摘要 目的: 研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)腦梗死大鼠行為學(xué)的影響并從神經(jīng)可塑性角度探討其機(jī)制。方法: 用線栓法制作大鼠
大腦中動(dòng)脈閉塞(MCAO)腦梗死模型, 56 只 Wistar 大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組、 模型組和康復(fù)組?？祻?fù)組于手術(shù)后 5 天
開(kāi)始進(jìn)行滾筒、 轉(zhuǎn)棒、 平衡木、 網(wǎng)屏訓(xùn)練, 每日 40min, 每周 6 次, 共 5 周, 假手術(shù)組與模型組則維持原來(lái)生活狀態(tài)。
對(duì)大鼠進(jìn)行神經(jīng)功能、運(yùn)動(dòng)能力和學(xué)習(xí)記憶能力測(cè)評(píng)觀察其行為學(xué)變化, **組化法觀察缺血區(qū)神經(jīng)絲蛋白 200
(NF200)的表達(dá)變化。結(jié)果: 康復(fù)組大鼠神經(jīng)功能、 運(yùn)動(dòng)能力、 學(xué)習(xí)記憶能力優(yōu)于模型組, 神經(jīng)功能在 3 周差異有顯著
性意義( P<0.05) , 其轉(zhuǎn)棒實(shí)驗(yàn)和平衡木實(shí)驗(yàn)在 3 周、 5 周( P<0.01—0.05)差異有顯著性意義, 網(wǎng)屏實(shí)驗(yàn)在 3 周、 5 周差
異有顯著性意義( P<0.05) , 學(xué)習(xí)記憶能力在 5 周有極顯著性意義( P<0.01)?？祻?fù)組大鼠缺血區(qū) NF200 蛋白質(zhì)陽(yáng)性表
達(dá)較模型組增多, 在 3 周時(shí)差異有顯著性意義( P<0.05) , 5 周時(shí)有極顯著性意義( P<0.01)。結(jié)論: 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促進(jìn)腦梗
死大鼠神經(jīng)功能、 運(yùn)動(dòng)能力、 學(xué)習(xí)記憶能力的恢復(fù), 其機(jī)制可能與缺血區(qū) NF200 蛋白質(zhì)表達(dá)上調(diào)有關(guān)。
關(guān)鍵詞 腦梗死; 大鼠; 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練; 行為學(xué); 神經(jīng)絲蛋白 200
中圖分類(lèi)號(hào):R743,R493 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1001- 1242(2006)- 11- 0980- 05
Effects of motor tr aining on behavior and expr ession of NF200 in cer ebr al infar ction r ats/YANG Min,
YU Qian, HE Chengsong,et al.//Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, 2006, 21(11):980—984
Abstr act Objective:To study the changes of behavior and expression of neurofilament - 200 (NF200) in cerebral
infarction rats after motor training. To discuss the mechanism of behavior rehabilitation and the plasticity of the
central nervous systems (CNS). Method:An animal model was made by the middle cerebral artery occlusion(MCAO).
Fifty- six 2 - month old male Wistar rats were divided into 3 groups randomly: 8 rats in sham- operated group
(sham), and 24 rats in rehabilitation group and model group respectively. Motor training(balancing, grasping, rotating
and walking exercises) were applied in rehabilitation group from post operation 5d, 40min/d, 6 times per week, for
5weeks while those in sham group and model group were kept in their original living state. Bederson neural func-
tion, balancing wood, rotating bar, and net screen were tested at the 1st, 3rd and 5th week after operation respec-
tively. The expression of NF200 in ischemic area was observed immunohistochemically. Result:Bederson neural
function in rehabilitation group exceeded that in model group, showing significant differences at the 3rd week (P<
0.05). Motor ability in rehabilitation group was better than that in model group. Compared with model group, the
function of rotating bar and balancing wood in rehabilitation group was significantly different at the 3rd week (P<
0.01) and the 5th week (P<0.05); net screen function was significantly different at the 3rd and 5th week (P<0.05).
Both learning and memory abilities were improved obviously in rats after motor training (P<0.01). Conclusion:Motor
training can promote the recovery of neural function, ability of motor, learning and memory in cerebral infarction
rats, which may be related to NF200 expression upregulation in brain ischemic area.
Author′ s addr ess Dept. of Rehabilitation Medicine, Luzhou Medical College,Sichuan Province,646000
Key words cerebral infarction; rats; motor training; behavior; neurofilament200
腦梗死是神經(jīng)系統(tǒng)的常見(jiàn)病和多發(fā)病, 患者常
有相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)、 感知覺(jué)、 學(xué)習(xí)記憶等行為能力障礙,
給社會(huì)和家庭帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān), 這就需要采用康復(fù)治
療技術(shù)提高患者的生存質(zhì)量和改善其功能障礙。運(yùn)
動(dòng)是**神經(jīng)系統(tǒng)*有效的刺激形式, 所有的運(yùn)動(dòng)
都可向**神經(jīng)提供感覺(jué)、 運(yùn)動(dòng)和反射性傳入。 運(yùn)動(dòng)
對(duì)大腦的功能重組和代償起著重要作用。Stroemer
等[1]
證實(shí)神經(jīng)元軸突的發(fā)芽和突觸形成與動(dòng)物的行
為學(xué)恢復(fù)密切相關(guān)。神經(jīng)絲蛋白( neurofilament, NF)
是神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)蛋白, 是神經(jīng)元所特有的細(xì)胞骨架,
對(duì)維持神經(jīng)元的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生理功能都具有重要
意義, 它代表著神經(jīng)元的功能和聯(lián)系。 根據(jù)其分子量
1 四川省瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科, 646000
2 通訊作者: 余茜(四川省瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科)
作者簡(jiǎn)介: 楊敏, 女, 碩士, 主治醫(yī)師
收稿日期: 2005- 11- 17
的大小不同分為 NF60、 NF160 和 NF200 三種亞單
位, NF200 是 3 種 NF 蛋白的重要成分, 主要存在于
神經(jīng)元軸突的遠(yuǎn)側(cè)部分。因此,可以用磷酸化 NF200
蛋白質(zhì)作為神經(jīng)元軸突的標(biāo)記物, 了解運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)
神經(jīng)元軸突的可塑性影響, 初步探討運(yùn)動(dòng)改善腦梗
死大鼠行為學(xué)影響的可能機(jī)制。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組
健康雄性 Wistar 大鼠 56 只, 體重 280± 50g, 周
齡 8 周, 由瀘州醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科提供。 分為假手術(shù)
組、 模型組(腦梗死自由活動(dòng)組)、 康復(fù)組(腦梗死運(yùn)
動(dòng)訓(xùn)練組) , 其中模型組和康復(fù)組各分手術(shù)后 1 周、 3
周、 5 周 3 個(gè)時(shí)點(diǎn), 每組各 8 只大鼠。
1.2 局灶性腦缺血模型
按照小泉線栓法制成右側(cè)大腦中動(dòng)脈缺血梗死
模型[2]
。用 1%的****鈉按照 30—40mg/kg對(duì)大
鼠進(jìn)行腹腔麻醉, 固定于手術(shù)臺(tái)上, 頸部右旁中切開(kāi), 分離右頸總動(dòng)脈、 頸內(nèi)動(dòng)脈、 頸外動(dòng)脈。 在翼腭動(dòng)
脈起始部置一血管夾, 結(jié)扎切斷頸外動(dòng)脈, 在頸外動(dòng)
脈的起始部剪一直徑 0.2mm的小口, 將預(yù)先用紫藥
水煮過(guò)且染成紫色的強(qiáng)力尼龍釣魚(yú)線 ( 直徑
0.22mm, 長(zhǎng) 20mm) , 離頭端 4mm處均勻地涂上一層
聚氨酯輕漆, 使其頭端形成一光滑的錐形, 頭端直徑
約 0.25mm。線栓從頸外動(dòng)脈殘端插入, 經(jīng)頸動(dòng)脈分
叉后沿頸內(nèi)動(dòng)脈入顱, 至大腦前動(dòng)脈, 稍感阻力時(shí)停
止, 插入深度從分叉部計(jì)約 17—19mm, 然后用手術(shù)
線結(jié)扎頸總動(dòng)脈分叉處, *后縫合皮膚, 手術(shù)完畢后
放回鼠籠正常喂食和飲水, 術(shù)后注意對(duì)動(dòng)物進(jìn)行保
溫。 假手術(shù)組只是在動(dòng)脈內(nèi)不插線, 其余步驟與模型
組和康復(fù)組完全一致。模型成功標(biāo)志是動(dòng)物蘇醒后
表現(xiàn)為提尾時(shí)左側(cè)前肢內(nèi)收屈曲; 同側(cè) Hornor 征;
爬行時(shí)向左劃圈; 站立時(shí)左側(cè)傾倒。 凡具有上述四項(xiàng)
體征者列入研究對(duì)象。
1.3 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練
康復(fù)組于術(shù)后休息 4d, 從第 5d 起開(kāi)始采用自
制儀器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練:①滾筒網(wǎng)狀式訓(xùn)練儀: 為一長(zhǎng)
100cm, 直徑 60cm 的圓形網(wǎng)狀儀器, 底座有一固定架, 一端有一手搖柄, 將大鼠放于其中讓其被動(dòng)跑
籠, 訓(xùn)練大鼠抓握、 旋轉(zhuǎn)及行走能力。 ②平衡訓(xùn)練: 將
大鼠放于距地面 5cm 高, 長(zhǎng) 150cm、 寬 2cm 的方木
棒上, 用食物誘導(dǎo)其行走, 訓(xùn)練平衡能力。③網(wǎng)屏訓(xùn)
練: 將大鼠放于網(wǎng)眼 1cm× 1cm, 網(wǎng)寬 50cm× 40cm 的
網(wǎng)屏上, 網(wǎng)屏距地面高度 80cm, 下鋪 12cm 厚的海
綿。網(wǎng)屏由水平逐步垂直并保持 5s, 觀察大鼠是否從網(wǎng)屏上掉下來(lái)或用前爪抓住網(wǎng)屏。大鼠在網(wǎng)屏上
的時(shí)間越長(zhǎng)反映肌力越好, 訓(xùn)練大鼠的抓握能力及
肌力。④轉(zhuǎn)棒訓(xùn)練: 為一長(zhǎng) 150cm, 直徑 4.5cm的空
心鋁棒一根, 其中點(diǎn)固定在 3r/min 的轉(zhuǎn)動(dòng)器上, 分
別向左右交替轉(zhuǎn)動(dòng), 以訓(xùn)練其動(dòng)態(tài)平衡。 以上訓(xùn)練每
天共計(jì) 40min, 每周 6d。
1.4 神經(jīng)功能、 運(yùn)動(dòng)功能及學(xué)習(xí)記憶能力的評(píng)定
假手術(shù)組于術(shù)后 2h 進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分, 術(shù)后 1
周進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能力評(píng)分。模型組和康復(fù)組于手術(shù)后各
時(shí)點(diǎn)進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)定和運(yùn)動(dòng)能力評(píng)分, 在手術(shù)后
5 周采用 Y-迷宮進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶行為學(xué)測(cè)試。神經(jīng)功
能評(píng)分根據(jù) Bederson 等[3]
制訂的評(píng)定方法進(jìn)行。平
衡木測(cè)評(píng), 轉(zhuǎn)棒測(cè)評(píng)及網(wǎng)屏實(shí)驗(yàn)測(cè)評(píng)按照各自的評(píng)
分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[4]
。
Y-型迷宮測(cè)試[5]
: Y-型迷宮為一三等臂式迷宮,
每臂頂端設(shè)有一信號(hào)燈, 以此提示 “危險(xiǎn)區(qū)” 。 信號(hào)燈
亮 6s, 此臂即為危險(xiǎn)區(qū), 通以 36V交流電, 刺激大鼠
在通電后從所在的亮臂跑到暗臂。訓(xùn)練中始終有一
臂為**區(qū), **區(qū)以無(wú)規(guī)則的次序變換。 實(shí)驗(yàn)在安
靜、 光線較暗的環(huán)境中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)前, 將大鼠放入迷宮, 使其適應(yīng) 5min, 然后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。大鼠在通電后從
所在亮臂跑到另一亮臂記為錯(cuò)誤, 跑到暗臂記為正
確。每天訓(xùn)練 30min, 連續(xù)刺激 10 次后大鼠休息
2min, 記錄大鼠學(xué)會(huì)(連續(xù) 10 次訓(xùn)練中有 9 次正確
即認(rèn)為 “學(xué)會(huì)” )所需的訓(xùn)練次數(shù), 訓(xùn)練次數(shù)越少的表
明大鼠學(xué)習(xí)能力越強(qiáng), 以此作為判斷大鼠學(xué)習(xí)分辨
能力的指標(biāo)。
1.5 取材及**組化
假手術(shù)組 8 只動(dòng)物在手術(shù)后 1 周評(píng)定完后取
材, 模型組和康復(fù)組在手術(shù)后各時(shí)點(diǎn)評(píng)分進(jìn)行完后
分別取材。以 1%的****鈉腹腔注射麻醉后, 固
定于操作臺(tái)上, 迅速開(kāi)胸, 經(jīng)左心室插管至主動(dòng)脈快
速灌注肝素生理鹽水 100ml, 再以 4%多聚甲醛行心
臟灌注(持續(xù) 15min) , 取腦組織置于 4%多聚甲醛溶
液中固定過(guò)夜, 移入梯度酒精固定, 取右側(cè)大腦組織
行常規(guī)石蠟包埋。
用石蠟切片機(jī)行連續(xù)冠狀切片 ( 片厚 4—
6μ m)。烘干。切片經(jīng)常規(guī)脫蠟至水。3%雙氧水, 室
溫 5—10min 滅活內(nèi)源性酶, 蒸餾水沖洗 3 次; 熱修
復(fù)抗原: 滴加復(fù)合消化液 1 滴在切片上, 將切片放入
染缸, 置于 PBS液中, 微波爐加熱沸騰, 冷卻后重復(fù)1 次, 冷卻后 PBS液沖洗 3 次; 抗原修復(fù)液 1 滴滴加
在切片上, 室溫 8min, PBS液洗滌 3 次; 滴加適量一
抗小鼠 BM0100( 1∶ 200) , 37℃水浴箱孵育 1h; PBS洗
滌, 2min× 3 次; 滴加二抗小鼠 SA1021( 1∶ 200) , 37℃水浴箱孵育 20min; PBS洗滌, 2min× 3 次; 滴加試劑
SABC, 37℃水浴箱孵育 20min; PBS 洗滌, 5min×
次; DAB顯色: 取蒸餾水 1ml, 滴加試劑盒中 A、 B、
液各 1 滴, 混勻后滴加到切片; 室溫顯色, 顯微鏡下
控制顯色時(shí)間, 約 12—15min, 蒸餾水終止顯色; 每
組隨機(jī)選 1 張進(jìn)行蘇木素復(fù)染, 脫水、 透明、 封片, 顯
微鏡觀察, 數(shù)碼相機(jī)照相。采用 IS- 44OO圖像分析
系統(tǒng)對(duì)各組**組化實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行定位、 定性、 定量
統(tǒng)計(jì): 用 MLAS- 1000 圖像分析儀, 在 400 倍下進(jìn)行
圖像分析, 每組 5 張切片, 每張切片 5 個(gè)視野, 由計(jì)
算機(jī)處理系統(tǒng)測(cè)定各組 NF200 陽(yáng)性纖維的光密度
( optical density, OD) , 所有 OD 值測(cè)量都是在相同
的光學(xué)、 光源條件下完成。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
應(yīng)用 SPSS11.5 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 P<0.0
為差異有顯著性意義。對(duì)大鼠神經(jīng)功能、 運(yùn)動(dòng)能力
學(xué)習(xí)記憶能力測(cè)評(píng)結(jié)果采用 t 檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩比較
對(duì)**組化陽(yáng)性纖維圖像分析儀結(jié)果進(jìn)行單因素方2 結(jié)果
2.1 行為學(xué)測(cè)試結(jié)果
假手術(shù)組共 8 只大鼠, 在手術(shù)前 1 天進(jìn)行神經(jīng)
功能和運(yùn)動(dòng)能力測(cè)評(píng),其神經(jīng)功能、 轉(zhuǎn)棒行走訓(xùn)練、
平衡木步行訓(xùn)練、 網(wǎng)屏訓(xùn)練評(píng)分均為 0 分, 其手術(shù)后
2h 神經(jīng)功能評(píng)分也為 0 分, 即假手術(shù)組術(shù)后無(wú)神經(jīng)
缺失癥狀。假手術(shù)組于手術(shù)后 1 周進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能力評(píng)
分, 其轉(zhuǎn)棒行走、 平衡木行走、 網(wǎng)屏訓(xùn)練三項(xiàng)評(píng)分均
為 0 分。表明只進(jìn)行手術(shù)過(guò)程而不穿線不會(huì)造成大
鼠神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)功能缺失。
神經(jīng)功能評(píng)分和運(yùn)動(dòng)能力評(píng)分, 康復(fù)組優(yōu)于模
型組, 神經(jīng)功能在手術(shù)后 3 周兩組比較差異有顯著
性意義( P<0.05) ; 轉(zhuǎn)棒行走訓(xùn)練和平衡木步行訓(xùn)練,
術(shù)后 3 周模型組與康復(fù)組比較有高度顯著性意義
( P<0.01) , 術(shù)后 5 周比較差異有顯著性意義 ( P<
0.05) ; 網(wǎng)屏實(shí)驗(yàn), 在手術(shù)后 3 周和 5 周比較差異有
顯著性意義( P<0.05) , 見(jiàn)表 1。兩組大鼠在手術(shù)后 5
周進(jìn)行學(xué)習(xí)記憶能力測(cè)評(píng), 結(jié)果顯示康復(fù)組 Y- 型迷
宮學(xué)習(xí)分辨能力明顯優(yōu)于模型組, 其達(dá)到掌握標(biāo)準(zhǔn)
所需次數(shù)明顯少于模型組, 兩組比較有高度顯著性
意義( P<0.01) , 見(jiàn)表 2。
2.2 NF200 染色結(jié)果及陽(yáng)性產(chǎn)物顆粒圖像分析儀
統(tǒng)計(jì)結(jié)果
2.2.1 **組化染色結(jié)果: 在光學(xué)顯微鏡下, NF200
**組化染色顯示: 假手術(shù)組大鼠大腦皮質(zhì) NF200陽(yáng)性表達(dá)主要為一些不同走向的神經(jīng)纖維, 少見(jiàn)有
神經(jīng)細(xì)胞。陽(yáng)性纖維著色深褐色, 排列規(guī)則, 縱橫交
錯(cuò), 分布密集, 粗細(xì)均勻, 紋理清晰, 呈條索狀走向。
模型組和康復(fù)組在手術(shù)后 1 周均可見(jiàn)梗死灶中央的
NF200 陽(yáng)性纖維顯著減少, 排列紊亂, 分布稀疏, 粗
細(xì)不均勻, 著色淺淡, 纖維變短, 多處出現(xiàn)串珠樣改
變, 條索狀走向中斷, 兩組在梗死灶邊緣區(qū)可見(jiàn)散在
的 NF200 陽(yáng)性神經(jīng)元。在手術(shù)后 3 周, 模型組梗死
灶中央?yún)^(qū) NF200 陽(yáng)性纖維開(kāi)始增多, 排列紊亂, 康
復(fù)組陽(yáng)性纖維數(shù)量明顯增多, 纖維明顯增粗并扭曲,
染色加深, 呈輻射狀, 由梗死灶周邊向梗死灶中央延
伸。在手術(shù)后 5 周, 模型組陽(yáng)性纖維較前稍有增多,
仍較紊亂, 康復(fù)組 NF200 陽(yáng)性纖維排列整齊, 染色
均勻, 分布密集, 紋理清晰(圖 1—3, 見(jiàn)后置彩色插
頁(yè) 1)。
2.2.2 NF200 陽(yáng)性產(chǎn)物圖像分析儀統(tǒng)計(jì)結(jié)果: 采用
圖像分析儀, 對(duì)每張切片隨機(jī)取上下左右中 5 個(gè)視
野, 測(cè)定 NF200 陽(yáng)性產(chǎn)物信號(hào)的面積(即占當(dāng)時(shí)視野面積的百分比) , 測(cè)定其陽(yáng)性產(chǎn)物平均 OD值, 并
減去背景光密度值, 得到校正光密度值。 統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯
示: 模型組和康復(fù)組手術(shù)后 1 周 NF200 陽(yáng)性纖維光
密度值與假手術(shù)組比較有極顯著性意義 ( P<0.01) ,
在手術(shù)后 1 周模型組和康復(fù)組比較差異無(wú)顯著性意
義( P>0.05) , 在手術(shù)后 3 周模型組和康復(fù)組比較差
異有顯著性意義( P<0.05) , 術(shù)后 5 周比較有極顯著
性意義( P<0.01) , 見(jiàn)表 3。
表 1 模型組和康復(fù)組運(yùn)動(dòng)及神經(jīng)功能評(píng)分 (分, x± s)
項(xiàng)目 組別 手術(shù)后 1 周 手術(shù)后 3 周 手術(shù)后 5 周
神經(jīng)功能 模型組 2.13± 0.64 1.38± 0.52 0.50± 0.53
康復(fù)組 1.88± 0.64 0.63± 0.52① 0.25± 0.46
轉(zhuǎn)棒行走測(cè)評(píng) 模型組 2.38± 0.52 1.50± 0.53 0.88± 0.64
康復(fù)組 2.00± 0.53 0.63± 0.52② 0.25± 0.46①
平衡木行走測(cè)評(píng) 模型組 3.50± 0.53 2.88± 0.64 2.00± 0.53
康復(fù)組 3.00± 0.76 1.88± 0.64② 1.38± 0.52①
網(wǎng)屏實(shí)驗(yàn) 模型組 1.88± 0.64 1.25± 0.46 0.63± 0.52
康復(fù)組 1.63± 0.52 0.63± 0.52① 0.13± 0.35①
兩組比較:①P<0.05;②P<0.01
表 2 模型組和康復(fù)組學(xué)習(xí)記憶能力評(píng)分 ( x± s)
組別 動(dòng)物數(shù) Y- 迷宮學(xué)習(xí)分辨能力
模型組 8 103.38± 12.35
康復(fù)組 8 70.88± 9.40
表 3 各組 NF200 陽(yáng)性纖維表達(dá) OD 值比較( x± s, n=40, %)
組別 手術(shù)后 1 周 手術(shù)后 3 周 手術(shù)后 5 周3 討論
實(shí)驗(yàn)中對(duì)腦梗死大鼠行為學(xué)評(píng)估分神經(jīng)功能、
假手術(shù)組 27.20± 2.95 無(wú) 無(wú)
模型組 12.35± 2.76① 13.43± 2.95 16.13± 3.24
康復(fù)組 13.13± 3.10① 15.25± 3.29② 21.10± 4.02③運(yùn)動(dòng)能力和學(xué)習(xí)記憶三個(gè)方面。神經(jīng)功能評(píng)估可以
反映缺血性損傷的程度, 而且與大腦皮質(zhì)缺血性壞
死神經(jīng)元的數(shù)目密切相關(guān)[6]
。 本結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能
明顯改善腦梗死大鼠的神經(jīng)功能、 運(yùn)動(dòng)功能、 學(xué)習(xí)記
憶能力。 發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能促進(jìn)**在結(jié)構(gòu)和功能上的
可塑性變化。運(yùn)動(dòng)使腦梗死大鼠早期( 1—2 周)在梗
死灶周?chē)梢?jiàn)膠質(zhì)細(xì)胞增生及周邊散在的小血管芽
向壞死區(qū)生長(zhǎng)并形成膠質(zhì)瘢痕, 后期( 3—4 周)邊緣
有明顯的血管和成纖維細(xì)胞增生, 在梗死灶內(nèi)有肉芽
和血管支架形成。 同時(shí)促使梗死區(qū)周邊大量的細(xì)胞增
殖, 側(cè)支循環(huán)改善, 并激活梗死灶周?chē)蛯?duì)側(cè)相應(yīng)皮
質(zhì)神經(jīng)元功能, 從而增加大腦的血液循環(huán), 減少梗死
面積, 改善了腦缺血, 促進(jìn)腦組織再生、 修復(fù)[7]
。 本實(shí)驗(yàn)
中康復(fù)組腦梗死大鼠在第 3 周出現(xiàn)了神經(jīng)功能和運(yùn)
動(dòng)的明顯改變, 而在 5 周時(shí)主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)功能的
改變。 研究發(fā)現(xiàn)腦損傷數(shù)周或數(shù)月后, 康復(fù)訓(xùn)練使一
些運(yùn)動(dòng)能力逐漸恢復(fù), 主要是使傳入神經(jīng)不斷刺激,
引起大腦產(chǎn)生功能重組[8]
。 有學(xué)者指出腦梗死致運(yùn)動(dòng)
皮質(zhì)損傷后, 康復(fù)訓(xùn)練能使鄰近的非損傷區(qū)發(fā)生功
能重組, 非損傷區(qū)在運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)上發(fā)揮重要作
用[9]
。 康復(fù)訓(xùn)練也可促進(jìn)大腦損傷區(qū)形成功能環(huán)路的
重建, 從而改善運(yùn)動(dòng)功能[ 10]
。有關(guān)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促進(jìn)腦學(xué)習(xí)記憶神經(jīng)功能恢復(fù)的機(jī)制尚未清楚。 其機(jī)制可能是
通過(guò)多種途徑的復(fù)合機(jī)制而發(fā)揮作用的。余茜等[ 11]
研
究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可明顯改善運(yùn)動(dòng)神經(jīng)功能和學(xué)習(xí)記
憶能力, 使健側(cè)海馬突觸界面曲率和突觸后致密物
厚度增大以及穿孔性突觸的百分率增多, 突觸穿孔
后致密物變?yōu)楣?jié)段, 出現(xiàn)多個(gè)活性區(qū), 使得不同受體
簇的不同活性區(qū)傳遞功能大大加強(qiáng), 進(jìn)一步加強(qiáng)了
突觸傳遞功能, 使其習(xí)得性長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng) ( long- term
potentiation, LTP)形成速度明顯快于模型組。并指出
運(yùn)動(dòng)康復(fù)促進(jìn)腦梗死大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的恢復(fù)可能
是通過(guò)影響腦梗死鼠健側(cè)海馬 CA3 區(qū) N- 甲基- D-
天冬氨酸(N- methyl- D- aspartate, NMDA) 受體通道
開(kāi)放電導(dǎo)水平、 開(kāi)放時(shí)間和開(kāi)放概率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 康復(fù)
訓(xùn)練后健側(cè)海馬突觸體游離鈣離子濃度變化可影響
信息處理過(guò)程, *終表現(xiàn)在學(xué)習(xí)記憶能力行為上, 表
明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練改善腦缺血大鼠學(xué)習(xí)記憶與海馬神經(jīng)元
SCF( Ca)密切相關(guān)。Tischmeyer 等[12]
報(bào)道大鼠在完成
Y- 型迷宮視覺(jué)辨別任務(wù)后, 其海馬 c- fos mRNA 升
高。在清醒大鼠海馬齒狀回誘導(dǎo) LTP 可導(dǎo)致 c- fos
基因表達(dá)增高。
NF 是神經(jīng)元特有的結(jié)構(gòu)蛋白, 它特異性的分布于神經(jīng)元的胞體及突起內(nèi), 在胞體內(nèi)多交叉成網(wǎng)。
NF 形成細(xì)胞骨架并起維持作用, 此外在軸漿運(yùn)輸中, 對(duì)微管起協(xié)調(diào)作用。 它代表了神經(jīng)元的功能和聯(lián)
系。 研究也發(fā)現(xiàn)神經(jīng)絲與多聚核糖體關(guān)系密切, 參與
蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程。 在病理情況下(如損傷和缺血) , 神
經(jīng)絲發(fā)生降解[13]
, 因此其表達(dá)水平能很好地反映神
經(jīng)元的病理變化。Bidmon 等 [14]
研究發(fā)現(xiàn)磷酸化
NF200 陽(yáng)性纖維主要為神經(jīng)元軸突, 指出在腦缺血
早期, 腦梗死灶中央的陽(yáng)性纖維明顯減少, 提示神經(jīng)
元軸突 NF200 蛋白質(zhì)發(fā)生降解。NF200 蛋白質(zhì)水平
變化與神經(jīng)元的敏感性呈正相關(guān), 其降解被認(rèn)為是
鈣敏感蛋白質(zhì)作用的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn) NF200 與鈣敏
感蛋白質(zhì)是缺血導(dǎo)致遲發(fā)性神經(jīng)死亡連鎖反應(yīng)中的
重要環(huán)節(jié)。此外 NF200 與突觸的超微結(jié)構(gòu)相關(guān), 其
變化也會(huì)影響到突觸傳遞可塑性變化。
本實(shí)驗(yàn)中采用磷酸化 NF200 蛋白質(zhì)作為神經(jīng)
元軸突的標(biāo)記物, 觀察運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)腦缺血大鼠神經(jīng)
功能、 運(yùn)動(dòng)能力、 學(xué)習(xí)記憶能力和 NF200 蛋白質(zhì)表
達(dá)變化的影響, 探討運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)**的形態(tài)和功能
的可塑性影響。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在手術(shù)后 1 周, 模型組和
康復(fù)組的 NF200 陽(yáng)性纖維較假手術(shù)組明顯減少, 比應(yīng)的行為學(xué)測(cè)試(神經(jīng)功能和運(yùn)動(dòng)能力)也較假手術(shù)
組明顯減退, 差異有顯著性意義( P<0.01)。提示腦梗
死大鼠出現(xiàn)神經(jīng)功能和運(yùn)動(dòng)能力的減低可能與
NF200 在腦缺血的情況下發(fā)生降解有關(guān)。在手術(shù)后
3 周康復(fù)組 NF200 陽(yáng)性纖維數(shù)量明顯增多, 纖維明
顯增粗并扭曲, 染色加深, 呈輻射狀, 由梗死灶周邊
向梗死灶中央延伸?？祻?fù)組 NF200 陽(yáng)性纖維表達(dá)
(OD 值)較模型組明顯增加, 其差異有顯著性意義
( P<0.05) , 相應(yīng)的行為學(xué)檢測(cè)提示康復(fù)組神經(jīng)功能
和運(yùn)動(dòng)能力明顯優(yōu)于模型組。 在手術(shù)后 5 周, 模型組
陽(yáng)性纖維較前稍有增多, 仍較紊亂, 康復(fù)組 NF200
陽(yáng)性纖維排列整齊, 染色均勻, 分布密集, 紋理清晰,
康復(fù)組 NF200 陽(yáng)性表達(dá) OD 值與模型組比較差異
有極顯著性意義( P<0.01) , 其運(yùn)動(dòng)能力和學(xué)習(xí)記憶
能力明顯優(yōu)于模型組。在手術(shù)后 3 周和 5 周康復(fù)組
NF200 蛋白質(zhì)表達(dá)增加提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促進(jìn)神經(jīng)元軸
突發(fā)芽和再生并有突觸形成。目前已證實(shí)神經(jīng)元軸
突的發(fā)芽和突觸形成與動(dòng)物的行為學(xué)恢復(fù)密切相
關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中 NF200 蛋白質(zhì)表達(dá)增加的同時(shí)有腦梗
死大鼠行為學(xué)的改善(包括了神經(jīng)功能、 運(yùn)動(dòng)能力和
學(xué)習(xí)記憶能力的改善)。 以上結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能明
顯改善腦缺血大鼠神經(jīng)功能、運(yùn)動(dòng)能力和學(xué)習(xí)記憶
能力, 可能與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練促進(jìn)神經(jīng)元軸突的再生和發(fā)
芽機(jī)制有關(guān)。同時(shí)由于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能增加神經(jīng)元軸突
發(fā)生出芽和形成新的突觸聯(lián)系, 增加突觸曲率及PSD含量, 導(dǎo)致突觸結(jié)構(gòu)的可塑性變化, 形成新的神
經(jīng)回路, 促進(jìn)神經(jīng)元信息網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)網(wǎng)的重建, 從而促
進(jìn)腦梗死大鼠運(yùn)動(dòng)和學(xué)習(xí)記憶能力康復(fù)。
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420.①與假手術(shù)組比較 P<0.01, 與模型組比較:②P<0.05,③P<0.01