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目的:通过观察长期中等负荷、过度负荷运动训练后大鼠空间学习和记忆能力的变化,检测海马功能蛋白表达量,探讨长期不同负荷运动对大鼠空间学习记忆能力的影响与海马功能蛋白表达变化的关系。方法:成年雄性SD大鼠40只,适应性喂养3d后随机分为3组:考虑过度负荷游泳训练可能会造成大鼠溺亡,故增加过度负荷运动组大鼠数量。具体分组如下:对照组(C,n=12),中等负荷运动组(M,n=12),过度负荷运动组(O,n=16)。C组常规饲养,不进行游泳运动,M组进行7周中等负荷游泳运动,O组进行7周过度负荷游泳运动。第7周进行运动训练的同时开始Morris水迷宫实验测试空间学习和记忆能力,测试结束24小时后处死各组大鼠,取血液、海马样本。ELISA法检测血清睾酮,HE染色大鼠海马组织观察形态结构,Western Blot法检测大鼠海马脑源性神经营养因子(BDNF)、酪氨酸受体激酶B(TrkB)、神经细胞粘附分子(NCAM)、N-甲基-D-天门冬氨酸受体2B亚基(NR2B)的表达。结果:1.体重:第2-7周,M组、O组大鼠体重显著低于C组(P<0.05);第6、7周,O组大鼠体重显著低于M组(P<0.05)。2.血清睾酮:O组大鼠的血清睾酮含量显著低于C组和M组(P<0.05);C组、M组大鼠血清睾酮含量无显著性差异(P>0.05)。3.Morris水迷宫行为学测试。定位航行实验:测量时间点(时间)因素、不同负荷运动均对大鼠走Morris水迷宫的潜伏期造成影响(P<0.05)。空间探索实验:M组穿越平台次数显著多于C组和O组(P<0.05)。4.海马组织结构:C组、M组大鼠海马锥体细胞数目多、密度大、排列整齐,细胞膜结构完整、轮廓清晰,细胞质充盈;O组大鼠海马锥体细胞数目较C组和M组减少、密度小、排列不整齐,细胞膜轮廓模糊,细胞质减少。5.海马BDNF表达量:M组、O组大鼠海马BDNF表达量显著高于C组(P<0.05);O组大鼠海马BDNF表达量高于M组,但无显著性差异(P>0.05)。6.海马TrkB表达量:M组大鼠海马TrkB表达量显著高于C组(P<0.05);O组大鼠海马TrkB表达量低于M组高于C组,但无显著性差异(P>0.05)。7.海马NCAM表达量:M组大鼠海马NCAM表达量显著高于O组、C组(P<0.05);O组大鼠海马NCAM表达量显著高于C组(P<0.05)。8.海马NR2B表达量:M组、O组大鼠海马NR2B表达量显著高于C组(P<0.05);O组大鼠海马NR2B表达量高于M组,但无显著性差异(P>0.05)。结论:1.长期中等负荷训练能提高空间学习和记忆能力,这种提高可能得益于,BDNF与TrkB通路同时增强,提高突触结构可塑性,NR2B加速信号传递、NCAM促进突触完成适应性变化,提高突触功能可塑性。2.长期过度负荷训练能使空间学习和记忆能力缓慢下降,这种抑制可能是由于,NR2B过度表达使海马组织形态结构受损,BDNF与TrkB通路不能相应增强及时修复神经元,且NCAM促进突触完成适应性变化效果远不如中等负荷训练,最终使突触可塑性降低。