缺水胁迫对小鼠记忆行为的影响

1、缺水胁迫对小鼠记忆行为的影响生物科学专业 学生：张菁 指导教师：周东升摘 要：目的：探究不同程度缺水胁迫对小鼠记忆行为的影响。方法：将健康昆明种小鼠40只随机均分为4组，即a组（正常对照组）、b组（轻度缺水胁迫组）、c组（中度缺水胁迫组）、d组（重度缺水胁迫组）。分组处理以后，采用迷宫法和避暗法测定小鼠的学习记忆能力。结果：在迷宫法的测试中，b组小鼠通过迷宫缩短的时间与a组相比不具有显著差异（p>0.05）；c组小鼠通过迷宫缩短的时间与a组相比具显著差异（p<0.05）；d组小鼠通过迷宫缩短的时间与a组相比具极显著差异（p<0.01）。在避暗法测试中，b组小鼠错误逃避减少次数

2、与a组相比不具有显著差异（p>0.05）；c组小鼠错误逃避减少次数与a组相比具显著差异（p<0.05）；d组小鼠错误逃避减少次数与a组相比具极显著差异（p<0.01）。结论：轻度缺水胁迫对小鼠的记忆力影响不大，中度和重度缺水胁迫会使小鼠的记忆力下降，且重度缺水胁迫对小鼠记忆力造成的不良影响最为严重。关键词：缺水胁迫；记忆力；迷宫法；避暗法记忆是获得的行为习惯和经验维持一段时间的能力，或是将学习到的信息贮存和“读出”的神经过程1。前人从被动吸烟、噪声等多个角度对记忆力进行了研究2,3。但是，很少有人从缺水胁迫这个角度对记忆力进行研究。水是生物生命活动正常进行所必需的物质，有大量

3、研究证明，当生物缺水时，其生理状况会发生不同程度的变化4,5。缺水胁迫是人们常常遇到又常常被忽视的生活细节，因此本项目从缺水胁迫这个角度出发,采用迷宫法6,7和避暗法8,9对记忆力进行研究。研究成果能为进一步研究缺水等极端条件下对动物记忆产生影响的机制提供研究基础，在神经生物学研究方面具有一定的基础意义。1 材料与方法1.1实验动物健康的成年昆明种小鼠40只，清洁级，雌雄各半，体重为20.1g±2.0g，由南华大学实验动物中心基地提供。小鼠饲养环境：标准鼠笼饲养，光照周期l2h/12h，相对湿度45-50，环境温度22-23。将小鼠放在该饲养环境中饲养3天，待其适应环境以后再开始实验

4、。1.2主要仪器避暗反应箱（型号：bw-mpa105，上海软隆）、迷宫（自制）、秒表计时器。1.3实验药品矿泉水、小鼠专用饲料，饲料主要成份及含量：水分6.5%，粗脂肪7.8%，粗蛋白23.2%，粗纤维5.2%，粗灰分8.5%，钙1.54%，总磷0.95%。1.4 动物模型的建立将40只健康的成年昆明种小鼠随机均分为4组10，其中每组小鼠雌雄各占一半。 a组（对照组）：该组小鼠正常供水（矿泉水）、供食（小鼠专用饲料）。b组（轻度缺水胁迫组）：该组小鼠正常供食，切断其供水来源3小时。c组（中度缺水胁迫组）：该组小鼠正常供食，切断其供水来源29小时。d组（重度缺水胁迫组）：该组小鼠正常供食，切断其

5、供水来源68小时11,12。1.5 实验指标测定方法（1）迷宫法首先将小鼠放入迷宫入口，让其在5分钟内熟悉环境，并找到出口（迷宫出口处有美味的食物，它刺激小鼠寻找出口），记录小鼠找到出口所花费的时间t1。小鼠在第一次通过迷宫的过程中形成记忆。经过4小时后，再次把小鼠放入迷宫入口，记录小鼠找到出口所花费的时间t2。用（t1-t2的值）即小鼠通过迷宫缩短的时间来计算记忆成绩。行为学测试过程中应注意保持光线柔和，房间安静，各参照物位置不变。为了避免小鼠嗅觉对测试的影响，做每个实验项目前都要对迷宫进行清洁13,14。（2）避暗法小鼠避暗反应箱由控制器和活动箱两部分组成，明暗两个实验箱之间有一小门供动物

6、进出，当动物进入暗室被电击时，它可自动记录小鼠第一次从明室进入暗室的潜伏期和受到电击的次数，还可通过按键灵活地选择刺激电压和设置实验时间。首先将小鼠头朝室壁放入明室，两室之间的门洞敞开，让其在3分钟内熟悉环境，然后取出小鼠放回饲养笼。让其休息5分钟后，将其放入明室，保持两室之间的门洞敞开，同时启动暗室内的电刺激器。小鼠很快钻入暗室，受电击后逃出暗室，记录小鼠300秒内进入暗室的次数e1。4小时后，再次对小鼠进行该项测试，并记录300秒内小鼠进入暗室的次数e2，错误逃避减少次数（e1-e2的值）用于计算记忆成绩15,16。1.6 数据处理实验数据采用x±sd表示，将实验得到的数据用sp

7、ss19.0统计软件进行方差分析和t检验，差异显著以p<0.05和p<0.01表示17,18。2 结果与分析2.1迷宫法实验的测定结果与分析 由表1结果可知，从a组至d组，随着缺水程度的加重，小鼠第一次通过迷宫的时间t1依次增加，这表明小鼠的学习能力在缺水胁迫加重的情况下有所减弱。而且，随着缺水程度的加重，小鼠通过迷宫缩短的时间越来越小，这表明小鼠的记忆力在缺水胁迫加重的情况下有下降的趋势。b组小鼠通过迷宫缩短的时间与a组小鼠通过迷宫缩短的时间相比差异不显著（p>0.05），即小鼠在轻度缺水胁迫下的记忆成绩与正常情况下的记忆成绩相比差别不大；c组中小鼠通过迷宫缩短的时间与a组

8、小鼠通过迷宫缩短的时间相比具显著差异（p<0.05），即小鼠在中度缺水情况下的记忆成绩要比正常情况下的记忆成绩差；d组中小鼠通过迷宫缩短的时间与a组小鼠通过迷宫缩短的时间相比具极显著差异（p<0.01），即在所有情况中，重度缺水情况下小鼠的记忆成绩最差。表1 迷宫法实验数据组别nt1(s)t2(s)(s)pa1060.38±38.0239.55±32.7220.83±13.07b1064.30±31.9444.45±32.9719.84±10.330.887c1066.66±20.6556.46±20.

9、8010.13±5.500.044d1073.66±41.2764.97±40.12 8.39±4.750.009注：a组为对照组，b组为轻度缺水胁迫组，c组为中度缺水胁迫组，d组为重度缺水胁迫组。n为重复次数，t1为小鼠第一次通过迷宫时间。t2为小鼠第二次通过迷宫时间。为t1-t2的值，即小鼠通过迷宫缩短的时间，也即记忆成绩。2.2避暗法实验的测定结果与分析图1 避暗法中各组小鼠的平均错误逃避次数结果注：a组为对照组，b组为轻度缺水胁迫组，c组为中度缺水胁迫组，d组为重度缺水胁迫组，下同。e1为小鼠第一次错误逃避次数，e2为小鼠第二次错误逃避次数。图2

10、 避暗法中各组小鼠错误逃避减少次数结果由图1和图2结果可见，从a组至d组，随着缺水程度的加重，小鼠在避暗法中的错误逃避减少次数越来越少，即小鼠在正常情况下犯的错误是最少的。随着缺水程度的加重，小鼠犯的错误越来越多，这表明小鼠的学习记忆能力在缺水胁迫加重的情况下有减弱的趋势。图3 避暗法中实验组与对照组差异比较结果由图3结果可见，b组小鼠的错误逃避减少次数与a组小鼠的错误逃避减少次数相比差异不显著（p>0.05），即小鼠在轻度缺水胁迫下与正常情况下的错误逃避次数相比差别不大；c组小鼠的错误逃避减少次数与a组中小鼠的错误逃避减少次数相比具显著差异（p<0.05），即在中度缺水胁迫下的错

11、误逃避次数要大于正常情况下的错误逃避次数；d组小鼠的错误逃避减少次数与a组小鼠的错误逃避减少次数具极显著差异（p<0.01），即在重度缺水胁迫下错误逃避次数最多。3 讨论本实验以昆明种小鼠作为动物模型，通过迷宫法和避暗法研究、观察不同程度缺水胁迫对小鼠记忆行为的影响。小鼠是哺乳动物，与人的亲缘关系比较近,是一种经典模式生物,在各种与人体相关的实验研究中，用量最大，用途最多，对医学诸多领域的研究作出了卓越贡献。水是生命活动正常进行所必需的物质，对于生物而言具有重要的意义。有大量研究证明当生物缺水时，其生理状况或多或少会发生一些变化，对于植物缺水时引起的生理变化进行的研究较多，有王红涛的水分

12、胁迫对植物活性氧代谢的影响19，刘明等人的水分胁迫对玉米光合特性的影响20等，而对于一些高等哺乳动物，特别是缺水时记忆能力和行为有何变化的研究比较少。因此，本项目的研究是十分有必要的。因为人们无法直接观察动物脑内思维活动变化过程，只能根据其对某种特殊刺激的反应来判断，所以本项目主要采用的实验方法是迷宫法和避暗法。迷宫法和避暗法又分别被称为方向辨别性实验方法、一次性被动回避反射法。迷宫法的原理：利用小鼠贪吃好动的天性，使小鼠在迷宫中运动，找到出口（出口处放置美食），在寻找出口的过程中获得记忆。避暗法原理：小鼠系夜行性动物，喜欢黑暗的地方而回避光亮的地方。若小鼠在明处，它将设法逃向暗处，此时在暗处

13、给予其电刺激，小鼠会被迫逃向明处，并获得记忆。这两种方法普遍用于检测小动物学习记忆能力，如孟宪军在蓝莓提取物对小鼠记忆力及抗衰老作用的研究21中采用了迷宫法，李亚萍在灵芝对小鼠学习记忆作用的影响22中就采用了避暗法。综合分析迷宫法与避暗法所得结果表明，轻度缺水胁迫对小鼠记忆力造成的影响不大，中度和重度缺水胁迫会使小鼠的记忆力下降，且重度缺水胁迫对小鼠记忆力造成的不良影响要更严重。本研究可为进一步研究缺水等极端条件下对动物记忆产生影响的机制提供研究基础，在神经生物学研究方面具有一定的基础意义,但关于缺水胁迫对记忆行为影响的机制尚不明确，有待进一步的探索与研究。【参考文献】1鲁忠义，杜建政记忆心理

14、学m北京：人民教育出版社，2005，22姜丽娜，杨杰，马强，等孕鼠被动吸烟对子鼠学习记忆能力和海马ltp的影响j中国应用生理学杂志，2007，23(3)：303-3043汤艳，袁海艳噪声对幼鼠学习记忆行为及海马区glu阳性神经元表达的影响j现代预防医学，2008，35 (4)：668-6704zhouquan wu，yanjie wan，yanxia wang，et aleffect of partial hepatectomy on the memory ability in ratsjneural regeneration research，2007，11 (6)：55-585代莉，谢双喜

15、，杨容和水分胁迫对日本柳杉种子萌芽的影响j贵州林业科技，2003，31(4)：15-196巩菊芳，吴小华，邵邻相，等大豆磷脂对小鼠学习记忆及海马脂肪酸含量的影响j营养学报，2007，2:67薛承景，李建民学习和记忆研究的行为学方法论述j河北医药，2007，29(1)：77-788胡余明，胡怡秀，刘秀英，等苁蓉总苷对正常小鼠学习记忆功能的影响研究j中国预防医学杂志，2007，8(4)：370-3749计晶晶，韩丽莎，徐军，等枸杞对d-半乳糖致衰老小鼠学习记忆影响j中国公共卫生，2007，23(3)：359-36210魏昌秀，聂红，黄启辉，等脑还丹对快速老化鼠学习记忆及sod，mda，gsh-p的

16、影响j新中医，2004，36(6)：7711马厚志谈谈水在人体内的重要作用j家庭医学，1994，12(7)：6-712周戬平，贺云芳，王帆，等热性惊厥对大鼠情感行为及学习记忆的影响j中国儿童保健杂志，2004，12(3)：239-24113张秀池，保玉毓介绍一种水迷宫实验方法j卫生毒理学杂志，1991，5(1)：61-6214吕严，刘凤贞草铝酸对小鼠记忆行为的影响j卫生毒理学杂志，1990，4(3)：171-17215张耀春，王立为远志提取物对小鼠学习记忆的影响j中国新药杂志，2006，15(15)：1254-125716陈新梅，朱家壁人参皂苷rg1脂质体对东莨菪碱诱导大鼠学习记忆障碍的改善及

17、其作用机制j中国临床药理学与治疗学，2005，10(8)：898-90217杨志伟实验数据的统计分析与科研论文的撰写j中国比较医学杂志，2009，14(1)：76-7818王珍，陆大祥，戚仁斌，等不同图形的视觉刺激对小鼠学习记忆能力及脑组织ache和no的影响j广东医学，2007，28(3)：352-35419王红涛，赵玉珉水分胁迫对植物活性氧代谢的影响j通化师范学院学报，2011，2(2)：3220刘明，齐华，孙世贤，等水分胁迫对玉米光合特性的影响j玉米科学，2008，(4)：86-9021孟宪军，于欣灵，孙仁艳，等蓝莓提取物对小鼠记忆力及抗衰老作用的研究j沈阳农业大学学报，2011，4(2

18、)：622李亚萍，白淑芳，景绣绒灵芝对小鼠学习记忆作用的影响j内蒙古中医药，2005，24(1)：33-33the effects of hydropenic stress on the behavior of mice memorystudent: zhang jin tutor: zhou dong-shengabstract: objective: to investigate the effects of hydropenic stress of varying degrees on the behavior of mice memory. methods: health mice (

19、kuming strain) were randomly divided into 4 groups, namely a group (control group, n = 10) and group b (low-grade hydropenic stress group, n = 10), c group (moderate hydropenic stress group, n = 10), d group (severe hydropenic stress group, n = 10). the maze experiment and avoiding darkness experiment were used to study the learning and memory ability of different group after they were treated by different hydropenic stress. results: in the maze experiment tests, there is no significant difference between a and b group in memory ability. (p >