低氧训练对大鼠海马神经元的影响及其机制研究

论文题目: 低氧训练对大鼠海马神经元的影响及其机制研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 运动人体科学

作者: 洪平

导师: 田野

关键词: 低氧,训练,海马,神经元,细胞调亡

文献来源: 北京体育大学

发表年度: 2005

论文摘要: 大量的低氧训练研究表明:低氧训练提高了机体对缺氧的适应能力,体现在对呼吸、心血管、血液、骨骼肌等系统的有效作用,并从细胞、组织、器官等不同水平提高机体氧运输和利用的效率,从而提高运动员的身体机能和运动能力。这些研究大多集中在呼吸系统、血液循环系统、内分泌系统、骨骼肌和运动能力等方面。有关低氧训练对脑组织的影响及其机制的研究目前尚未见报道。为了探讨低氧训练对大鼠海马脑神经元的影响及其机制,本文从整体水平、细胞水平和分子水平进行实验研究。本研究选用六周龄雄性SD大鼠120只,经力竭实验筛选出90只,随机分成9组,每组10只:低住安静对照组(常氧生活)、高住安静对照组(低氧生活)、间歇高住安静对照组(常氧生活12hr/d,低氧生活12hr/d)、低住低练耐力组(常氧生活,跑台训练1hr/d)、高住高练耐力组(低氧生活,跑台训练1hr/d)、高住高练复氧1周组(前6周低氧生活,跑台训练1hr/d,第7周常氧生活,常氧跑台训练1hr/d),高住低练耐力组(低氧生活12hr/d,常氧生活11hr/d,常氧跑台训练1hr/d),高住低练复氧1周组(前6周低氧生活12hr/d,常氧生活11hr/d,常氧跑台训练1hr/d;第7周常氧生活,常氧跑台训练1hr/d)和低住高练耐力组(常氧生活23hr/d,低氧跑台训练1hr/d)。本实验采用美国Hypoxico公司制造的常压低氧舱以13.6%的氧浓度(相当于海拔3500m的氧浓度)模拟低氧训练,根据血乳酸-速度曲线确定大鼠常氧训练的强度为35m/min,低氧训练的强度为30m/min。训练和低氧训练持续时间为6周,每周6天。在第四周末进行大鼠运动能力测试、在第五周末进行大鼠力竭测试,在第六周末大鼠处死、取材。本研究采用组织学、免疫组化、实时荧光定量PCR等方法对大鼠的运动能力、海马神经元细胞形态和细胞调亡、HIF-1α及其调控的相关基因EPO、VEGF、GLUT1等的mRNA表达进行检测。研究发现:1.模拟4周海拔3500m高度低氧耐力训练,高住低练和低住高练对运动能力的提高显著高于低住低练和高住高练。2.模拟6周3500m低氧耐力训练,低住低练、高住低练和低住高练组海马神经元形态正常。高住高练组海马神经元受到轻度损伤(变性),表现为散在的细胞略有肿胀,或皱缩,或无改变但部分尼氏体不清晰或溶解;且这种影响在复氧1周后仍未完全恢复。训练和低氧训练各组海马神经元均无细胞调亡。3.模拟6周3500m低氧耐力训练,海马HIF-1mRNA表达的变化与其调控的相关基因:EPO、GLUT1和VEGF的mRNA表达的变化基本一致:高住高练和高住低练组HIF-1αmRNA的表达显著增加;高住高练和高住低练组海马EPO mRNA的表达非常显著性增加,低住高练组显著增加;高住高练和高住低练组海马VEGF mRNA的表达非常显著性增加,低住高练组显著增加;高住低练组海马GLUT1 mRNA的表达非常显著性增加,高住高练组显著增加。根据本文的研究结果,提出脑组织对低氧训练适应及其对运动能力影响的可能机制:脑组织是机体对缺氧最敏感的器官,低氧训练中低氧环境和运动缺氧的双重刺激(同步或交替)激活脑组织中的HIF-1α,使其调控的相关基因EPO、GLUT1和VEGF的表达增加。EPO(通过血脑屏障可到外周循环)促进红细胞的增加以提高氧气运输能力;EPO/EPOR对脑组织有很强的营养和保护作用;GLUT1加快葡萄糖由血液转运入脑,改善脑内能量物质的供应;VEGF具有保护神经细胞的功能,同时,促进脑血管增生,使毛细血管密度增加,缩短血氧弥散到细胞的距离,增加对细胞的供氧量。这些因素可以抵抗缺氧对脑组织的损害,同时,这些因素还可以增强脑细胞的抗缺氧能力,长期积累使脑组织对低氧训练形成适应,脑组织耐缺氧能力增加,促进运动能力的提高。本文研究结果提示:低氧训练实践中,在3500m的海拔或相对应的低氧浓度条件下,可能不适合进行持续性的高住高练(耐力性训练),采取高住低练(耐力性训练)的方式可能对提高脑组织抗缺氧能力和运动成绩是有利的,而低住高练(耐力性训练)虽然可能提高运动成绩,但对脑组织抗缺氧能力的提高不够显著。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

文献综述：低氧与大脑

1 低氧的类型

1.1 以低氧的严重程度分类

1.2 以低氧的持续时间分类

2 低氧对脑功能的影响

3 脑对低氧的适应

3.1 急性低氧对脑的影响

3.2 慢性低氧对脑的影响

4 低氧对脑影响的分子机制

4.1 促红细胞生成素

4.1.1 EPO 在脑组织中表达的证据

4.1.2 EPO 和EPOR 在脑的分布

4.1.3 脑EPO 的产生机制

4.1.4 EPO 和EPOR 对脑的保护作用

4.1.4.1 对神经细胞凋亡的抑制作用

4.1.4.2 抗氧化作用

4.1.4.3 维持脑血管结构和功能正常

4.1.4.4 促进脑血管新生

4.1.5 低氧环境下EPO 和EPOR 对脑的保护作用

4.1.6 EPO 在脑中作用的分子机制

4.1.7 EPO 在低氧训练中的表达

4.1.8 EPO 与HIF-1

4.2 低氧诱导因子

4.2.1 HIF-1 的功能

4.2.2 HIF-1 在低氧应答中的表达

4.2.3 脑组织中HIF-1 在低氧应答中的表达

4.2.4 HIF-1 的低氧适应

4.2.5 HIF-1 在低氧训练中的表达

4.3 血管内皮细胞生长因子

4.3.1 VEGF 在血管中的作用

4.3.1.1 增加血管通透性

4.3.1.2 促进血管生成

4.3.1.3 血管维持功能

4.3.1.4 改善血流动力学功能

4.3.1.5 对血管损伤后的修复

4.3.2 对神经细胞的作用

4.3.2.1 直接神经保护作用

4.3.2.2 神经元生成作用

4.4 葡萄糖载体蛋白

前言

1 选题依据

2 研究目标和内容

3 研究假设

第一部分 低氧训练动物模型的建立

1 实验材料和方法

1.1 实验动物

1.2 实验仪器设备

2 低氧训练模型的建立

2.1 低氧训练方式的选择

3.1.1 适应动物房

3.1.2 适应跑台

3.1.3 强度适应性训练

3.1.4 耐力适应性训练

3.1.5 力竭时间测试

3.2 实验动物分组

3.3 训练安排

第二部分 低氧训练对大鼠运动能力及机能的影响

1 实验材料和方法

1.1 实验动物

1.2 实验仪器及试剂

1.3 测试指标和方法

1.3.1 运动能力测试

1.3.2 力竭时间测试

1.4 统计学处理

2 实验结果

3 分析与讨论

4 小结

第三部分 低氧训练对大鼠海马神经元形态及细胞调亡的影响

1 实验材料和方法

1.1 实验动物

1.2 实验仪器及试剂

1.3 实验取材

1.4 实验方法

1.5 统计学处理

2 实验结果

2.1 低氧训练对大鼠海马神经元形态的影响

2.2 低氧训练对大鼠海马神经元细胞调亡的影响

3 分析与讨论

3.1 运动训练对海马神经元形态的影响

3.2 低氧训练对海马神经元形态的影响

3.3 训练和低氧训练对海马神经元调亡的影响

4 小结

第四部分 低氧训练对大鼠海马低氧诱导因子及其调控相关基因MRNA 表达的影响

1 实验材料和方法

1.1 实验动物

1.2 实验仪器及试剂

1.3 实验取材

1.4 实验方法

1.5 统计学处理

2 实验结果

2.1 低氧训练对大鼠海马组织中HIF-1αmRNA 表达的影响

2.2 低氧训练对大鼠海马组织中EPO mRNA 表达的影响

2.3 低氧训练对大鼠海马组织中EPOR mRNA 表达的影响

2.4 低氧训练对大鼠海马组织中GLUT1 mRNA 表达的影响

2.5 低氧训练对大鼠海马组织中VEGF mRNA 表达的影响

3 分析与讨论

3.1 低氧训练对大鼠海马HIF-1αmRNA 表达的影响

3.2 低氧训练对大鼠海马EPO 和EPOR mRNA 表达的影响

3.3 低氧训练对大鼠海马VEGF mRNA 表达的影响

3.4 低氧训练对大鼠海马GLUT1 mRNA 表达的影响

4 小结

全文讨论

1 低氧训练对海马神经元的影响

2 低氧训练对运动能力的影响

3 低氧训练方式

全文总结

1 结论

2 本文工作特色和创新之处

3 脑组织对低氧训练适应的可能机制

4 对低氧训练实践的提示

致谢

参考文献

发布时间: 2007-12-27

参考文献

• [1].低氧训练对大鼠骨骼肌糖酵解酶及其转录激活途径的影响[D]. 黄森.上海体育学院2013
• [2].四周低氧训练对Nrf2敲除鼠抗氧化作用的影响[D]. 阮皇明.北京体育大学2016
• [3].低氧训练诱导miR-27/PPARγ、miR-122/PPARβ调控肥胖大鼠肝脏脂代谢机理的研究[D]. 朱磊.上海体育学院2016
• [4].不同模式低氧训练后大鼠的免疫应答及其相关机制研究[D]. 王竹影.苏州大学2007
• [5].低氧训练减缓急性高原反应效果的研究[D]. 徐飞.北京体育大学2010
• [6].常压低氧耐力训练对营养性肥胖大鼠体重及糖代谢的影响[D]. 徐建方.上海体育学院2011
• [7].VEGF及受体基因多态性在体育科研中应用的可行性研究[D]. 聂晶.北京体育大学2008
• [8].低氧训练对高脂饮食大鼠肝脏microRNA表达及脂代谢的调节研究[D]. 荆文.上海体育学院2014

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