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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。