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目的:低脂饮食是高血压护理的非药物干预方法,但低脂饮食在降低血压的同时可能对儿童的神经发育产生抑制作用;以游泳运动为代表的有氧运动是除低脂饮食外常用的抗高血压的非药物护理方法。适当强度的游泳运动在降低血压的同时能够促进神经发育,增强脑中相关神经营养因子的表达。本课题以发育期自发性高血压大鼠为模型,研究游泳运动和低脂饮食协同干预对发育期高血压大鼠血压及学习记忆功能的影响,确定运动和饮食的协同干预方案是否在具有协同降压效果的同时,又能维持发育期高血压大鼠学习记忆功能。并采用电生理学方法检测反映学习记忆功能的神经突触可塑性,分子生物学方法检测大鼠海马组织及细胞的学习记忆功能调控因子表达,探讨该协同干预方案对发育期自发性高血压大鼠学习记忆功能影响的调控机制。为护理科研人员研究有氧运动和低脂饮食护理干预对高血压儿童的影响提供科学的参考依据,以便于临床制定高血压儿童的有氧运动及低脂饮食干预的非药物控制血压的护理干预措施。方法:1.实验动物及分组:选用自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rats,SHR)大鼠80只,均为3周龄离乳雄性大鼠。SHR大鼠随机分为四组:对照组(control,Con)、游泳运动干预组(forced swimming exercise,FSE)、低脂饮食干预组(low-fat diet,LFD)、游泳和低脂饮食协同干预组(forced swimming exercise and low-fat diet,FSE/LFD)。2.游泳和低脂饮食干预方法(1)游泳运动实施60min/d的游泳运动方案干预,每周6天。(2)普通饲料采用发育期大鼠标准饲料,低脂饮食饲料豆油含量为普通饲料的1/2,普通饲料及低脂饲料脂肪供能分别为17.2%,10.7%。(3)游泳、低脂饮食干预时间为6周。3.不同干预组发育期SHR大鼠尾动脉无创血压测量4.不同干预组发育期SHR大鼠体重测量5.Morris水迷宫检测不同干预组发育期SHR大鼠空间学习记忆功能(1)前1-5天,定位航行实验检测发育期SHR大鼠空间学习能力。(2)第6天,空间探索实验检测发育期SHR大鼠空间记忆能力。6.各干预组发育期SHR大鼠在体CA3-CA1通路长时程增强电位(long-term potentiation,LTP)检测海马神经突触可塑性:Morris水迷宫试验后,麻醉大鼠,固定于脑立体定位仪,电极刺激,检测CA3-CA1通路LTP。7.各干预组发育期SHR大鼠海马学习记忆及突触可塑性调控因子N-甲基-D-天门冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDAR)表达检测:LTP试验后,应用蛋白免疫印迹(Western blot)和免疫组织化学(Immunohistochemistry)方法检测不同干预组发育期SHR大鼠海马组织及细胞NMDAR1表达。8.各干预组发育期SHR大鼠海马脑神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)含量检测:LTP试验后,应用Western blot和Immunohistochemistry检测不同干预组发育期SHR大鼠海马组织及细胞BDNF表达。结果:1.游泳和低脂饮食协同干预对发育期SHR大鼠血压的影响60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠血压与对照组、游泳运动单独干预组、低脂饮食单独干预组SHR大鼠血压相比明显降低(P﹤0.05)。2.游泳运动和低脂饮食协同干预对发育期SHR大鼠体重的影响60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预组SHR大鼠体重比对照组、低脂饮食单独干预组、游泳运动单独干预组SHR大鼠均显著降低(P﹤0.05)。3.Morris水迷宫结果显示,不同干预组发育期SHR大鼠空间学习记忆功能有组间差异。(1)在Morris水迷宫前5天检测空间学习功能的定位航行实验中,大鼠从入水象限到成功找到水下平台的平均游泳距离,在训练第2、3、4天低脂饮食单独干预组发育期SHR大鼠显著高于对照组SHR大鼠(P﹤0.05),游泳运动和低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠显著低于低脂饮食单独干预组SHR大鼠(P﹤0.05)。大鼠从入水象限到成功找到水下平台的游泳时间(逃避潜伏期),在训练第2、3天低脂饮食单独干预组发育期SHR大鼠显著高于对照组SHR大鼠(P﹤0.05),游泳运动和低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠显著低于低脂饮食单独干预组SHR大鼠(P﹤0.05)。在训练第1-5天,大鼠从入水象限到成功找到水下平台的平均游泳距离与游泳时间(逃避潜伏期),游泳运动和低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠与对照组SHR大鼠无显著性差异(P﹥0.05)。说明该标准的低脂饮食干预损伤了发育期SHR大鼠的空间学习功能,而游泳运动和低脂饮食协同干预改善了低脂饮食导致的发育期SHR大鼠空间学习功能损伤。(2)在Morris水迷宫第6天检测空间记忆功能的空间探索实验中,发育期SHR大鼠在目标象限内的平均游泳距离和游泳时间百分比结果显示,低脂饮食单独干预组发育期SHR大鼠显著低于对照组SHR大鼠(P﹤0.05);游泳运动和低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠显著高于低脂饮食单独干预组SHR大鼠(P﹤0.05),与对照组SHR大鼠无显著性差异(P﹥0.05)。说明该标准的低脂饮食干预损伤了发育期SHR大鼠的空间记忆功能,而游泳运动和低脂饮食协同干预改善了低脂饮食导致的发育期SHR大鼠空间记忆功能损伤。4.各干预组发育期SHR大鼠在体海马CA3-CA1通路LTP:高频刺激后,脂肪供能10.7%的低脂饮食干预组SHR大鼠场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potentials,f EPSP)明显低于对照组SHR大鼠(P﹤0.05);而60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预的发育期SHR大鼠显著高于对照组SHR大鼠(P﹤0.05)。说明该标准的低脂饮食干预抑制了发育期SHR大鼠反映神经突触可塑性的LTP,而游泳运动和低脂饮食协同干预改善了低脂饮食导致的发育期SHR大鼠LTP抑制。5.各干预组发育期SHR大鼠海马组织及细胞NMDAR1蛋白表达量检测:脂肪供能10.7%的低脂饮食干预组发育期SHR大鼠海马学习记忆、突触可塑性调控因子NMDAR1蛋白表达量显著低于对照组SHR大鼠(P﹤0.05);60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠海马NMDAR1表达显著高于对照组SHR大鼠(P﹤0.05)。6.各干预组发育期SHR大鼠海马BDNF蛋白表达量检测:脂肪供能10.7%的低脂饮食干预组发育期SHR大鼠海马BDNF表达量与对照组SHR大鼠相比明显降低(P﹤0.05);60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预组发育期SHR大鼠海马BDNF表达量与对照组SHR大鼠相比显著升高(P﹤0.05)。结论:1.60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预的降压效果优于游泳运动或低脂饮食单独干预的降压效果。2.60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预对发育期SHR大鼠空间学习记忆能力、海马神经突触可塑性的影响:(1)60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预改善了低脂饮食导致的发育期SHR大鼠空间学习记忆功能损伤。(2)60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预改善了低脂饮食导致的发育期高血压大鼠海马神经突触可塑性损伤。3.60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预对发育期高血压大鼠空间学习记忆、突触可塑性影响的分子调控机制:(1)60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预改善低脂饮食导致的发育期SHR大鼠学习记忆和神经突触可塑性损伤的调控机制可能是上调了海马BDNF、NMDAR1的表达。(2)60min/d游泳运动和脂肪供能10.7%的低脂饮食协同干预改善低脂饮食导致的学习记忆和神经突触可塑性损伤的机制可能是通过上调海马BDNF而增加NMDAR1的表达。