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研究目的:观察两种不同强度运动对大鼠空间学习能力的影响和大鼠小脑Orexin A的表达情况,为体育科学和神经生物学的交叉研究提供一定的理论依据。研究方法:按国家标准啮类动物饲料喂养原则对36只雄性Sprague Dawley大鼠进行分笼饲养,正常喂养3天,随后进行1天水迷宫定位航行实验以剔除定位航行偏差太大的大鼠,保障大鼠运动干预前的无差异化。将大鼠随机分为3组,分成对照组(C组,10只),中等负荷运动组(M组,13只)和过度负荷运动组(O组,13只)。对照组大鼠正常饮食和休息,不进行任何运动干预,中等负荷组和过度负荷组进行游泳运动训练,中等负荷组游泳运动8周,每周运动6天,第1天下水游10min,之后每天递增5min,至60min后不再递增。过度负荷组同样持续8周的游泳运动,第1天游泳10min,然后每天增加5min,到第3周末训练120min后,运动时间保持不变,从第4周开始,大鼠负自身体重1%,之后每周递增1%,到第8周负自身体重5%。运动建模实验进行8周,每天称量各组大鼠的体重,详细记录体重数据。进行7天Morris水迷宫实验,即定位航行测试,水迷宫四周设置线索提示,保持光线均匀且暗淡,大鼠首先从第一象限入水,自由游泳,探索到站台后有10s的停留时间。摄影机和计算机系统可以记录和跟踪大鼠的游泳轨迹。大鼠从每个象限入水后,找到平台所需的时间,即逃避潜伏期,目的是检测3组大鼠的逃避潜伏期。7天的定位航行实验结束后,将大鼠断头取血,用EP管存装,室温静置1小时,通过离心机分离血清,并分装至-20℃冰箱冷冻。取血之后,同时也开始进行小脑组织的分离。解剖剪齐耳缝分离脑颅骨,小心取出脑组织,用冰生理盐水漂洗,滤纸吸走多余的水分,转移脑组织于锡箔纸上并迅速分离小脑,用提前标记好的冻存管封装,最后投置到液氮罐中冻存。采用酶联免疫吸附法(Elisa)检测各组大鼠血睾酮指标变化;采用实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-PCR)检测小脑OrexinA m RNA指标变化;采用免疫荧光抗体技术(Immunofluorescence technique)检测大鼠小脑Orexin A免疫荧光强度等指标的变化。研究结果:大鼠体重8周的监测结果,从第1周到第8周,3组大鼠的平均体重均出现增长。每周体重结果显示:第1周和第2周,各组大鼠的平均体重没有显著差异(P>0.05);从第3周到第8周,M组和O组大鼠平均体重显著低于C组(P<0.01);在第3周和第4周,M组和O组大鼠平均体重相比无显著性差异(P>0.05);从第5周到第6周,与M组相比,O组大鼠平均体重显著下降(P<0.05);从第7周到第8周,O组大鼠平均体重显著低于M组(P<0.01)。对大鼠进行7天定位航行实验,在第1天的水迷宫测试中,M组大鼠定位航行耗时最短,首先探索到平台,平均逃避潜伏期明显低于C组(P<0.01),而O组与C组相比,第1天的逃避潜伏期没有明显差异(P>0.05)。从第2天起,C组和O组大鼠平均逃避潜伏期显著降低(P<0.01),这种平均逃避潜伏期持续性降低的现象持续到第3天;同时,第3天M组平均逃避潜伏期较第1天和第2天出现明显降低(P<0.01);到第4天之后,三组大鼠耗时趋于稳定,平均逃避潜伏期相差不大。Elisa实验测得血睾酮标准曲线方程为y=-0.087Ln(x)+0.204,测试结果显示,与C组和M组相比,O组血睾酮水平显著降低(P<0.01);M组血睾酮含量和C组相比未出现明显增加(P>0.05)。实时荧光定量PCR结果显示,M组小脑中OrexinA m RNA的表达显著高于C组(P<0.01);与C组相比,O组Orexin A mRNA表达显著降低(P<0.05),免疫荧光检测结果发现,小脑Orexin A蛋白主要分布在小脑神经细胞胞质中,并围绕着细胞核。与C组相比,M组小脑OrexinA的免疫荧光平均光密度显著增加(P<0.05),O组小脑中Orexin A的平均光密度没有出现显著降低(P>0.05)。研究结论:1、长期中等负荷运动训练可以促进小脑中Orexin A表达,提高了大鼠空间学习能力。2、长期过度负荷运动训练虽然使小脑OrexinAmRNA表达下降,但Orexin A蛋白表达量未出现显著降低,大鼠空间学习能力未明显下降。