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目的:癫痫(Epilepsy,EP)是一种神经系统常见疾病,神经元突然异常、同步化过度放电所引起的脑功能障碍。反复癫痫发作可引起认知功能障碍。目前,癫痫发作引起认知障碍的相关机制并不十分明确,可能通过凋亡、氧化应激(oxidative stress,OS)、离子通道等病理生理机制引起认知功能损伤。现已证实,细胞凋亡途径在癫痫引起脑功能障碍的病理过程中发挥着至关重要的作用。虾青素(Astaxanthin,ATX)是一种类胡萝卜素,存在于虾、蟹、藻类等海洋生物体内,具有抗凋亡、抗炎、抗氧化等生物活性,对于神经系统疾病、皮肤病、心脑血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的防治均有积极作用,其药理作用引起人们的重视。本研究以雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠为研究对象,应用慢性杏仁核电点燃癫痫大鼠模型,选择虾青素为干预药物,运用Morris水迷宫(Morris water maze,MWM)实验方法观察对照组、癫痫组、低剂量虾青素干预组、高剂量虾青素干预组大鼠的学习记忆能力的改变,应用Western-blot方法检测海马组织中bcl-2、bax凋亡调控蛋白表达情况,探讨虾青素是否具有神经保护作用,并研究其可能的作用机制。方法:将7-8周体重250-300g雄性健康SD大鼠60只,随机分组:对照组、慢性电点燃癫痫组、低剂量虾青素干预组、高剂量虾青素干预组,每组各15只大鼠。对照组(C组):15只,仅给予电极植入,不给予杏仁基底外侧核电刺激。慢性电点燃癫痫组(EP组):15只,给予杏仁基底外侧核电点燃模型制备,每天给予发作阈值120%电刺激一次,共15天。低剂量虾青素干预组(LD组):15只,给予杏仁基底外侧核电点燃模型制备,每天给予发作阈值120%电刺激一次,共15天,电刺激前1h给予虾青素15mg/kg腹腔注射。高剂量虾青素干预组(HD组):15只,给予杏仁基底外侧核电点燃模型制备,每天给予发作阈值120%电刺激一次,共15天,电刺激前1h给予虾青素30mg/kg腹腔注射。Morris水迷宫实验于虾青素注射完毕24h后开始进行,实验包括:(1)定位航行实验(place navigation test,PNT):将迷宫按要求准备好,大鼠通过置于水中游泳120秒从而适应水池环境。次日开始实验,实验共持续5天。每日上午9点随机选择一个象限作为入水点,将大鼠面向池壁放入水中,4次实验分别从4个象限入水,寻找平台,记录从入水到找到隐藏在水面下平台所用的时间即为逃避潜伏期。如果120秒大鼠仍未找到平台,则记录其逃避潜伏期为120秒。(2)空间探索实验(spatial probe test,SPT):定位航行实验后去除平台,选定和平台区域相对的象限中点,将大鼠放入水池中,记录120s内大鼠为搜索平台而穿越平台的次数。实验结束后,每组各取6只大鼠断头取脑,分离大鼠海马组织,通过Western Blot方法检测海马组织中bcl-2、bax表达水平。结果:1 Morris水迷宫检测结果:定位航行实验:对各组大鼠每日逃避潜伏期均值进行统计,比较发现:(1)第1天,与C组大鼠相比,EP组大鼠的逃避潜伏期明显延长(P<0.05);与EP组相比,HD组、LD组的逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),但与C组比较无统计学意义(P>0.05)。与HD组大鼠比较,LD组大鼠逃避潜伏期延长,但两者比较无统计学意义(P>0.05)。(2)第2天,各组大鼠逃避潜伏期均比第一天明显缩短(P<0.05);C组、HD组、LD组、EP组的逃避潜伏期比较结果与第1天相同。(3)第3天,各组大鼠逃避潜伏期均比第2天明显缩短(P<0.05),C组、HD组、LD组、EP组逃避潜伏期比较结果与第2天相同。(4)第4天,各组大鼠逃避潜伏期均比第3天明显缩短(P<0.05);C组、HD组、LD组及EP组的逃避潜伏期比较结果与第3天相同。(5)第5天,各组大鼠逃避潜伏期均比第4天明显缩短(P<0.05);C组、HD组、LD组及EP组的比较结果同第4天。空间探索实验:与C组大鼠相比,EP组大鼠穿越平台次数明显减少(P<0.05);与EP组大鼠相比,HD组及LD组大鼠穿越平台次数明显增多(P<0.05),且与C组比较无明显统计学意义(P>0.05)。与HD组大鼠比较,LD组大鼠穿越平台次数减少,但两者比较无统计学意义(P>0.05)。2 Western blot检测结果:EP组bcl-2表达水平较C组明显降低(P<0.05)。HD组及LD组bcl-2表达水平较EP组明显升高(P<0.05)。C组、HD组及LD组之间比较无统计学意义(P>0.05)。与HD组大鼠比较,LD组大鼠bcl-2表达水平降低,但两者比较无统计学意义(P>0.05)。EP组bax表达水平较C组明显升高(P<0.05),HD组及LD组bax表达水平较EP组明显降低(P<0.05)。C组、HD组及LD组之间比较无统计学意义(P>0.05)。与HD组大鼠比较,LD组大鼠bax表达水平升高,但两者比较无统计学意义(P>0.05)。结论:1本实验成功建立了慢性电点燃癫痫大鼠模型,癫痫发作可引起认知功能损伤。2癫痫发作可降低海马组织中抗凋亡蛋白bcl-2的表达,增加凋亡蛋白bax的表达,提示细胞凋亡是癫痫所致认知障碍的重要机制。3虾青素干预可显著改善癫痫大鼠的认知功能损伤,同时降低海马中bax的表达,增加bcl-2的表达,因此推测虾青素对癫痫大鼠有明显的神经保护作用,而且该作用可能是通过抑制细胞凋亡来实现的。