量子降脂儀對自然衰老小鼠學習記憶能力和抗氧化能力的影響

孫德春¹ 王超² 高磊² 孫健¹ 李志才³ 李曉文¹ 李盛鈺²

1.中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所，江蘇蘇州 215163；

2.吉林省農業科學院 農產品加工研究所，吉林長春 130033；

3.長春先盈醫療科技有限公司，吉林長春 130103
【摘要】

目的 ：觀察量子降脂儀對自然衰老小鼠的抗衰老作用，為其進一步的應用提供實驗依據。

方法 ：20 只 6 周齡雌性小鼠為對照組，80只11月齡雌性小鼠分為4組。模型組普通喂養、陽性組以維生素 E 灌胃、低強度組、高強度組量子降脂儀，強度功率輸出為 65 uw/cm2，高強度組治療時間增加。末次治療結束后，各組進行跳臺試驗和水迷宮試驗 ；觀察小鼠體質量變化，計算臟器指數 ；測定小鼠血清及肝臟組織中抗氧化指標和性激素指標。結果 ：與模型組相比，陽性組、高強度組能明顯延長小鼠第1次跳下平臺的時間，縮短逃避潛伏期，血清和肝臟中的 SOD、GSH-Px、CAT、MDA 含量及血清中端粒酶含量差異均具有統計學意義。高強度組能提高水迷宮試驗的路程百分比和時間百分比，與模型組差異具有統計學意義。

結論 ：量子降脂儀通過提高自然衰老小鼠學習記憶能力，抑制脂質過氧化，延緩端粒縮短，發揮其抗衰老作用。

衰老是機體各器官、組織隨著年齡的增長而發生退行性變化的過程[1]。現代研究認為：衰老也是一種疾病，是可以被治療和預防的。目前已有很多抗衰老或延緩衰老的藥物或新成分得以開發研究[2-6]。抗衰老醫療器械也在研發中。

量子降脂儀釋放的量子能量被人體選擇性吸收，發生生物刺激作用，能利用人體血脂代謝的固有途徑，矯正血脂代謝紊亂，起到治療血脂異常的作用，且不會對機體造成損傷[7]。由于人體衰老存在不同程度的代謝紊亂、血脂、血黏度增高、脂褐

素沉積等病理生理變化[8-9]，那么量子降脂儀在有效矯正人體血脂代謝紊亂的同時是否對人體具有一定的抗衰老和延緩衰老作用，值得深入研究。本研究以自然衰老小鼠為研究對象，給予相同量子強度不同治療時間，觀察量子降脂儀對模型動物學習記憶能力及抗氧化能力的影響，為量子降脂儀抗衰老作用積累數據。

1材料與方法

1.1實驗動物

20只SPF級昆明種雌性小鼠，6周齡，體重18~22g;80只SPF級昆明種雌性小鼠，11月齡，體重40~50g，均購自長春市億斯實驗動物技術有限責任公司，生產許可證號：SCXK(吉)-2011-0004。

1.2實驗儀器

量子降脂儀(吉食藥監械(準)字2013第2260103號)，長春先盈醫療科技有限公司;跳臺儀(ZH-800S)，安徽正華生物儀器有限公司;Morris水迷宮(Morris)，安徽正華生物儀器有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1實驗動物分組及處理方法

20只SPF級昆明種雌性小鼠，6周齡，用普通飼料適應性喂養1周后，作為對照組，從試驗第1周開始至第5周結束采用普通飼料飼喂，自由攝食，自由飲用蒸餾水。

80只SPF級昆明種雌性小鼠，11月齡，用普通飼料適應性喂養1周后，隨機分成4組，即模型組、陽性組、低強度組、高強度組，每組20只，從試驗第1周開始至第5周結束均采用普通飼料飼喂，自由攝食，自由飲用蒸餾水。陽性治療組于第1周至第2周每天灌胃一次維生素E40mg/kg，第3周休養一周，第4周至第5周繼續每天灌胃一次維生素E40mg/kg。高強度治療組和低強度治療組采用量子降脂儀進行治療，強度功率輸出為65uw/cm2。低強度治療組于第1周至第2周每天治療1次，每次治療5min;第3周休養一周;第4周至第5周繼續每天治療1次，每次治療5min。高強度治療組于第1周至第2周每天治療2次，每次治療10min;第3周休養一周;第4周至第5周繼續每天治療2次，每次治療10min。

1.3.2跳臺試驗

末次治療后，各組小鼠進行跳臺試驗。將小鼠置于反應箱內適應5min，立即通以36V交流電，記錄小鼠第1次跳下平臺的時間(即潛伏期)及在5min內被電擊次數(即錯誤次數)，以此作為學習成績。24h后將小鼠直接置于跳臺上，重復測驗，記錄小鼠第1次跳下平臺的時間及在5min內被電擊次數，以此作為記憶成績。

衰老是機體各器官、組織隨著年齡的增長而發生退行性變化的過程[1]。現代研究認為：衰老也是一種疾病，是可以被治療和預防的。目前已有很多抗衰老或延緩衰老的藥物或新成分得以開發研究[2-6]。抗衰老醫療器械也在研發中。

量子降脂儀釋放的量子能量被人體選擇性吸收，發生生物刺激作用，能利用人體血脂代謝的固有途徑，矯正血脂代謝紊亂，起到治療血脂異常的作用，且不會對機體造成損傷[7]。由于人體衰老存在不同程度的代謝紊亂、血脂、血黏度增高、脂褐

素沉積等病理生理變化[8-9]，那么量子降脂儀在有效矯正人體血脂代謝紊亂的同時是否對人體具有一定的抗衰老和延緩衰老作用，值得深入研究。本研究以自然衰老小鼠為研究對象，給予相同量子強度不同治療時間，觀察量子降脂儀對模型動物學習記憶能力及抗氧化能力的影響，為量子降脂儀抗衰老作用積累數據。

1材料與方法

1.1實驗動物

20只SPF級昆明種雌性小鼠，6周齡，體重18~22g;80只SPF級昆明種雌性小鼠，11月齡，體重40~50g，均購自長春市億斯實驗動物技術有限責任公司，生產許可證號：SCXK(吉)-2011-0004。

1.2實驗儀器

量子降脂儀(吉食藥監械(準)字2013第2260103號)，長春先盈醫療科技有限公司;跳臺儀(ZH-800S)，安徽正華生物儀器有限公司;Morris水迷宮(Morris)，安徽正華生物儀器有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1實驗動物分組及處理方法

20只SPF級昆明種雌性小鼠，6周齡，用普通飼料適應性喂養1周后，作為對照組，從試驗第1周開始至第5周結束采用普通飼料飼喂，自由攝食，自由飲用蒸餾水。

80只SPF級昆明種雌性小鼠，11月齡，用普通飼料適應性喂養1周后，隨機分成4組，即模型組、陽性組、低強度組、高強度組，每組20只，從試驗第1周開始至第5周結束均采用普通飼料飼喂，自由攝食，自由飲用蒸餾水。陽性治療組于第1周至第2周每天灌胃一次維生素E40mg/kg，第3周休養一周，第4周至第5周繼續每天灌胃一次維生素E40mg/kg。高強度治療組和低強度治療組采用量子降脂儀進行治療，強度功率輸出為65uw/cm2。低強度治療組于第1周至第2周每天治療1次，每次治療5min;第3周休養一周;第4周至第5周繼續每天治療1次，每次治療5min。高強度治療組于第1周至第2周每天治療2次，每次治療10min;第3周休養一周;第4周至第5周繼續每天治療2次，每次治療10min。

1.3.2跳臺試驗

末次治療后，各組小鼠進行跳臺試驗。將小鼠置于反應箱內適應5min，立即通以36V交流電，記錄小鼠第1次跳下平臺的時間(即潛伏期)及在5min內被電擊次數(即錯誤次數)，以此作為學習成績。24h后將小鼠直接置于跳臺上，重復測驗，記錄小鼠第1次跳下平臺的時間及在5min內被電擊次數，以此作為記憶成績。

1.3.3Morris水迷宮試驗

末次治療后，各組小鼠進行水迷宮試驗，連續進行6天，前5天為定位航行實驗，第6天為空間探索實驗。定位航行實驗：每天進行4次訓練，每次將小鼠面向池壁分別從不同的入水點放入水中，記錄小鼠從入水到找到水下隱藏平臺所需的時間(即逃避潛伏期)、平均游泳速度，90s內停留在目的象限里的活動時間、游泳距離及游泳總路程。空間探索實驗：撤去水中平臺，以水池中任一象限的一個位置作為入水點，讓小鼠在池內游泳找尋平臺，記錄小鼠第一次通過平臺所需時間、通過平臺次數、平均游泳速度、90s內停留在目的象限的時間和游泳距離以及游泳總路程。路程百分比及時間百分比計算公式如下：路程百分比=目標象限游泳路程/總路程;時間百分比=目標象限內游泳時間/總時間。

1.3.4血清及組織樣品的制備

Morris水迷宮試驗結束后，小鼠禁食不禁水12h，稱體質量后摘取眼球取血，于4℃、3000r/min離心10min，收集血清，置于-80℃冰箱備用。將取血后的小鼠頸椎脫臼處死，冰袋上迅速解剖取出小鼠肝臟、腎臟、脾臟、卵巢及腦組織，棉簽吸去浮血并稱其質量，隨后將小鼠肝臟置于冰冷的生理鹽水中漂洗，除去血液，濾紙吸干，用預冷生理鹽水制備1%和10%組織勻漿，于4℃、4000r/min離心10min，取上清液，置于-80℃備用。

1.3.5臟器指數的測定

根據1.3.4方法中已記錄的小鼠稱體質量及解剖后小鼠后各臟器質量，按照以下公式計算小鼠臟器指數。

臟器指數(mg/g)=臟器濕重(mg)/小鼠體質量(g)

1.3.6血清及臟器組織中檢測指標及檢測方法

抗氧化指標：分別檢測小鼠血清、肝臟組織中超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathioneperoxidase，GSHPx)、過氧化氫酶(catalase，CAT)和丙二醛(malondialdehyde，MDA)等的含量，及血清中端粒酶的含量。

性激素指標：分別檢測小鼠血清中卵泡刺激素(follicle-stimulatinghormone，FSH)、黃體生長激素(luteinizinghormone，LH)的含量。

以上指標的測定均嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.4　數據統計處理

采用SPSS19.0統計軟件對數據進行處理，各檢測指標統計數據均以均數和標準差(x±SD)表示，以P<0.05為差別有統計學意義。

2　結果

2.1　各組小鼠學習記憶能力指標比較

由表1可以看出，與模型組相比，陽性組、低強度組和高強度組均能延長小鼠第1次跳下平臺的時間，降低小鼠5min內的錯誤次數，且陽性組、高強度組小鼠的潛伏期組間差異具有統計學意義(P<0.05)。說明高強度量子降脂儀治療能提高自然衰老小鼠非空間性長期學習記憶的能力。

由表2可見，在定位航行試驗中，與模型組相比，陽性組、低強度組和高強度組小鼠的逃避潛伏期明顯縮短，組間差異具有統計學意義(P<0.05)，陽性組、高強度組小鼠的游泳平均速度提升，陽性組、低強度組和高強度組小鼠的路程百分比和時間百分比明顯增加，組間差異具有統計學意義(P<0.01)。

由表3可見，在空間搜索試驗中，與模型組相比，低強度組和高強度組小鼠的路程百分比和時間百分比均有提升，且高強度組小鼠的路程百分比和時間百分明顯高于模型組，組間差異具有統計學意義(P<0.01)。可見量子降脂儀對自然衰老小鼠的空間學習記憶能力有所提高。

由表4可知，與模型組相比，陽性組、低強度組和高強度組小鼠的臟器指數雖均有增高，但差異無統計學意義(P>0.05)。

由表5和表6可知，與模型組相比，陽性組、低強度組和高強度組小鼠的血清和肝臟中的SOD、GSH-Px和CAT含量均有升高，MDA含量下降，高強度組和陽性組與模型組的差異有顯著統計學意義(P<0.05)。

2.3　各組小鼠血清中端粒酶含量及雌性激素比較

由圖1可知，與模型組相比，陽性組、低強度組和高強度組自然衰老小鼠血清中端粒酶濃度的含量有不同程度的升高，與模型組差異有統計學意義(P<0.05)。高強度組血清中端粒酶濃度的含量高于低強度組，接近陽性組，說明量子降脂儀能夠提高自然衰老小鼠端粒酶的含量，延長自然衰老小鼠的細胞壽命。

由表7可知，各試驗組與對照組相比，卵泡刺激素(FSH)和黃體生長激素(LH)差異均無統計學意義(P>0.05)。

3　討論

本實驗采用自然衰老小鼠建立模型，以求最大程度接近衰老機體內環境。腦部衰老的顯著表現就是學習能力的下降和記憶出現障礙，大量研究已經證實人和動物的學習和記憶能力存在增齡性衰退現象[10-12]，尤其是空間參考記憶能力隨年齡增長呈減退趨勢[13]。所以采用跳臺試驗和Morris水迷宮試驗檢測小鼠長期學習記憶的能力。跳臺試驗結果表明，模型組小鼠潛伏期明顯縮短，經過量子降脂儀治療后潛伏期明顯延長且5min內出現的錯誤次數降低;Morris水迷宮小鼠在游泳訓練中對于尋找安全平臺產生一定的學習和記憶能力，試驗結果表明，小鼠經量子降脂儀治療后逃避潛伏期明顯縮短，說明量子降脂儀對學習和記憶能力嚴重受損的自然衰老的小鼠有一定的治療作用。

氧化損傷是細胞衰老的主流學說，自由基極易對細胞膜中的不飽和脂肪酸進行侵害，形成脂質過氧化反應[14]。SOD是機體內清除自由基的重要物質，在抗衰老研究中檢測SOD活性可作為判斷衰老程度的重要指標[15-16]，其活性大小可以反映機體清除自由基能力[17];GSH-Px可以催化還原性與H2O2反應生成對機體無害的水和氧化型GSH，有利于保護細胞膜結構及功能的完整性[18];CAT在生物機體內普遍存，保護機體免受有害物質損傷[19];MDA是脂質過氧化的產物，可間接反

映機體的氧化損傷程度[20]。本研究表明，高強度治療組的小鼠SOD、GSH-Px和CAT等抗氧化酶活性明顯提高，MDA等脂質過氧化產物減少，提示量子降脂儀能夠提高自然衰老小鼠清除自由基的能力，減少過氧化產物對機體的損傷，抑制脂質

過氧化，進而降低機體的老化程度，發揮其抗衰老作用。

端粒是存在于真核細胞染色體的末端特殊的一個結構，其長度隨著細胞的不斷分裂而不斷縮短，當其縮短到一定程度后，細胞則停止分裂即趨向衰老和死亡，所以端粒的長度決定了細胞的壽

命[21]。而端粒酶則是一種核蛋白的逆轉錄酶，它的活性表達可以穩定端粒長度防止其在復制中不斷縮短[22-23]，細胞壽命也就得以延長。本研究表明，量子降脂儀能夠提高自然衰老小鼠血清中端粒酶活性，延緩端粒縮短可能是其抗衰老作用的機制之一，但由于端粒酶的激活受多因素影響[24-25]，故量子降脂儀對其活性的調節機制還需進一步深入研究。

機體的衰老程度也會反映在腦、胸腺、脾、肝、腎等臟器指數的變化上[26]。但本研究結果提示，量子降脂儀能夠增加自然衰老小鼠的臟器指數，但卻無顯著影響，說明在一定量子輸出功率范圍內(65uw/cm2)，是不會對臟器質量產生明顯影響的。

此外，由于以雌性小鼠為研究對象，故對小鼠血清中卵泡刺激素(FSH)、黃體生長激素(LH)的含量進行測定研究，發現量子降脂儀不會對自然衰老小鼠的雌性激素產生影響，說明量子降脂儀是安全的。

綜上所述，量子降脂儀能夠提高自然衰老小鼠學習記憶的能力，及血清和肝臟中SOD、GSH-Px和CAT抗氧化酶活性，減少MDA脂質過氧化產物，抑制脂質過氧化，降低機體的老化程度;并能夠提高自然衰老小鼠血清中端粒酶活性，延緩端粒縮短，發揮其抗衰老作用，但不會對自然衰老小鼠的臟器及雌激素產生影響。