药物对动物学习记忆能力的影响

1、（/学年第学期）设计题目：药物对动物学习记忆能力的影响设计地点：信息与通信工程学院信息工程系指导教师：系主任：学生姓名：学生班级：学号：考核成绩：信息与通信工程学院信息工程系课 程设计任务书设计目的:通过巩固、复习以前所学的基础医学知识，结合查阅的相关资料进行实验设计，使学生掌握生物 医学实验设计的基本原则和基本方法，培养学生的创新能力和实践能力。通过本课程设计使学生对以 后的专业课学习、实践与毕业设计等有所帮助。设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）（1）掌握医学实验设计的基本原则（随机、对照、可重复、均衡）。（2）掌握常用实验动物、实验仪器、药品、器材、常用实验方法与指

2、标的建立等（二人）（3）查阅相关文献资料，获取关于学习记忆能力的检测方法（一人）、学习能力有关的中枢机制的相 关知识，选择一种具有效应的药物（一人）。（4）选取合适的实验对象、器材、药品，自行设计实验方法和步骤，检测某药物对动物学习记忆能 力的影响。（5）列出所要观察项目和指标。（6）预期结果。（7）注意事项。（8）答辩。（括号内为人员分工，每组4人）设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书论文）、图纸、 实物样品等：(1)课程设计说明书(包括相关背景、实验目的及意义、器材及药品、实验方法与步骤、观察指标、 注意事项、参考文献)。课程设计任务书主要参考文献:1人体解剖生理学实验教程第一

3、版艾洪滨科学出版社生理学第一版岳利民 科学出版社设计成果形式及要求:课程设计说明书；关于实验设计的PPT；工作计划及进度:12月12日-12月18日：查阅与设计题目相关的资料，获取相关背景的知识。12月19日-12月25日：设计实验方案，确定实验方法、步骤。12月26日-12月30日：完成课程设计说明书，制作PPT，答辩。系主任审查意见：签字：年 月 日021215课程设计任务书07 TOC o 1-5 h z 1.1几种影响动物学习记忆能力的药物071.2实验药物的选择08 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 1.3实验动物的选择08七2实验目

4、的及意义09 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 2.1实验目的092.2实验意义10 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 2.3实验原理10今3实验材料11今4观察指标11方法与步骤 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 七6注意事项13V 7思考题13 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 卜8参考文献14附录实验课题：药物对动物学习记忆的影响今1、相关背景1.1几种影响动物学习记忆能力的药物：如乙酰胆碱

5、，酒精，芍药，东莨菪碱，加兰他敏等。乙酰胆碱是胆碱能神经递质，在体内为胆碱酯迅速破坏。交感神 经和副交感神经的节前纤维、绝大多数副交感神经的节后纤维、交感 神经节后纤维中的一部分及躯体运动神经纤维末梢释放的递质都是 乙酰胆碱。去甲肾上腺素是外周神经递质，肾上腺素能纤维释放，除 支配汗腺的交感神经和支配骨骼肌血管的交感舒血管纤维属于胆碱 能纤维外，其他交感神经节后纤维末梢释放的递质为去甲肾上腺素。 NaNG2是缺氧剂，会造成脑部缺氧，从而破坏记忆的保持。酒精有麻醉神经作用。阿托品与M胆碱受体结合、竞争性拮抗乙 酰胆碱对M胆碱受体的激动作用。卵磷脂，即磷脂酰胆碱，在增强脑 部活力、延缓细胞衰老，提

6、高机体耐力方面有明显作用，是神经系统 所需要的物质。维生素B1，可抑制胆碱酯酶活性，当维生素B1缺乏 时，该酶活性升高，乙酰胆碱水解加速，使神经传导受到影响是水 溶性的，当你摄入量过多时，它可以随尿液排出体外。谷氨酸，内源 性兴奋性神经递质参与机体的许多生理活动，并在学习和记忆神经系 统发育过程中突触的可塑性、神经元的生长、神经元突起的生长和退 化中起重要作用芍药及其成分芍药苷对东莨着碱诱发的大鼠空间识别障碍有较 强的改善作用，而芍药苷为其有效成分之一。另有研究发现芍药中含 有的糖苷成分为芍药苷及含量较少的氧化芍药苷、苯甲酰芍药苷等， 对东莨菪碱诱发的大鼠空间识别障碍均有改善作用。目前，国内对

7、芍 药及其有效成分神经行为学方面的药理研究少见报道，仅有研究提 出芍药水提物对东莨菪碱所致学习记忆障碍小鼠、大鼠记忆能力有一 定的增强作用。为了较深入探讨赤芍总苷增强学习记忆的意义，我们 观察赤芍总苷对药物所致记忆障碍模型小鼠学习记忆能力的影响。东莨宕碱为胆碱M受体阻断药，进入中枢可阻断神经系统胆碱能 神经通路，引起记忆获得障碍。东莨菪碱所致的记忆获得障碍动物表 现为潜伏期缩短，实验期间错误次数增加。加兰他敏是胆碱酯酶抑制药，对神经细胞的胆碱酯酶有高度选择 性，可拮抗东莨宕碱作用。1.2实验药物的选择:本实验拟观察加兰他敏对东莨宕碱引起的记忆 获得功能障碍的改善作用。1.3实验动物的选择：小鼠

8、相对于其他实验动物，小鼠脑部构造及身体构造和人体最接近， 基因和人类的有99%是一样的；小白鼠较小，实验需要时间短，而且 可以主动进行近亲繁殖从而培育出几乎纯种的；小白鼠数量多，费 用低；白鼠看起来比较十净，也容易饲养。令2、实验目的及意义2.1实验目的学习记忆能力是脑的重要功能，是全脑的高级而极其复杂的整合 的结果，这些过程中的许多环节和机制还远不清楚。现代研究表明， 学习与记忆过程与中枢神经递质乙酰胆碱、去甲肾上腺素能、多巴胺、 5-羟色胺、组胺等等有关，反之这些递质传递障碍，可损伤学习与记 忆功能。动物或人学习记忆能力难以直接观察到，只能根据可观察的 对刺激的反应来推测和评估脑内的一些变

9、化。对学习记忆能力的研究 一般以人或动物学习学会的速度或学会后间隔一定时间后的重新操 作的成绩或反应速度为评估指标。动物学习记忆能力实验方法的核心 是条件反射，各种方法均由此衍生而来。在研究学习记忆能力的药效 学实验中，目前有多种动物模型，但它们均有一定的局限性。常用的 方法有跳台法、穿梭法、迷津法和避暗法等等。用这些方法彳主彳主不易 观察到药物对正常动物的药效作用，因而彳主彳主先制造学习与记忆损伤 模型，在这些模型基础上观察药物对学习与记忆的改善作用，有时将 这种改善作用又称“益智作用”。东莨菪碱可用于制作记忆获得障碍 模型；电休克、缺氧、环己酰亚胺等可用于制作记忆巩固障碍模型； 酒精常用于

10、制作记忆再现缺失模型。本实验的目的是学习了解观察药物对学习与记忆的影响的动物实验 研究方法。2.2实验意义 通过巩固、复习以前所学的基础医学知识，结合查阅的相关资料进行 实验设计，使学生掌握生物医学实验设计的基本思路和基本方法，培 养学生的创新能力和实践能力。通过本课程设计使学生对以后的专业 课学习、实践与毕业设计等有所帮助。2.3实验原理跳台实验属一次性刺激回避反应实验。跳台法的实验装置一般为 一长方形反射箱，其长径被黑色塑料板隔为若干区间，底部铺以间距 为5mm的铜栅，可通适当的电流。每个小的区间有一个高和直径均为 4.5cm的小平台。实验时，首先将小鼠放在铜栅上，当铜栅通电时， 跳在铜栅

11、上的小鼠受到电击，其正常反应是躲避电击跳上平台，大多 鼠有可能再次或多次跳下平台受到电击，受到电击时又会迅速跳回平 台。如此训练5min，并记录每只鼠受到电击的次数（错误次数）， 以此为学习成绩24h后重新测验，此次测验时，首先将鼠放在跳台 上，记录第一次跳下的时间（潜伏期）、受电击的动物数和3min内 的错误次数，以此反映记忆保持情况。该方法的优点为：操作简便易行，一次可同时观察多只动物，能 较客观地反映动物经过一次刺激后记忆获得的情况，尤其适用于药物 筛选实验。因为不同的药物引起记忆障碍的机制不同，因而通过观察 益智药物对这些模型的药效可分析益智药物的作用机制。该方法的缺点为：动物的躲避性

12、反应的个体差异较大。东莨宕碱为胆碱M受体阻断药，进入中枢可阻断神经系统胆碱能 神经通路，引起记忆获得障碍。东莨菪碱所致的记忆获得障碍动物表 现为潜伏期缩短，实验期间错误次数增加。加兰他敏是胆碱酯酶抑制 药，对神经细胞的胆碱酯酶有高度选择性，可拮抗东莨宕碱作用。 本实验拟观察加兰他敏对东莨宕碱引起的记忆获得功能障碍的改善 作用。+ 3、实验材料（一）.动物：小鼠（若干只）（二）.器材：小鼠跳台仪、鼠笼、天平（三）.药品与试剂：加兰他敏、东莨宕碱、0.9%氯化钠注射液（NS）。- 4、观察指标将动物放入仪器内的跳台上，分别记录潜伏期和5min内小鼠跳下跳 台受到电击的次数，即错误次数。+ 5、方法

13、与步骤（一）.分组给药取3只小鼠，称重，编为甲、乙、丙。甲鼠在实验前0min腹腔注射 （ip）加兰他敏5mg/kg。乙鼠为模型对照，ipNS。实验前15min甲、乙两鼠均ip东莨宕碱1mg/kg。丙鼠为空白对照，仅ip等容量的NS。（二）.训练先将跳台仪与可变变压器相连，将3只小鼠放入跳台仪底部电栅上， 然后通电（AC，36V）。小鼠受到电击后跳上跳台，躲避电击。训练 5min后，小鼠获得记忆，表现出在跳台上的时间延长，受到电击的 次数减少。（三）.测试实验时，将动物放入仪器内的跳台上，底部电栅通电AC，36V）， 实验时间设置5min，分别记录潜伏期和5min内小鼠跳下跳台受到电 击的次数，

14、即错误次数。其结果记录在表XXX中。表XXX小鼠跳台实验结果组另U腹腔注射用药潜伏期错误次数空白对照NS+NS模型对照NS+东莨菪碱给药组加兰他敏+东莨宕碱将更多实验小组的实验结果汇总起来，算出平均值，进行组间比较。4- 6、注意事项（一）.尽量避免给小鼠额外刺激，保持实验室安静，光线不宜过强。（二）.实验中应及时清除铜栅上的粪便等杂物，以免影响刺激鼠的电 流强度。令7、思考题东莨宕碱和加兰他敏的作用机制是什么？东莨菪碱：东莨着碱是颠茄中药理作用最强的一种，可用于阻断副交 感神经，也可用作中枢神经系统抑制剂。它的作用与颠茄碱类似，但 作用较强且较短暂。临床用的一般是它的氢漠酸盐，可用于麻醉镇痛

15、、 止咳、平喘，对晕动症有效，也可用于控制帕金森氏病的僵硬和震颤。加兰他敏：目前关于加兰他敏作用机制的研究主要集中在其对认知功 能的改善，包括胆碱能神经传导激活、神经元保护等假说。研究提示， 加兰他敏通过改善听觉开启从而提高改善精神分裂症患者的认知功 能。此外，加兰他敏可促进离体培养的大鼠皮质细胞的增殖，这不仅 证实了加兰他敏的神经元保护作用，而且为其机制研究提供了新的作 用靶点。从作用靶点角度考虑，加兰他敏具有抑制胆碱酯酶活性和调 节烟碱乙酰胆碱受体（nAChR）活性的双重作用。新近研究发现，该药 还可作用于钾离子通道，具有抑制后超极化、干预代谢等功能。抑制 胆碱酯酶活性和调节nAChR活性

16、。加兰他敏为高效的中枢胆碱酯酶抑制剂，对nAChR具有变构激 活效应。新近研究发现，加兰他敏激活nAChR后，除激活胆碱能神经 传导，还可激活MAPK、P13K等细胞信号转导通路，发挥抗炎功效P淀粉样蛋白可加剧谷氨酸对大鼠皮质神经元的毒性，单独或配伍 使用加兰他敏可对抗这种神经毒性。选择性阻断nAChR变构效应结合 位点的抗体FK1，可明显降低加兰他敏的保护作用及Akt磷酸化；此 夕卜，用RNA十扰（RNAi）技术抑印制。7nAChR也可降低加兰他敏诱 导的Akt磷酸化，提示。7nAChR-P13K通路部分介导加兰他敏的神经 保护作用。利用原代培养的胎鼠皮质神经元发现，加兰他敏对捆0 介导的谷

17、氨酸神经毒性。nAChR拮抗剂及。a 7特异性nAChR拮抗 剂可抑制这种神经保护作用。寺8、参考文献Q人体解剖生理学实验教程第一版艾洪滨 科学出版社。Q生理学第一版岳利民 科学出版社。Q中国药业。附录：课程设计心得体会生理学作为我们主要的专业课之一，也要求部分同学对它做 课程设计。虽然刚开始我对这门课程没有太紧张的重视，但在这次的 课程设计中，我对它产生的兴趣却不断增深。这次的生理学课程设计历时两个星期，我们三个人利用共同空闲 的时间一起完成了它，从中也学到了很多东西，无论是学术上的还是 精神上的，都是受益匪浅。我们这次的设计课题是：药物对动物学习记忆能力的影响。为了 尽最大的努力完成这次任务，我们按照老师的要求分工再合作。整个 过程分为三大块：掌握常用的实验动物、实验仪器、药品器材、常 用实验方法与指标的建立等;查阅相关文献资料，获取与学习能力有 关的中枢机制的相关知识，选择一种具有效应的药物;查阅相关文献 资料，获取关于学习记忆能力的检测方法。我要负责的就是第二模块， 根据相关知识，选择一种具有效应的药物。工作划分好，我们就开始 投入紧张的收集资料中了。利用网络资源和生理学书上的部分知识， 我们最终确定用小鼠跳台实验来实现对这个课题的探究。然我们动手 操作的机会不多，经验尚浅。在初步完成大纲之后，还承蒙生理老师 的指导，才使得我们对这份报告有了更加明确的着手方向。就这样，