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跑台运动对轻度脑外伤大鼠空间学习记忆能力及海马BDNF表达的影响

范杰诚  
【摘要】:认知功能障碍是脑外伤(traumatic brain injury, TBI)后的常见临床表现,研究表明,TBI后认知功能障碍与海马功能受损密切相关,但目前缺乏科学有效的治疗方法。研究发现,主动运动能够促进健康大鼠海马中脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)的表达,并且这种运动诱导的BDNF表达上调已被认为是运动对认知功能产生影响的主要机制之一。目前关于主动运动对认知功能产生影响的动物实验多局限在健康大鼠,且运动方式多采用转轮运动,关于跑台运动对脑外伤大鼠认知功能产生影响的相关研究却较少。因此,本实验采用跑台运动作为主动运动训练形式,对轻度脑外伤大鼠进行主动运动训练,从而观察主动运动对轻度脑外伤大鼠空间学习记忆能力的影响,并进一步探讨其与海马内BDNF表达之间的关系。 目的: 观察跑台运动对轻度脑外伤大鼠空间学习记忆能力及海马脑源性神经营养因子(BDNF)表达的影响。 方法: 将符合入选标准的SD大鼠(36只)随机分为3组(每组12只)。按照Feeney自由落体脑外伤模型制作方法,对T组和C组大鼠制作自由落体脑外伤模型,N组大鼠除不进行自由落体打击外,其他操作同T/C组大鼠。T组大鼠术后第三天(即外伤48h后)按照跑台训练方案开始为期4周运动训练,N组和C组大鼠仅置于跑台上但不转动跑台,运动均安排在每周的第1~5天进行;并于每周的第6天、第7天采用Morris水迷宫对三组大鼠分别进行定位航行实验和空间探索实验,以检测大鼠空间学习和记忆能力的变化;运动第4周,于空间探索实验实验结束后,处死大鼠并取大脑海马组织,采用免疫组织化学方法对大鼠海马BDNF的阳性细胞进行染色,并测其灰度值,以比较大鼠海马中BDNF表达情况。 结果: (1)定位航行试验中,随着时间的推移,各组大鼠逃避潜伏期均逐渐缩短。与C组相比,从运动第2周开始,T组大鼠逃避潜伏期[(88.54±5.73)s]已短于C组[(91.45±8.91) s]大鼠,至运动第4周,T组大鼠逃避潜伏期[(55.33±6.77)s]较C组[(74.53±6.85)s]明显缩短,差异有统计学意义(P0.01);第1~4周,N组大鼠逃避潜伏期[(88.44±7.79)s,(79.52±8.02)s,(69.54±10.14)s和(62.49±7.22)s]始终短于C组[(98.99±6.84) s,(91.45±8.91)s,(79.65±12.47)s和(74.53±6.85)s],差异有统计学意义(P0.01)。 (2)空间探索实验中,与C组相比,N组大鼠穿越平台次数(3.00±0.54,3.38±0.74,4.38±1.06和6.00±0.76)明显多于C组(1.25±0.71,1.50±0.54,2.13±1.25和3.00±0.54),差异有统计学意义(P0.01);从第2周起,T组大鼠穿越平台次数(3.25±1.28,5.00±0.93和5.88±0.99)较C组(1.50±0.54,2.13±1.25和3.00±0.54)增多,差异有统计学意义(P0.01); (3)免疫组化结果显示,T组大鼠海马BDNF阳性细胞灰度值(98.56±5.93)分别较C组(122.38±8.71)和N组(129.81±6.49)表达数量增加,差异有统计学意义(P0.05),N组与C组比较差异无统计学意义(P0.05)。 结论 (1)跑台运动能够改善轻度脑外伤大鼠的学习和记忆能力; (2)脑外伤大鼠学习记忆能力的提高可能与主动运动使海马内BDNF的表达上调有关。


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