跑步訓練對中老年大鼠大腦白質及白質內毛細血管影響的研究.pdf

1、目的：衰老是一種不可避免的生物學過程。隨著全球人口老齡化的來臨,衰老已經成為科學家們不得不面對的問題。如何提高大腦可塑性延緩衰老呢?通過核磁共振成像(MRI)和正電子放射斷層攝影(PET),研究人員發(fā)現跑步訓練能使腦體積增加(主要反應在大腦的額葉和顳葉),誘導腦血管生成,并提高局部腦血流量。更多的研究表明,長期科學規(guī)律的跑步訓練可以刺激新生神經元形成,防止腦損傷,增加大腦健康和可塑性以及降低老年認知功能下降。同時,也有研究人員發(fā)現跑步訓

2、練提高了腦源性神經營養(yǎng)因子(BDNF)和其它生長因子的水平,突觸活動也變得活躍,代償地引起血管發(fā)生,腦血管密度增加。由此看出,鍛煉是一種簡單易行的延緩衰老的行為學手段。以往的影像研究證實了跑步訓練能提高腦血流量,而這樣的改變是否伴隨有血管的體積和長度等的變化?目前尚未見相關報道。體視學方法是一種基于對二維切片的觀察而獲得顯微結構的三維定量信息的精確方法,因此,我們用這種三維定量研究手段對大腦白質的毛細血管進行定量研究。為了探討跑步訓練干

3、預是否引起大鼠大腦白質毛細血管的改變,我們對中老年Sprague-Dawley大鼠進行為期4個月的跑步訓練,之后應用免疫組織化學和新的體視學方法來研究大腦白質體積、白質內毛細血管總長度、總體積、總表面積的改變。這一研究結果將有助于我們進一步認識運動延緩大腦衰老的機制。
　　 方法：⑴120只14月齡的Sprague-Dawley大鼠,體重280土20 g,雌性對照組5只,雄性對照組5只,雌性跑步訓練組5只,雄性跑步訓練組5只。⑵

4、跑步訓練組動物每周訓練5天,休息2天,每天20 min,上午九點鐘開始跑步機跑步。跑步速度:第一周為10 m/min,第二周為15m/min,以后均為20 m/min,訓練時間4個月。對照組大鼠不進行任何訓練,飼養(yǎng)時間為4個月。⑶訓練結束后,將大鼠麻醉灌注固定。從每只大鼠隨機抽取一側大腦半球,制作2 mm厚的連續(xù)腦組織塊,從每個腦塊切取一張4μm厚的各向同性切片,進行免疫組化染色。在100倍油鏡下拍每張切片的整個白質區(qū)域,拍得4～6個視

5、野,每只動物共拍攝30張照片。⑷運用新的體視學方法分別計算出大鼠大腦白質總體積、白質內毛細血管長度密度和總長度、體積密度和總體積以及表面積密度和總表面積。
　　 結果：①對照組雌性大鼠大腦白質總體積為84.8士10.2 mm3,雄性大鼠大腦白質總體積為98.3±10.1 mm3,兩組之間無顯著性差異p>0.05)。②對照組雌性大鼠白質內毛細血管總長度為15.9±2.70 m,總體積為0.49±0.06 mm3,總表面積為2.84

6、±0.48 cm2。而對照組雄性大鼠白質內毛細血管總長度為19.9±4.10 m,總體積為0.57±0.15 mm3,總表面積為3.46±0.82 cm2。各參數雌雄性之間相比較沒有顯著性改變p>0.05)。③跑步訓練干預后,跑步訓練組雌性大鼠白質總體積為112±14.9mm3,跑步訓練組雌性大鼠毛細血管總長度為20.6±3.40 m,總體積為0.57±0.12 mm3,總表面積為3.54±0.53 cm2。與雌性對照組相比較,雌性跑步

7、訓練組大鼠白質總體積顯著性增加p<0.01)。雌性跑步訓練組白質毛細血管總長度也顯著大于對照組(P<0.05)。④跑步訓練干預后,跑步訓練組雄性大鼠白質總體積為98.6±13.5 mm3,跑步訓練組雄性大鼠白質內毛細血管總長度為26.1±4.20m,總體積為0.60±0.10 mm3,總表面積為4.11±0.76 cm2。與雄性對照組相比較,雄性跑步訓練組的白質毛細血管長度密度和總長度顯著性增加(P<0.05)。
　　 結論：⑴