叶酸对硫酸铝钾诱发大鼠脑组织氧化应激损伤及胆碱能系统的影响

·论著·

叶酸对硫酸铝钾诱发大鼠脑组织氧化应激损伤及胆碱能

系统的影响

陆洲1，宗惠花2，周留正3（1.镇江市丁卯社区卫生服务中心，江苏212001；2.江苏大学附属宜兴人民医院神经内科，江苏宜兴214245；3.江苏大学医学院，江苏镇江212001）

【摘

要】

目的

探讨叶酸对硫酸铝钾诱发大鼠脑组织氧化应激损伤及胆碱能系统的影响。方法

选择健康3月

龄SD大鼠50只，将其分为对照组、模型组、3.2mg/kg叶酸治疗组、1.6mg/kg叶酸治疗组、0.8mg/kg叶酸治疗组，每组

10只。采用灌胃方式给予大鼠十二水硫酸铝钾100mg/kg造模，造模同时开始分别给予大鼠不同剂量叶酸连续灌胃4周后处死所有大鼠，取脑组织，测定脑组织超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH鄄Px）、乙酰胆碱酯酶（AChE）、胆碱乙酰转移酶（ChAT）活性变化。结果与对照组比较，模型组大鼠脑组织SOD活性明显降低，MDA含量显著升高，GSH鄄Px活性明显降低，脑组织匀浆的AChE活性升高，ChAT活性降低，差异均有统计学意义（P<0.05）。与模型组比较，叶酸治疗组（3.2、1.6mg/kg）大鼠脑组织SOD活性升高，MDA含量明显降低，AChE活性降低，ChAT活性升高，差异均有统计学意义（P<0.05）。结论叶酸具有清除氧自由基和抗氧化功能，可能通过提高SOD活性，降低MDA

含量来改善痴呆，提高脑组织中胆碱能神经递质的活性，从而保护神经细胞。

【关键词】

叶酸；

痴呆模型；

硫酸铝钾；

脂质过氧化；

胆碱乙酰转移酶；

乙酰胆碱酯酶

doi：10.3969/j.issn.1009鄄5519.2017.21.013文献标识码：A文章编号：1009鄄5519（2017）21鄄3255鄄03

EffectoffolicacidonthebrainoxidativestressinjuryandcholinergicsystemLuZhou1，ZongHuihua2，ZhouLiuzheng3（1.DingMaoCommunityHealthServiceCenter，Jiangsu212001，China；2.DepartmentofNeurology，theAffiliatedYixingPeo鄄ple′sHospitalofJiangsuUniversity，Yixing，Jiangsu214245，China；3.MedicalCollege，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212001，China）

【Abstract】ObjectiveToexploretheeffectoffolicacidontherats′brainoxidativestressandcholinergicsystemin鄄ducedbyaluminumpotassiumsulfate.MethodsAtotalof50three鄄monthsoldhealthySDratsweredividedintothecontrolgroup，modelgroup，3.2，1.6，0.8mg/kgfolicacidtreatmentgroup，10ratsineachgroup.Themodelgroupratsbygavagewith100mg/kgaluminumpotassiumsulfate，atthesametime，startinggavageseparatelyandcontinuouslyfor4weekswithfolicacid，allratsweresacrificedtogetthebraintissue，determinedtheactivityofsuperoxidedismutase（SOD），contentofmalondialde鄄hyde（MDA），andtheactivityofglutathioneperoxidase（GSH鄄Px），acetylcholinesterase（AChE）andcholineacetyltransferase（ChAT）.ResultsComparedwiththecontrolgroup，theactivityofSODinthebraintissueofmodelgroupwassignificantde鄄creased，thecontentofMDAwassignificantincreased，theactivityofGSH鄄Pxsignificantwasdecreased，theactivityofAChEwasincreased，theactivityofChATwasdecreased，thedifferenceswerestatisticallysignificant（P<0.05）.Comparedwithmodelgroup，theactivityofSODinthebraintissueoffolicacid（3.2，1.6mg/kg）treatmentgroupweresignificantincreased，andthecontentofMDAweresignificantdecreased；theactivityofAChEweredecreased，theactivityofChATwereincreased，thedifferenceswereallstatisticallysignificant（P<0.05）.ConclusionThefolicacidhasafunctionofoxygenfreeradicalsscavenging，aswellashastheeffectsofantioxidation.ItcanamelioratedementiabyenhancingtheactivityofSODactivityandreducingthecontentofMDA，andtheactivitiesofcholinergicneurotransmittersinthebraintissueisimprovedtoprotectnervecells．

【Keywords】Folicacid；Dementiamodel；Aluminjunpotassiumsulfate；Lipidperoxidation；ChAT；AChE

叶酸是由蝶啶、对氨基水杨酸及谷氨酸残基组成的一种水溶性B族维生素。叶酸是组织细胞DNA合成过程中重要的辅酶，参与DNA和RNA的合成，是细胞、生长、分化、修复的物质基础，也参与氨基酸的相互转化和血红蛋白及其重要化合物的合成，是机体代谢不可缺少的一种物质，在人体合成代谢过程中发挥着重要作用[1-2]。

铝本身很容易在人体中蓄积，在大脑、肾、肝、脾等器官中都可能蓄积，若在大脑中沉积易引起阿尔茨海默病、记忆力减退、智力下降等症状。在日常生活中，铝

作者简介：陆洲（1979鄄），本科，医师，主要从事内科医疗临床工作。

可经多种途径进入人体，如明矾净化的饮用水、含铝添加剂加工的面制品、铝制炊具中铝的熔出等。由于胃肠道的屏障作用，铝的吸收率极低，但摄入过量铝后，体内吸收及滞留的铝增多，导致血清铝含量增高。在我国，硫酸铝钾（钾明矾）、硫酸铝作为食品添加剂，被广泛应用于油炸、膨化等食品的生产。研究表明，阿尔茨海默病、帕金森病等均与铝的毒性作用有关[3]。铝可改变血脑屏障通透性，也能直接影响其生物膜转运方式，从而使铝大量进入脑组织蓄积而产生神经毒性，损伤神经系统，引起神经细胞凋亡。铝与人体脑组织有亲和性，可使人

··3256现代医药卫生2017年11月第33卷第21期JModMedHealth，November2017，Vol.33，No.21的记忆力减退，智力低下，行动迟缓，诱导神经毒性和损坏大脑的记忆区域，是造成痴呆症状的危险因素[4]。同时铝还可损伤神经元突触正常功能，抑制胆碱乙酰转移酶（ChAT）活性，干扰神经元信号传递，久而久之引起中枢神经系统功能障碍。补充叶酸能有效预防上述疾病，也可阻止神经管畸形的发生。本研究通过灌胃方式给予大鼠十二水硫酸铝钾复制痴呆模型，探讨叶酸对痴呆模型大鼠脑组织超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量及谷胱甘肽过氧化物酶（GSH鄄Px）、乙酰胆碱酯酶（AChE）、ChAT活性的影响，从而为临床治疗提供理论依据。

活性和MDA含量及GSH鄄Px活性。

1.2.3脑组织中AChE和ChAT含量测定给药灌胃

4周后，处死所有大鼠，迅速取出脑组织，生理盐水制成10%匀浆，放入低温离心机中，3000r/min离心10min，

离心取上清液装入试管，冷冻备用，按照试剂盒说明书测定AChE和ChAT。

1.3统计学处理应用SPSS16.0软件进行统计学处

理，所有数据均以x±s表示，各组比较采用单因素方差分析，进一步两两比较采用Dunnett鄄t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

果2结

2.1各组大鼠体征变化比较

第1周，模型组体质量

1材料与方法1.1药物与试剂

叶酸由上海化学试剂公司提供；硫较对照组有所下降，但差异无统计学意义（P>0.05），第2~4周模型组大鼠体质量明显低于对照组，差异均有统计学意义（P<0.05）。第2~4周模型组大鼠出现短时间的食欲低下、运动功能减退和迟缓、腹泻等症状。治疗

酸铝钾分析纯由上海双博生物科技有限公司提供；

MDA、SOD、AChE、ChAT、GSH鄄Px试剂盒由南京建成生

物工程研究所提供。

1.2方法

1.2.1实验动物及分组选择健康SD雄性大鼠50只，体质量190~200g，3月龄，由江苏大学实验动物中心提供（动物合格证号SYXK2008鄄0024）。将大鼠随机分为5组：对照组、模型组、0.8mg/kg叶酸治疗组（治疗组1）、1.6mg/kg叶酸治疗组（治疗组2）、3.2mg/kg叶酸治疗组（治疗组3），每组10只。模型组和叶酸治疗组同时给予十二水硫酸铝钾（100mg/kg）灌胃进行造模，对照组给予等体积的生理盐水灌胃。治疗组1、2、3分别给予叶酸3.2、1.6、0.8mg/kg灌胃，对照组和模型组灌胃给予等体积生理盐水，每天1次。实验室温度21~24℃，大鼠

分笼喂养，自由饮水和进食。治疗观察大鼠的饮食、饮水、活动情况、体质量（每周称质量）、毛发光泽度等。连续4周称质量后，用20%乌拉旦麻醉，全部大鼠处死，取脑组织，测定脑组织SOD活性，MDA含量，GSH鄄Px、AChE、AChT活性变化。

4周后，治疗组1与模型组比较，体质量增长不明显，差异无统计学意义（P>0.05）；治疗组2、3与模型组比较，体质量增长上升，差异均有统计学意义（P<0.05）。且大

鼠毛色光亮、进食正常，活跃、反应敏捷，但体质量仍低于对照组。治疗组1与治疗组2、3比较，第0、1周体质量没有明显变化，差异无统计学意义（P>0.05）。与模型组比较，第2~4周各治疗组体质量明显增长，且治疗组2明显高于治疗组3，差异均有统计学意义（P<0.05）。各组大鼠体质量变化具体值见表1。

2.2各组大鼠脑组织SOD活性、MDA含量及GSH鄄Px

与对照组比较，模型组大鼠脑组织中SOD

活性比较

活性明显降低，MDA含量显著升高，GSH鄄Px活性明显降低，差异均有统计学意义（P<0.05）。各治疗组与模型组比较，治疗组2和治疗组3SOD活性升高，MDA含量明显降低，GSH鄄Px活性升高，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

1.2.2脑组织中SOD、GSH鄄Px活性及MDA含量测定采用黄嘌呤氧化酶法测定SOD活性，硫代巴比妥法测定MDA含量，其中蛋白测定采用考马斯亮蓝法测定，GSH鄄Px活性测定采用酶偶联法，实验步骤均按说明书严格进行。最后用光度计测定各管光密度，计算SOD的

表1

组别对照组模型组治疗组1治疗组2治疗组3

2.3各组大鼠脑组织中ChAT、AChE活性比较模型

组大鼠脑组织中AChE活性较对照组明显升高，ChAT明显降低，差异均有统计学意义（P<0.05）；与模型组比较，3个治疗组AChE活性降低，且ChAT活性明显升高，差异均有统计学意义（P<0.05）。见表3。

第2周

第3周

第4周

各组大鼠体质量变化比较（x±s，g）

第1周

n1010101010--

第0周

192.5±5.9194.9±6.0198.9±8.3200.8±12.4198.4±14.60.440.620

225.4±11.0217.2±32.4228.3±11.0225.1±16.8220.9±20.50.510.860

232.7±8.7206.2±19.7a231.3±14.8bc228.1±23.3bce225.5±24.8bcef

2.870.042

246.5±4.8198.9±15.9a235.3±14.9ad231.9±17.7ade227.5±19.2bcef

5.310.004

252.7±6.4182.6±7.1a239.6±30.2ad237.5±24.1ade229.9±19.2bcef

6.400.001

FP

注：-表示无此项；与对照组同时间点比较，aP<0.01，bP<0.05；与模型组同时间点比较，cP<0.05，dP<0.01；与治疗组1同时间点比较，eP<0.05；与治疗组2同时间点比较，fP<0.05

现代医药卫生2017年11月第33卷第21期JModMedHealth，November2017，Vol.33，No.21··3257

表2

各组大鼠脑组织SOD活性、MDA含量及GSH鄄Px活性

比较（x±s）

组别nSOD（U/mg）MDA（nmol/mg）GSH鄄Px（U/mg）对照组1067.84±4.213.46±0.5165.26±3.68模型组1044.49±2.87b5.85±0.61b38.23±3.08a治疗组11055.85±3.22

c

4.16±0.73

c

46.27±3.09

ac

治疗组21059.36±3.39ac3.82±0.52ac58.24±3.02ac治疗组3

1065.53±3.91bd

3.79±0.34ad

62.45±3.71bd

F-12.6212.445.P

-<0.001

<0.001

<0.05

注：-表示无此项；与对照组比较，aP<0.05，bP<0.01；与模型组比较，

c

P<0.05，d

P<0.01

表3

各组大鼠脑组织中ChAT、AChE活性比较（x±s）

组别nAChE（U/mg）ChAT（U/g）对照组107.39±1.52125.16±0.62模型组1019.95±0.86a60.19±1.09a治疗组11010.85±1.52b116.93±0.35b治疗组21013.11±0.b98.86±0.38bc治疗组3

1016.79±1.09ac

76.00±0.48ad

F-74.39958.61P

-

<0.001

<0.001

注：-表示无此项；与对照组比较，aP<0.01，bP<0.05；与模型组比较，

c

P<0.05，dP<0.01

3讨论

阿尔茨海默病是一种中枢神经系统退行性疾病，临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征[5-6]。由纤维型β淀粉样蛋白导致老年斑块形成，产生神经性反应，进而破坏神经组织结构，导致神经细胞丢失，大脑功能障碍而呈现出痴呆表现[7-8]。随着对阿尔茨海默病研究的不断深入，用单纯的神经元变性已不能解释整个病程。胶质细胞的活化、氧自由基的增加和神经细胞的凋亡在阿尔茨海默病发病中可能起着同样重要的作用[9]。目前，对阿尔茨海默病防治尚缺乏有效手段，故阿尔茨海默病已经严重威胁人类健康和生活质量。本研究采用十二水硫酸铝钾灌胃，建立大鼠模型，给予模型组大鼠不同剂量叶酸灌胃治疗，观察各组大鼠体征状况和行为变化，并检测各组大鼠脑组织

SOD活性、MDA含量及AChE、ChAT活性。结果表明，第2~4周模型组出现短时间的食欲低下、运动功能减退

和迟缓、腹泻等症状，体质量与对照组比较也明显下降。治疗组大鼠毛色光亮，进食正常，反应敏捷，第2~4周体质量明显高于模型组。表明叶酸治疗可有效地增加模型组大鼠体质量，并有效改善痴呆大鼠的行为和精神症状。阿尔茨海默病与体内的氧自由基有关，有研究表明，铝可以降低体内SOD、过氧化氢酶、GSH鄄Px等抗氧化酶活性，导致机体清除氧自由基[如超氧阴离子自由基（O2—）和羟自由基（HO—）]的能力降低，加速

机体氧化损伤进程[10-11]。当机体清除自由基能力减退时，可导致自由基增多，组织和细胞失去正常功能[12]。SOD活力的高低反映了机体清除自由基的能力，MDA的高低又间接反映了机体细胞受自由基攻击的严重程度。

ChAT是乙酰胆碱的合成酶，AChE是乙酰胆碱的降解

酶，二者活性的变化可间接反映乙酰胆碱在脑组织中的变化程度。而ChAT和AChE的活性变化共同维持着

乙酰胆碱的动态平衡。本研究结果表明，第4周后，模型组大鼠脑组织SOD活性较对照组显著降低，MDA含量明显升高，经叶酸治疗后的大鼠脑组织中SOD活性显著升高，MDA含量降低，同时叶酸能调节大鼠脑组织匀浆中AChE活性降低，增高ChAT活性。表明叶酸具有改善自由基和调节中枢胆碱神经递质及单胺类神经递质的作用。

综上所述，叶酸能促进体征的变化和体质量增加，也能调整硫酸铝钾致模型大鼠脑组织氧自由基与抗氧自由基的平衡，具有清除氧自由基和抗氧化的功能，同时能增强痴呆大鼠模型脑内胆碱能神经递质活性，保护神经细胞。

参考文献

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（收稿日期：2017鄄06鄄06）