单元：景洪江（军事医学科学院卫生学处境医学研讨所，天津300050）；程义勇（军事医学科学院卫生学处境医学研讨所，天津300050）；李树田（军事医学科学院卫生学处境医学研讨所，天津300050）；章广远（军事医学科学院卫生学处境医学研讨所，天津300050）
摘要：为了巡视谷氨酸(Glu)和谷氨酰胺(Gln)对大鼠进修印象的影响并切磋其机理，选用Wistar大鼠36只，随机分为3组：比较组、Glu组和Gln组，辞别予以遍及饲料、添加2%Glu和2%Gln的饲料喂养2周后，以穿梭箱实践举动进修印象的举动模子对大鼠实行演练，纪录主动回避响应次数和被动遁避功夫，并用氨基酸自愿解析仪、双波长比色法、放射性配基纠合法辞别测定了脑中逛离氨基酸含量、一氧化氮合酶(NOS)活性和海马N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA-R)的数目及亲和力。结果显示添加Gln后，大鼠的主动回避响应率明显减少，被动遁避功夫缩短，脑中Glu、天门冬氨酸Gln、精氨酸含量明显增高，NOS活性和海马NMDA-R数目亦减少，而添加Glu组未巡视到上述效率。结果提示：Gln对大鼠的进修印象具有促使效率，而Glu则无此效率，推度其机理可以与脑中兴奋性氨基酸含量、气体信使分子NO的到场及海马NMDA-R的变革相闭。
谷氨酸(Glu)是哺乳动物脑内含量最高的一种氨基酸，并举动重要的中枢兴奋性氨基酸递质介导一系列高级神经行径。研讨证实，脑内打针Glu或其受体冲动剂具有促使印象效率［1］。谷氨酰胺(Gln)举动脑内Glu代谢的前体物质，可以通过Glu递质编制对脑性能表现调度效率。以前关于Gln的养分学研讨重要纠合于其对创伤、熏染、手术等急性应激形态下的肠表里养分撑持。本文对Gln与脑性能的联系实行研讨，以便为其进一步开拓愚弄供给科学凭借。
选用Wistar大鼠36只，体重(110±20)g，由军事医学科学院卫生学处境医学研讨所动物房供给。按体重随机分为比较组、Glu组和Gln组，每组12只，组内牝牡参半。比较组予以泛泛饲料(参照AIN-93M啮齿类动物饲料配方［2］)，Glu组正在此基本上添加2%Glu,Gln组添加2%Gln。各组动物均于不锈钢笼中单笼豢养，自正在摄食和饮水，每5天称量一次体重。
1.2.1进修印象本事动物豢养2周后，采用穿梭箱法［3］测定其进修印象本事。每只动物逐日演练20次，以蜂鸣声音后5秒内自愿遁到另一侧为一次主动回避响应，纪录接续5天内主动回避响应次数及被动回避反合时间，以此举动进修印象效果。
1.2.2脑中逛离氨基酸含量将大鼠断头正法后，于酷寒条目下急忙判袂大脑，分装后马上加入液氮中保留。测按时，将待测脑机闭切实称重，以5%磺基水杨酸2ml制备匀浆，匀浆液于4℃、18 000r/min离心30min后取上清液，用日立835-50型氨基酸自愿解析仪测定Gln及其它氨基酸含量。
1.2.3脑中一氧化氮合酶(NOS)活性取待测脑机闭，称重后以40mmol/L磷酸钾缓冲液2ml制备匀浆，匀浆液于4℃、10 000r/min离心20min后取上清液，用军事医学科学院放射医学研讨所坐褥的NOS活性测试盒实行测定。
1.2.4海马N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA-R)数目及亲和力参照梁发权等的格式实行测定［4］。
2.1.1主动回避响应率由表1的结果可睹，正在前3天的演练中，大鼠的主动回避响应率3组间未睹明显性差别。从第4天起首，Gln组大鼠的主动回避响应率显明减少，与比较组和Glu组比拟差别有明显性(P＜0.05)，至第5天差别有极明显性(P＜0.01)。Glu组与比较组比拟固然有升高趋向但差别无明显性。
2.1.2被动遁避功夫由表2可睹，从第4天起首，Gln组大鼠的被动遁避功夫比比较组显明缩短(P＜0.05)，第5天不绝缩短(P＜0.01)。Glu组与比较组比拟，从第4天起首短于比较组，但没有明显不同。
2.2.1脑中兴奋性和抑止性氨基酸含量Gln组大鼠脑中兴奋性氨基酸Glu和天门冬氨酸(Asp)明显高于比较组，个中Asp亦高于Glu组。而抑止性氨基酸γ-氨基丁酸(GABA)、牛磺酸(Tau)和甘氨酸(Gly)3组间无显明不同(表3)。
2.2.2脑中Gln及其它氨基酸含量Gln组大鼠中Gln和精氨酸(Arg)含量明显地高于比较组和Glu组，Glu组的苏氨酸(Thr)含量却低于比较组和Gln组，其余氨基酸程度3组间未睹显明不同(表3)。
由表4可能看出，Gln组大鼠海马NMDA-R的最大纠合力显明高于比较组和Glu组，而Glu组与比较组差别无明显性。均衡解离常数3组间均无显明不同。
由表5可睹，Gln组大鼠脑中NOS活性明显高于比较组和Glu组，Glu组与比较组无明显差别。
近年研讨证实，Gln具有调度神经编制性能的效率，可用来医治神经退步，刷新脑出血后遗症所致印象麻烦，促使智力不全儿童的智力发育，制止癜痫产生以及医治帕金森氏归纳征［5］。本研讨结果显示，添加Gln后，大鼠正在穿梭箱实践中的主动回避响应率明显减少，被动遁避功夫缩短，证实大鼠的进修印象本事降低。而添加Glu后，大鼠的进修印象本事虽有必定降低，但与比较组比拟差别无明显性。Gln组与Glu组比拟，大鼠的主动回避响应率仍明显增高，证实Gln的效率与Glu差异，不行此后者替代前者。究其由来，Glu与Gln固然机闭特别相通，但二者有着紧要区别：Gln比Glu众一个氨基，Gln借此机闭将脑代谢经过中出现的过众NH3转运出脑并进入肝脏代谢，于是Gln可通过血脑屏蔽自正在收支大脑，而Glu则不行通过血脑屏蔽，于是不行通过血液由外周途径供应，而务必由葡萄糖或其它前体物质正在脑中合成。研讨呈现，用14C-Gln或14C-葡萄糖与脑薄片培植后，海马的穿通通道纤维中80%的Glu来自Gln，于是推度起递质效率的Glu来自Gln，而来自葡萄糖的Glu起代谢效率［6］。
本研讨结果证实，添加Glu后未能显明刷新动物的进修印象本事，脑中Glu的浓度亦没有明显转移，而Thr则显明低浸，其意旨尚不显着，有待于进一步研讨。
进修印象的神用心理生化机制研讨曾经赢得了很大发展。个中以突触转达长时程加强(LTP)为规范代表的突触可塑性是阐明进修印象机制的一种理思形式［7］。Glu等兴奋性递质的开释及其受体亚型NMDA-R的激活关于LTP的出现和撑持具有紧要意旨。正在寻常突触转达时，海马CA1等区域锥体细胞的传入末梢开释的Glu递质只可使非NMDA-R激活；当必定频率和强度的刺激使突触后膜去极化到必定水平时，阻塞NMDA-R通道的镁离子被移开，Glu递质与NMDA-R纠合，Ca2+通道怒放，使突触后膜内Ca2+浓度升高，继而促发一系列生化响应，变革膜的性子，导致LTP出现。
本实践结果证实，添加Gln后，大鼠脑中Gln、Glu和Asp均升高，这关于LTP的出现和撑持可以具有紧要意旨。Glu和Asp举动脑中重要的兴奋性氨基酸递质介导着兴奋性转达，个中以Glu的效率为主。Glu以高浓度积聚于突触囊泡中，由神经末梢开释至突触间隙，与突触后膜上的NMDA-R纠合后实现消息转达性能，之后大片面Glu由胶质细胞摄取，后者中含有Gln合成酶，能将摄取的Glu改观成Gln，再转运重返回神经末梢，举动Glu和GABA的代谢前体以供愚弄。有原料证实，突触频频受到刺激惹起突触前膜的Glu开释减少，突触转达效率也强化，并与LTP和进修举动亲近联系［8］。于是可能推度，脑中Gln、Glu和Asp的升高，有利于加强神经机闭的兴奋性，关于进修印象本事则有必定的促使效率。
Glu的神经递质效率是通过兴奋性氨基酸受体而杀青的。目前，药理学家遵照受体特异性冲动剂将兴奋性氨基酸受体分为5个亚型，个中NMDA-R与突触可塑性和进修印象有亲近联系，其余亚型的受体通道撑持平淡的消息转达，NMDA-R通道则只正在进修印象经过中开启。有文献报道，正在老龄小鼠中枢神经编制中，Glu含量下降，同时NMDA-R数目也明显省略，且这些转移与LTP削弱呈正联系［4］。本实践中，添加Gln使大鼠海马中NMDA-R数目减少，这可以是Gln促使大鼠进修印象的机制之一。添加Gln后，机体正在进修印象经过中突触前膜开释Glu增加，由此惹起相应的NMDA-R上调，从而起到易化进修印象的效率。
一氧化氮(NO)举动一种新型的信使物质与进修印象的联系近年来报道较众。张世仪等的实践显示，大鼠正在进修经过中脑内NO含量减少，证实NO对进修举动的需要性［9］。有研讨证实，NO到场了LTP经过，其机制为：NMDA-R的活化惹起突触后神经元Ca2+内流，激活NOS使NO天生增加，NO可举动LTP的逆行信使弥散至突触前，经必定机制进一步促使Glu递质的开释［10］，从而对撑持LTP效应起易化效率。
体内NO的合成是以L-精氨酸(L-Arg)为底物，以还原型辅酶Ⅱ举动电子供体，正在NOS的催化下天生的。因为NO极不屈稳，半衰期亏折5s，于是目前尚不行对其实行直接测定，而NOS是NO合成经过中的要害酶，其活性可间接响应NO的代谢情景。本研讨结果证实，添加Gln后，大鼠脑内NOS活性增高，这可以从另一方面声明了其进修印象本事加强的机制。NOS活性的加强，促使了NO的合成，这关于进修印象可以有紧要意旨。另有文献报道，大鼠正在演练前予以NOS抑止剂N-硝基-L-精氨酸甲酯可显明拉长大鼠正在Morris水迷宫实践中达到平台所需的功夫，而同时予以L-Arg则可匹敌上述效率［11］，证实L-Arg的减少可使酶促响应向着天生NO的偏向实行，从而保障进修经过中关于NO的须要。本实践结果也证实，予以Gln后，大鼠脑中Arg含量增高，这可以为NO的合成供给了富足的前体。总之，NO代谢途径可以是Gln促使进修印象的另一紧要机制。
1，孙成春，张士善.脑内打针谷氨酸、使君子氨酸和卡因酸对中枢效率的比拟.中国药理学报，1991，12：239—241
3，徐叔云，卞如濂，陈修主编.药理实践格式学.第2版.北京：群众卫生出书社，1991，661
4，梁发权，吕宝璋.老龄小鼠中枢兴奋性氨基酸递质及N-甲基-D-天冬氨酸受体的转移.中华医学杂志，1992，72(1)：33—35
6，王尧，杜子威主编.神经生物化学与分子生物学.北京：群众卫生出书社，1997，197—207
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