贫血机制的研究进展.中华内科杂志，1993，32：840～841.[13]JainSK.Inexternalizationofphosphatidyl-serineandphosphatidylethanolamineinthemembranebilayerandhypercoagulabilitybythelipidperoxidationoferythrocytesinrats.JClinInvest,1985,76~281.TheimpactofchronicleadintoxicationonlearningandmemoryinmiceClass12Grade03XUYun,CHENLizhi,LIZhuyuPENGJingjin,SUNJingxue,Teacher:ZANGYing,LIUYanlingAbstractAim:Toinvestigatetheimpactofchronicleadintoxicationonlearningandmemoryinmice.Methods:Themiceweredividedintothecontrolgroupandthechroniclead-exposedgroup.Thechroniclead-exposedgroupwereexposedtoleadbybeinginjectedintraperitoneallysolutionofleadacetete（1mg/ml）everyotherdayanddrinkingsolutionofleadacetete（3.6mg/ml）everyday.Thecontrolgroupweretreatedbydrinkingdistilledwatereverydayandbeinginjectedintraperitoneallysaline（0.9%）everyotherday.Allthemiceweretreatedfor9continuousdays.Thusthemodelofchroniclead-exposedmicewerebuilt.InordertodetecttheserumPb2+,werandomlydrewout5micefromthecontrolgroupandlead-exposedgrouprespectively,bothatthebeginningandattheendpointoftheexperiment.Onthe10thdayoftheexperiment,thewatermazetestwascarriedout,tostudythedifferencesofthelearningandmemorybetweenthelead-exposedgroupandthecontrolgroup.Results:Inthewatermazetext,thetimeforthemicetoreachtherefugeplatformwereapparentlyenlonged（P<0.05,t＝3.73）andtheaveragecorrect-ratewasalsomuchlower（P<0.05，u＝9.5）,comparedwiththecontrolgroup.Conclusion:Theresultssuggestedthatchronicleadintoxicationcandecreasetheabilitiesoflearningandmemoryinmice.Keywords:chronicleadintoxication;lead;learning;memory;下载