铝及其化合物广泛应用于食品添加剂、装饰材料和工业材料，人们对铝的接触日益密切。研究显示，铝是一种慢性蓄积性神经毒素，对神经系统^〔1〕有较大毒性，长期过量铝摄入可使人学习记忆能力、逻辑推理能力下降，反应速度减慢等^〔2〕。1，2-二甲基-3-羟基-4-吡啶酮(DFP)是一种口服金属鳌合剂，有较强的排铝作用^{〔3, 4〕}，通过迷宫实验和测定染铝大鼠脑组织中的三磷酸腺苷酶(ATP)，活力及铝、锌、铜、铁、钙、镁的含量，探讨DFP排铝作用及对染铝大鼠学习记忆、脑组织ATP酶及锌、铜、铁、钙、镁等元素的影响。

UV-2450弄紫外可见分光光度计(日本SHIMADZU公司); 微波消解仪(ETHOS-TC)(意大利Milestone公司); THERMO ELEMENTAL GF95Z-M6原子吸收分光光度仪(美国热电公司); Y型迷宫(江苏省沙洲县三兴声电公司); 离心机(北京医用离心机厂); 仪表恒温水箱(上海跃进医疗器械厂); 万分之一电子天平(ER-182，A & D)(日本Tykyo公司); 三氯化铝结晶(AR)(广东汕头西陇化工厂)、氯化钠(AR)(济南市化工研究所)：DFP由本课题组合成; 总蛋白、ATP酶试剂盒(南京建成生物工程研究所); 铝、锌、铜、铁、钙、镁标准液(国家标准物质研究中心); 硝酸(GR)(上海振兴化工二厂)。

Wistar大鼠30只，160~200 g，雄性(山东大学实验动物中心)。分笼饲养，自由进食及饮水。

30只Wistar大鼠体重随机分为6组，阴性对照组，铝染毒组，低、中、高剂量组，预防组，每组5只，均以灌胃方式染铝及给药。阴性对照组，每天给予生理盐水1 ml，给予6周。铝染毒组，前4周每天给予AlCl₃ 281.40 mg/kg，第5，6周每天给予生理盐水1 ml。预防组，每天先给予AlCl₃ 281.40 mg/kg，4 h后给予DFP 27.44 mg/kg，持续给药6周。低、中、高剂量组，前4周持续每天给予AlCl₃ 281.40 mg/kg，第5，6周每天分别给予DFP 13.82，27.44，54.88 mg/kg。各组大鼠每周给药均为5 d，间隔2 d。

采用Y型迷宫测试^〔5〕，第1 d为训练期，训练结束24 h后进行测试，每只测10次，记录全天总反应时间(动物的反应时间指从信号灯亮开始至大鼠第1次逃至灯亮区为止所耗的时间，全天总反应时间为1个实验日完成所有反应所需时间)及60 s内错误反应次数(1个实验日完成所有反应中错误反应的次数)。

大鼠在最后一次给药后禁食24 h，断头处死，准确称取0.5 g脑组织制成10%的匀浆，3 000 r/min离心15 min，取上清分别用生理盐水稀释成1%和2.5%的匀浆。1%匀浆用于测定总蛋白，2.5%匀浆用于测定ATP酶。总蛋白和ATP酶的测定按照试剂盒。

准确称取0.1 g脑组织放入微波消解仪的内插罐中，加入1.0 ml硝酸，内罐加入7.0 ml去离子水和1.0 ml双氧水，同时做试剂空白。Al用石墨炉原子吸收法测定，测定线为309.3。Zn, Cu, Fe, Ca和Mg用火焰原子吸收法测定，测定线分别为213.9，324.8，248.3，422.7和285.2，火焰类型均为空气-乙炔焰。

采用SAS统计软件进行6.0多样本均数比较的Dunnett-t检验。

表 1

表 1 不同组别迷宫实验结果(x±s, n=5)

表 1 不同组别迷宫实验结果(x±s, n=5)

大鼠迷宫实验全天总反应时间(TRT)铝染毒组显著高于阴性对照组(P < 0.05)，高剂量组显著低于铝染毒组(P < 0.05)，且中、高剂量组与阴性对照组比较，差异均无统计学意义; 错误次数铝染毒组大鼠显著多于阴性对照组(P < 0.01)，各给药组均少于铝染毒组(P < 0.01)，且与阴性对照组比较差异均无统计学意义。

表 2

表 2 不同组别大鼠脑组织中ATP酶活力测定结果[x±s, n=5, μmol Pi/(mg·Prot·h)]

表 2 不同组别大鼠脑组织中ATP酶活力测定结果[x±s, n=5, μmol Pi/(mg·Prot·h)]

大鼠脑组织中Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶活力铝染毒组显著低于阴性对照组(P < 0.05)，高剂量组高于铝染毒组(P < 0.05)，低、中、高剂量组呈上升趋势，且各给药组与阴性对照组比较，差异均无统计学意义。各组大鼠脑组织Na⁺K⁺-ATP酶活力比较，差异均无统计学意义。

表 3

表 3 不同组别大鼠脑组织中铝及必需元素含量(x±s, n=5, μg/g)

表 3 不同组别大鼠脑组织中铝及必需元素含量(x±s, n=5, μg/g)

结果表明，大鼠脑铝含量铝染毒组显著高于阴性对照组(P < 0.01)，低、中、高剂量组显著低于铝染毒组(P < 0.01)，而且高剂量组与阴性对照组比较，差异无统计学意义，但低、中剂量组及预防组尚高于阴性对照组(P < 0.01)。大鼠脑组织中锌含量铝染毒组显著高于阴性对照组(P < 0.05)，其他各组与阴性对照组比较，差异均无统计学意义; 各组大鼠脑组织中铜、铁、钙、镁的含量比较，差异均无统计学意义。

哺乳动物脑组织含有大量ATP酶。ATP酶通过水解ATP主动转运离子，维持细胞内外离子平衡保持神经元的兴奋性和传导性，调节乙酰胆碱的释放及代谢^〔6〕，从而影响大脑的学习记忆能力。实验结果显示，铝染毒组大鼠与阴性对照组比较，脑组织铝含量显著升高(P < 0.01)，Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶活力显著性降低(P < 0.05)，学习记忆能力下降。其可能机制是Al在脑内蓄积，并与ATP磷酸基氧配位结合，形成Al-ATP络合物，且结合能力大于镁，从而抑制磷酸化反应，使Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶活力降低^〔7〕。Al³⁺还可与钙调蛋白(CaM)结合^〔8〕，使该蛋白结构改变，从而抑制CaM激活的Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶的活力，继而影响学习记忆功能。给药组Al含量显著降低，表明DFP有显著的排铝作用。排铝后，与Al³⁺结合的ATP、CaM减少，从而使Ca²⁺Mg²⁺-ATP酶活力得到恢复，继而改变大鼠记忆功能，与迷宫实验结果相符。

大鼠脑组织锌含量各给药组与阴性对照组比较，差异均无统计学意义; 各组大鼠脑组织铜、铁、钙、镁的含量比较差异无统计学意义，说明DFP排铝的同时，不促进其他元素的排泄，维护必需元素的体内平衡。