铅对学习记忆影响的进展研究
来源:用户上传
作者:李娟 齐宝宁 徐守竹
摘 要：重金属铅是一种人体非必须金属，广泛的分布于自然界，日常生活中被普遍的应用于化工和电子生产领域，由于铅在自然界中不易被降解而对人类造成了严重的危害。生长发育期儿童暴露于铅导致了儿童IQ水平降低、学习记忆功能损害、精细技巧障碍等一系列神经系统的损害。据此，从铅对学习记忆的影响做深入综述。
关键词：铅；学习记忆；神经系统
中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.16723198.2019.32.100
铅是常见的环境有毒重金属污染物之一，环境中铅可通过呼吸道、皮肤和消化道进入人体并在体内蓄积，大量研究显示铅可对人体健康产生严重危害。人体暴露于铅导致以慢性神经毒性为主的损伤，低剂量慢性铅暴露可以影响儿童的学习和记忆能力。近年来，铅对学习记忆的影响及其分子生物学机制的研究取得了很大进展，其中包括对一些神经递质、离子和酶的研究。
1 铅对长时程增强的影响
学习记忆的形成是一个复杂的过程，儿童和成人学习记忆功能与突触可塑性存在重要的联系，长时程增强是其典型表现（Long-term potentiation，LTP）。研究表明，铅在体内干扰钙离子介导的细胞生化过程，影响LTP的形成。杨坦等研究发现长期低剂量铅暴露大鼠海马齿状回LTP明顯被抑制，出生后仔鼠铅暴露影响其海马DG区LTP，从而导致海马区突触可塑性损伤，影响学习记忆能力。
2 铅对神经细胞粘附分子的影响
神经系统发育过程中，PSA-NCAM的表达增多，主要通过多聚唾液酸转移酶（STX、PST）促使多聚唾液酸（PSA）粘附于神经细胞粘附分子（NCAM）上，并防止NCAM与其他分子粘附，从而保证突触形成生理过程的正常；在成人期PSA-NCAM的表达减少，增强细胞与细胞之间的粘附性，维持稳定的突触连接。慢性低水平铅暴露可使成熟大脑PSA-NCAM的表达升高，发育早期铅染毒可通过调节海马组织PSA、NCAM、NCAM、STX、PST水平损伤儿童和成人学习记忆功能。
3 铅对N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDARs）的影响
N-甲基-天冬氨酸受体（NMDARs）是一个双向受体，属于谷氨酸受体的亚型，能够介导中枢神经系统快速兴奋性突触反应。生长发育期铅暴露非竞争性拮抗NMDARs受体功能，同时研究发现幼稚神经元的抑制作用更强。朱庆阳等研究发现，铅暴露后大鼠不同脑区NMDAR1（NR1）和NMDAR2A（NR2A）亚基的蛋白水平、mRNA水平都有不同程度的降低，从而干扰大鼠的学习记忆能力，且对海马区域影响最大。
4 铅对Ca2+和蛋白激酶C的影响
Ca2+和蛋白激酶C在中枢神经系统学习记忆形成和维持信号通路传导中具有重要作用。铅在体内影响细胞内Ca2+流动，改变细胞内稳态产生毒性。同时铅可以阻断和模拟钙离子的作用，以直接或间接方式与钙调素（calmodulin，CaM）结合，改变其构型损害神经细胞功能。细胞与动物实验证实，铅可使不同发育阶段仔鼠海马区域中，CaM、蛋白激酶CmRNA及蛋白水平降低，导致学习记忆能力受损。
5 铅对其他神经递质及其代谢产物的影响
铅在体内蓄积引起脑组织出现一系列生物化学改变，通过调节胆碱能类、氨基酸类等神经递质的活性及表达影响人类学习记忆能力。高等人研究发现，暴露于醋酸铅的大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶（AChE）活性随铅剂量的增加而逐渐降低，呈现剂量-反应关系。田等人研究显示，铅暴露导致大鼠脑组织中谷氨酸（Glu）、丝氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、γ-氨基丁酸（GABA）等氨基酸类递质水平改变。现场调查显示，环境铅暴露儿童血清中氨基酸类神经递质含量与儿童神经行为有关。
6 结论
目前环境有毒重金属铅的毒性研究十分深入，铅对中枢神经系统及学习记忆影响的研究在不断发展，但其具体作用机制有待进一步研究。
参考文献
[1]Flora G，Gupta D，Tiwari A.Toxicity of lead： A review with recent updates[J].Interdiscip Toxicol，2012，5（2）：4758.
[2]古军旺.RyRs在铅致大鼠海马CA1区突触可塑性损伤中的作用研究[D].南昌：南昌大学，2017.
[3]杨坦，马凤巧.铅对大鼠海马齿状回长时程增强和蛋白激酶C表达的影响[J].现代预防医学，2014，41（23）：43574359.
[4]曹秀菁，曹杰杰，陈婷婷，等.Omega-3鱼油对铅暴露大鼠海马齿状回长时程增强损伤的保护作用（英文）[J].生理学报，2010，62（03）：225230.
[5]胡前胜，任铁玲，傅洪军，等.铅对神经细胞粘附分子表达的影响[J].科技导报，2005，（1）.
[6]薛振菲.发育早期铅暴露对小鼠空间学习记忆能力和β-淀粉样前体蛋白表达的影响[D].郑州：郑州大学，2014.
[7]王欣梅.低水平铅暴露对不同发育期大鼠学习记忆及mGlur1、NMDA受体表达的影响[D].武汉：华中科技大学，2008.
[8]朱庆阳.铅暴露大鼠部分脑区的NMDA受体亚基（NR1、NR2A）表达的研究[D].长春：吉林大学，2009.
[9]叶伟峰.铅暴露大鼠脑区钙离子/钙调素关联信号通路及药物调控研究[D].杭州：浙江大学，2012.
[10]刘忠慧.铅对神经细胞信号传导通路中蛋白激酶C及钙调蛋白表达影响的研究[D].天津：天津医科大学，2008.
[11]高双，游园园，孙黎光.铅对大鼠大脑皮层乙酰胆碱酯酶活性影响[J].中国公共卫生，2011，27（04）：463464.
[12]田凯琦，翟福骏，吴京泽，等.纳米硫化铅和醋酸铅对大鼠脑组织氨基酸类神经递质影响研究[J].中国职业医学，2015，42（05）：500504.
[13]王琰.生长发育期铅暴露致氨基酸类神经递质损伤的研究[D].唐山：华北理工大学，2016.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-15021258.htm
