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人参皂甙对动物学习记忆影响的研究进展

来源:中国行为医学科学 作者:杨国愉皇甫恩苗丹民 2004-9-23
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摘要: 人参皂甙(ginsenosides,GS)是人参生理活性的主要物质基础。人参皂甙对中枢神经系统作用广泛,如中枢兴奋、改善学习记忆、抗疲劳、抗衰老和增强机体的抗应激能力等。目前,国内外对人参皂甙在学习记忆中的作用的研究主要集中在行为学和中枢机制等方面。研究中常用人参总皂甙,如人参根皂甙(ginseng root saponins, GRS)......


  人参皂甙(ginsenosides,GS)是人参生理活性的主要物质基础。目前已分离出多种单体,如Ra类(Ra1~6)、Rb类(Rb1~3)、Rf、Rg类(Rg1~3)、Rh类(Rh1~2)、Ro和F4等。人参皂甙对中枢神经系统作用广泛,如中枢兴奋、改善学习记忆、抗疲劳、抗衰老和增强机体的抗应激能力等。目前,国内外对人参皂甙在学习记忆中的作用的研究主要集中在行为学和中枢机制等方面。研究中常用人参总皂甙,如人参根皂甙(ginseng root saponins, GRS)和人参茎叶皂甙(ginseng stem-leave saponins, GSLS),也有人用人参皂甙单体,如Rg1、Rb1和Re等。

学习记忆的行为学研究

  一、人参皂甙对正常动物学习记忆的影响 人参皂甙对正常动物的学习记忆有明显促进作用,可提高分辨学习能力,加速条件反射的形成,促进记忆的获得、巩固和再现等。早在1950~60年代,就有研究发现,人参可以加速小白鼠和大鼠条件反射的形成。1980~90年代,国内外的研究[1,2]表明,人参皂甙可明显改善正常动物的学习记忆,提高方向辨别能力。曹颖林等[3]发现,中国人参茎叶皂甙可以提高大白鼠在MG-2型迷宫中条件性回避反应的出现率和分辨学习的正确率,并且前者的提高程度较后者更为显著。崔连华[4]则发现,大鼠腹腔注入GSLS后可加快学习速度,但这种作用较慢,停药后效果达到最好且可持续一段时间。张均田、杨迎等[5,6]研究发现,用人参皂甙单体Rb1和Rg1喂养小鼠,短期内Rg1可促进记忆的获得、巩固和再现, Rb1则主要改善记忆的获得和再现;较长期两者均可促进动物成年后的学习和记忆获得过程,表现为跳台实验中错误次数减少,避暗实验中错误次数减少和进入暗室的潜伏期延长。

  二、人参皂甙对学习记忆受损动物的影响 以电休克、药物脑缺血和应激等制作学习记忆障碍模型,观察到人参皂甙对受损动物的学习记忆有明显的保护作用。(1)电休克 曹颖林等[7] 以电休克大鼠所致遗忘为记忆障碍的动物模型,发现GSLS对正常大鼠学习记忆过程仅有微弱易化作用,对电休克大鼠短期记忆障碍有明显改善作用。他还发现GSLS可以提高小鼠在穿梭箱条件性回避反应的出现率,缩短反应运动,明显改善记忆障碍[8]。王爱明[9]也发现了这一现象。(2)药物 张磊等[2]采用一次性训练被动回避反应和水迷宫法,观察到人参皂甙可拮抗樟柳碱和亚硝酸钠造成的记忆巩固障碍以及40%乙醇造成的记忆再现缺损。马天才等[10,11]研究发现GSLS和GRS均能易化大鼠学习的获得和记忆的保持,改善东莨菪碱和环己酰亚胺所致的记忆障碍,并认为两者具有相似的药理作用。(3)脑缺血 裘月等[12]用跳台法和避暗法观察到人参皂甙可对抗小鼠脑缺血再灌注引起的学习记忆障碍, Lim等[1]认为, Rb1可以保护海马神经元免受致死性缺血而致的损害,这可能是通过清除脑缺血和再灌注损伤产生的过多的自由基而起作用的。(4)应激 高南南等[13] 用小平台水环境法剥夺小鼠24h 睡眠后,学习记忆能力明显下降,而西洋参皂甙100mg/kg、50 mg/kg组对睡眠剥夺后小鼠学习记忆能力的损害有明显逆转作用,以100mg/kg组最好,通过对西洋参皂甙的薄层分析,认为西洋参皂甙所含单体与人参皂甙相同。

学习记忆促进作用的中枢机制

  学习、记忆是一个极其复杂的心理、生理和生化过程。简单学习记忆可通过经典条件反射和操作性条件反射获得,复杂学习记忆则会引起中枢神经系统一系列生理生化的改变。目前,这方面的研究主要集中于人参皂甙对中枢神经递质、脑核酸和蛋白质合成、海马形态学的改变等方面。

  一、人参皂甙对中枢神经系统神经递质代谢的影响 学习记忆与中枢神经系统神经递质代谢有关。一般认为,中枢胆碱能系统、多巴胺系统和一氧化氮功能的提高对学习记忆产生有利影响。(1)胆碱能系统。有研究[14]认为, Rg1和Rb1是人参促智作用的主要有效成分,它们可增加胆碱能系统中乙酰胆碱的合成和释放,增强脑突出受体对胆碱的提取,同时提高M型胆碱受体的密度。Yamaguchi等[15]发现,给东莨菪碱所致认知功能损害的大鼠重复腹腔注射Rg1或Re可提高大鼠的反应正确率和中隔胆碱乙酰转移酶(choline acetyltransferase,ChAT)的活性并发生作用,但斜索、尾状核和海马的ChAT的活性却无变化。陈嘉峰等[16] 发现,结扎蒙古沙土鼠左侧劲总动脉造成急性脑缺血后, 脑组织内ChAT的活性和Ach含量明显下降,非缺血侧Ach含量无明显变化,而在缺血前腹腔注射人参皂甙能明显提高缺血侧ChAT活性和Ach含量,非缺血侧Ach的含量也被提高。Salim等[17] 也发现, Rb1可增加前脑基底部ChAT的表达。(2)多巴胺系统。王爱明等[9]发现,GRS和GSLS能明显提高动物脑干、纹状体、海马等部位5-HT的含量,脑干5-HT含量的增多还可进一步影响额叶、纹状体的多巴胺能神经元的功能,引起尾核等脑区胆碱能神经功能的改变。曹颖林等[8]则发现,腹腔注射GSLS可增加全脑去甲肾上腺素的含量。(3)一氧化氮。Gillis等[18]认为,人参皂甙对学习记忆的保护作用可能与促进脑内一氧化氮的合成有关。

  二、人参皂甙对中枢神经系统脑核酸和蛋白质合成的影响 长期记忆通过细胞核特殊 RNA结构的变化得以经久保存,新事物产生的新蛋白质在几分钟内可构成记忆系统的新内容。人参皂甙对脑内蛋白质、RNA、DNA的合成均有促进作用[2,17]。Salim等[17]发现, Rb1可增加前脑基底部trkA mRNA和海马神经生长因子mRNA的表达,其它的神经营养因子( 如脑源神经营养因子和神经营养因子-3)、基因编码的神经肽 (如前脑啡肽和前速激肽原)及淀粉样蛋白前体却没有变化。并由此认为Rb1对学习记忆的促进作用可能与神经营养系统有关。Liu等[19]发现Rg1可增强大鼠海马c-fos基因表达和提高海马cAMP的水平,并认为这可能参与Rg1促进学习记忆和抗衰老的中枢机制。


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