周躍輝周成林

1曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院（山東曲阜273165）

2上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)科學(xué)學(xué)院（上海200438）

尼古丁依賴即煙草依賴。它通過(guò)其特異性受體——煙堿型乙酰膽堿受體（nicotinic acetylcholine receptors,nAChRs），像毒品一樣作用于多巴胺獎(jiǎng)賞系統(tǒng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的成癮性，且具有明顯的戒斷癥狀[1]。戒斷癥狀的存在，是誘發(fā)尼古丁戒斷后居高不下的復(fù)吸率的重要原因，也是治療尼古丁依賴的最大障礙[2]。

尼古丁戒斷癥狀是指尼古丁依賴后戒斷所誘發(fā)的軀體、情感和認(rèn)知障礙。其中，認(rèn)知障礙是尼古丁戒斷的核心癥狀[2]。藥物成癮理論認(rèn)為，反復(fù)性藥物濫用會(huì)導(dǎo)致大腦學(xué)習(xí)與記憶能力的病理性損傷，加重藥物濫用[3]。尼古丁成癮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)也認(rèn)為，從最初自主性使用尼古丁到強(qiáng)迫性濫用尼古丁，意味著前額葉皮層（Prefrontal Cortex，PFC）和海馬（Hippocampus，HIP）相關(guān)認(rèn)知功能的受損[4]。研究也指出，緩解尼古丁戒斷個(gè)體的學(xué)習(xí)與記憶能力，可能是治療尼古丁依賴[2]、預(yù)防尼古丁戒斷癥狀[5]的有效途徑。由此可見(jiàn)，改善尼古丁戒斷個(gè)體的學(xué)習(xí)與記憶能力，則可能有效降低尼古丁依賴。然而，目前還沒(méi)有相關(guān)的治療措施或?qū)嶒?yàn)研究，以改善尼古丁戒斷期學(xué)習(xí)記憶為作用靶點(diǎn)，有效降低尼古丁戒斷癥狀，預(yù)防復(fù)吸。

越來(lái)越多的證據(jù)也表明，運(yùn)動(dòng)能夠有效預(yù)防和治療多種認(rèn)知功能衰退患者（如阿爾茨海默癥、腦中風(fēng)和抑郁癥等）的學(xué)習(xí)與記憶能力損傷[6]。運(yùn)動(dòng)也能夠減輕酒精和毒品戒斷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶損傷，降低藥物依賴[7-9]。Ussher等[10]研究人員在2000年至2014年期間不斷更新的系統(tǒng)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)顯示，運(yùn)動(dòng)干預(yù)（包括急性運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)）可以有效降低尼古丁依賴性，緩解學(xué)習(xí)與記憶障礙等戒斷癥狀。目前，很少有研究關(guān)注運(yùn)動(dòng)干預(yù)與尼古丁戒斷個(gè)體學(xué)習(xí)與記憶之間的關(guān)系。

神經(jīng)影像學(xué)研究指出，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是影響大腦認(rèn)知和行為反應(yīng)的重要因素[11]。不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)與大腦的喚醒水平之間存在著倒“U”型的效應(yīng)關(guān)系[12]。因此，本研究建立大鼠尼古丁條件位置偏好模型，觀察不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)尼古丁戒斷大鼠學(xué)習(xí)與記憶能力的影響，并探討其可能分子機(jī)制，旨在為今后尼古丁依賴和戒斷的治療提供新的研究靶點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與藥品

4周齡雄性SPF級(jí)Sprague-Dawley（SD）大鼠（n=40），購(gòu)買于中國(guó)人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心[SCXK（滬）2008-0016]。大鼠分籠飼養(yǎng)，每籠5只，自由飲食，飼養(yǎng)籠內(nèi)溫度為22.0±2℃，相對(duì)濕度為50%～60%，12 h明暗交替光照，遵循大鼠日夜生物節(jié)律。所有動(dòng)物的行為學(xué)測(cè)試均安排在晚上20∶00之后。對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的處理，按照上海體育學(xué)院道德倫理委員會(huì)的要求和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用許可制度進(jìn)行。尼古丁酒石酸鹽購(gòu)買于美國(guó)Sigma公司，用0.9%生理鹽水（pH 7.4～7.5）將其濃度稀釋為0.5 mg/ml，采用頸背部皮下注射，每千克體重注射1 ml體積液體的藥物。根據(jù)文獻(xiàn)[13]，尼古丁注射劑量為0.5 mg/kg。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

雙因素混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，組間變量為組別（安靜組，大、中、小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組），組內(nèi)變量為不同時(shí)間點(diǎn)尼古丁條件位置偏好得分（前測(cè)、中測(cè)、后測(cè)），以及水迷宮訓(xùn)練天數(shù)（1、2、3、4天）。自變量為不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)，因變量為尼古丁條件位置偏好得分、逃避潛伏期。

單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，自變量為不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)，因變量為大鼠記憶能力、尼古丁受體α7 nAChRs蛋白表達(dá)水平。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 利用條件位置偏好范式（conditioned place preference，CPP）建立大鼠關(guān)聯(lián)尼古丁獎(jiǎng)賞記憶模型

CPP實(shí)驗(yàn)裝置及軟件（TWWP-2）購(gòu)自于中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所。該裝置由3個(gè)箱體構(gòu)成，其中兩側(cè)的箱體為條件化訓(xùn)練箱（A箱和B箱），大小相同但底面紋理和側(cè)面燈光圖案不同，作為動(dòng)物注射尼古丁或鹽水后區(qū)分箱體的依據(jù)；中間的小箱體為過(guò)渡箱，抽去其兩側(cè)擋板，大鼠可以在3個(gè)箱子內(nèi)自由穿梭活動(dòng)（圖1）。CPP程序分為前測(cè)期、條件化訓(xùn)練期和測(cè)試期。其中，大鼠在注射尼古丁訓(xùn)練箱（伴藥側(cè)）的停留時(shí)間減去注射生理鹽水訓(xùn)練箱（非伴藥側(cè)）的停留時(shí)間，即為CPP得分值（秒），作為判斷大鼠是否形成條件化偏好的統(tǒng)計(jì)依據(jù)[13,14]。

圖1 條件位置偏好箱

前測(cè)期：抽去箱體中間擋板，記錄大鼠15 min內(nèi)在各箱體內(nèi)的停留時(shí)間，作為CPP得分的基礎(chǔ)值。剔除明顯偏好任何一箱大于540秒的大鼠。

條件化訓(xùn)練期：大鼠進(jìn)行連續(xù)8個(gè)周期的生理鹽水和尼古丁給藥交替訓(xùn)練[15]。為了排除給藥順序和箱體環(huán)境差異的影響，尼古丁和生理鹽水注射采用平衡對(duì)抗設(shè)計(jì)，即一半大鼠放置A箱注射尼古?。˙箱注射生理鹽水），一半大鼠放置B箱給藥（A箱注射生理鹽水）。

測(cè)試期：抽去箱體擋板，大鼠自由穿梭箱體，觀察并記錄大鼠15 min內(nèi)在兩個(gè)條件化箱的停留時(shí)間。大鼠條件化訓(xùn)練后CPP得分減去前測(cè)CPP得分，作為CPP模型是否建立成功的判斷依據(jù)。大鼠運(yùn)動(dòng)后CPP得分（后測(cè)）減去運(yùn)動(dòng)前（測(cè)試期）CPP得分，作為運(yùn)動(dòng)影響CPP的判斷依據(jù)。

1.3.2 利用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)尼古丁戒斷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力

Morris水迷宮（morris water maze，MWM）實(shí)驗(yàn)主要測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在水迷宮中位置感和方向感相關(guān)的學(xué)習(xí)與記憶能力。MWM主要包括定位航行實(shí)驗(yàn)和空間探索實(shí)驗(yàn)兩個(gè)部分。定位航行實(shí)驗(yàn)包括連續(xù)4天尋找平臺(tái)的游泳學(xué)習(xí)，每天4次游泳學(xué)習(xí)。在每次尋找平臺(tái)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，隨機(jī)把大鼠溫和地從任意一個(gè)象限放入水池，間隔30 min，再?gòu)牡?個(gè)象限放入，依次放入4個(gè)象限。大鼠每次游泳學(xué)習(xí)尋找隱藏平臺(tái)的時(shí)間為60 s。一旦大鼠找到平臺(tái)，則讓其在平臺(tái)上停留30 s。如果大鼠在60 s內(nèi)找不到平臺(tái)，則由實(shí)驗(yàn)人員引導(dǎo)其到平臺(tái)，同樣讓大鼠在平臺(tái)上停留30 s。記錄大鼠的游泳距離、平均速度和尋找平臺(tái)所用時(shí)間（逃避潛伏期，escape latency）；空間探索實(shí)驗(yàn)在定位航行實(shí)驗(yàn)結(jié)束24小時(shí)后進(jìn)行，測(cè)試期間撤去水中隱藏的平臺(tái)，讓大鼠在水池中自由游泳60 s，記錄大鼠的平均游泳速度、目標(biāo)象限的游泳時(shí)間和距離，以及目標(biāo)象限（平臺(tái)所在象限）的穿梭次數(shù)。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案

建立大鼠尼古丁CPP模型后，所有大鼠隨機(jī)分為安靜組（sedentary group，SED）、小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（low-intensity exercise group，LE）、中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（moderate-intensity exercise group，ME）和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組（high-intensity exercise group，HE）。

對(duì)中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的界定采用乳酸閾測(cè)評(píng)法[16,17]。在遞增運(yùn)動(dòng)負(fù)荷中，血乳酸濃度急劇上升的起始點(diǎn)，其所對(duì)應(yīng)的跑臺(tái)速度約為40%～60%最大攝氧量[18]，即為中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。由于前期研究指出，尼古丁戒斷癥狀在第1周可達(dá)到峰值，能夠持續(xù)2～4周[19-21]。其中認(rèn)知功能在尼古丁戒斷后第9天出現(xiàn)顯著變化[22]。同時(shí)，研究指出，連續(xù)10天的轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)能夠顯著降低尼古丁的渴求度[23]。因此，為了更好地觀察尼古丁戒斷對(duì)認(rèn)知功能的影響，以及與前人研究作比較，選擇運(yùn)動(dòng)干預(yù)持續(xù)總時(shí)間為10天，每天單次運(yùn)動(dòng)時(shí)間為30 min（不包括熱身和整理活動(dòng)）。如圖2所示，CPP訓(xùn)練和測(cè)試結(jié)束后，4組大鼠停止給藥，在接下來(lái)10天的戒斷期內(nèi)，給予不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)干預(yù)。隨后，進(jìn)行CPP和水迷宮測(cè)試，以及蛋白表達(dá)分析。

圖2 實(shí)驗(yàn)流程

1.3.4 動(dòng)物取材及樣本處理

所有動(dòng)物在行為學(xué)測(cè)試結(jié)束24 h后麻醉處死，0.9%生理鹽水心尖灌注（去除腦組織血液），剝離大腦，冰上操作，迅速取出前額葉皮層和海馬組織，－80℃保存。

1.3.5 蛋白質(zhì)免疫印跡法（Western Blotting，WB）檢測(cè)腦組織α 7 nAChRs蛋白表達(dá)水平

BCA試劑盒（碧云天）檢測(cè)腦組織總蛋白濃度，調(diào)整濃度為4 μg/μl。經(jīng)SDS-PAGE凝膠電泳（5%濃縮膠，10%分離膠）、PVDF轉(zhuǎn)膜（恒流300 Am，100 min）、5%BD脫脂牛奶封閉（室溫，1 h）、α7 nAChRs一抗（兔多克隆抗體，1∶400，Abcam）4℃過(guò)夜、二抗（辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔IgG，1∶3000，Cell Signaling）室溫孵育1 h后，加ECL發(fā)光液（Millipore），天能Tanon 5200 Multi全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光成像分析系統(tǒng)檢測(cè)目的蛋白和內(nèi)參GAPDH的灰度值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。重復(fù)測(cè)量方差分析評(píng)估不同實(shí)驗(yàn)條件下CPP偏好值的差異、大鼠連續(xù)4天尋找平臺(tái)游泳時(shí)間（逃避潛伏期）和游泳速度的差異性；單因素方差分析評(píng)估不同實(shí)驗(yàn)條件下大鼠的平均游泳速度、在目標(biāo)象限的游泳時(shí)間、穿越目標(biāo)象限的次數(shù)和在目標(biāo)象限的游泳距離，以及安靜組和不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組之間大鼠腦組織α7 nAChRs受體的蛋白表達(dá)差異性。事后兩兩比較采用Bonferroni′s或Dunnett′s法檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)分析中將a水平設(shè)定為0.05作為顯著性水平。

2 結(jié)果

2.1 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠尼古丁CPP的影響

4（組別：SED、LE、ME、HE）×3（CPP前測(cè)、中測(cè)和運(yùn)動(dòng)干預(yù)后測(cè)）的重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測(cè)試時(shí)間主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（2，46）=411.351，P＜0.001，Partial η2=0.947。測(cè)試時(shí)間與組別的交互效應(yīng)顯著，F(xiàn)（6，46）=8.620，P＜0.001，Partial η2=0.529。進(jìn)一步簡(jiǎn)單主效應(yīng)分析結(jié)果顯示，4組的前測(cè)CPP得分之間不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性（P＞0.05），而4組的中測(cè)CPP得分均顯著高于其前測(cè)CPP得分（P＜0.001），表明建立了尼古丁誘導(dǎo)的CPP模型；運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，雖然4組的后測(cè)CPP得分均顯著高于其前測(cè)CPP得分（P＜0.001），但僅有中等強(qiáng)度和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的后測(cè)CPP得分顯著低于其中測(cè)CPP得分（中等強(qiáng)度組：P＜0.001；大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組：P＜0.05），而安靜組和小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的后測(cè)CPP得分與其中測(cè)CPP得分之間不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性（P＞0.05）；4組的中測(cè)CPP得分之間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性（P＞0.05），但中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)的CPP得分顯著低于安靜組后測(cè)CPP得分（中等強(qiáng)度組：P=0.005＜0.01；大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組：P=0.046＜0.05）。此外，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的后測(cè)CPP得分也顯著低于小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組的后測(cè)CPP得分（P＜0.05）（圖3）。

圖3 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)尼古丁CPP的影響

以上結(jié)果表明，小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，大鼠尼古丁CPP得分沒(méi)有明顯變化。大強(qiáng)度和中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，CPP得分均顯著降低，具體表現(xiàn)在：與安靜組后測(cè)CPP得分相比，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分下降了約34.96%，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分下降了約46.50%；與小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分相比，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分沒(méi)有明顯變化，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分下降了約40.87%；與其本身中測(cè)CPP得分相比，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分下降了約25.85%，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組后測(cè)CPP得分下降了約49.07%。這些結(jié)果提示，中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)都可以顯著降低大鼠尼古丁CPP得分，而中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)降低CPP得分的幅度更大。

2.2 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)尼古丁戒斷大鼠學(xué)習(xí)與記憶能力的影響

在定位航行實(shí)驗(yàn)中（圖4 A,B,C），4（組別：SED、LE、ME、HE）×4（訓(xùn)練天數(shù)：第1天、第2天、第3天、第4天）的重復(fù)測(cè)量方差分析結(jié)果表明，測(cè)試時(shí)間主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（3，60）=14.887，P＜0.001，Partial η2=0.427。組別主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（3，20）=5.796，P=0.005＜0.01，Partial η2=0.465。事后兩兩比較發(fā)現(xiàn)，4組尼古丁戒斷大鼠在第2天、第3天和第4天的逃避潛伏期均顯著短于第1天（P＜0.05），第4天逃避潛伏期顯著短于第2天（P＜0.05）（圖4 B）。而且，在連續(xù)4天的定位航行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練過(guò)程中，僅有中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠的逃避潛伏期顯著短于安靜組大鼠（P＜0.01）；4組大鼠在連續(xù)4天的尋找平臺(tái)訓(xùn)練中，平均游泳速度不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性（P＞0.05）（圖4 C）。

在空間探索實(shí)驗(yàn)中（圖4 A、D、E、F），單因素方差分析結(jié)果顯示，4組大鼠在目標(biāo)象限的游泳時(shí)間[F（3，20）=9.495，P＜0.001]、穿梭目標(biāo)象限的次數(shù)[F（3，20）=3.875，P=0.025＜0.05]、在目標(biāo)象限的游泳距離[F（3，20）=6.165，P=0.004＜0.01]存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性，4組大鼠在目標(biāo)象限的游泳速度不具有顯著差異性[F（3，20）=1.397，P=0.273＞0.05]。采用Bonferroni法進(jìn)行事后兩兩比較結(jié)果顯示，ME和HE組大鼠在目標(biāo)象限的游泳時(shí)間顯著長(zhǎng)于SED組大鼠（P＜0.01），ME和HE組大鼠在目標(biāo)象限的游泳時(shí)間之間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性（P＞0.05）（圖4 D）；ME和HE組大鼠在目標(biāo)象限的游泳距離顯著長(zhǎng)于安靜組（分別P=0.005＜0.01和P=0.019＜0.05），ME和HE組大鼠在目標(biāo)象限的游泳距離不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性（P＞0.05）（圖4 E）；僅有ME組大鼠穿梭目標(biāo)象限的次數(shù)顯著多于SED組大鼠（P=0.041＜0.05）（圖4 F）。

圖4 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)尼古丁戒斷大鼠水迷宮成績(jī)的影響

以上結(jié)果說(shuō)明，隨著大鼠定位航行實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練時(shí)間的延長(zhǎng)，其尋找平臺(tái)的游泳時(shí)間逐漸縮短，而游泳速度保持不變。其中，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠尋找平臺(tái)的游泳時(shí)間顯著短于安靜組。在撤去平臺(tái)后，中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠在目標(biāo)象限中的游泳時(shí)間和距離，均顯著大于安靜組，但僅有中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組大鼠穿梭目標(biāo)象限的次數(shù)顯著多于安靜組。

2.3 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)尼古丁戒斷大鼠腦組織α 7 nAChRs蛋白表達(dá)的影響

單因素方差分析結(jié)果顯示，對(duì)尼古丁戒斷大鼠運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，其海馬組織α7 nAChRs相對(duì)于內(nèi)參GAPDH的蛋白表達(dá)量不存在組間差異性[F（3，23）=0.410，P=0.747＞0.05]，但前額葉皮層α7 nAChRs相對(duì)于內(nèi)參GAPDH的蛋白表達(dá)量存在組間差異性[F（3，23）=8.903，P＜0.001]。Bonferroni法進(jìn)行事后兩兩比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅ME組大鼠前額葉皮層α7 nAChRs蛋白相對(duì)表達(dá)量與SED、LE組大鼠之間存在顯著差異性（P＜0.01）（圖5）。

以上結(jié)果表明，中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能夠特異性增加尼古丁戒斷大鼠前額葉皮層α7 nAChRs蛋白表達(dá)水平，而對(duì)海馬組織α7 nAChRs蛋白表達(dá)水平無(wú)顯著影響。

圖5 不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)尼古丁戒斷大鼠腦組織α7 nAChRs蛋白表達(dá)水平的影響

3 討論

3.1 中等強(qiáng)度和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)降低尼古丁CPP

本研究采用被動(dòng)跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)乳酸閾間接測(cè)量了中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度區(qū)間，并以此作為大鼠在戒斷期運(yùn)動(dòng)大、中、小強(qiáng)度劃分的依據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，10天的中等和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)雖然沒(méi)能抑制大鼠尼古丁CPP的形成，但降低了CPP得分，說(shuō)明這兩種強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)都可以有效消退大鼠尼古丁CPP的形成。然而，與大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)相比，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)降低尼古丁CPP得分的幅度更大（34.96%vs 46.50%），提示中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能更有效消除尼古丁的獎(jiǎng)賞記憶。

關(guān)于不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與尼古丁獎(jiǎng)賞之間的關(guān)系研究主要集中在人體實(shí)驗(yàn)中，例如，除了低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（＜20%心率儲(chǔ)備）之外，較低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（20%～40%心率儲(chǔ)備）、中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（40%～59%心率儲(chǔ)備）和大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（60%～84%心率儲(chǔ)備）均降低了尼古丁獎(jiǎng)賞性，但僅有中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)減少了戒斷癥狀，改善了焦慮情緒，促進(jìn)積極情緒的產(chǎn)生，以及延長(zhǎng)了兩次吸煙之間的間隔時(shí)間[24-27]。Bailey等[28]發(fā)現(xiàn)，20 min的中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)（65%最大心率）和劇烈運(yùn)動(dòng)（80%最大心率）在運(yùn)動(dòng)即刻和運(yùn)動(dòng)后10 min，均有助于降低美沙酮維持治療者的尼古丁依賴，但僅有劇烈運(yùn)動(dòng)減少了阿片渴求。這說(shuō)明運(yùn)動(dòng)降低尼古丁和毒品渴求的效果存在著強(qiáng)度特異性。一項(xiàng)關(guān)于不同強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)與可卡因依賴性關(guān)系的動(dòng)物研究指出，戒斷期的大強(qiáng)度（10 m/min，2 h/天）和中等強(qiáng)度（10 m/min，1 h/天）跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)均可有效減弱線索誘導(dǎo)的大鼠可卡因SA（self-administration）復(fù)吸行為（分別降低21%和26%），但大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)卻增加了可卡因誘導(dǎo)的SA復(fù)吸行為[29]。從另一角度來(lái)說(shuō)，美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)（ACSM）推薦中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的綜合效益更大，更容易堅(jiān)持，給機(jī)體帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)損傷風(fēng)險(xiǎn)也是最小的[18]。因此，中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可能能夠更有效降低戒斷期大鼠對(duì)尼古丁的獎(jiǎng)賞性。

3.2 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)提高尼古丁戒斷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力

本研究發(fā)現(xiàn)，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以顯著提高尼古丁戒斷大鼠的記憶能力。但是，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)不僅能夠改善尼古丁戒斷大鼠學(xué)習(xí)能力，也能顯著提高大鼠的記憶能力。這提示大強(qiáng)度和中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)改善尼古丁戒斷大鼠與藥物濫用相關(guān)的學(xué)習(xí)與記憶能力，降低尼古丁依賴性。

在運(yùn)動(dòng)與藥物依賴個(gè)體的認(rèn)知關(guān)系研究中，運(yùn)動(dòng)能夠改善產(chǎn)前和產(chǎn)后酒精暴露大鼠海馬依賴的學(xué)習(xí)與記憶損傷[7,30]，緩解神經(jīng)興奮劑哌甲酯誘導(dǎo)的大鼠空間學(xué)習(xí)與記憶能力損傷[31]。運(yùn)動(dòng)對(duì)嗎啡等毒品誘導(dǎo)的認(rèn)知損傷也具有一定的改善作用[8]。然而，運(yùn)動(dòng)能否緩解尼古丁戒斷大鼠學(xué)習(xí)與記憶能力的損傷，尤其何種強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)效果最佳，都不明確。僅有個(gè)別臨床研究指出，運(yùn)動(dòng)能夠降低尼古丁誘導(dǎo)的前額葉、海馬、杏仁核、眶額葉和伏隔核等腦區(qū)的激活程度[32,33]，提示運(yùn)動(dòng)可能參與尼古丁戒斷個(gè)體的學(xué)習(xí)與記憶能力的調(diào)控以及尼古丁獎(jiǎng)賞過(guò)程。Motaghinejad等[34]的動(dòng)物研究指出，大鼠經(jīng)過(guò)15天的尼古丁注射后（6 mg/kg/day，s.c.），戒斷期15天的被動(dòng)跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)聯(lián)合抗焦慮抗、抑郁藥物Bupropion均能顯著緩解尼古丁戒斷所致的學(xué)習(xí)與記憶能力損傷（MWM實(shí)驗(yàn)）。與Motaghinejad研究不同的是，本研究通過(guò)尼古丁CPP模型發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)可以有效緩解尼古丁戒斷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶損傷，并且中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的效果更好。關(guān)于不同強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)與認(rèn)知功能之間的關(guān)系，有研究指出，與大強(qiáng)度和小強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)相比，中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能更有效地提高嚙齒類動(dòng)物在水迷宮測(cè)試中的學(xué)習(xí)與記憶能力[35-37]?？赡茉蚴牵翰煌瑥?qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)學(xué)習(xí)與記憶能力的影響，與海馬神經(jīng)發(fā)生及其相關(guān)信號(hào)分子之間存在倒“U”型曲線關(guān)系，其中大多數(shù)研究指出，中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)更能促進(jìn)這些信號(hào)分子通路的傳遞，進(jìn)而提高認(rèn)知水；相反，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)或力竭運(yùn)動(dòng)往往誘發(fā)應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)氧化應(yīng)激加重，損害認(rèn)知功能[38-41]。Inoue等[36]的研究認(rèn)為，大強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠學(xué)習(xí)與記憶能力無(wú)影響。然而，與以上研究結(jié)果不一致的是，本研究發(fā)現(xiàn)，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)尼古丁戒斷大鼠學(xué)習(xí)能力無(wú)影響，但能夠改善其記憶能力。中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以顯著改善尼古丁戒斷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力。產(chǎn)生這種差別可能是由于本研究采用的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度依據(jù)是乳酸閾（LT，18 m/min），中等強(qiáng)度定義為乳酸閾強(qiáng)度（100%LT），大強(qiáng)度定義為133%LT，小強(qiáng)度定義為67%LT。而Inoue等人采用的大鼠中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是75%LT（乳酸閾強(qiáng)度為20 m/min[42]），大強(qiáng)度定義為200%LT[36]。并且，本實(shí)驗(yàn)對(duì)象為尼古丁依賴青年SD大鼠，Inoue等人的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為老年Wistar大鼠。

3.3 中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)特異性上調(diào)尼古丁戒斷大鼠前額葉皮層α 7 nAChRs蛋白表達(dá)

尼古丁戒斷個(gè)體的認(rèn)知障礙受尼古丁受體的分子調(diào)控[43]。本研究以青年雄性大鼠為研究對(duì)象（青年、雄性大鼠更易建立尼古丁CPP）[15]，選擇在大鼠尼古丁CPP戒斷期進(jìn)行10天的小、中、大3種強(qiáng)度的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與安靜組相比，運(yùn)動(dòng)組大鼠海馬組織α 7受體表達(dá)水平?jīng)]有發(fā)生改變，而中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組前額葉皮層α7受體水平明顯上調(diào)，這說(shuō)明尼古丁戒斷期的中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)在一定程度上選擇性地提高了大鼠前額葉皮層α7 nAChRs的表達(dá)。這些結(jié)果提示前額葉皮層α7 nAChRs可能參與了尼古丁戒斷大鼠認(rèn)知能力受損過(guò)程，同時(shí)也表明戒斷期的運(yùn)動(dòng)干預(yù)可能通過(guò)增加前額葉α7 nAChRs表達(dá)，促進(jìn)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力和情感障礙的恢復(fù)或改善過(guò)程。

關(guān)于運(yùn)動(dòng)與尼古丁受體表達(dá)之間的關(guān)系，目前研究報(bào)道較少。最近研究指出，10天被動(dòng)跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)特異性上調(diào)前額葉皮層α7 nAChRs蛋白表達(dá)，增強(qiáng)尼古丁戒斷大鼠的反應(yīng)抑制能力，促進(jìn)大鼠尼古丁CPP的消退[17]。因此，α7 nAChRs可能在運(yùn)動(dòng)減少尼古丁戒斷癥狀中具有重要作用。關(guān)于該受體是否真正參與運(yùn)動(dòng)促進(jìn)尼古丁依賴的戒斷，仍需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

10天中等強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能夠顯著改善尼古丁戒斷大鼠的學(xué)習(xí)與記憶能力，促進(jìn)尼古丁獎(jiǎng)賞記憶的消退。中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的干預(yù)效果可能與其特異性上調(diào)前額葉皮層α7 nAChRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。