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背景：
同型半胱氨酸(hornocysteine,Hcy)是一种含硫氨基酸,由蛋氨酸代谢产生。Hcy可再甲基化代谢为蛋氨酸,该过程需要由叶酸转化而来的N5-甲基四氢叶酸提供甲基团。1969年哈佛大学MuCully教授首先提出血浆Hcy水平升高参与动脉粥样硬化的病理过程,目前高同型半胱氨酸血症(hyperhomocysteinemia,HHcy)被认为是动脉粥样硬化的独立危险因素。近年来,许多流行病学研究表明HHcy与认知功能的下降及痴呆的发生有密切的联系,甚至有文献提出HHcy是阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)独立的危险因素,体外实验提示高浓度的Hcy具有神经毒性作用,有文献报道血管机制参与AD的发生与发展,但到目前为止,在活体动物上研究HHcy对认知功能的影响的报道还很缺乏。由胆碱能神经元合成的乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)是脑内重要的神经递质,与学习和记忆能力关系密切,但HHcy能否引起中枢胆碱能神经元的改变,HHcy对认知功能的影响是否与HHcy导致的血管病变有关,均未明确。本研究的主要目的是通过建立HHcy大鼠模型,观察其学习记忆能力、中枢胆碱能神经元的检测指标胆碱乙酰基转移酶(choline acetyltransferase,ChAT)及颈总动脉壁的变化,另对该动物模型进行早期叶酸(folic acid,FA)干预,观察上述指标的变化,探讨HHcy影响认知功能的可能机制及早期FA干预的作用。
材料与方法：
1.动物模型的建立及分组健康清洁级Wistar大鼠30只,雄性,体重200±20g,随机均分为3组：对照组、HHcy组、FA组。对照组给予饮用水,在HHcy组饮用水中添加蛋氨酸(1.0g/kg/d),在FA组饮用水中添加蛋氨酸(1.0g/kg/d)并予FA(0.4mg/kg/d)灌胃,共进行8周,三组均给予普通饲料。
2.血浆Hcy和FA浓度的检测分别于实验前和实验满8周时取实验大鼠静脉血1ml,用荧光偏振免疫分析法(fluorescence polarization immunoassay,FPIA)检测血浆Hcy浓度。微粒子酶免疫分析法(microparticle enzyme immunoassay,MELA)测定血浆FA浓度。
3.Moms水迷宫实验对大鼠进行Morris水迷宫实验,分定位航行实验和空间探索实验两个部分,检测大鼠的学习记忆能力。
4.脑组织切片的尼氏染色及ChAT的免疫组织化学检测实验大鼠在Morris水迷宫实验后处死,取基底前脑(主要是隔内侧核、Meynerts基底核)和海马区的冰冻切片进行尼氏染色及ChAT的免疫组织化学检测,观察其组织结构并测量ChAT阳性细胞平均灰度值。
5.颈总动脉壁的HE染色Morris水迷宫实验后取各组大鼠颈总动脉进行HE染色,观察其动脉壁的变化。
6.统计学分析用SPSS11.5统计软件进行分析。
结果：
1.各组血浆Hcy、FA浓度的检测结果实验前,各组血浆Hcy、FA基础值无差别。实验满8周,HHcy组与对照组比较,血浆Hcy水平明显增高(P<0.001),FA水平明显降低(P<0.001);FA组与HHcy组比较,血浆Hcy水平明显降低(P<0.001),FA水平明显高增高(P<0.001)。HHcy组FA水平实验满8周时较实验前下降(P<0.05);FA组FA水平实验满8周时较实验前增高(P<0.05)。
2.Moms水迷宫实验结果在定位航行实验中,第2-5天的平均逃避潜伏期的比较,HHcy组明显长于对照组(P<0.01);FA组则较HHcy组缩短(P<0.05)。在空间探索实验中,穿过原平台放置区次数的比较,HHcy组明显少于对照组(P<0.01),FA组多于HHcy组(P<0.05);原平台放置区的停留时间的比较,HHcy组短于对照组(P<0.05),FA组明显长于HHcy组(P<0.01)。
3.大鼠脑组织切片尼氏染色结果对照组和FA组大鼠脑的隔内侧核、Meynets基底核及海马区的组织及细胞均未见异常。而HHcy组大鼠脑的隔内侧核、Meynets基底核及海马处均可见部分细胞的变性及坏死。
4.各组ChAT阳性细胞平均灰度值结果ChAT阳性细胞平均灰度值比较,在基底前脑隔内侧核、Meynets基底核和海马CA3区,HHcy组明显高于对照组(P<0.01),FA组明显低于HHcy组(P<0.01);在海马DG区,HHcy组高于对照组(P<0.05),FA组与HHcy组无差别。
5.各组颈总动脉壁HE染色结果各组大鼠的颈总动脉壁均结构完整,层次清楚,管腔内未见动脉粥样硬化斑块形成。对照组及FA组颈总动脉内膜光滑,HHcy组颈总动脉内膜则欠光滑。
结论：
1.过量的蛋氨酸饮食可致HHcy,并可继发FA缺乏。单独补充FA可使血浆Hcy浓度降至正常范围；
2.HHcy可影响认知功能,早期补充FA可降低血浆Hcy水平,改善HHcy对认知功能的影响；
3.HHcy影响认知功能考虑与中枢胆碱能系统神经元的减少有关；
4.血管因素可能参与HHcy对认知功能的影响。