论文部分内容阅读
研究目的和背景:学习与记忆是大脑主要的高级神经功能之一,是由不同而又紧密联系的神经元共同作用的结果。因此,保持神经元的健康和脑细胞的可塑性是学习和记忆的先决条件,在脑功能定位分区中,海马是研究动物和人类认知功能的经典脑区,已有研究报道,大鼠认知功能受损可能与海马神经元的凋亡有关。越来越多的实验证明,长期有规律的适宜体育运动有助于提高学习和记忆能力。亦有研究表明,脑细胞过早凋亡可引发脑萎缩、老年痴呆、帕金森氏症等脑病,从而影响学习、记忆能力。Bcl-2、Bax是有关细胞凋亡的重要调控基因,Bcl-2又称为“生存基因”,表达水平与细胞寿命呈正相关。而Bax是促凋亡基因,可使细胞器释放出某些分子,引起半胱氨酸蛋白酶的活化,并拮抗Bcl-2的保护效应而使细胞趋于凋亡,或者通过启动线粒体通透性转变的方式诱导细胞凋亡。研究表明,过度运动会对大鼠海马造成细胞凋亡,但很少有人将运动、脑细胞凋亡和学习、记忆联系在一起进行研究。本研究通过在不同强度的运动模式下,比较和分析长期不同的游泳运动模式对学习、记忆能力、细胞凋亡以及对Bcl-2、Bax表达的影响。研究对象和方法:把平均体重为218.8g的SD大鼠筛选,选出的25只SD大鼠随机分为三组:(1)安静对照组(Control group,C)7只,常规饲养,每周一次适应性的游泳,不加其他干预。(2)中等强度训练组(Moderate intensity swimming group,MS)8只,进行中等强度游泳训练,泳池为:100cm×70cm×60cm的长方体,水深50cm,水温33±1℃,大鼠每周训练5天,每天1次,第一天下水游泳10min,以后逐日增加,第1周末时每次游泳30min,第2周末时每次60min,此后维持该运动量直至第8周末;(3)过度负荷组(Overload group,O)10只,前2周安排和MS组相同,第3周末时每次120min,第4周起开始高强度训练:第4周开始时大鼠负重1%体重的重物,每天训练120min,第5周增加负重量到体重的3%,每次120min,第6周维持3%的负重,每天上、下午各训练一次,每次120min,发现有力竭表现(在水下10s不能上浮),捞出水面休息10min后继续训练满120min,第7、第8周大鼠维持2%体重的重物量,每天反复2次游至力竭,两次力竭时间间隔30min。三组大鼠分别在第7周进行Y迷宫学习,大鼠达到标准休息三天,之后在Y迷宫中再进行记忆能力测试。在第8周最后一次训练24h后处死取样,流式细胞仪PI单染法测试细胞凋亡,RT-PCR法检测Bcl-2、Bax mRNA的表达水平。实验结果:1.三组大鼠体重比较:经过8周不同模式的游泳训练后发现,三组大鼠体重变化率有小到达依次为:O组(26.51±8.93)%、MS组(39.94±2.51)%、C组(59.05±17.68)%。2.三组大鼠学习能力的比较:三组大鼠学会达标所需学习次数由少到多依次为:MS组(32.63±9.47)、C组(53.86±11.70)、O组(64.00±6.75)。而在学会达标过程中所出现的错误次数上,由少到多依次为:MS组(17.50±7.01)、C组(28.29±4.68)、O组(34.29±5.71)。3.在20次记忆能力测试过程中,出现的错误次数由少到多依次为:MS组(2.50±2.51)、C组(5.43±1.40)、O组(7.14±0.69)。4.三组大鼠细胞凋亡的比较:8周不同模式的游泳训练后,三组大鼠海马神经细胞凋亡由少到多依次为:MS组(6.73±0.53)%、C组(6.92±0.54)%、O组(22.80±0.71)%。5.经过8周不同模式的游泳训练后,三组大鼠海马Bcl-2的表达由少到多依次为:O组(0.77±0.02)、C组(1.13±0.07)、MS组(1.44±0.09)。Bax的表达由少到多依次为:MS组(1.07±0.02)、C组(1.09±0.04)、0组(2.06+0.02)。结论:1.不同的运动模式会对大鼠的体重产生不同的影响。适宜的游泳训练有利于大鼠的健康成长,过度训练对可对机体造成一定的损害,缺乏运动则会导致肥胖。2.长期有规律的适宜游泳运动可促进大鼠的空间学习、记忆能力,而过度的游泳训练对大鼠的学习和记忆能力产生一定的阻碍。3.长期过度的游泳训练,使大鼠海马神经细胞发生了细胞凋亡现象,而在适宜训练组和对照组海马细胞凋亡现象不明显。4.长期适宜的游泳运动促使Bcl-2的表达增多,有利于海马神经细胞的生存,而过度的游泳训练使Bax的表达增多,促使海马细胞发生凋亡现象。