跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管的作用及機(jī)制研究.pdf

1、第一部分跑步鍛煉對(duì)老年大鼠學(xué)習(xí)記憶能力和大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管作用的研究
　　目的：研究從中年開(kāi)始持續(xù)14個(gè)月跑步鍛煉對(duì)老年SD大鼠學(xué)習(xí)記憶能力以及大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管的影響。以期探索長(zhǎng)期跑步鍛煉改善學(xué)習(xí)記憶能力的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，為延緩或防止大腦衰老提供理論依據(jù)。
　　方法：14月齡 SD大鼠雄性20只，雌性20只，隨機(jī)分成雄性跑步組10只，雄性非跑步組10只，雌性跑步組10只，雌性非跑步組10只。跑步組給予速度：20 m/min，時(shí)間：

2、20 min/d，5 d/week，為期14個(gè)月的跑步鍛煉。非跑步組在相同條件下飼養(yǎng)但不進(jìn)行任何干預(yù)。并對(duì)各組大鼠在28月齡時(shí)運(yùn)用Morris水迷宮進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶能力的測(cè)試。水迷宮測(cè)試結(jié)束后，每組大鼠隨機(jī)選取5只，每只大鼠隨機(jī)抽取一側(cè)大腦半球，運(yùn)用體視學(xué)方法精確定量檢測(cè)大鼠大腦皮質(zhì)體積，以及大腦皮質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管的總長(zhǎng)度、總體積和總表面積等參數(shù)。
　　結(jié)果：1、水迷宮結(jié)果：在第一天可見(jiàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)，各組大鼠潛伏期未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05

3、)；第2-6天的空間探索實(shí)驗(yàn)：跑步鍛煉持續(xù)14個(gè)月之后，雄性跑步組潛伏期與非跑步組相比顯著性縮短(p<0.05)，
　　雌性跑步組潛伏期與非跑步組相比無(wú)顯著性差異(p>0.05)。2、經(jīng)過(guò)14個(gè)月跑步鍛煉后，雄性和雌性跑步組大鼠與相應(yīng)非跑步組相比，大腦皮質(zhì)體積無(wú)顯著性差異(p>0.05)。3、經(jīng)過(guò)14個(gè)月跑步鍛煉后，在雄性大鼠：長(zhǎng)期跑步組毛細(xì)血管總長(zhǎng)度與非跑步組相比顯著性增加(p<0.05)，毛細(xì)血管總體積與非跑步組相比顯著性增加

4、(p<0.01)，毛細(xì)血管總表面積與非跑步組相比顯著性增加(p<0.01)；在雌性大鼠：長(zhǎng)期跑步組大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度與非跑步組相比無(wú)顯著性差異(p>0.05)，毛細(xì)血管總體積與非跑步組相比顯著性增加(p<0.05)，毛細(xì)血管總表面積與非跑步組相比顯著性增加(p<0.05)。
　　結(jié)論：
　　1、長(zhǎng)期跑步鍛煉能夠延緩老年雄性大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力的老年性改變進(jìn)程。
　　2、長(zhǎng)期跑步鍛煉能夠顯著性延緩老年雄性與雌性大鼠大腦

5、皮質(zhì)毛細(xì)血管退行性變化的進(jìn)程。
　　第二部分內(nèi)源性一氧化氮在跑步鍛煉對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及大腦皮質(zhì)毛血管影響中的作用研究
　　目的：研究?jī)?nèi)源性一氧化氮(nitric oxide, NO)在跑步鍛煉對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管影響的作用。
　　方法：將125只8周齡SD大鼠，在運(yùn)用側(cè)腦室置管術(shù)建立模型后，隨機(jī)分為5個(gè)組，分別是假手術(shù)組（經(jīng)側(cè)腦室注射生理鹽水5μl/day），干預(yù)組（經(jīng)側(cè)腦室注射左旋精氨酸甲酯(NG-

6、nitro-L-Arginine-methyl ester, L-NAME)5μmol/day，同時(shí)進(jìn)行跑步訓(xùn)練），跑步組（經(jīng)側(cè)腦室注射生理鹽水5μl/d，同時(shí)進(jìn)行跑步訓(xùn)練），阻斷劑組（經(jīng)側(cè)腦室注射L-NAME5μmol/day），激動(dòng)劑組（經(jīng)側(cè)腦室注射左旋精氨酸(L-Arginine, L-Arg)0.5μmol/day），每組25只。藥物和跑步干預(yù)時(shí)間為4周，跑步參數(shù)為速度：20 m/min，時(shí)間：20 min/d，7 d/week

7、。在跑步及藥物干預(yù)結(jié)束后，對(duì)各組大鼠運(yùn)用Morris水迷宮進(jìn)行空間學(xué)習(xí)、記憶能力的測(cè)試。水迷宮測(cè)試結(jié)束后，使用化學(xué)發(fā)光法測(cè)量大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)NOS活性；現(xiàn)代體視學(xué)方法精確定量檢測(cè)大鼠大腦皮質(zhì)體積，及大腦皮質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管的總長(zhǎng)度、總體積和總表面積等參數(shù)。
　　結(jié)果：1、Morris水迷宮結(jié)果：各組大鼠在第一天可見(jiàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)潛伏期均無(wú)顯著性差異(p>0.05)。第2-6天定位航行試驗(yàn)，干預(yù)組、激動(dòng)劑組、阻斷劑組潛伏期時(shí)間顯著性長(zhǎng)于假手術(shù)組(

8、p<0.05)，跑步組潛伏期時(shí)間顯著性短于干預(yù)組(p<0.05)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。第7天空間探索試驗(yàn)穿臺(tái)次數(shù)，跑步組穿臺(tái)次數(shù)顯著性高于假手術(shù)組與阻斷劑組(p<0.05)，其余組別相互之間未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。2、大腦皮質(zhì)NOS活性測(cè)定結(jié)果：跑步組、激動(dòng)劑組NOS活性高于阻斷劑組(p<0.05)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。3、各組大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管各參數(shù)體視學(xué)分析結(jié)

9、果：1大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度：干預(yù)組顯著性短于假手術(shù)組(p<0.01)，跑步組顯著性長(zhǎng)于假手術(shù)組(p<0.01)，激動(dòng)劑組顯著性長(zhǎng)于假手術(shù)組(p<0.05)，跑步組與激動(dòng)劑組均顯著性長(zhǎng)于干預(yù)組和阻斷劑組(p<0.01)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。2大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管總體積：跑步組與激動(dòng)劑組均顯著性大于假手術(shù)組、干預(yù)組和阻斷劑組(p<0.01)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。3大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管

10、總表面積：跑步組與激動(dòng)劑組均顯著性大于假手術(shù)組、干預(yù)組和阻斷劑組(p<0.01)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。
　　結(jié)論：
　　1、跑步鍛煉可以增加大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)NOS活性。
　　2、跑步鍛煉可以增加大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管生成，而經(jīng)側(cè)腦室注射內(nèi)源性NO阻斷劑L-NAME則顯著逆轉(zhuǎn)了跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管的生成促進(jìn)作用。
　　3、內(nèi)源性NO在跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管的生成中起到重

11、要調(diào)節(jié)作用。
　　第三部分內(nèi)源性一氧化氮參與跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管作用機(jī)制研究
　　目的：研究?jī)?nèi)源性NO在跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)促血管生成VEGF、FGF-2以及血管生長(zhǎng)抑制因子 Endostatin、Angiostatin表達(dá)的影響。
　　方法：將第二部分所獲得的大鼠大腦皮質(zhì)標(biāo)本，通過(guò)real time-PCR和western blot等方法檢測(cè)各組大鼠大腦皮質(zhì)毛細(xì)血管生長(zhǎng)調(diào)控因子VEGF、FGF-2、En

12、dostatin、Angiostatin在mRNA和蛋白水平上的表達(dá)差異。
　　結(jié)果：1、mRNA水平：1VEGF mRNA：跑步組顯著性高于假手術(shù)組、阻斷劑組與干預(yù)組(p<0.01)，阻斷劑組顯著性低于假手術(shù)組(p<0.05)，激動(dòng)劑組顯著性高于阻斷劑組(p>0.05)，假手術(shù)組、阻斷劑組與干預(yù)組之間相互比較無(wú)顯著性差異(p>0.05)。2FGF-2 mRNA：跑步組顯著性高于假手術(shù)組、阻斷劑組和干預(yù)組(p<0.05)，假手術(shù)組

13、、干預(yù)組、激動(dòng)劑組與阻斷劑組之間相互比較無(wú)顯著性差異(p>0.05)。3Angiostatin mRNA：各組大鼠大腦皮質(zhì)的Angiostatin mRNA表達(dá)無(wú)顯著性差異(p>0.05)。4Endostatin mRNA：跑步組顯著性低于假手術(shù)組、阻斷劑組和干預(yù)組(p<0.01)，激動(dòng)劑組顯著性低于干預(yù)組(p<0.05)，假手術(shù)組、阻斷劑組與干預(yù)組相互之間比較無(wú)顯著性差異(p>0.05)。
　　2、蛋白水平：1VEGF：跑步組、

14、激動(dòng)劑組與阻斷劑組的表達(dá)顯著性高于假手術(shù)組(p<0.01)，跑步組、激動(dòng)劑組顯著性高于干預(yù)組(p<0.05)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。2FGF-2：跑步組、激動(dòng)劑組與阻斷劑組表達(dá)量均顯著性高于假手術(shù)組和干預(yù)組(p<0.01)，激動(dòng)劑組表達(dá)量顯著性高于阻斷劑組(p<0.05)，假手術(shù)組與干預(yù)組顯著性低于阻斷劑組(p<0.01)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。3Angiostatin：各組大

15、鼠大腦皮質(zhì)Angiostatin表達(dá)無(wú)顯著性差異(p>0.05)。4Endostatin：干預(yù)組與跑步組均顯著性低于假手術(shù)組(p<0.01)，激動(dòng)劑組顯著性低于假手術(shù)組(p<0.05)，跑步組顯著性低于阻斷劑組(p<0.01)，其余組別之間相互比較未見(jiàn)顯著性差異(p>0.05)。
　　結(jié)論：
　　1、在非跑步鍛煉下，通過(guò)直接經(jīng)側(cè)腦室注射 L-Arg和L-NAME干預(yù)大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)NO的含量可以影響大腦皮質(zhì)內(nèi)VEGF、FGF-

16、2的表達(dá)。
　　2、而跑步鍛煉可以增加大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)VEGF、FGF-2的表達(dá)，可以降低大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)Endostatin的表達(dá)，而經(jīng)側(cè)腦室注射內(nèi)源性NO阻斷劑L-NAME則顯著逆轉(zhuǎn)了跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)VEGF、FGF-2、Endostatin的作用
　　。3、本研究表明內(nèi)源性NO參與調(diào)節(jié)跑步鍛煉對(duì)大鼠大腦皮質(zhì)內(nèi)促血管生成因子VEGF、FGF-2以及血管生成抑制因子Endostatin的調(diào)控，其對(duì)血管生成調(diào)控因子的調(diào)控