跑步訓(xùn)練對(duì)中老年大鼠大腦白質(zhì)及白質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管影響的研究.pdf

1、目的：衰老是一種不可避免的生物學(xué)過(guò)程。隨著全球人口老齡化的來(lái)臨,衰老已經(jīng)成為科學(xué)家們不得不面對(duì)的問(wèn)題。如何提高大腦可塑性延緩衰老呢?通過(guò)核磁共振成像(MRI)和正電子放射斷層攝影(PET),研究人員發(fā)現(xiàn)跑步訓(xùn)練能使腦體積增加(主要反應(yīng)在大腦的額葉和顳葉),誘導(dǎo)腦血管生成,并提高局部腦血流量。更多的研究表明,長(zhǎng)期科學(xué)規(guī)律的跑步訓(xùn)練可以刺激新生神經(jīng)元形成,防止腦損傷,增加大腦健康和可塑性以及降低老年認(rèn)知功能下降。同時(shí),也有研究人員發(fā)現(xiàn)跑步訓(xùn)

2、練提高了腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)和其它生長(zhǎng)因子的水平,突觸活動(dòng)也變得活躍,代償?shù)匾鹧馨l(fā)生,腦血管密度增加。由此看出,鍛煉是一種簡(jiǎn)單易行的延緩衰老的行為學(xué)手段。以往的影像研究證實(shí)了跑步訓(xùn)練能提高腦血流量,而這樣的改變是否伴隨有血管的體積和長(zhǎng)度等的變化?目前尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。體視學(xué)方法是一種基于對(duì)二維切片的觀察而獲得顯微結(jié)構(gòu)的三維定量信息的精確方法,因此,我們用這種三維定量研究手段對(duì)大腦白質(zhì)的毛細(xì)血管進(jìn)行定量研究。為了探討跑步訓(xùn)練干

3、預(yù)是否引起大鼠大腦白質(zhì)毛細(xì)血管的改變,我們對(duì)中老年Sprague-Dawley大鼠進(jìn)行為期4個(gè)月的跑步訓(xùn)練,之后應(yīng)用免疫組織化學(xué)和新的體視學(xué)方法來(lái)研究大腦白質(zhì)體積、白質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度、總體積、總表面積的改變。這一研究結(jié)果將有助于我們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)延緩大腦衰老的機(jī)制。
　　 方法：⑴120只14月齡的Sprague-Dawley大鼠,體重280土20 g,雌性對(duì)照組5只,雄性對(duì)照組5只,雌性跑步訓(xùn)練組5只,雄性跑步訓(xùn)練組5只。⑵

4、跑步訓(xùn)練組動(dòng)物每周訓(xùn)練5天,休息2天,每天20 min,上午九點(diǎn)鐘開始跑步機(jī)跑步。跑步速度:第一周為10 m/min,第二周為15m/min,以后均為20 m/min,訓(xùn)練時(shí)間4個(gè)月。對(duì)照組大鼠不進(jìn)行任何訓(xùn)練,飼養(yǎng)時(shí)間為4個(gè)月。⑶訓(xùn)練結(jié)束后,將大鼠麻醉灌注固定。從每只大鼠隨機(jī)抽取一側(cè)大腦半球,制作2 mm厚的連續(xù)腦組織塊,從每個(gè)腦塊切取一張4μm厚的各向同性切片,進(jìn)行免疫組化染色。在100倍油鏡下拍每張切片的整個(gè)白質(zhì)區(qū)域,拍得4～6個(gè)視

5、野,每只動(dòng)物共拍攝30張照片。⑷運(yùn)用新的體視學(xué)方法分別計(jì)算出大鼠大腦白質(zhì)總體積、白質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管長(zhǎng)度密度和總長(zhǎng)度、體積密度和總體積以及表面積密度和總表面積。
　　 結(jié)果：①對(duì)照組雌性大鼠大腦白質(zhì)總體積為84.8士10.2 mm3,雄性大鼠大腦白質(zhì)總體積為98.3±10.1 mm3,兩組之間無(wú)顯著性差異p>0.05)。②對(duì)照組雌性大鼠白質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度為15.9±2.70 m,總體積為0.49±0.06 mm3,總表面積為2.84

6、±0.48 cm2。而對(duì)照組雄性大鼠白質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度為19.9±4.10 m,總體積為0.57±0.15 mm3,總表面積為3.46±0.82 cm2。各參數(shù)雌雄性之間相比較沒(méi)有顯著性改變p>0.05)。③跑步訓(xùn)練干預(yù)后,跑步訓(xùn)練組雌性大鼠白質(zhì)總體積為112±14.9mm3,跑步訓(xùn)練組雌性大鼠毛細(xì)血管總長(zhǎng)度為20.6±3.40 m,總體積為0.57±0.12 mm3,總表面積為3.54±0.53 cm2。與雌性對(duì)照組相比較,雌性跑步

7、訓(xùn)練組大鼠白質(zhì)總體積顯著性增加p<0.01)。雌性跑步訓(xùn)練組白質(zhì)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度也顯著大于對(duì)照組(P<0.05)。④跑步訓(xùn)練干預(yù)后,跑步訓(xùn)練組雄性大鼠白質(zhì)總體積為98.6±13.5 mm3,跑步訓(xùn)練組雄性大鼠白質(zhì)內(nèi)毛細(xì)血管總長(zhǎng)度為26.1±4.20m,總體積為0.60±0.10 mm3,總表面積為4.11±0.76 cm2。與雄性對(duì)照組相比較,雄性跑步訓(xùn)練組的白質(zhì)毛細(xì)血管長(zhǎng)度密度和總長(zhǎng)度顯著性增加(P<0.05)。
　　 結(jié)論：⑴