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山东大学医学院

机能学实验设计

题 目:咖啡因对大鼠工作记忆促进作用的定性研究

设计人员及学号：田美策095

唐跃094

孙钦辉091

专 业:临床医学七年制

班 级: 2005级3班

联系电话: 83257

2008年6月1 日

立题依据

实验目的:

研究咖啡因对大鼠工作记忆是否具有促进作用并探究长期服用咖啡因是否产生耐受作用。

实验意义:

咖啡因(Caffeine)是从茶叶、咖啡果中提炼出来的一种生物碱，适度地使用有祛除疲劳、兴奋神经的作用[1， 7J，临床上用于治疗神经衰弱和昏迷复苏。相关研究证实，咖啡因对实验动物如大鼠有促进学习记忆的作用。

咖啡因促进学习记忆的机制主要是阻断腺昔酸环化酶Al受体。腺背酸环化酶Al受体抑制脑内cAMP的贮存和释放，而细胞膜cAMP的增加则可以促使中枢乙酌胆碱神经递质的释放[2J，从而产生中枢神经系统兴奋效应。长时间应用咖啡因会产生耐受作用，从而减弱神经兴奋作用。

根据记忆痕迹在脑内保存时间的长短可以将记忆分为短期记忆和长期记忆。如果从记忆的结构来分，则可以分为工作记忆和参照记忆[3J。

本实验采用水迷路装置来研究中枢兴奋药咖啡因对大鼠工作记忆的影响，(考虑到咖啡因获取困难，本实验采用雀巢速溶咖啡作为替代， Ig雀巢咖啡约含35mg咖啡因[8])，并通过连续长时间给予大鼠咖啡因建立药物耐受的动物模型，进而探究在此基础上给予咖啡因对学习记忆的影响有何变化。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

国内外研究现状:

关于咖啡因促进学习记忆的作用，目前己由较多的动物实验证实:对于咖啡因产生中枢兴奋作用的作用机制，己有研究初步证实为对腺昔酸环化酶Al受体的阻断作用[2]。临床实践表明长时间应用咖啡因会产生耐受[7]，从而不得不加大用量而产生副作用。而关于耐受后再给予等剂量咖啡因是否仍有促进学习记忆的作用则未见报导。

本实验创新之处在于把"验证咖啡因对大鼠学习记忆的促进作用"与"探究咖啡因耐受后正常剂量给药对学习记忆的作用影响"结合起来，从而更为全面地研究咖啡因的促学习记忆作用。

参考文献:

[1J WE] E Q， Foreland of Pharmacology-Signal， Protθin， Gene and Modem

Pharmacology(药理学前沿一一信号、蛋白因子、基因与现代药理) [MJ. Beijing: Science

Publishing House， 1999: 510.

[2J OGAWA M. Brain Receptors(脑受体) [MJ. Beijing: Peking Medical Uni versi ty& Peking

Union Medical College Union Press. 1997: 314，

[3J MASUO 0， TSUNEYUKI y， SHIGENORI W. Blockade of hippocammpal M1 muscarinic

receptors impairs working memory performance of rats[]J. Brain Res， 1994， 650: 260

[4J XU S y， BIAN R L，CHEN X. The M旨thodology of Pharmacological Experiment(药理实验方法学) [MJ. 3rd ed. Beijing People's Medical Publishing House， 2002: 826.

[5]邵碧霞:咖啡因对大鼠工作记忆促进作用及其机制的研究[JJ;中国药学杂志; 2006

年07期

[6J朱云秀，邢继芳，袁艺:咖啡因对大鼠学习记忆行为影响的研究[JJ;黑龙江医药; 2003年03期

[7J程嘉艺，柴瑞华，高爽，杨金玲:咖啡因兴奋中枢综合性实验模式探讨[JJ;辽宁中医药大学学报; 2007年04期

[8J易超然，卫中庆:咖啡因的药理作用和应用[JJ;医学研究生学报; 2005年03期

[9J张均田，石成璋，梅宝幸，韩鑫玉;"水迷宫"自动控制仪的研制及在神经药理研究中的应用[JJ;药物分析杂志; 1991年01期

1实验材料

1.1实验动物

Wistar雄性大鼠， 180---240g(哈尔滨太平动物养殖场)实验中控制饮食，使动物体重维持在正常体重的85%左右，饮水自由供给，室温保持在20--- 24°C。

1.2实验药物

雀巢速溶咖啡(每Ig雀巢咖啡约含35mg咖啡因)

1.3实验装置 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

水迷路:由中国医学科学院药物研究所研制，为一约1旷的棕色有机玻璃槽，整个迷路分起步区、通路、目标区3部分，通路为迷宫状，设置有多处盲端，目标区设有一爬梯，动物可爬出水面而获得休息。实验时，水深20 em，水温(25+2) °C。

2实验方法

2. 1实验前准备:

2.1. 1所有大鼠进行充分的适应性训练后，开始获得性学习训练。每天训练2次，连

续训练3 d，记录大鼠自水迷路起步区游至目标区爬梯所需要的时间(潜伏期)和途中进入盲端的错误次数，大鼠在水迷路中进入盲端的次数越少及潜伏期越短，表明动物学习记忆能力越强。训练结束后，从中选出70只训练合格的大鼠(潜伏期在50s以内，且错误次数在8次以下者为合格)。

，分成7组，每组10只，分别标记为

A，Bl，B2，B3，Cl，C2，C3。其中Cl， C2， C3组的大鼠每天灌胃给药咖啡因8 mg • kg-1

(经过计算，取230mg雀巢咖啡溶于18ml生理盐水)，其余各组以等体积生理盐水代替，持续7d时间，期间保持每天训练一次并记录训练结果，初步观察咖啡因的作用。

2.2实验开始:

Bl， Cl组灌胃给咖啡因4 mg • kg-I(按照先前的计算，取115mg雀巢咖啡溶于18ml生理盐水); B2， C2组灌胃给咖啡因8 mg • kg-I(取230mg雀巢咖啡溶于18ml生理盐水); B3，C3组灌胃给咖啡因16 mg • kg-1(取460mg雀巢咖啡溶于18ml生理盐水); A组为空白组灌胃给等体积的生理盐水。

，记录大鼠自水迷路起步区游至目标区爬梯所需要的时间(潜伏期间日途中进入盲端的错误次数。

3统计处理

Group Dose/mg.kg-1 Latent period/s Number

errors

Control A 0

B1 4

Caffeine B2 8

B3 16

C1 4

Tolerance C2 8

C3 16

药物实验中，咖啡因对大鼠的工作记忆作用结果，采用SPSS统计软件包(社会科学统计软件包)， ~One-Way ANOVA(月金验)进行检验，各组间差异用LSD-Q检验进行比较。实验数据以￡士s表示。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.

4预期结果与分析

4.1预期结果

咖啡因4， 8， 16 mg • kg-1灌胃给药后， 81，82， 83组大鼠在水迷路中潜伏期明显缩短，进入盲端的错误次数显著减少，其中咖啡因8， 16 mg • kg-1给药组与空白对照组比较，统计处理结果有非常显著性差异; C3组相比83组而言，大鼠潜伏期

相对较长，错误次数相对较多:而C1，C2组大鼠与空白对照组比较差异性不明显。

4.2分析

由于咖啡因对工作记忆可能具有促进作用，所以81，82，83组(尤其是82，因组)与空白组比较，水迷路中潜伏期明显缩短，进入盲端的错误次数显著减少:C1，C2，C3组可能对咖啡因产生耐受，故在低剂量组eC1，C2组)咖啡因起不到应有的作用(相对于未产生耐受的81，82组)，而加大剂量的咖啡因对C3组则产生相对弱的促进作用(相对于未耐受的83组)。

5预期结论

咖啡因是经典的中权兴奋药，它的促进和改善学习记忆作用在本实验研究中进一步得到证实，长时间应用咖啡因会导致机体的耐受，等剂量应用所产生的中枢兴奋作用减弱。

6注意事项

6. 1实验中应注意控制大鼠饮食，使其体重维持在正常体重的85%左右，并注意保持室温在20----24 DC，以排除体重增加、温度变化对本实验的影响。

6.2应选择同一生产批号的雀巢速溶咖啡，防止有效成分咖啡因含量的差异对本实验造成影响。

6.3正式训练前将大鼠放在终点梯子附近，让其自行爬上三次，以后每次训练前，让大鼠自行爬梯一次。

6.4在制作咖啡因耐受大鼠模型期间，所有大鼠应进行水迷路的强化训练，以免记忆消退，对正式实验造成影响。期间可继续记录训练结果，并对咖啡因的作用有初步了解。 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.