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[目的]铝在自然界中广泛存在,随着工业进程的发展和自然环境条件的变化,自然界中可溶性铝含量逐年升高,人体接触和吸收的铝含量越来越多。铝可在人体脑、肾、肝、骨骼等多种组织中蓄积并引起慢性毒性作用。神经系统对铝元素极其敏感,是铝毒性作用的主要靶器官,阿尔茨海默症(AD)、帕金森综合征(PD)等神经系统疾病被认为与铝在神经系统的聚积有关。铝可以通过直接和间接途径引起神经系统毒性作用。牛磺酸(2-氨基乙磺酸)在脑组织中含量丰富,其在促进神经系统正常发育、营养神经纤维、调节渗透压等方面起重要作用。1,2-二甲基-3-羟基-4吡啶酮(DFP)对铝有较好的清除作用。本试验选用Wistar大鼠为实验对象,以氯化铝采用灌胃方式建立慢性铝中毒模型,并分别单独和联合采用牛磺酸和DFP进行治疗。通过行为学试验、神经递质相关酶测定、神经递质含量测定、元素含量测定等试验研究牛磺酸和DFP对铝染毒大鼠学习、记忆等认知功能损害的改善作用。[方法]1.实验动物选取体重在175g-215g的雄性Wistar大鼠(健康清洁级)70只,按体重将大鼠随机分成7组：阴性对照组、铝染毒组、牛磺酸干预组、DFP低剂量干预组、DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组以及牛磺酸+DFP高剂量干预组,每组10只。采用灌胃给药方式,每周给药6d,间隔1d。实验过程一共持续8周,前4周为染毒阶段,后4周为解毒阶段。阴性对照组大鼠给予生理盐水1.0ml/d,共8周；铝染毒组前4周给予AlCl3·6H2O 281.40 mg/(kg·d),后4周给予生理盐水1.0 ml/d；牛磺酸干预组前4周给予AICl3·6H2O 281.40 mg/(kg·d),后4周给予牛磺酸400 mg/(kg·d); DFP低剂量干预组前4周给予AlC13·6H2O 281.40 mg/(kg·d),后4周给予DFP 13.82 mg/(kg·d);DFP高剂量干预组前4周给予AICl3·6H2O 281.40 mg/(kg·d),后4周给予DFP 27.64 mg/(kg·d);牛磺酸+DFP低剂量干预组前4周给予AICl3·6H2O 281.40 mg/(kg·d),后4周上午给予牛磺酸400 mg/(kg·d)下午给予DFP 13.82 mg/(kg·d);牛磺酸+DFP高剂量干预组前4周给予AICl3·6H2O 281.40 mg/(kg·d),后4周上午给予牛磺酸400 mg/(kg·d)下午给予DFP 27.64 mg/(kg·d)。给药阶段结束后,首先进行Morris圆形水迷宫实验然后在实验结束后将大鼠禁食24h并断头处死,低温解剖分离脑组织并保存于-80℃冰箱内。2.大鼠一般生长发育状况的观察试验过程中每天观察大鼠精神状况、运动能力、毛发发育状况,分别于每周给药的第3天和第6天称量体重,观察大鼠体重变化情况。取出大鼠的脑组织后,称量脑组织重量,用于计算脑组织系数。3. Morris圆形水迷宫实验给药阶段结束后,进行Morris圆形水迷宫实验。实验共分为训练期和测试期两个阶段,在训练期测定大鼠到达平台的总路程和潜伏期,在测试期测定大鼠穿越平台次数。4.大鼠脑组织中的乙酰胆碱酯酶(AChE)和一氧化氮合酶(NOS)活力的测定准确称取适量脑组织,用生理盐水制成m (g):V (ml)=1:9的10%脑组织匀浆,并按照购置的试剂盒测定AChE和NOS的活力。5.大鼠脑组织中的铝及部分重要元素的测定准确称取适量脑组织,剪碎,用微波消解仪消解并稀释成待测试样。用等离子体色谱仪测定脑组织中的铝、钙、镁、铜、铁、锌元素的含量。6.大鼠脑组织中的单胺类神经递质含量的测定准确称取适量脑组织,用高氯酸溶液(浓度0.1mol/L)制成m(g):V(ml)=1：9的10%脑组织匀浆,用高效液相色谱仪荧光检测器测定脑组织中去甲肾上腺素(NE)、甲状腺素(E)、多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)4种单胺类神经递质的含量。7.大鼠脑组织中的氨基酸类神经递质含量的测定准确称取适量脑组织,用乙腈水溶液(50%)制成m(g):V(ml)=1:9的10%脑组织匀浆,并采用衍生剂二硝基氟苯(DNFB)将组织匀浆中的氨基酸类神经递质衍生化；采用高效液相色谱仪二极管阵列检测器测定脑组织中天门冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)和Y-氨基丁酸(GABA)和牛磺酸(Tau)5种氨基酸类神经递质的含量。[结果]1.牛磺酸与DFP联合用药对铝染毒大鼠的一般生长发育状况的影响阴性对照组大鼠在整个试验期间,生长发育状况良好,精神状态良好,毛发洁白发亮；而铝染毒组大鼠在试验后期表现出生长迟缓,精神萎靡,毛发粗糙暗淡等现象。自实验第6周起,铝染毒组大鼠体重显著低于阴性对照组(P<0.05)。各处理组大鼠脑系数也表现出明显的差异,与阴性对照组相比,铝染毒组大鼠脑系数升高(P<0.05)；与铝染毒组相比,DFP低剂量干预组、DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组以及牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠脑系数降低(P<0.05)；与牛磺酸、DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组大鼠脑系数降低(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP高剂量干预组大鼠脑系数较低(P<0.05)。2.牛磺酸与DFP联合用药对铝染毒大鼠的认知功能的影响在训练期,与阴性对照组相比,铝染毒组的大鼠运动总路程和逃避潜伏期均明显延长(P<0.05),与铝染毒组相比,DFP低剂量干预组、DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组以及牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠运动总路程和逃避潜伏期均显著缩短(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组、牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠运动总路程和逃避潜伏期显著缩短(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠运动总路程和逃避潜伏期显著缩短(P<0.05)。在测试期,与阴性对照组相比,铝染毒组的大鼠穿越平台次数明显减少(P<0.05)：与铝染毒组相比,DFP低剂量干预组、DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组以及牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠穿越平台次数均显著增多(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组、牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠穿越平台次数显著增多(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠穿越平台次数显著增多(P<0.05)。3.牛磺酸与DFP联合用药对铝染毒大鼠的脑中重要元素的影响铝染毒组的大鼠大脑皮层中A1元素含量明显高于阴性对照组(P<0.05)；与铝染毒组相比,牛磺酸干预组、DFP低剂量干预组、DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组以及牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中A1元素含量均显著降低(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中A1元素含量显著降低(P<0.05)；牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Al元素含量较牛磺酸干预组和DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Al元素含量显著降低(P<0.05)。与阴性对照组相比,铝染毒组的大鼠大脑皮层中Mg、Cu、Fe元素含量显著降低(P<0.05),Zn元素含量显著升高(P<0.05)；与铝染毒组相比,牛磺酸干预组的大鼠大脑皮层中Cu、Fe元素含量显著升高(P<0.05),zn元素含量显著降低(P<0.05),DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中Cu、Fe元素含量显著升高(P<0.05),DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组、牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Mg、Cu、Fe元素含量显著升高(P<0.05),Zn元素含量显著降低(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组和牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Cu元素含量显著升高(P<0.05),牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Fe元素含量显著升高(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中Cu元素含量显著升高(P<0.05),Zn元素含量显著降低(P<0.05)。4.牛磺酸与DFP联合用药对铝染毒大鼠的脑中NO8和AChE活性的影响与阴性对照组相比,铝染毒组的大鼠大脑皮层中NOS活力显著降低(P<0.05),AChE活力显著升高(P<0.05)；与铝染毒组相比,牛磺酸干预组、DFP低剂量干预组、DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组以及牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中NOS活力明显升高(P<0.05),AChE活力显著降低(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组、牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中NOS活力显著升高(P<0.05), AChE活力显著降低(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中NOS活力显著升高(P<0.05),AChE活力显著降低(P<0.05)。5.牛磺酸与DFP联合用药对铝染毒大鼠的脑中单胺类神经递质含量的影响与阴性对照组相比,铝染毒组的大鼠大脑皮层中NE、E、DA、5-HT含量显著降低(P<0.05)；与铝染毒组相比,牛磺酸干预组的大鼠大脑皮层中NE、DA、 5-HT含量显著升高(P<0.05), DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中E、DA、 5-HT含量显著升高(P<0.05),DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组、牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中NE、E、DA、5-HT含量显著升高(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组和牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中E、DA含量显著升高(P<0.05),牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中5-HT含量显著升高(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中NE、E含量显著升高(P<0.05)；与DFP高剂量干预组相比,牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中DA含量显著升高(P<0.05)。6.牛磺酸与DFP联合用药对铝染毒大鼠的脑中氨基酸类神经递质含量的影响与阴性对照组相比,铝染毒组的大鼠大脑皮层中Asp、Glu含量显著升高(P<0.05),Gly、GABA、Tau含量显著降低(P<0.05)；与铝染毒组相比,牛磺酸干预组的大鼠大脑皮层中Asp含量显著降低(P<0.05),GABA、Tau含量显著升高(P<0.05),DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中Asp、Glu含量显著降低(P<0.05),GABA含量显著升高(P<0.05),DFP高剂量干预组、牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中Asp、Glu含量显著降低(P<0.05),GABA、Tau含量显著升高(P<0.05),牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Asp、Glu含量显著降低(P<0.05),Gly、GABA、Tau含量显著升高(P<0.05)；与牛磺酸干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组和牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中Asp含量显著降低(P<0.05),牛磺酸+DFP高剂量干预组的大鼠大脑皮层中GABA含量显著升高(P<0.05)；与DFP低剂量干预组相比,牛磺酸+DFP低剂量干预组的大鼠大脑皮层中Asp含量显著降低(P<0.05)。[结论]1.牛磺酸和DFP均能够改善铝染毒大鼠生长发育迟缓状况。2.牛磺酸和DFP均能够促进机体过量铝的排出,并能够调节体内重要元素的平衡。3.牛磺酸和DFP均能够调节NOS和AChE等神经递质调节酶活性。4.牛磺酸和DFP均能够抑制和改善铝致大鼠中枢神经系统神经递质含量的紊乱。5.牛磺酸和DFP对铝染毒大鼠学习、记忆等认知功能损害有明显的改善作用。6.牛磺酸和DFP的联合应用较单一使用效果更显著。