人參皂甙(ginsenosides,GS)是人參生理活性的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前已分離出多種單體,如Ra類(Ra1~6)、Rb類(Rb1~3)、Rf、Rg類(Rg1~3)、Rh類(Rh1~2)、Ro和F4等。人參皂甙對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用廣泛,如中樞興奮、改善學(xué)習(xí)記憶、抗疲勞、抗衰老和增強(qiáng)機(jī)體的抗應(yīng)激能力等。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)人參皂甙在學(xué)習(xí)記憶中的作用的研究主要集中在行為學(xué)和中樞機(jī)制等方面。研究中常用人參總皂甙,如人參根皂甙(ginseng root saponins, GRS)和人參莖葉皂甙(ginseng stem-leave saponins, GSLS),也有人用人參皂甙單體,如Rg1、Rb1和Re等。
學(xué)習(xí)記憶的行為學(xué)研究
一、人參皂甙對(duì)正常動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶的影響 人參皂甙對(duì)正常動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶有明顯促進(jìn)作用,可提高分辨學(xué)習(xí)能力,加速條件反射的形成,促進(jìn)記憶的獲得、鞏固和再現(xiàn)等。早在1950~60年代,就有研究發(fā)現(xiàn),人參可以加速小白鼠和大鼠條件反射的形成。1980~90年代,國(guó)內(nèi)外的研究[1,2]表明,人參皂甙可明顯改善正常動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶,提高方向辨別能力。曹穎林等[3]發(fā)現(xiàn),中國(guó)人參莖葉皂甙可以提高大白鼠在MG-2型迷宮中條件性回避反應(yīng)的出現(xiàn)率和分辨學(xué)習(xí)的正確率,并且前者的提高程度較后者更為顯著。崔連華[4]則發(fā)現(xiàn),大鼠腹腔注入GSLS后可加快學(xué)習(xí)速度,但這種作用較慢,停藥后效果達(dá)到最好且可持續(xù)一段時(shí)間。張均田、楊迎等[5,6]研究發(fā)現(xiàn),用人參皂甙單體Rb1和Rg1喂養(yǎng)小鼠,短期內(nèi)Rg1可促進(jìn)記憶的獲得、鞏固和再現(xiàn), Rb1則主要改善記憶的獲得和再現(xiàn);較長(zhǎng)期兩者均可促進(jìn)動(dòng)物成年后的學(xué)習(xí)和記憶獲得過程,表現(xiàn)為跳臺(tái)實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤次數(shù)減少,避暗實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤次數(shù)減少和進(jìn)入暗室的潛伏期延長(zhǎng)。
二、人參皂甙對(duì)學(xué)習(xí)記憶受損動(dòng)物的影響 以電休克、藥物腦缺血和應(yīng)激等制作學(xué)習(xí)記憶障礙模型,觀察到人參皂甙對(duì)受損動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶有明顯的保護(hù)作用。(1)電休克 曹穎林等[7] 以電休克大鼠所致遺忘為記憶障礙的動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)GSLS對(duì)正常大鼠學(xué)習(xí)記憶過程僅有微弱易化作用,對(duì)電休克大鼠短期記憶障礙有明顯改善作用。他還發(fā)現(xiàn)GSLS可以提高小鼠在穿梭箱條件性回避反應(yīng)的出現(xiàn)率,縮短反應(yīng)運(yùn)動(dòng),明顯改善記憶障礙[8]。王愛明[9]也發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。(2)藥物 張磊等[2]采用一次性訓(xùn)練被動(dòng)回避反應(yīng)和水迷宮法,觀察到人參皂甙可拮抗樟柳堿和亞硝酸鈉造成的記憶鞏固障礙以及40%乙醇造成的記憶再現(xiàn)缺損。馬天才等[10,11]研究發(fā)現(xiàn)GSLS和GRS均能易化大鼠學(xué)習(xí)的獲得和記憶的保持,改善東莨菪堿和環(huán)己酰亞胺所致的記憶障礙,并認(rèn)為兩者具有相似的藥理作用。(3)腦缺血 裘月等[12]用跳臺(tái)法和避暗法觀察到人參皂甙可對(duì)抗小鼠腦缺血再灌注引起的學(xué)習(xí)記憶障礙, Lim等[1]認(rèn)為, Rb1可以保護(hù)海馬神經(jīng)元免受致死性缺血而致的損害,這可能是通過清除腦缺血和再灌注損傷產(chǎn)生的過多的自由基而起作用的。(4)應(yīng)激 高南南等[13] 用小平臺(tái)水環(huán)境法剝奪小鼠24h 睡眠后,學(xué)習(xí)記憶能力明顯下降,而西洋參皂甙100mg/kg、50 mg/kg組對(duì)睡眠剝奪后小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的損害有明顯逆轉(zhuǎn)作用,以100mg/kg組最好,通過對(duì)西洋參皂甙的薄層分析,認(rèn)為西洋參皂甙所含單體與人參皂甙相同。
學(xué)習(xí)記憶促進(jìn)作用的中樞機(jī)制
學(xué)習(xí)、記憶是一個(gè)極其復(fù)雜的心理、生理和生化過程。簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)記憶可通過經(jīng)典條件反射和操作性條件反射獲得,復(fù)雜學(xué)習(xí)記憶則會(huì)引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)一系列生理生化的改變。目前,這方面的研究主要集中于人參皂甙對(duì)中樞神經(jīng)遞質(zhì)、腦核酸和蛋白質(zhì)合成、海馬形態(tài)學(xué)的改變等方面。
一、人參皂甙對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質(zhì)代謝的影響 學(xué)習(xí)記憶與中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質(zhì)代謝有關(guān)。一般認(rèn)為,中樞膽堿能系統(tǒng)、多巴胺系統(tǒng)和一氧化氮功能的提高對(duì)學(xué)習(xí)記憶產(chǎn)生有利影響。(1)膽堿能系統(tǒng)。有研究[14]認(rèn)為, Rg1和Rb1是人參促智作用的主要有效成分,它們可增加膽堿能系統(tǒng)中乙酰膽堿的合成和釋放,增強(qiáng)腦突出受體對(duì)膽堿的提取,同時(shí)提高M(jìn)型膽堿受體的密度。Yamaguchi等[15]發(fā)現(xiàn),給東莨菪堿所致認(rèn)知功能損害的大鼠重復(fù)腹腔注射Rg1或Re可提高大鼠的反應(yīng)正確率和中隔膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶(choline& nbsp;acetyltransferase,ChAT)的活性并發(fā)生作用,但斜索、尾狀核和海馬的ChAT的活性卻無變化。陳嘉峰等[16] 發(fā)現(xiàn),結(jié)扎蒙古沙土鼠左側(cè)勁總動(dòng)脈造成急性腦缺血后, 腦組織內(nèi)ChAT的活性和Ach含量明顯下降,非缺血側(cè)Ach含量無明顯變化,而在缺血前腹腔注射人參皂甙能明顯提高缺血側(cè)ChAT活性和Ach含量,非缺血側(cè)Ach的含量也被提高。Salim等[17] 也發(fā)現(xiàn), Rb1可增加前腦基底部ChAT的表達(dá)。(2)多巴胺系統(tǒng)。王愛明等[9]發(fā)現(xiàn),GRS和GSLS能明顯提高動(dòng)物腦干、紋狀體、海馬等部位5-HT的含量,腦干5-HT含量的增多還可進(jìn)一步影響額葉、紋狀體的多巴胺能神經(jīng)元的功能,引起尾核等腦區(qū)膽堿能神經(jīng)功能的改變。曹穎林等[8]則發(fā)現(xiàn),腹腔注射GSLS可增加全腦去甲腎上腺素的含量。(3)一氧化氮。Gillis等[18]認(rèn)為,人參皂甙對(duì)學(xué)習(xí)記憶的保護(hù)作用可能與促進(jìn)腦內(nèi)一氧化氮的合成有關(guān)。
二、人參皂甙對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦核酸和蛋白質(zhì)合成的影響 長(zhǎng)期記憶通過細(xì)胞核特殊 RNA結(jié)構(gòu)的變化得以經(jīng)久保存,新事物產(chǎn)生的新蛋白質(zhì)在幾分鐘內(nèi)可構(gòu)成記憶系統(tǒng)的新內(nèi)容。人參皂甙對(duì)腦內(nèi)蛋白質(zhì)、RNA、DNA的合成均有促進(jìn)作用[2,17]。Salim等[17]發(fā)現(xiàn), Rb1可增加前腦基底部trkA mRNA和海馬神經(jīng)生長(zhǎng)因子mRNA的表達(dá),其它的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子( 如腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子-3)、基因編碼的神經(jīng)肽 (如前腦啡肽和前速激肽原)及淀粉樣蛋白前體卻沒有變化。并由此認(rèn)為Rb1對(duì)學(xué)習(xí)記憶的促進(jìn)作用可能與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)系統(tǒng)有關(guān)。Liu等[19]發(fā)現(xiàn)Rg1可增強(qiáng)大鼠海馬c-fos基因表達(dá)和提高海馬cAMP的水平,并認(rèn)為這可能參與Rg1促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶和抗衰老的中樞機(jī)制。
三、 人參皂甙對(duì)海馬形態(tài)學(xué)的影響 研究表明,記憶的形成和保持與海馬神經(jīng)元長(zhǎng)時(shí)程突觸增強(qiáng)效應(yīng)(Long-term potentiation, LTP)有關(guān)[20]。通過促進(jìn)海馬苔蘚纖維出芽等神經(jīng)元的變化而提高神經(jīng)元核內(nèi)核糖核蛋白基因(rDNA)的轉(zhuǎn)錄活性、促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成和增強(qiáng)海馬突觸的傳遞功效,可能是人參皂甙誘發(fā)海馬LTP和促進(jìn)大鼠學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)物質(zhì)基礎(chǔ)。楊迎等[6]發(fā)現(xiàn),Rb1和Rg1均可促進(jìn)幼鼠身體發(fā)育和腦神經(jīng)發(fā)育,并易化小鼠成年后的記憶獲得過程,較長(zhǎng)期給予Rb1和Rg1可明顯增加小鼠海馬區(qū)CA3錐體細(xì)胞上層的突觸數(shù)目。汪健等[21~23]發(fā)現(xiàn)人參皂甙不僅可以提高海馬CA1、CA3區(qū)和齒狀回NMDA受體的數(shù)目及活性,而且能增加CA3區(qū)錐體細(xì)胞、齒狀回顆粒細(xì)胞嗜銀核仁組織者區(qū)(silver-nucleolar organizer region, Ag-NOR)和海馬突觸的數(shù)目及單個(gè)突觸面積,同時(shí)還可使大鼠的苔蘚纖維末梢出芽提高1~3倍。
結(jié)語與展望
近年來,對(duì)人參皂甙對(duì)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶影響的研究不斷深入,并已逐漸從單一的行為學(xué)研究走向行為觀察和機(jī)制探討二者并重,從人參總皂甙的宏觀研究走向篩選對(duì)學(xué)習(xí)記憶有效的單體進(jìn)行研究。下一步需要繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)海馬的形態(tài)及功能、第二信使系統(tǒng)及膽堿能和單胺類遞質(zhì)系統(tǒng)的功能等方面的研究,這有助于進(jìn)一步探明人參皂甙的藥理作用和學(xué)習(xí)記憶的中樞機(jī)制。 參考文獻(xiàn)
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