楊文燕

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跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)去卵巢應(yīng)激大鼠抑郁樣行為學(xué)的影響及分子機(jī)制*

楊文燕

（中北大學(xué)體育與藝術(shù)學(xué)院，山西 太原 030051）

探討跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)圍絕經(jīng)期抑郁模型大鼠抑郁行為、學(xué)習(xí)記憶能力的影響。采用卵巢摘除術(shù)，建立大鼠圍絕經(jīng)期抑郁模型，觀察跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠行為影響，測(cè)試大腦相關(guān)核團(tuán)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量及BDNF的變化。跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)影響大鼠行為、學(xué)習(xí)記憶能力，該影響與血清皮質(zhì)醇及大腦以上單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子BDNF變化有關(guān)。跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)去卵巢應(yīng)激大鼠抑郁樣行為學(xué)改觀較為明顯，可以為鍛煉作為抗抑郁的有效的非特異性手段提供理論依據(jù)。

跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)；去卵巢應(yīng)激大鼠；抑郁樣行為學(xué)；影響；分子機(jī)制

抑郁癥是以顯著而持久、心境低落為特征的情感障礙疾病。研究表明，抑郁癥與中樞神經(jīng)系統(tǒng)密切相關(guān)。尤其是，該系統(tǒng)中與應(yīng)激相關(guān)的海馬、下丘腦、前額葉皮層、杏仁核及紋狀體等作用巨大。值得注意的是，研究表明，女性在圍絕經(jīng)期倘若持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)顯著增加抑郁癥患病幾率。與此同時(shí)，學(xué)習(xí)與記憶能力降低也是抑郁質(zhì)的基本特征，該特質(zhì)與抑郁癥之間的關(guān)系較為密切。本研究為能更好探討跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)圍絕經(jīng)期抑郁模型大鼠抑郁行為、學(xué)習(xí)記憶能力影響，采用卵巢摘除術(shù)，構(gòu)建大鼠抑郁模型，測(cè)試大腦相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)含量及BDNF變化。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物及分組

選擇健康的雌性的成年（約3月齡）的SD大鼠共40只作為樣本。其中，個(gè)體的單個(gè)質(zhì)量達(dá)到220-250g，選擇室溫（21-25）℃，濕度適中（55±10）%，12h晝與12h夜相間的明暗控制（8:00-20:00）環(huán)境。實(shí)驗(yàn)開始前，將上述大鼠隨機(jī)分為四組：分別為假手術(shù)組、去卵巢組、去卵巢應(yīng)激組及去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組，每組共有大鼠10只。

1.2 圍絕經(jīng)期模型的建立及檢驗(yàn)

在動(dòng)物分組結(jié)束后，對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)用雌性大鼠實(shí)施雙側(cè)卵巢切除，然后縫合好皮膚，讓大鼠回籠繼續(xù)飼養(yǎng)。在手術(shù)后進(jìn)行7d恢復(fù)，在此期間每天進(jìn)行陰道涂片，并持續(xù)觀察其相應(yīng)地變化，倘若連續(xù)5天沒(méi)有出現(xiàn)異常則表明造模成功。假手術(shù)組步驟與此相同，只是在實(shí)驗(yàn)中不切除卵巢，切除服部的一個(gè)小塊脂肪，然后對(duì)于傷口進(jìn)行縫合。

1.3 慢性不可預(yù)知性應(yīng)激模型建立

在上述選擇造模成功大鼠實(shí)驗(yàn)成功后，擇取相應(yīng)的個(gè)體，進(jìn)行慢性不可預(yù)知應(yīng)激抑郁動(dòng)物模型測(cè)試。在測(cè)試中，可以安排5分鐘進(jìn)行冷水強(qiáng)迫游泳（水溫4℃）、然后進(jìn)行5分鐘的懸尾測(cè)試、其中要用0.8安電流對(duì)于大鼠進(jìn)行每隔5分鐘的持續(xù)20分鐘的電擊足底等，共7種刺激。應(yīng)激小組的大鼠每天要隨機(jī)進(jìn)行1種刺激的施加，該種刺激不能連續(xù)進(jìn)行，這樣的刺激要連續(xù)進(jìn)行4周。

1.4 焦慮和抑郁行為測(cè)試

開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)箱的設(shè)計(jì)大小為常規(guī)的100cm×100cm×50cm比例，實(shí)驗(yàn)箱的周壁設(shè)置為黑色，底面為25個(gè)長(zhǎng)寬相等的方格。實(shí)驗(yàn)箱在正上方加裝攝像頭，以便更好地監(jiān)視實(shí)驗(yàn)用大鼠活動(dòng)情況。在實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)用大鼠順次放入箱中格，認(rèn)真觀察其穿越格數(shù)及直立次數(shù)，結(jié)束后要及時(shí)清理實(shí)驗(yàn)箱，然后進(jìn)行下一只測(cè)定，防止上一只留下的氣味影響到下一只實(shí)驗(yàn)用大鼠。

1.5 八臂迷宮實(shí)驗(yàn)程序

實(shí)驗(yàn)前，要將實(shí)驗(yàn)用大鼠在迷宮中央放置2天，自由進(jìn)行活動(dòng)，同時(shí)給予一定的限制。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要重復(fù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)大鼠的基本空間感知覺(jué)，以食物作為基本參照物進(jìn)行工作記憶的錯(cuò)誤分析。主要考察實(shí)驗(yàn)大鼠完成八臂迷宮實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，錯(cuò)誤次數(shù)及參考錯(cuò)誤次數(shù)，總錯(cuò)誤次數(shù)。

1.6 單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量測(cè)定

每組各取5只大鼠斷頭處死，取出雙側(cè)前額葉皮質(zhì)，海馬、紋狀體、杏仁體、下丘腦4℃生理鹽水清洗、濾紙吸干水分稱重，將稱重后的腦組織充分研磨，l0000r/min，按說(shuō)明檢測(cè)前額葉皮質(zhì)NE、DA及5-HT的含量。

1.7 圖像分析和統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

根據(jù)大鼠腦立體定位圖譜確定大鼠海馬、杏仁體、下丘腦等，用顯微鏡拍片，對(duì)相關(guān)核團(tuán)BDNF陽(yáng)性神經(jīng)元的表達(dá)分析，計(jì)數(shù)BDNF陽(yáng)性細(xì)胞個(gè)數(shù)及面積。采用SPSS l8.0統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間單因素方差分析，以<0.05為差異具有顯著性意義。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 慢性不可預(yù)知性應(yīng)激模型

在懸尾、強(qiáng)迫游泳等慢性不可預(yù)知應(yīng)激模型實(shí)驗(yàn)中，去卵巢應(yīng)激組與假手術(shù)組、去卵巢組、去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組之間有較為明顯的差異。其中，在懸尾實(shí)驗(yàn)中，去卵巢應(yīng)激組懸尾靜止的時(shí)間明顯高于假手術(shù)組、去卵巢組，且增加幅度較大；去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組時(shí)間與假手術(shù)組、去卵巢組無(wú)較為明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義區(qū)別；經(jīng)過(guò)跑臺(tái)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組時(shí)間明顯縮短，且降幅較大。在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)中，去卵巢應(yīng)激組不動(dòng)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，且增幅較大；經(jīng)過(guò)跑臺(tái)實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組不動(dòng)時(shí)間縮短較為顯著。由此可見(jiàn)，慢性不可預(yù)知性應(yīng)激能夠讓大鼠產(chǎn)生抑郁樣特質(zhì)，且長(zhǎng)期跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)則可以改善上述行為特質(zhì)。

表1 慢性不可預(yù)知性應(yīng)激測(cè)試結(jié)果

組別 懸尾不動(dòng)（S） 強(qiáng)迫游泳不動(dòng)(S) 假手術(shù)組 49.7±11.22 83.28±19.68去卵巢組 44.51±24.21 104.56±31.46去卵巢應(yīng)激組 83.27±22.15 98.82±34.27去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組 573.21±18.36 95.81±21.72

2.2 開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

與假手術(shù)組、去卵巢組相比較而言，應(yīng)激模型組別的大鼠在穿越格數(shù)、修飾的次數(shù)、直立的次數(shù)等方面都有較為明顯的減少，且糞便顆粒數(shù)有明顯增加，中央格相對(duì)滯留時(shí)間延后；去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組穿越的格數(shù)、修飾的基本次數(shù)、直立的基本次數(shù)增加較為顯著。

表2 開場(chǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

組別 例數(shù)（n） 穿越格數(shù)（次） 直立次數(shù)(次) 修飾次數(shù)（次） 糞便顆粒(顆) 假手術(shù)組 10 59.7±21.21 17.00±2.36 4.25±1.46 1.28±0.6去卵巢組 10 24.51±7.38 9.34±2.21 7.14±2.21 2.56±1.4去卵巢應(yīng)激組 10 33.27±5.16 11.00±1.76 14.35±2.62 1.82±1.2去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組 10 39.21±28.45 20.80±3.25 19.74±3.75 1.81±1.7

2.3 八臂迷宮實(shí)驗(yàn)

與假手術(shù)組、去卵巢組比較而言，去卵巢應(yīng)激組完成八臂迷宮實(shí)驗(yàn)的時(shí)間上明顯有延長(zhǎng)，錯(cuò)誤次數(shù)及參考錯(cuò)誤在次數(shù)上均有一定程度的增加，總錯(cuò)誤次數(shù)明顯高于假手術(shù)組、去卵巢組別。值得注意的是，與去卵巢應(yīng)激組相比較，去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組中完成上述實(shí)驗(yàn)的時(shí)間明顯縮短，RME和TE縮短較為顯著。

表3 迷宮測(cè)試結(jié)果

組別 例數(shù)（n） TT（s） RME(次) WME(次) TE(次) 假手術(shù)組 10 129.7±61.22 2.00±1.39 1.25±0.49 3.28±1.69去卵巢組 10 234.51±84.21 3.34±2.21 2.14±2.23 4.56±1.43去卵巢應(yīng)激組 10 283.27±152.18 5.00±1.76 4.35±2.15 8.82±4.21去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組 10 173.21±58.37 2.80±1.27 3.74±1.70 5.81±1.75

2.4 大鼠相關(guān)核團(tuán)BDNF表達(dá)結(jié)果

結(jié)果顯示，海馬分布出現(xiàn)了大量的BDNF，胞漿染色，胞核不染色，神經(jīng)元的大小呈現(xiàn)出不一致的現(xiàn)象，同樣地分布呈現(xiàn)橢圓形或者圓形的特質(zhì)，并存在著較長(zhǎng)的神經(jīng)突起。經(jīng)過(guò)與假手術(shù)組、去卵巢組比較，去卵巢應(yīng)激組海馬區(qū)BDNF免疫陽(yáng)性細(xì)胞從數(shù)量上、面積上都出現(xiàn)了較為明顯的減少趨勢(shì)，減少的幅度較大，一度達(dá)到百分之五十。在經(jīng)過(guò)較為長(zhǎng)時(shí)間的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后，我們發(fā)現(xiàn)去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組海馬區(qū)BDNF免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量和相應(yīng)面積增加幅度更為明顯，達(dá)到了百分之五十八左右。

表4 大鼠相關(guān)核團(tuán)BDNF表達(dá)結(jié)果

組別 例數(shù)（n） 面積 細(xì)胞個(gè)數(shù) 面積 細(xì)胞個(gè)數(shù) 假手術(shù)組 10 4529.7±361.28 52.00±1.39 3526.25±0.49 33.28±7.69去卵巢組 10 2434.51±84.21 43.34±2.21 1782.14±2.23 14.56±5.43去卵巢應(yīng)激組 10 3283.27±152.18 25.00±1.76 3241.35±2.15 28.82±4.28去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組 10 4173.21±58.37 42.80±1.27 2343.74±1.70 25.81±6.74

3 討論

3.1 跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)于大鼠抑郁質(zhì)行為學(xué)的影響

抑郁癥誘因是多樣的。作為一種情感障礙疾病，抑郁癥的損傷是嚴(yán)重的。研究表明，圍絕經(jīng)期女性，其體內(nèi)雌激素水平顯著下降，這樣就極易導(dǎo)致女性生理、心理方面出現(xiàn)癥狀，造成生活的質(zhì)量逐步下降，繼而產(chǎn)生抑郁類的特質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)海馬、紋狀體、杏仁核、前額葉皮層、下丘腦部位在抑郁癥發(fā)病和治療中起著重要作用。本研究證實(shí)通過(guò)影響大腦基底外側(cè)杏仁核、中央杏仁核、前額葉皮質(zhì)及紋狀體等核團(tuán)nNOS、c-fos及BDNF 的表達(dá)提高抑郁大鼠的降低抑郁模型大鼠的抑郁樣行為。

3.2 跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)于大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響

研究表明，當(dāng)動(dòng)物長(zhǎng)期處于慢性應(yīng)激性刺激的狀態(tài)時(shí)，其情緒較為低落，其基本活動(dòng)范圍降低并減少，其學(xué)習(xí)和相應(yīng)的記憶能力受到較為明顯的抑制。我們的研究表明，學(xué)習(xí)與記憶能力的降低是抑郁質(zhì)相關(guān)癥狀的基本表現(xiàn)特征。去卵巢應(yīng)激組完成八臂迷宮實(shí)驗(yàn)的時(shí)間上明顯有延長(zhǎng)，錯(cuò)誤次數(shù)及參考錯(cuò)誤在次數(shù)上均有一定程度的增加，總錯(cuò)誤次數(shù)明顯高于假手術(shù)組、去卵巢組別。去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組中完成上述實(shí)驗(yàn)的時(shí)間明顯縮短，RME和TE縮短較為顯著。這樣的結(jié)果與之前某些學(xué)者的研究基本上保持了一致性。在本實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)O(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，應(yīng)激模型組別的大鼠在穿越格數(shù)、修飾的次數(shù)、直立的次數(shù)等方面都有較為明顯的減少，且糞便顆粒數(shù)有明顯增加，中央格相對(duì)滯留時(shí)間延后；去卵巢應(yīng)激運(yùn)動(dòng)組的穿越的格數(shù)、修飾的基本次數(shù)、直立的基本次數(shù)增加較為顯著。這揭示出跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能夠在很大程度上改變抑郁樣大鼠的表現(xiàn)，使其有比較可觀的改變。

4 結(jié)論

4.1雌激素剝奪能造成大鼠類抑郁樣行為，同時(shí)造成其基本空間學(xué)習(xí)記憶能力的下降。

4.2通過(guò)卵巢摘除術(shù)，聯(lián)合慢性不可預(yù)知性應(yīng)激建立大鼠圍絕經(jīng)期抑郁模型，同時(shí)進(jìn)行4周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，證明運(yùn)動(dòng)改善抑郁大鼠抑郁及焦慮行為及學(xué)習(xí)記憶能力與血清CORT含量及大腦相關(guān)核團(tuán)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)及BDNF變化有關(guān)。

[1]Kalita K, Szymczak S, Kaczmarek L．Nonnuclear estrogen receptor B and a in the hippocampus of male and female rats[J]．Hippocampus,2005,15(3):404-412．

[2]崔建梅,藥宏慧,李中華,等.自愿轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)對(duì)抑郁模型大鼠學(xué)習(xí)記憶及基底外側(cè)杏仁核 c-fos 表達(dá)的影響[J].體育學(xué)刊,2013,20(5):138-144.

[3]白易發(fā), 楊健, 唐鳳陽(yáng)，等．菖蒲郁金湯治療更年期抑郁癥50例[J].河北中醫(yī),2009,31(16):15-16．

[4]王華.疏肝解郁湯治療圍絕經(jīng)期抑郁癥56例[J].山東中醫(yī),2009,11(4):188．

[5]李華立.針?biāo)幗Y(jié)合治療圍絕經(jīng)期綜合征療效觀察[J]．中醫(yī)藥管理雜志,2009,19(14):36-37．

Effect of Treadmill Exercise on Depression - like Behavior in Ovariectomized Rats and Its Molecular Mechanism

YANG Wenyan

(North China University, Taiyuan 030051, Shanxi, China)

中北大學(xué)人文社科研究基金“跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)去卵巢應(yīng)激大鼠抑郁樣行為學(xué)的影響及分子機(jī)制研究”。

楊文燕（1993—），山西臨汾人，碩士生，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)。