（食品科学专业论文）古尼虫草益智作用及其活性物质的相关性研究.pdf

c g m g g n w s g n f s s o d m d a c p g c f g p a g a c h 检索表 空白组 模型空白组 占尼虫草水溶性物质 占尼虫草脂溶性物质 超氧化歧化酶 丙二醛 占尼虫草多糖 古尼虫草黄酮 脑复康组 乙酰胆碱 贵州人学2 0 0 7 届硕：f ：研究生学位论文古尼虫草的益智作用及典活性物质的相关性研究 摘要 目的：本课题总的目标是：确定古尼虫草提高学习记忆的功能及其生物活性 物质的相关性。具体的研究目的包括：1 筛选评价不同古尼虫草提取液对提高学 习记忆力的影响；2 论证古尼虫草活性物质多糖与黄酮在改善学习记忆中的 作用；3 探明古尼虫草多糖与黄酮提高学习记忆力的机理；4 确定古尼虫草多 糖和黄酮的理化特性及其最佳提取工艺条件。 方法：通过3 0 乙醇与石油醚处理古尼虫草分别得到水溶性和脂溶性提取 液，采用动物模型记忆巩固障碍模型与记忆再现障碍模型确定有促进学习记 忆作用的物质是水溶性还是脂溶性。在确定为水溶性物质后，选择性提取多糖与 黄酮类物质，以便进一步证实其改善学习记忆的作用。利用昆明小鼠随机分组， 用灌胃方式，采用亚硝酸钠和乙醇建立记忆巩固和再现障碍模型后，分别用跳台 和避暗仪测量小鼠的记忆行为学指标( 错误率和潜伏期) ，同时检测相关的大脑生 理生化指标( 蛋白质、s o d 、m d a ) 及病理学指标( 病理学切片、h e 和尼氏染色) ， 比较用药前后的指标变化，探明相关活性物质提高学习记忆的机理。利用微波， 超声波及传统萃取技术，通过j 下交设计筛选出古尼虫草多糖和黄酮的最佳提取条 件。进一步采用气相色谱，高效液帽色谱，红外和紫外等测定方法确定相关物质 的理化特性。 结果：1 ) 古尼虫草水溶性组，虫草多糖组和黄酮组分别与空白组、模型组比 较，错误率明显降低( p o 0 5 ) ，潜伏期显著缩短( p o 0 5 ) ；2 ) 与模型组比较， 多糖组和黄酮组的相关大脑生理生化指标：蛋白质和s o d 含量提高，m d a 含量降 低。其神经元数目明显多于模型组，模型组小鼠大脑皮层及海马神经细胞出现退 化，衰退和坏死等病例现象；3 ) 三种提取方法比较，结果表明：用超声波法提取 古尼虫草多糖和黄酮的效果最佳。其多糖提取工艺为：料液比( 1 ：2 5 ) ，温度( 6 0 ) ，时问( 2 0 m i n ) ，次数( 3 次) ，测得多糖含量为1 1 5 2 。其黄酮提取工艺为： 料液比( 1 ：3 0 ) ，温度( 8 0 ) ，时间( 1 0 m i n ) ，次数( 1 次) ，测得黄酮含量为6 5 6 。 通过气相色谱证明古尼虫草多糖是由阿拉伯糖、木糖、半乳糖和一种未知单糖组 成的杂多糖，古尼虫草黄酮化合物可能为双氢黄酮或异黄酮。 结论：吉尼虫草水溶性提取液、古尼虫草多糖和黄酮均有改善和提高小鼠学 习记忆的功能，这与古尼虫草多糖和黄酮能够减缓海马神经细胞凋亡，改善脑供 贵州人学2 0 0 7 届颂j ：研究生学位论文 古尼虫草的益智作用及其活性物赝的相关忖研究 血量、提高大脑蛋白质与s o d 含量、降低脑中m d a 含量及抗氧作用有关。各项指 标与脑复康比较显示：古尼虫草多糖和黄酮在改善小鼠学习记忆的作用效果与脑 复康相似，进步论证了古尼虫草改善提高学习记忆的功能与其活性物质的相关 性，同时鉴定了古尼虫草多糖系杂多糖，古尼虫草黄酮化合物可能为双氢黄酮或 异黄酮，有关古尼虫草多糖与黄酮的最佳提取工艺条件也得到了确定。 关键词：古尼虫草，多糖，黄酮，昆明小鼠，动物模型，学习记忆。 2 贵州人学2 0 0 7 届顾l j 研究生学位论文古尼虫草的益智作用及其活性物质的相关性研究 a b s t r a c t o b j e c t i v e ： g e n e r a lo b j e c t i v e ：t od e t e r m i n et h ef u n c t i o nt h a tt h ec o r d y c a p sg u n n f i b e r k ( c b ) c a ne n h a n c et h el e a m i n ga n dm e m o r i a la b i l i t y , a n di t sr e l a t i o n s h i pw i t ht h e b i o l o g i c a la c t i v es u b s t a n c e so r i g i n a t i n gf r o mc b s p e c i f i co b j e c t i v e s ：1 t oa s s e s st h e i n f l u e n c eo ft h ev a r i o u sc be x t r a c t so nt h ei m p r o v e m e n to ft h el e a m i n ga n dm e m o r i a l a b i l i t y ：2 t oc o n f i r mt h ef u n c t i o no ft h eb i o l o g i c a ls u b s t a n c e sf r o mc b - p o l y s a c c h a r i d e s a n df l a v o n e s - - - o nt h ee n h a n c e m e n ti nt h el e a m i n ga n dm e m o y ；3 t oe x p l o r et h e m e c h a n i s mo ft h ec o r d y c e p sp o l y s a c c h a d d e sa n df l a v o n e si ni m p r o v i n gt h el e a r n i n ga n d m e m o r i a la b i l i t y ：4 t od e t e r m i n et h ep h y s i c o c h e m i c a lp r o p e r t i e sa n do p t i m u me x t r a c t i o n c o n d i t i o n so fp o l y s a c c h a n d e sa n df l a v o n o i d si nc b d e s i g n ：c o r d e y c a p sg ，w a se x t r a c t e db y3 0 e t h n o lo rp e t r o l e u me i t h e rt o o b t a i nt h ew a t e r - o rl i p i d s o l u b l e e x t r a c t s r e s p e c t i v e l y b yt h ee m p l o y m e n to f e x p e r i m e n t a t i o no fa n i m a lm o d e l s - - m e m o r yc o n s o l i d a t e db a r r i e rm o d e la n dm e m o r y r e a p p e a r a n c eb a r r i e rm o d e l t h es u b s t a n c e st h a tc o u l de n h a n c et h el e a m i n ga n dm e m o r y w e r e t o b ed e t e r m i n e d i f w a t e r - s o l u b l e o r l i p i d - s o l u b l e a f t e r t h e w a t e r - s o l u b l e e x t r a c t w a s p r o v e dt oh a v et h ea b i l i t yt oe n h a n c el e a m i n ga n dm e m o r y , p o l y s a o c h a r i d e sa n df l a v o n e s w e r es e l e c t i v e l ye x t r a c t e di no r d e rt of u r t h e rc o n f i r mt h e i rr o l e k u n m i n gm i c eu s e dt ot h e e x p e d m e n t sw e r er a n d o m l yd i v i d e di n t og r o u p sa n dc o n s t r u c t e dt h es o d i u mn i f r i f e - e n t h n o | m e m o r yc o n s o l i d a t e da n dr e a p p e a r a n c em o d e l t h em e m o r yb e h a v i o r ( 1 a t e n c yp e r i o d s a n de r r o rr a t e ) o fm i c ew e r em e a s u r e db yu s i n gd i v i n gp l a t f o r ma n dd a r ke v a d i n g a p p a r a t u sa f t e rs t o m a c hf i l l i n g t h ep h y s i o l o g i c a la n db i o c h e m i c a l ( p r o t e i n s o da n d m d a ) a n dp a t h o l o g i c a li n d e x e s ( p a t h o l o g ys l i c e h ea n dn i s s l ss t a i n i n g ) o f t h eb r a i n so f t e s t e dm i c ew e r ea l s om e a s u r e d c o m p a r et h ec h a n g e so ft h o s ep a r a m e t e r sb e f o r ea n d a f t e rt h ea d m i n i s t r a t i o no fw a t e r - s o l u b l ec o r d e c y p se x t r a c t ，t h em e c h a n i s mo fr e l a t e d b i o l o g i c a la c t i v es u b s t a n c e st oe n h a n c el e a m i n ga n dm e m o r yi nm i c ew a sa s c e r t a i n e d t h eo p t i m u me x t r a c t i o nc o n d i t i o no fp o l y s a c c h a d d e sa n df l a v o n a so fc o r d e c y p sgw a s c h o s e nb yu s i n gt h eo r t h o g o n a ld e s i g nt os e l e c tf r o mm i c r o w a v e ，u l t r a s o n i ca n d c o n v e n t i o n a le x t r a c t i o nt e c h n o l o g i e s 。t h ep h y s i c o c h e m i c a lp r o p e r t yo fr e l a t e ds u b s t a n c e s w a sd e t e r m i n e dt h r o u g ht h ew a yo fg c 。h p l c ，i ra n du v a n a l y s i s o u t c o m e s ：1 ) e r r o rr a t e sa n dl a t e n c yp e r i o d so fk u n m i n gm i c ef e dw a t e r - s o l u b l e e x t r a c t p o l y s a c c h a r i d e sa n df l a v o n o i d se x t r a c t e df r o mc g u n f iw e r es i g n i f i c a n t l y ( p 0 0 5 ) r e d u c e dw h e nr e s p e c t i v e l yc o m p a r e dt ot h ec o n t r o la n dm o d e lg r o u p s 2 ) t h e b r a i np r o t e i na n ds o dc o n t e n to fm i c ef e dp o l y s a o c h a r i d e sa n df l a v o n o i d sw e r eh i g h e r w h i l em d al o w e rt h a nt h o s eo ft h em o d e lg r o u p s ，t h ea m o u n t so fb r a i nn e r v ec e l l so ft h e 3 贵州人学2 0 0 7 届顾l 研究生学位论义古尼虫单的益智作用及j e 活性物质的相关性研究 t e s tg r o u p sw e r ea p p a r e n t l yh i g h e rt h a nt h a to ft h em o d e lg r o u p s f u r t h e r m o r e i tw a s o b s e r v e dt h er e g r e s s i o n r e c e s s i o na n dn e c r o s i sp h e n o m e n ah a p p e n e dt o c o r t i c a la n d h i p p o c a m p a ln e r v ec e l l si nm i c ef r o mt h em o d e lg r o u p s 3 i nc o m p a n s o nt ot h et h r e e d i f f e r e n te x t r a c t i o nm e t h o d s ( m i c r o w a v e u l t r a s o n i ca n dc o n v e n u o n a le x t r a c t i o n ) i tw a s f o u n dt h a tt h eu l t r a s o n i ce x t r a c t i o nw a st h em o s te f f e c t i v ew a yt oe x t r a c tp o l y s a c c h a r i d e s a n df l a v o i d sf r o mc b b yu s i n gg a sc h r o m a t o g r a p h y ，i tt u r n e do u tt h a tp o i y s a c c h a n d e so ， c bw a sam i x e d - a m y l o s et h a tc o n s i s t e do f a r a b i n o s e ，x y l o s e ，g a l a c t o s ea n da nu n k n o w n m o n o s e w h i l ef l a v o n o i d sp r o b a b l yw a sm a d eu po fi s o f f a v o n e so rf l a v a n o n e s c o n c l u s i o n s ：w a t e r - s o l u b l ee x t r a c t p e l y s a c c h a n d e sa n df l a v o n o i d sd e r i v e df r o mc g u n n 玑n o to n l ye n h a n c e t h el e a r n i n ga n dm e m o r yo fk u n m i n gm i c e 。b u ta l s or e d u c et h e r a t eo fc o r t i c a la n dh i p p o c a m p a lc e l la p e p t o s i s a m e l i o r a t eb l o o ds u p p l y ，i m p r o v ep r o t e i n a n ds o dc o n t e n t sw h i l ei o w e rm d ai nt h eb r a i n i ti sb e l i e v e dt h a ts u c hf u n c t i o nh a sb e e n a s s o c i a t e dw i t ha n t i - o x i d a t i v ea c t i v i t i e so fv a d o u se x t r a c t sf e dt ot h ea n i m a l s t h es t u d y s h o w sc o r d y c e p sp o l y s a c c h a r i d e sa n df l a v o n o i d sh a v et h es i m i l a r i t yi ni m p r o v i n gm i c e 。s l e a r n i n ga n dm e m o r ya sn a o f u k a n g w h i c hf u r t h e rp r o v e st h ef u n c t i o nt h a tc g u n n i ic a n e n h a n c et h el e a r n i n ga n dm e m o r ya b i l i t ya s s o c i a t e dw i t hi t sb i o l o g i c a la c t i v es u b s t a n c e s ni sd e t e r m i n e dt h a tt h ep e l y s a c c h a r i d e so fc g u n n i ia r eam i x e d a m y l o s ea n dt h e c o m p o s i t e so fc g u n n i ip r o b a b l yc o n s i s to fi s o f l a v o n e so rf l a v a n o n e s a tl a s t t h eo p u m a l e x t r a c t i o nc o n d i t i o n so ft h ep o l y s a c c h a r i d e sa n df l a v o n o i d sa r ea s c e r t a i n e d k e y w o r d s ：c o r d y c e p sg u n n i ib e r k ；p o l y s a c c h a r i d e ；f l a v o n o i d s ；k u n m i n gm i c e ；a n i m a l m o d e l ；l e a m i n ga n dm e m o r y 4 贵州人学2 0 0 7 届硕l 研究生学位论文古尼虫草的益智作用及j e 活性物质的相关忡研究 第一章前言 第一节古尼虫草生物学特征与研究现状 1古尼虫草生物学特征 1 1来源和分类 古尼虫草( c o r d y c e p sg u n n i i ( b e r k ) b e r k ) 为真菌门( e u m y c o t a ) 子囊菌亚 门( a s c o m y c o t i n a ) 核菌纲( p y r e n o m y c e t e s ) 球壳菌目( s p h a e r i a l e s ) 麦角科 ( c a v i c 如i f a c e a e ) 虫草属( c o r d y c e p 4 ) 的真菌，是寄生于节肢动物门 ( f i r t h r o p o d a ) 鳞翅目( l e p i d o p t e r a ) 蝙蝠娥科( h e p i a i d a e ) 中昆虫蝙蝠娥幼虫 上的干燥子座和虫体，为我国重要的药材。古尼虫草分为有性和无性型。在1 9 8 5 年，梁宗琦在国内首先报道并对其形态、生活史等作了深入的研究，确认古尼虫 草无性型古尼拟青霉( p a e c i l o m y c e s g u n n i i1 i a n g ) 是拟青霉的新种( 梁宗琦， 1 9 9 1 ；梁宗琦等，1 9 9 4 ) 。 1 2形态特征 古尼虫草一般长l o m m 9 0 m m ，粗5 m m 6 m 。野生古尼虫草外层常有膜皮， 子座从寄主头部生出，单生，二叉分枝或成簇着生。一般比虫体长约4 c m 1 4 c m ， 基部白色，较粗，向上渐细。头部一般灰色至灰黑色，长卵圆形至圆柱形，形成 子座头。未成熟的古尼虫草体表淡黄色，子座柄内部充实，子座头部白色。成熟 的古尼虫草体表褐色，子座内充实逐渐变为中空，整个子座头粗糙，呈褐色，长 l5 c m 2 5 c m 。有很多子囊壳形成的微小颗粒，成熟的古尼虫草子座和柄的界线 分明，子囊壳埋生，即拟形成长颈瓶或安瓿瓶形。成熟的子囊孔口向上外露( 梁 宗琦，1 9 9 6 ；盂祥贤等，2 0 0 1 ) 。 2 分离培养技术 古尼虫草培养有多种方法，可以采用固体和液体培养基等。但在配制培养基 时要考虑：氮源、碳源、常量元素、微量元素等多方面营养要求。碳源：经过实 验分析在三糖、多糖以及其它碳源中，用马铃薯粉作碳源时，其生物量最高，古 尼虫草菌丝体为纯白色( 曹蕾等，1 9 9 1 ) 。氮源：经过实验分析效果最好的氮源是 n a n o 。有机氮的氮源更适合古尼虫草的生长( 刘爱英，1 9 9 1 ) 。微量元素：经过试 验分析在所试用浓度范围内的微量元素对古尼虫草菌丝体的生长没有明显的影 响( 傅岚，2 0 0 4 ) 。 贵州大学2 0 0 7 届顾j 研究生学位论文古尼虫苹的益智作用及典活性物质的相关忖研究 2 1液体发酵法 实验室常用静置培养法：用古尼拟青霉孢子悬浮液分别定量于有3 0 m l 的培 养基中，静置在2 5 c ，1 5 d 后取出，抽滤烘干，得菌丝发酵物；在工业上多用深 层发酵法，用古尼拟青霉孢子悬浮液在2 5 c 的通气培养条件下，在一级种子罐 发酵两天后，转入二级罐扩大发酵两天采收、过滤、进行低温烘干得干菌丝体( 刘 爱英等，1 9 9 1 ) 。 2 2固体培养法 古尼虫草培养时，需注意其生活史和其生长所需要的条件如温度、湿度等环 境因素。在对古尼拟青霉进行培养时，用古尼拟青霉孢子悬浮液，分别定量接种 到培养基中，在不同的温度下培养1 5 d 后，取出至4 0 c 低温烘干得到固体培养 物( 刘爱英等，1 9 9 1 ) 。在对古尼虫草菌丝体深层发酵培养基条件进行研究时，确 定以马铃薯2 0 ，蛋白胨1 ，葡萄糖2 ，硫酸镁0 1 ，磷酸二氢钾0 0 5 和0 1 为最佳发酵培养基，摇床培养基条件为：温度2 5 2 6 c ，转速1 5 0 r m i n ，p h6 5 ， 培养1 2 0 h ，在2 0 l 发酵罐中，最佳发酵周期为6 6 h ( 傅岚等，2 0 0 4 ) 。 3活性物质及其药理作用 3 1活性物质 3 1 1核苷类 古尼虫草含有7 种标样核苷中的3 种，即腺苷、胞苷、尿苷。古尼虫草不同 部位含核苷也不同，古尼虫草发酵菌丝体中腺苷和尿苷的含量是古尼虫草的2 - 3 倍，并且其子座中腺苷和尿苷的含量高于僵虫体。其虫草素( 3 - 脱氧腺苷) 是虫 草重要的生理活性成分之一。虫草素可以抑制枯草芽孢杆菌的生长，它在菌丝生 长初期含量很低，随着菌丝生长虫草素含量有显著提高( 刘爱英等，2 0 0 2 ) 。 3 1 2多糖 多糖分为胞内多糖和胞外多糖，胞外多糖是分子量为2 0 万左右的葡聚糖， 胞内多糖则是含有5 个组分，其中两个分子量在5 万和1 0 万的多糖是葡聚糖。 古尼虫草不同部位通过实验分析发现所提取的粗多糖量不同，并且菌丝体含有多 糖的积累是一个缓慢的过程( 刘爱英等，1 9 9 1 ) 。虫草多糖提取的基本流程是：抽 提一浓缩一静置一离心一冲洗沉淀一干燥多糖( 张信旭等，2 0 0 2 ) 。 6 贵州大学2 0 0 7 届硕j ：研究生学位论文古尼虫草的益智作用及其活忡物质的相关抖研究 3 1 3氨基酸 古尼虫草当中含有丰富的谷氨酸，天冬氨酸，甘氨酸等氨基酸，它们均为提 高学习和记忆力的重要氨基酸。在对古尼虫草子座体，僵虫体，菌丝体和整体古 尼虫草氨基酸含量分析表明，他们所含氨基酸种类基本相同。就古尼虫草菌丝体 和整体古尼虫草相比较，菌丝体所含的氨基酸量比整体古尼虫草所含氨基酸量还 高，说明利用古尼虫草菌丝体氨基酸比整体用效果更理想( 孟祥贤等，2 0 0 1 ) 。 3 1 4 维生素 维生素是参与生长发育所必不可少的一类有机物质。在对古尼虫草的菌丝体 发酵物的研究时发现：含有维生素c 、维生素e 和烟酸等含量比较丰富。维生素 c 具有良好的抗氧化作用、抗衰老作用，以及美容的功效；维生素e 有很强的氧 化作用，具有延缓老化和常保青春的功能；烟酸具有维持神经系统健康，使脑机 能j 下常运转的作用( 孟祥贤等，2 0 0 1 ) 。 3 1 5虫草酸( d - 甘露醇) 甘露醇具有止咳平喘的功效，是虫草产品中的功效成份之一。雷帮星等在利 用比色法测定人工发酵古尼虫草当中的甘露醇时，证明了在古尼虫草当中确实含 有甘露醇，并且其甘露醇的含量在7 4 左右( 雷帮星等，2 0 0 4 年) 。 3 1 6 虫草黄酮 张永明等在用甲醇萃取古尼虫草时，发现古尼虫草也含有黄酮类物质，并对 就黄酮类物质的含量初步分析得出其含量在3 左右( 张永明等，2 0 0 7 ) 。 3 2 药理学作用 3 2 1 镇痛作用 朱振元等对古尼虫草中活性成分进行分析检测证明具有镇痛作用的物质中 游离氨基酸含量低，水解氨基酸含量高，表明镇痛活性成分的化学物质不是游离 氨基酸，而应是含多肽的物质，并且在多肽链中，酸性氨基酸残基数超过了碱性 氨基酸残基数使该肽为酸性。研究还发现古尼虫草中的镇痛活性成分，在中性或 酸性条件下稳定且抗热，对蛋白酶k 不敏感，对胃蛋白酶、肠蛋白酶部分敏感( 朱 振元等，2 0 0 4 ) 。 3 2 2提高人体免疫 虫草能提高巨噬细胞的吞噬作用，提高吞噬百分率，使肝脾吞噬系数值显著 7 贵州大学2 0 0 7 届顾f 研究生学位论文古尼虫单的益智作用发j 哺性物质的相关性研究 提高，并保证t 淋巴细胞免受损伤，增强细胞免疫功能，增强肝脏功能，促进新 陈代谢。虫草还能提高免疫及造血功能，使其外周血及脾脏淋巴细胞增强，并使 脾细胞产生白细胞介素的能力增强，使天然杀伤细胞活性增高，并促进造血细胞 增殖。对免疫或造血功能低下等疾病有显著的辅助治疗作用( x i a o ，2 0 0 4 ) 。 3 2 3抗辐射作用 古尼虫草的研究表明，古尼虫草中某种成分能够增强抗紫外辐射的保护作 用。该成分在8 0 ( 2 水浴应用不失活，并且在抗紫外辐射的应用中，其含量在菌 丝体和子实体中较高，在培养液中较少，该成分有待进一步鉴定( 需祥坚等，2 0 0 1 ) 。 3 2 4 抗肿瘤作用 虫草能抑制癌细胞裂变，阻止癌细胞扩散，显著提高体内t 细胞、巨噬细胞 的吞噬能力，使它们对癌细胞破坏能力大大增强。实验表明食用虫草以后一个月 肿瘤抑制率达6 2 以上( 严林等，2 0 0 0 ) 。国内外研究表明虫草对体外培养的k b 细 胞及h e l a 细胞等均有特抑作用。研究发现冬虫夏草醇提取物体内给药能明显增 强小鼠体内n k 活性及抑制肺癌克隆的形成并能部分拮抗c y 对小鼠体内n k 活性 的抑制作用( 刘爱英等，2 0 0 2 ) 。 3 2 5抗衰老作用 目前医学界所公认的七大类抗衰老成分中，虫草就涵盖了五大类，分别是多 糖、氨基酸、多肽( 蛋白质) 、核酸和维生素( 另外两类是黄酮和皂甙类) 。在利 用古尼拟育霉对老龄大鼠血液及组织中脂质过氧化物( l p o ) 的含量以及超氧化 物歧化酶( s o d ) 活性的影响研究表明：古尼拟育霉对老龄大鼠血浆、肝脏及脑 组织中l p o 含量降低；红细胞、肝脏及脑组织s o d 活力增强，从而起到抗衰老的 作用( 李淑芳等，1 9 9 6 ) 。 3 2 6促进睡眠和记忆力的作用 古尼虫草中含有多糖，氨基酸、维生素等多种营养成分，它们能够为大脑提 供充足的能量和营养，保证大脑正常的运转，在含有兴奋性氨基酸如谷氨酸，天 冬氨酸，甘氨酸等均有选择性与递质受体结合，可以激活n m d - - r 通道使c 矿通道 开放，c a ”内系统增加，调节着兴奋性突触传递和发育中突触可能参与学习和记 忆作用( 李淑芳等，1 9 9 0 ) 。 贵州人学2 0 0 7 届硕i ：研究生学位论文 古尼虫草的益智作用及】e 活件物质的相关性研究 3 2 7对急性缺血性脑损伤的保护作用 古尼虫草无型性一古尼拟青霉对大鼠急性缺血性脑损伤有保护作用( 熊正梅 等，2 0 0 1 ) 。 4 开发与应用 现阶段对古尼虫草的研究状况来看，已经取得可喜的成果。其中贵州在古尼 虫草开发方面已经走在全国i ；i 列，贵州赤天化集团有限公司与贵州大学合作开发 古尼虫草资源。贵州怀仁市茅台镇汉室酒业有限公司等已经开发出多种酒类品牌 帝茅酒、工艺瓶帝茅酒、小黑马和福国酒等，采用茅台产陈年老酒，加入珍贵的 古尼虫草菌丝，乌蒙野山花蜂蜜等原料精心泡制。它们主要是利用古尼虫草当中 含有丰富的营养成分，把古尼虫草与酒一起进行炮制，其产品有一定的食疗价值。 在中药开发方面，现阶段对古尼虫草生物活性成分研究不够深入，在此情况 下，综合开发古尼虫草是一条新的思路，用古尼虫草与其它中药药材联合开发新 型的复合药品，从而发挥古尼虫草的功效具有重要的意义。如复合虫草胶囊、复 合虫草片等，其它中药是药引子，引导着虫草的活性有效成分充分发挥其药效， 这也是开发古尼虫草的一条新途径。但由于古尼虫草还有很多生物活性功能及其 相关活性物质的关系尚未确定，应该加大基础研究的力度，为进一步开发利用古 尼虫草提供科学依据。 第二节学习记忆的研究机理与动态 1理论基础及神经机制 1 1大脑的结构与机能 大脑的结构分为三大沟裂和四大叶。三大沟裂：中央沟、外侧裂和项枕裂。 四大叶：额叶、项叶、枕叶和颞叶。 大脑左右半球的功能是各不相同的。其中语言功能定位在左半球，主要负责 言语、阅读、书写、数学运算和逻辑推理。右半球则负责知觉物体的空间关系、 情绪、欣赏音乐和艺术。其中大脑皮层当中的布鲁德曼皮层区分成初级感觉区、 初级运动区、言语区、联合区。言语区：主要位于大脑左半球。其中有一个言语 运动区，命名为觉布洛卡区，即布鲁德曼的第4 4 、4 5 区。这个区域损坏会发生 运动失语症；而威尔尼克区是一个言语听觉中枢，损伤将会引起听觉失语症。 9 贵州人学2 0 0 7 届硕 谚f 究生学位论文古尼虫草的益智作用及其活件物质的相关怿研究 1 2学习记忆的脑机制 1 2 1脑功能学说 1 2 1 1 定位说 定位说源于加尔和斯柏兹姆的“颅相说”。真j 下的定位说开始于失语症人的 临床研究。1 8 2 5 年，波伊劳德提出语言定位于大脑额叶，并且控制是在左半球。 功能定位于大脑的某一区域。 1 2 1 2 整体说 弗罗伦斯根据采用局部毁损大脑部分区域的方法，实验发现动物可以恢复其 损失的功能。从而提出脑功能的整体况。拉什利的脑毁损实验发现脑损伤后对习 惯的形成造成很大的障碍，并且这种障碍于损伤的脑区域有密切的关系。大脑皮 层的各个部分几乎以均等的程度对学习记忆发生作用；并且大脑以总体发生作 用，提出了均势原理和总体活动( 千叶康则，2 0 0 4 ) 。 1 2 1 3 机能系统学说 鲁利亚认为大脑是一个动态的结构，是一个复杂的动态机能系统。在机能系 统的个别环节受到损伤时，高级心理机能确实会受到影响。它将其分为三个紧密 联系的机能系统：第一机能系统即调节激活与维持觉醒状态的机能系统一动力系 统；第二机能系统是信息接受、加工和储存的系统；第三机能系统称行为调节系 统，是编制行为程序、调节和控制行为的系统。 i 2 2神经生理机制 随着生理科学的发展，记忆神经生理学机制的研究有了很大的进展。2 0 世 纪初，巴甫洛夫提出条件反射的概念，利用条件反射法研究动物和人的大脑活动 规律，创立了脑的高级神经活动学说，为研究学习、记忆的生理机制奠定了基础 ( 德赫尔曼哈肯，2 0 0 0 ) 。 1 2 。2 。l 条件反射理论的假说 根据巴甫洛夫条件反射理论，记忆被认为是在大脑皮质上暂时神经联系的接 通、巩固和恢复。暂时神经联系的接通，就是识记。暂时神经联系经形成便会 在大脑皮质中留下痕迹；这些痕迹因受到强化而得到巩固，因不强化而消退。这 就是保持与遗忘、回忆与再认原则。 l o 贵州大学2 0 0 7 届硕上研究生学位论文古尼虫争的益智作用及其活忡物赝的相关性研究 1 2 2 2 记忆巩固学说 一个记忆对应于一个伴随特定刺激传给脑冲动的信息群，这些信息群沿着脑 中的神经元依次传递就构成了特定的神经元回路群，特别是冲动碰巧返回到原来 的神经元时，就形成了闭合回路。这时该电信号便在其回路内循环，循环传递持 续一定时间后，便开始衰减，直到消失，被称为记忆的神经元回路说，从而记忆 又有短时记忆和长时记忆之分。短时记忆就是神经系统反响回路中的反响效应。 如果持续的反响活动引起某种比较持久的结构上的变化便形成了长时记忆。长时 记忆是神经系统中一种相对持久的结构上的变化。一般认为与神经元的结构变化 有关。要使短时记忆转入长时记忆，有机体在获得一种经验之后需要持续一段时 间对它编码，使神经系统结构上发生变化或使这种变化更加牢固。这种假设称为 “记忆巩固学说”。记忆巩固既的主要证据来自于实验总结。把小鼠置于栅极地 板上的一个小平台上。一开始白鼠几秒钟内便跳下小平台。它跳下后便受到栅极 地板的电击疼痛，之后第二次它便不会跳下平台了( 即它学会了回避反应) 。但 是，在脚受到电击之后立即给予电痉挛休克，动物似乎”忘记了”电击疼痛，第二 天仍很快跳下平台。实验表明，动物学习之后给予电痉挛休克的时问推迟3 0 秒 钟，电痉挛休克就不会引起遗忘，即动物”记住”不跳平台；延迟的时间越短( 0 5 ， 2 ，5 ，1 0 秒) ，产生的遗忘效应越强。这说明记忆巩固有一个过程。 1 2 3 记忆的脑细胞机制 1 2 3 1 反响回路 反响回路被认为是短时记忆的生理基础，指神经系统中皮层和皮层下组织之 间存在的某种闭合的神经环路。当外界刺激作用于神经环路的某一部分时，回路 便产生神经冲动，刺激停止后，这种冲动并不立即停止，而是继续在回路中往返 传递并持续一段短暂的时间。白鼠跳台实验是其有力的证明。 1 2 3 2 突触结构 突触结构的变化可使突触兴奋程度增高，刺激信息容易通过等。一方面，在 神经系统中，突触结构的变化较为稳定，一旦环境刺激引起突触变化，这种结构 就会稳定下来，将接受的信息以生化形式储存起来，巩固在记忆系统中。另一方 面，长时记忆并不是依靠神经系统的持续活动来实现的，神经系统活动的暂时中 断，对长时记忆影响并不大，如通过麻醉、冷却等方法使脑失去活动，但当脑再 贵州人学2 0 0 7 届碗i ：研究生学位论文古尼虫草的益智作用及j e 活性物质的相关t 牛研究 一次重新恢复活动时，原来贮存的记忆信息还可再现。因此，突触结构的物理化 学变化与长时记忆密切相关( 千n l 慷则，2 0 0 4 ) 。 1 2 4神经生化机制 2 0 世纪6 0 年代开始学习、记忆分子的基础研究，用脑内蛋白质的变化说明 学习、记忆，主要涉及核糖核酸( r n a ) 、记忆分子和脱氧核糖核酸( d n a ) 的可 能作用。一般认为脑内的核糖核酸参与长时记忆的形成，是学习过程中必要的化 学物质。运用现代微量分析技术从脑中分离出单个神经细胞，分析其核糖核酸的 含量，发现经过长期训练的大鼠在一根铁丝上掌握平衡技巧或走迷宫，学会了这 些技巧的大鼠的脑细胞，其核糖核酸的含量比通常生活下的大鼠要高1 2 。近几 年来开始从亚分子水平对学习、记忆机制的初步探索。 2 学习记忆的研究进展 记忆有关的物质分为内源性物质与外源物质。内源性物质包括乙酰胆 碱、5 一羟色胺、多巴胺和去甲状腺素等生物活性物质( 万选才等，2 0 0 0 ) 。它 们的发现为深入了解学习记忆的机制创造了条件。改善学习记忆的外源物质 包括与学习记忆有关的外源物质、影响学习记忆的环境因素和遗传因素等， 特别是外源物质有重要的意义。从而在食品( 钟耀广等，2 0 0 4 ) 、磁场( 席晓莉 等，1 9 9 8 ) 、微生物( 巩菊芳等，2 0 0 3 ) 等方面研究和开发，为人类通过外因条 件改善学习记忆提供了一个平台。现阶段各种资源的开发在改善学习记忆方 面已经取得了一定的成就，如脑白金等保健品和脑复康、脑肽、智脑胶囊等 药品，对人类改善学习记忆以及有关疾病的康复等都有一定的作用。 2 1 内源性物质 随着对大脑的深入研究，在神经生理学方面，特别是在记忆力的物质基础、 作用机理以及引起记忆力提高或下降的因素等方面作了大量的研究，提出了一些 新的理论。许多科学家的研究发现神经通路大体分为中枢胆碱能神经的通路、中 枢去甲肾上腺素能神经元的通路、中枢多巴胺能神经元的通路和中枢5 一羟基色 胺神经元的通路。这四种神经元的通路是信息主要的传递途径( 韩济生，1 9 8 0 ) 。 2 1 1 乙酰胆碱 乙酰胆碱在维持行为和脑电激活，促进学习和记忆等方面起着重要作用。研 究资料表明，大脑皮层、隔区、海马的损伤可引起学习和记忆功能的缺陷，出现 1 2 贵州大学2 0 0 7 届硕l 研究生学位论文 古尼虫草的益智作用及其活忤物质的相关性研究 学习功能的下降等病症，在给药改善学习记忆后，发现大脑区的乙酰胆碱和胆碱 乙酰化酶有相应的变化，说明大脑皮层和边缘神经系统胆碱能神经有调节学习和 记忆的功能( e i i m a n ，1 9 6 1 ：b l o k l a n d ；1 9 9 3 ) 。 2 1 25 - 羟色胺 5 一羟色胺是中枢和外周的神经介质之一，大部分位于脑干中缝核群当中。它 有两种前体是色氨酸和5 一羟色酸，它们在色氨酸羟化酶和5 一羟色酸脱羧酶的作 用下可以转化成5 一羟色胺，保证了体内有足够的5 一羟色胺。5 一羟色胺能够系统 的调节情绪、精力、记忆力等作用，它还可以增强记忆并能保护神经免受神经兴 奋毒素的损伤等作用。研究发现：大鼠在饮用了脑力康口服液或开一1 5 散后记忆能 力有明显的提高，并且检测大鼠的大脑发现其大脑皮层和问脑5 一h t 、n e 等有明 显的提高，说明5 一h t 对学习记忆有一定的功效( 陈建宗等，1 9 9 8 ；黄玉芳等，1 9 9 8 ) 。 2 1 3多巴胺 多巴胺是儿茶酚胺的一种。经过研究发现中枢神经大脑皮层多巴胺主要参与 认识功能，即对事物的认识能力，包括思想、感觉、理解、推理等活动，并且他 还有调节脑血管的功能。在总结多巴胺的功能时重点强调指出多巴胺受体与学习 记忆的有密切的关系( d e n e n b e r g ，2 0 0 4 ；杨军岭等，2 0 0 5 ) 。 2 1 4 去甲肾上腺素 去甲肾上腺素是儿茶酚胺的一种，研究发现去甲肾上腺素与学习记忆有一定 的关系，提高中枢去甲肾上腺素水平能增强学习记忆能力。研究者提出去甲肾上 腺素能行为激活系统，兴奋是以建立阳性条件性行为的执行，而去甲肾上腺素能 行为抑制系统兴奋时阳性条件性行为的执行即被破坏。前者相当于去甲肾上腺素 能神经通路上行背束，后者相当于去甲肾上腺素神经通路上行腹束，是学习记忆 在神经去甲肾上腺素的结构基础。去甲肾上腺素能够系统调节觉醒、选择性注意 和应激反应等，对记忆有巩固的作用( 李红梅等，2 0 0 5 ) 。 2 1 5氨基酸 它包括兴奋性和抑制性氨基酸，经过实验证明：谷氨酸、天冬氨酸和n 一甲基 一天冬氨酸是主要的兴奋性氨基酸。周小青等在研究丹龙醒脑片对血管性痴呆大 鼠学习记忆及脑组织兴奋性氨基酸影响的实验研究，指出当血管性痴呆大鼠学习 记忆有明显改善时，小白鼠的脑组织中兴奋性氨基酸浓度升高，说明记忆的改善 贵州大学2 0 0 7 届硕。l ：研究生学位论文 古尼虫草的益智作用及其活性物质的相关件研究 与兴奋性氨基酸有密切的关系( 赵玉萍等，2 0 0 5 ) 。 甘氨酸、1 3 一丙氨酸和y 一氨基丁酸等是中枢神经系统的一种抑制性氨基酸和 神经递质，它们是为了防止兴奋神经元发放过渡，而对其活动进行调整。在研究 茶氨酸对小鼠学习记忆能力的影响时发现，茶氨酸有增强学习和记忆力的作用， 并且茶氨酸对学习、记忆力的增强作用随着其剂量的增加而增大( 林雪玲等，2 0 0 4