運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年癡呆小鼠的改善作用

1、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年癡呆小鼠的改善作用【關(guān)鍵詞】運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練;學(xué)習(xí)記憶;自由基;組織形態(tài)學(xué);微循環(huán);耐缺氧隨著社會(huì)人口的老齡化，老年癡呆的發(fā)病率逐年上升，老年癡呆的核心病癥是記憶力、認(rèn)知力等方面的障礙，不僅影響病人的生活質(zhì)量，而且給家庭和社會(huì)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。因其發(fā)病機(jī)制尚未完全說明，臨床尚缺乏理想的防治藥物。大量研究說明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能1、延緩衰老2，促進(jìn)小鼠腦局灶缺血后功能恢復(fù)3。但運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)老年癡呆小鼠記憶才能的影響未見報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)通過觀察運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)學(xué)習(xí)記憶障礙小鼠學(xué)習(xí)記憶才能、耐缺氧才能、微循環(huán)的影響及腦組織中超氧化物歧化酶(SD)、丙二醛(DA)含量及海馬組織形態(tài)學(xué)改變，來考察運(yùn)動(dòng)訓(xùn)

2、練對(duì)學(xué)習(xí)記憶障礙小鼠學(xué)習(xí)記憶才能的影響，并討論其作用機(jī)制，為進(jìn)一步研究運(yùn)動(dòng)對(duì)老年癡呆的防治提供理論根據(jù)。1材料與方法1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程4分別將高、中、低運(yùn)動(dòng)量組小鼠放進(jìn)轉(zhuǎn)速為9r/in，直徑為17的帶軸承轉(zhuǎn)籠，讓其被動(dòng)跑籠。高運(yùn)動(dòng)量組小鼠第1天跑30in，每天增加20in，直至每天跑2h;中運(yùn)動(dòng)量組小鼠第1天跑20in，每天增加15in，直至每天跑80in，低運(yùn)動(dòng)量組小鼠第1天跑10in，每天增加10in，直至每天跑40in。共訓(xùn)練6，每周跑5d，周四、周日休息，每周日記錄各組小鼠體重?？瞻讓?duì)照組、模型組、尼莫地平組每次置于轉(zhuǎn)籠中，但轉(zhuǎn)籠不轉(zhuǎn)動(dòng)。第5周開場(chǎng)，尼莫地平組小鼠灌胃

3、給予尼莫地平30g/kg，1次/d。所有運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練均在動(dòng)物暗周期6p10p完成。1.3.2小鼠亞硝酸鈉致記憶穩(wěn)固障礙模型的制備按文獻(xiàn)方法5，每天在小鼠游泳訓(xùn)練后立即腹腔注射NaN2125g/kg，制作學(xué)習(xí)記憶穩(wěn)固障礙模型。1.3.3小鼠水迷宮法5實(shí)驗(yàn)裝置主要由一只圓形水池、一個(gè)可挪動(dòng)位置的透明有機(jī)玻璃平安臺(tái)和攝像機(jī)組成。圓池直徑80，高44，平安臺(tái)高20，頂端圓形，直徑為8。水池分成均等的4個(gè)象限。按實(shí)驗(yàn)要求，可任意地將平安臺(tái)設(shè)置于某一象限的中間。定向游泳實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)方法如下：平安臺(tái)固定在4個(gè)象限中的任意一個(gè)位置不變。將小鼠頭朝池壁輕輕地放入水中，讓動(dòng)物尋找平安臺(tái)，小鼠爬上平安臺(tái)后使其停留15s，

4、然后放入籠中。每天2次，共訓(xùn)練4d，攝像機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)全過程，記錄動(dòng)物游泳軌跡，經(jīng)軟件分析計(jì)算動(dòng)物總游泳時(shí)間和總軌跡長(zhǎng)度。動(dòng)物總游泳時(shí)間為逃避埋伏期，總軌跡長(zhǎng)度為游泳路程。1.3.4小鼠腦組織中SD、DA的測(cè)定6rris水迷宮測(cè)試完畢后，斷頭取大腦，用預(yù)冷生理鹽水沖洗外表血液，濾紙擦干，取一半腦組織，以重量/體積比19參加4生理鹽水，制成10%的勻漿，3000r/in低溫離心15in，取上清液，按試劑盒說明，用可見紫外分光光度計(jì)測(cè)定大腦組織SD活性及DA含量，另一半腦組織留做石蠟切片。1.3.5小鼠腦組織石蠟切片的制備及HE染色rris水迷宮測(cè)試完畢后，斷頭取大腦，用預(yù)冷生理鹽水沖洗外表血液，濾紙

5、擦干，取一半腦組織，10%甲醛溶液固定，常規(guī)石蠟切片，HE染色，顯微鏡下觀察海馬形態(tài)學(xué)改變。1.3.6小鼠耳廓微循環(huán)的測(cè)定7取昆明種小鼠50只，體重3135g，12月齡，雌雄各半，按體重隨機(jī)分為5組，即空白對(duì)照組、尼莫地平組、高運(yùn)動(dòng)量組、中運(yùn)動(dòng)量組、低運(yùn)動(dòng)量組，每組10只。訓(xùn)練方法同1.3.1。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練完畢后，各組小鼠腹腔注射烏拉坦1200g/kg麻醉后固定在小鼠觀察臺(tái)上。耳廓去毛(用透明膠帶黏去)后，調(diào)節(jié)耳托高度，在耳廓外表滴加液體石蠟，使耳廓平展在耳托上。將觀察臺(tái)置于顯微鏡載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)冷光源至適當(dāng)亮度，在透射光下，用100倍鏡觀察小鼠耳廓微循環(huán)情況。分別記錄各鼠耳廓微動(dòng)脈、微靜脈血管管徑

6、及血流速度,以判斷微循環(huán)改善情況。1.3.7小鼠急性腦缺血性缺氧實(shí)驗(yàn)8取昆明種小鼠50只，體重3135g，12月齡，雌雄各半，動(dòng)物分組及訓(xùn)練方法同1.3.6。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練完畢后，用剪刀在小鼠雙耳連線處快速斷頭，立即按秒表記錄小鼠斷頭后至張口喘氣停頓時(shí)間，即小鼠張口呼吸時(shí)間。1.3.8小鼠亞硝酸鈉模型常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)8取昆明種小鼠60只，體重3135g，12月齡，雌雄各半，動(dòng)物分組及訓(xùn)練方法同1.3.1。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練完畢后，除空白對(duì)照組外，其余各組小鼠均腹腔注射亞硝酸鈉125g/kg，制備缺氧模型，5in后，將小鼠逐只放進(jìn)盛有10g鈉石灰的250l密閉廣口瓶中，記錄每只小鼠存活時(shí)間。1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)

7、據(jù)用xs表示。采用SPSS11.0軟件進(jìn)展方差分析和t檢驗(yàn)。2結(jié)果2.1運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)記憶穩(wěn)固障礙小鼠埋伏期的影響與空白對(duì)照組比擬，模型組小鼠，第3、4、5、7次訓(xùn)練逃避埋伏期均顯著延長(zhǎng)(P0.05)。與模型組比擬，高運(yùn)動(dòng)量組小鼠第3、4、7次訓(xùn)練的逃避埋伏期均顯著縮短(P0.05)，中運(yùn)動(dòng)量組小鼠第4、5次訓(xùn)練的逃避埋伏期均顯著縮短(P0.05);低運(yùn)動(dòng)量組小鼠第4次訓(xùn)練的逃避埋伏期顯著縮短(P0.05);各組小鼠在其他次數(shù)訓(xùn)練時(shí)，逃避埋伏期均有縮短趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著縮短亞硝酸鈉致記憶穩(wěn)固障礙模型小鼠rris水迷宮定向游泳實(shí)驗(yàn)埋伏期，改善亞硝酸鈉

8、致記憶穩(wěn)固障礙模型小鼠空間學(xué)習(xí)記憶才能。見圖1。與空白對(duì)照組比擬：1)P0.05,2)P0.01;與模型對(duì)照組比擬：3)P0.05,4)P0.01圖1運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)亞硝酸鈉致記憶穩(wěn)固障礙模型小鼠rris水迷宮埋伏期的影響(xs,n=10)2.2運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)記憶穩(wěn)固障礙小鼠腦組織SD、DA的影響與空白對(duì)照組比擬，模型組小鼠腦組織中SD活力顯著降低(P0.01)，DA含量顯著升高(P0.01);與模型組比擬，尼莫地平組、高、中、低運(yùn)動(dòng)量組小鼠腦組織中SD活力均顯著升高(P0.05，P0.01)，DA含量顯著降低(P0.05，P0.01)。說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著進(jìn)步亞硝酸鈉致記憶穩(wěn)固障礙模型小鼠腦組織中SD活

9、力，降低DA含量，進(jìn)步小鼠去除自由基的才能。見表1。表1運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)記憶穩(wěn)固障礙小鼠腦組織SD和DA的影響與空白對(duì)照組比擬：1)P0.01;與模型組比擬：2)P0.05，3)P0.012.3運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)記憶穩(wěn)固障礙小鼠海馬組織形態(tài)的影響與空白對(duì)照組比擬，模型組海馬A3區(qū)神經(jīng)細(xì)胞變性壞死，表現(xiàn)為軸突消失、胞漿深染、空泡樣變，核固縮、胞膜核膜界限不清。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.高、中、低運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練不同程度改善了A3區(qū)神經(jīng)細(xì)胞病理改變。說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能改善亞硝酸鈉致記憶穩(wěn)固障礙模型小鼠海馬組織形態(tài)的損害。見圖2。2.4運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)記憶穩(wěn)固障礙小鼠常壓耐缺氧的影響與空白對(duì)照組小鼠存活時(shí)間(54.816.1)in比

10、擬，模型組(89.013.7)in顯著延長(zhǎng)(P0.01);與模型對(duì)照組比擬，尼莫地平組、高、低運(yùn)動(dòng)量組小鼠存活時(shí)間均顯著縮短分別為(42.815.6)、(68.212.5)、(57.330.0)、(62.515.4)in(P0.01，P0.05)，中運(yùn)動(dòng)量組小鼠存活時(shí)間有縮短趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著縮短亞硝酸鈉模型小鼠常壓耐缺氧存活時(shí)間。2.5運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)小鼠急性腦缺血缺氧實(shí)驗(yàn)的影響空白對(duì)照組小鼠斷頭后張口呼吸時(shí)間為(14.01.4)in，尼莫地平組、高、中、低運(yùn)動(dòng)量組均顯著延長(zhǎng)分別為(17.00.8)、(18.53.0)、(19.02.2)和(17.252.2

11、)in(P0.05)。說明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著延長(zhǎng)斷頭小鼠張口呼吸時(shí)間。2.6運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)小鼠耳廓微循環(huán)的影響與空白對(duì)照組比擬，尼莫地平組小鼠微動(dòng)脈、靜脈流速顯著增加(P0.05)，高運(yùn)動(dòng)量組小鼠耳廓微動(dòng)脈、微靜脈流速均顯著增加，微動(dòng)脈管徑均顯著增加(P0.05);中運(yùn)動(dòng)量組小鼠耳廓微動(dòng)脈管徑均顯著增加(P0.01);低運(yùn)動(dòng)量組小鼠耳廓微動(dòng)脈流速及微動(dòng)脈管徑均顯著增加(P0.05);結(jié)果說明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著增加微動(dòng)脈、微靜脈血流速度，增加微動(dòng)脈管徑，改善微循環(huán)。見表2。圖2運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)亞硝酸鈉致記憶穩(wěn)固障礙模型小鼠海馬組織形態(tài)的影響(HE染色，100個(gè))表2運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)小鼠耳廓微循環(huán)的影響與空白對(duì)照組比擬

12、：1)P0.05，2)P0.013討論3.1運(yùn)動(dòng)方式的選擇及運(yùn)動(dòng)量確實(shí)定研究說明，合理安排的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以促進(jìn)新陳代謝，增強(qiáng)活力，改善心血管功能，促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶5。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)機(jī)體影響的研究常選用小鼠或大鼠。小鼠運(yùn)動(dòng)方式有3種:平板跑臺(tái)運(yùn)動(dòng);小鼠游泳運(yùn)動(dòng);跑轉(zhuǎn)籠運(yùn)動(dòng)。每種運(yùn)動(dòng)方式既有優(yōu)點(diǎn)又有相對(duì)的缺乏，被動(dòng)跑籠訓(xùn)練，可以訓(xùn)練小鼠抓握和行走才能，模擬人的跑步運(yùn)動(dòng)，還可防止平板跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)造成的應(yīng)激反響。所以該實(shí)驗(yàn)采用小鼠被動(dòng)跑轉(zhuǎn)籠法對(duì)小鼠進(jìn)展運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。本實(shí)驗(yàn)參考Frdye等人研究運(yùn)動(dòng)對(duì)小鼠海馬的影響時(shí)觀察到小鼠的平均跑速為913/in9，陳運(yùn)才等研究不同年齡小鼠主動(dòng)跑轉(zhuǎn)輪的運(yùn)動(dòng)量的變化顯示5月齡小鼠每周約

13、跑4500圈(直徑為17的轉(zhuǎn)籠)10，確定運(yùn)動(dòng)量。3.2記憶穩(wěn)固障礙小鼠模型的制備一次性腹腔注射亞硝酸鈉120g/kg是制造小鼠記憶穩(wěn)固障礙模型的常用方法11，亞硝酸鈉大量進(jìn)入機(jī)體后，可使正常的血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，失去攜氧功能，引起組織缺氧12，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件加大亞硝酸鈉劑量(125g/kg)，可引起記憶穩(wěn)固障礙。3.4海馬與學(xué)習(xí)記憶的關(guān)系海馬構(gòu)造是學(xué)習(xí)記憶的重要部位，其中，海馬區(qū)對(duì)缺氧缺血特別敏感，海馬區(qū)被認(rèn)為與學(xué)習(xí)記憶親密相關(guān)14。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)海馬神經(jīng)元構(gòu)造的復(fù)雜變化與學(xué)習(xí)記憶親密相關(guān)。3.5運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)亞硝酸鈉模型小鼠常壓耐缺氧才能的影響亞硝酸鈉大量進(jìn)入機(jī)體后，可使正常的血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，使其失去攜氧功能，造成組織缺氧12，將小鼠放在密閉容器中，使其進(jìn)一步受缺氧因素?fù)p害。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，模型對(duì)照組小鼠存活時(shí)間顯著延長(zhǎng)，尼莫地平組和高、低運(yùn)動(dòng)量組小鼠存活時(shí)間均顯著縮短。這可能是與注射亞硝酸鈉后，造成機(jī)體組織缺氧，模型組小鼠對(duì)缺氧已經(jīng)適應(yīng)，較耐受缺氧狀態(tài)，所以存活時(shí)間較長(zhǎng);而尼莫地平與運(yùn)動(dòng)均能對(duì)抗亞硝酸鈉的致缺氧作用，反而使小鼠不能耐受密閉缺氧，所以存活時(shí)間較短。3.6運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)小鼠耳廓微循環(huán)及耐急性缺血性缺氧才能的影響機(jī)體各部位尤其是腦組織的供血缺乏，導(dǎo)致神經(jīng)元代謝下降，進(jìn)而可引起腦老化、甚至癡呆。國內(nèi)外已有腦血流量降低度與癡呆的