大鼠大腦白質有髓神經(jīng)纖維老年性改變機制的探討及短期跑步鍛煉對其的作用.pdf

1、第一部分、大鼠大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維老年改變的體視學研究
　　 目的：進行老年大鼠大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維定量研究，以期進一步認識老年大腦白質有髓神經(jīng)纖維丟失的機制。
　　 方法：雌性Long-Evans大鼠，青年組（6-8月齡）5只，中老年組（18月齡）5只，老年組（28月齡）8只。體重280±20 g。每只大鼠隨機抽取一側大腦半球，從中隨機抽取4塊白質組織塊作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機抽取8～12個視野在透

2、射電子顯微鏡下放大20000倍拍照。運用體視學方法計算出大鼠大腦白質總體積、白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度、白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總體積。
　　 結果：1、青年組大鼠大腦白質總體積為119±8.6 mm3，中老年組大鼠大腦白質總體積為108±5.6 mm3，老年組大鼠大腦白質總體積為68.5±11.4 mm3。中老年組與青年組大腦白質總體積不存在顯著性差異；與青年組相比，老年大腦白質體積顯著性降低了42.5％（p<0.01）；與中老年組相

3、比，老年大腦白質體積顯著性降低了35.4％（p<0.01）。2、青年組大鼠白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維的總體積為32.8±3.2 mm3，中老年組大鼠白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維的總體積為18.6±7.8 mm3，老年組大鼠白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維的總體積為9.12±3.5 mm3。中老年組與青年組相比，無髓神經(jīng)纖維總體積顯著性降低了43.3％（p<0.05）；老年組與青年組相比，無髓神經(jīng)纖維總體積顯著性降低了72.1％（p<0.01）；老年組與中老年組相比，無

4、髓神經(jīng)纖維總體積顯著性降低了51.0％（p<0.05）。3、青年組大鼠白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度為409±130 km，中老年組大鼠白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度為350±171 km，老年組大鼠白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度為128±48 km。中老年組與青年組大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度不存在顯著性差異；與青年組相比，老年大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度顯著性降低了68.6％（p<0.01）；與中老年組相比，老年大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度顯著性降低

5、了63.4％（p<0.01）。
　　 結論：1、28月齡雌性大鼠大腦白質總體積、白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度和總體積較6月齡和18月齡大鼠均出現(xiàn)明顯的降低。18月齡雌性大鼠只出現(xiàn)了大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總體積較6月齡大鼠的顯著性降低，但是18月齡雌性大鼠大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維總長度與6月齡大鼠比較沒有顯著性差異。本研究結果表明18月齡雌性大鼠無髓神經(jīng)纖維的減少主要發(fā)生在直徑較大的無髓神經(jīng)纖維。2、結合大腦白質內(nèi)無髓神經(jīng)纖維以及本研究

6、小組以往對于有髓神經(jīng)纖維老年性改變研究的結果，我們認為在中老年雌性大鼠細小直徑的有髓神經(jīng)纖維發(fā)生了脫髓鞘改變成為無髓神經(jīng)纖維，所以無髓神經(jīng)纖維總長度得到了較好的補充而對于無髓神經(jīng)纖維總體積的補充卻不充分。然而，在老年大鼠來自于細小直徑有髓神經(jīng)纖維脫髓鞘的無髓神經(jīng)纖維已經(jīng)不能夠補償隨著年齡增長而導致的細小直徑無髓神經(jīng)纖維丟失，因此在老年組無髓神經(jīng)纖維總長度和總體積均有顯著性降低。
　　 第二部分、大鼠大腦白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘超微

7、結構老年性改變的體視學研究
　　 目的：進行老年大鼠大腦白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘超微結構的定量研究，以期進一步認識老年大腦白質有髓神經(jīng)纖維丟失的機制。
　　 方法：雌性Long-Evans大鼠，青年組（6-8月齡）5只，中老年組（18月齡）5只，老年組（28月齡）5只。體重280±20 g。每只大鼠隨機抽取一側大腦半球，從中隨機抽取4塊白質組織塊作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機抽取8～12個視野在透射電子顯微鏡下放

8、大20000倍拍照。運用體視學方法計算出大鼠大腦白質總體積、有髓神經(jīng)纖維總長度、有髓神經(jīng)纖維髓鞘總體積、有髓神經(jīng)纖維平均內(nèi)、外直徑、有髓神經(jīng)纖維平均內(nèi)、外周長和有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度。
　　 結果：1、髓鞘超微結構存在著三種不同于正常成年大鼠髓鞘結構的典型改變：（1）主致密線分離。（2）周期內(nèi)線分離。（3）形成了過多的鞘磷脂，以至包繞軸突的髓鞘明顯過大，整個軸突則偏離在整個有髓神經(jīng)纖維斷面的一側。2、青年組大鼠大腦白質總體積為

9、115±8.6 mm3，中老年組大鼠大腦白質總體積為110±5.6 mm3，老年組大鼠大腦白質總體積為69.0±12.7 mm3。3、青年組大鼠白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長度為115±27 km，中老年組大鼠白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長度為135±47 km，老年組大鼠白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長度為62±25 km。4、三組間不同髓鞘厚度的有髓神經(jīng)纖維總長度分布圖表明，髓鞘厚度在0.08μm到0.18μm的有髓神經(jīng)纖維占絕大多數(shù)。5、不同有髓神經(jīng)纖維直

10、徑和不同髓鞘厚度區(qū)間有髓神經(jīng)纖維長度分布圖表明，中老年組和老年組直徑在1.0μm以下同時髓鞘厚度在0.1μm以下的有髓神經(jīng)纖維總長度比年青組降低。6、白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘總體積在年青組為34±3.6mm3，中老年組為42±5.1 mm3，老年組為30±5.3 mm3。有髓神經(jīng)纖維髓鞘總體積在中老年雌性大鼠比年青雌性大鼠顯著性增加了19.0％（p<0.05）。7、單位長度有髓神經(jīng)纖維髓鞘體積，在年青組、中老年組和老年組分別為0.30±0

11、.04 mm3/km，0.35±0.16 mm3/km，0.53±0.16 mm3/km。8、大腦白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維的內(nèi)徑和外徑在年青組、中老年組、老年組之間的比較均沒有顯著性差異，但是老年組有髓神經(jīng)纖維平均外徑較年青組增加了17.9％。9、白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘外周長在年青組、中老年組和老年組分別為3.39±0.72μm，3.5±0.95μm，3.90±0.54μm；髓鞘內(nèi)周長在年青組、中老年組和老年組分別為2.60±0.66μm，2

12、.55±0.81μm，2.60±0.36μm，有髓神經(jīng)纖維髓鞘內(nèi)、外周長在三組間的比較均無顯著性差異（p>0.05）。10、有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度在年青組為0.12±0.00μm，在中老年組為0.15±0.02μm，在老年組為0.18±0.02μm。有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度在中老年組與年青組間沒有顯著性差異，老年組有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度比年青組和中老年組分別顯著增長了33.3％和16.7％（p<0.01）。
　　 結論：1、

13、有髓神經(jīng)纖維在不同直徑和不同髓鞘厚度區(qū)間內(nèi)的長度改變更清晰地顯示老年大腦白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維隨年齡增長的丟失最先發(fā)生在直徑細小、髓鞘厚度薄的有髓神經(jīng)纖維。有髓神經(jīng)纖維的脫髓鞘改變可以導致軸突傳導速度的降低，這也可能是隨年齡增長而出現(xiàn)認知能力降低的重要原因之一。2、有髓神經(jīng)纖維在不同直徑和不同髓鞘厚度區(qū)間內(nèi)的長度改變另一個重要發(fā)現(xiàn)就是直徑較大、髓鞘厚度厚的有髓神經(jīng)纖維有隨年齡增長而增加的趨勢。同時，髓鞘內(nèi)、外周長差和髓鞘平均厚度在老年雌性大

14、鼠比年青雌性大鼠和中老年雌性大鼠均有顯著性增加。本研究首次通過定量研究顯示老年大腦白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘確實存在著繼續(xù)髓鞘化。
　　 第三部分、短期跑步鍛煉對大鼠空間記憶能力及大腦白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維的作用
　　 目的：研究跑步訓練對老年大鼠空間記憶能力的作用，并首次運用無偏體視學方法研究跑步鍛煉是否能有效地阻止或者改善老年大腦白質及白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維的退行性改變。
　　 方法：中老年（14月齡）SD大鼠，雌雄各1

15、0只，隨機分為跑步鍛煉組（雌雄各5只）和標準環(huán)境組（雌雄各5只）；老年（24月齡）SD大鼠，雌雄各10只，隨機分為跑步鍛煉組（雌雄各5只）和標準環(huán)境組（雌雄各5只）。將跑步鍛煉練組大鼠置于跑臺上跑步，每周訓練5天，休息2天，每天20分鐘。訓練強度為：第一周10 m/min，第二周15 m/min，從第三周開始20 m/min。干預時間為4個月。對照組大鼠不進行任何跑步訓練。干預結束后，用Morris水迷宮進行連續(xù)5天的空間記憶能力的測試

16、。前四天為隱藏平臺實驗，第五天為可見平臺實驗。記錄動物的尋臺時間（從入水到找到平臺且四肢爬上平臺的時間，即潛伏期）。每只大鼠隨機抽取一側大腦半球，從中隨機抽取4塊白質組織塊作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機選擇4個視野在透射電子顯微鏡下放大6000倍拍照。運用體視學方法計算出大鼠大腦白質總體積、白質內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長度、總體積和有髓神經(jīng)纖維平均直徑。
　　 結論：1、短期跑步鍛煉干預可以明顯改善中老年雌性大鼠空間記憶能力的