适量运动延缓脑衰老的效果及机制研究

论文摘要

衰老是在生命进程中,机体的组织器官出现功能和形态的退变乃至老化的过程。中枢神经系统的老化在机体衰老中占主导地位,其病理变化主要见于大脑皮质和海马。因此研究海马组织的结构对于探讨中枢神经系统衰老进程及其机理具有十分重要的意义。自由基学说认为,随着年龄增大,人体退行性变化是由于细胞代谢过程中产生过量自由基,引发副作用的结果。D-半乳糖在代谢过程中会形成过量超氧阴离子自由基,其过氧化反应是导致脑衰老的根本原因。本实验采用形态与功能相结合的方法,探讨运动对D-半乳糖脑衰老模型大鼠海马的影响。实验选用健康雄性2月龄大鼠,随机分为五组,每组各10只。正常对照组（C组）:每日注射生理盐水（1m1/kg）;D-半乳糖衰老组（D组）:每日注射D-半乳糖（50mg/kg）;衰老游泳运动无负荷组（DS1组）:每日注射D-半乳糖（50mg/kg）并进行无负荷游泳运动;衰老游泳运动3%负荷一次组（DS2组）:每日注射D-半乳糖（50mg/kg）并进行游泳运动一次,尾部负3%体重铅块;衰老游泳运动3%负荷两次组（DS3组）:每日注射D-半乳糖（50mg/kg）并进行游泳运动两次,尾部负3%体重铅块。生理盐水和D-半乳糖采用腹腔皮下注射法,持续10周。经以上处理8周后,先进行学习、记忆及平衡耐力等行为学测试。10周后取海马,采用生化方法测定各组大鼠海马组织丙二醛含量（MDA）、超氧化物岐化酶（SOD）活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性,采用透射电镜对各组大鼠海马组织超微结构进行形态观察。结果显示:1、C组大鼠海马神经元数量丰富,细胞结构正常。D组海马神经元数量减少,细胞核大量固缩,空化。DS组大鼠海马细胞形态基本正常,少量细胞核轻度固缩。2、在Y-迷宫学习、记忆测试过程中,DS组大鼠错误次数要明显少于D组大鼠和C组大鼠,D组大鼠和C组大鼠错误次数组间比较没有差异。紧绳实验测试,D组大鼠的悬吊时间明显短于C组（P<0.01）,而DS组比D组大鼠悬吊时间明显延长（P<0.05）。3、与C组大鼠相比,D组大鼠海马MDA含量明显升高,SOD活性以及GSH-Px活性均明显降低;与D组大鼠比较,运动组大鼠海马SOD活性有增高趋势,但无统计学差异,MDA含量明显降低,GSH-Px活性明显增加,两组比较差异显著（P<0.01）。上述结果表明,一定时间内连续给大鼠注射D-半乳糖,能有效地建立大鼠脑衰老模型,使海马形态结构出现衰老样退行性变化。运动不仅能改善大鼠海马的形态结构,而且能明显改善脑衰老大鼠的学习、记忆能力,并显著提高大鼠的平衡耐力。其可能机制是运动提高了SOD和GSH-PX的活性,并抑制MDA的生成,从而保证了大脑海马神经元的正常生理功能,延缓中枢神经系统的衰老进程。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 选题依据
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 脑衰老及其预防
• 1.2.2 运动在预防脑衰老中的作用
• 1.2.3 运动延缓脑衰老研究的进展
• 1.2.4 海马结构及其功能
• 1.2.5 运动对海马形态结构及功能的影响
• 1.2.6 脑老化的动物模型
• 1.2.7 动物运动模型选择的依据
• 1.3 研究意义
• 2 材料与方法
• 2.1 动物模型与分组
• 2.1.1 实验动物及喂养
• 2.1.2 D-半乳糖衰老模型的建立
• 2.1.3 动物分组及运动训练方案
• 2.2 行为学测试
• 2.2.1 学习、记忆能力测试
• 2.3 海马取材
• 2.4 形态学观察
• 2.4.1 透射电镜测试方法
• 2.5 生化指标测试
• 2.5.1 海马组织匀浆液的制备
• 2.5.2 海马 SOD 活性测试
• 2.5.3 MDA 测试
• 2.5.4 GPX 测试
• 2.6 数据处理
• 3 实验结果
• 3.1 海马神经元形态学观察结果
• 3.2 行为学测试结果
• 3.2.1 大鼠空间辨别能力测试结果
• 3.2.2 大鼠紧绳实验测试结果
• 3.3 生化指标测试结果
• 4 讨论
• 4.1 衰老引起的神经系统形态变化及其运动的影响
• 4.1.1 D-半乳糖注射后大鼠海马神经元结构的变化
• 4.1.2 10 周游泳运动对大鼠海马神经元结构的影响
• 4.2 衰老及运动对大鼠行为能力的影响
• 4.2.1 不同运动方式对大鼠学习、记忆能力的影响
• 4.2.2 运动对大鼠紧绳实验测试结果的影响
• 4.3 运动对衰老大鼠氧化抗氧化能力的影响
• 4.3.1 运动对海马组织SOD、GPX、MDA 含量的影响
• 5 结论
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间公开发表论文
• 8 致谢