范春燕

不同強度運動干預對尼古丁戒后大鼠的記憶力影響

范春燕

太原理工大學, 山西 太原 030024

尼古丁戒斷癥是導致較高復吸率的重要因素之一，通過運動干預增強個體戒斷尼古丁之后的記憶能力，對于戒斷癥預防較為有效。本文通過跑臺實驗和水迷宮實驗，分析不同強度運動干預對尼古丁戒后大鼠的記憶力影響。研究結果表明：中強度與大強度干預都不同程度地降低了位置偏好值，能有效減弱大鼠的位置感，中強度運動消減大鼠對尼古丁的記憶更好；大強度運動和中強度運動均能明顯提升尼古丁戒后大鼠的記憶力，這兩種運動干預最為有效。

運動干預; 大鼠; 尼古丁; 記憶力

尼古丁依賴也叫做煙草依賴，主要受到煙堿型乙酞膽堿受體的影響，使人體的多巴胺獎賞系統(tǒng)有強烈癮性產(chǎn)生，并且會形成一定的戒斷癥狀[1]。這種癥狀會導致個體即使戒斷尼古丁之后，也會存在很高的復吸率。戒斷癥狀會誘發(fā)一定的生理障礙，包括軀體障礙、認知障礙及情感障礙[2]。根據(jù)藥物成癮理論，當藥物無節(jié)制反復使用時，會損傷大腦的記憶能力[3]。相關研究表明，增強個體戒斷尼古丁之后的記憶能力，有可能改善尼古丁依賴癥治療的效果，進而預防戒斷癥狀的發(fā)生[4]。但目前與此相關的治療措施或者臨床研究依然偏少，以個體記憶能力的增強為切入點，對于預防復吸存在較大的研究空間。根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，運動是提高個體記憶能力的一條有效途徑。Huynh等在研究中發(fā)現(xiàn)，運動干預能夠降低尼古丁依賴性，使戒斷癥狀得到緩解[5]。按照神經(jīng)影像學理論，當運動強度不同時，大腦喚醒水平也會存在一定差異。本文以不同強度運動干預為前提條件，分析尼古丁戒后大鼠的記憶力變化，得出大鼠消除對尼古丁記憶的最佳運動強度，形成有效的治療方案。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

實驗對象為40只雄性大鼠，年齡為4周，飼養(yǎng)在1個大箱子里。箱內(nèi)的溫度保持在23.0±1.5 ℃，相對濕度45%~55%，光照條件遵循大鼠的生物規(guī)律。所有實驗對象都在晚上8點之后安排行為學測試。尼古丁酒石鹽酸采購于上海甄準生物科技有限公司，使用0.9%的生理鹽水稀釋至0.5 mg/mL。對大鼠進行注射的位置為頸背部，根據(jù)大鼠體重注射1 mL/kg。

1.2 實驗方法

1.2.1 分箱測試大鼠對位置的偏好為了解注射尼古丁或生理鹽水的大鼠對箱內(nèi)位置偏好，在實驗中將大箱子分為三個小箱體，左右為訓練箱，中間為過渡箱，由擋板隔離。當抽去擋板，大鼠可以自由穿梭，如圖1所示。整個測試過程分成前測階段、訓練階段和測試階段，注射尼古丁大鼠與注射生理鹽水大鼠在各自箱內(nèi)的停留時間差值（單位s），即為本方法的偏好值，以此作為大鼠位置偏好形成的判斷依據(jù)。

圖 1 分箱測試大鼠對位置偏好圖

在前測階段，抽去擋板之后，觀測15 min內(nèi)大鼠在各個小箱體中的停留時間，作為偏好值計算的一個基礎值，若某大鼠在任何一個小箱體中停留的視覺超過520 s，則加以剔除。在訓練階段，連續(xù)8個周期對大鼠進行注射尼古丁和生理藥水的交替訓練。為最大程度降低注射順序及箱內(nèi)環(huán)境的影響，將注射尼古丁的20只大鼠放在A箱，將注射生理鹽水的20只大鼠放在B箱。在測試階段，抽去過渡箱兩側的擋板，大鼠可以在三個小箱體中自由穿梭，觀測大鼠在各箱體中的停留時間，計算出大鼠的位置偏好值。

1.2.2 通過水迷宮實驗法測試大鼠記憶力在分箱測試之后，通過水迷宮實驗法對大鼠在尼古丁戒后的記憶力進行測試。該實驗由導航和探索兩個部分組成，前者的實驗周期為4 d，觀測大鼠在水迷宮的尋找平臺學習，每天學習4次，每次學習時間為60 s。若大鼠順利找到平臺，停留時間為30 s，若找不到平臺，則將它引導至平臺，停留時間同樣為30 s。對大鼠的游泳速度以及找到平臺所消耗的時間進行記錄。后者在定位導航實驗結束后的24 h進行，移除水中的平臺，觀測并記錄大鼠60 s中的游泳速度、穿越原平臺位置所消耗的時間和次數(shù)。

1.2.3 大鼠的分組及運動干預通過以上訓練和測試后的大鼠，隨機分成4個小組，分別是安靜組、小強度組、中強度組和大強度組。中強度界定使用文獻[6]給出的方法，當遞增運動時，運動對象血乳酸濃度開始快速上升時，相應跑臺速度為40%~60%最大攝氧量，此時的運動強度為中等[6]。根據(jù)文獻[7]的研究結果，尼古丁戒斷癥狀一周內(nèi)就能到達峰值，并且會持續(xù)2~4周，在9~10 d左右，實驗對象的認知功能會產(chǎn)生明顯變化[7]。此次研究為了與這些文獻進行比較，將大鼠尼古丁戒斷后的干預時間定為10 d，單次時間為30 s，給予強度不同的運動干預。

1.3 統(tǒng)計學分析

使用SPSS 21.0軟件分析相關數(shù)據(jù)。在不同條件下大鼠位置偏好值差異、導航實驗中大鼠尋找平臺的時間和速度差異，采用重復測量方差進行評估分析；探索實驗中大鼠平均速度、穿越原平臺位置所消耗的時間和次數(shù)差異，采用單因素方差分析。

2 實驗結果分析

2.1 不同強度運動對大鼠位置偏好的影響

將安靜組、小強度組、中強度組和大強度組與前測階段、訓練階段和測試階段進行重復測量方差分析，結果表明：測試時間的主效應較為明顯，＜0.001，2＝0.936。測試時間和組別的效應顯著，＜0.001，2＝0.518。首先在前測階段，4個實驗組的大鼠位置偏好值之間不具備統(tǒng)計學差異性（＞0.05），訓練階段的位置偏好值明顯大于前測階段的位置偏好值（＜0.001），說明尼古丁起到了較強的誘導作用。在運動干預之后，雖然測試階段的位置偏好值明顯大于前測階段的位置偏好值（＜0.001），但只有中強度組和大強度組在測試階段的位置偏好值明顯小于訓練階段的位置偏好值（＜0.001），而安靜組和小強度組在測試階段與訓練階段的位置偏好值不具備統(tǒng)計學差異性（＞0.05）。但中強度組和大強度組在測試階段的位置偏好值明顯小于安靜組的位置偏好值，中強度組＜0.01，大強度組＜0.05。中強度組在測試階段的位置偏好值明顯小于小強度組的位置偏好值（＜0.05）。

根據(jù)以上結果，經(jīng)過小強度干預之后，大鼠位置偏好值沒有產(chǎn)生顯著變化。而經(jīng)過中強度和大強度干預之后，大鼠位置偏好值明顯降低，中強度降低幅度更大。

2.2 不同強度運動對大鼠記憶力的影響

導航實驗中，將安靜組、小強度組、中強度組和大強度組與訓練第1~4 d進行重復測量方差分析，結果表明：測試時間的主效應明顯，＜0.001，2＝0.416。組別之間的主效應較為明顯，＜0.01，2＝0.454。通過兩兩比較，尼古丁戒后大鼠再2~4 d尋找平臺的時間明顯少于第1 d（＜0.05），第4 d尋找平臺的時間明顯少于第2 d（＜0.05）。在4 d實驗過程中，只有中強度組大鼠尋找平臺的時間明顯少于安靜組（＜0.01），而4個組的平均速度并不具備統(tǒng)計學差異性（＞0.05）。

在探索實驗中，經(jīng)過單因素方差分析，結果表明：4個組的大鼠穿越原平臺位置所消耗的時間和次數(shù)具備統(tǒng)計學差異性，其中時間＜0.001，次數(shù)＜0.05。經(jīng)過兩兩比較，中強度組和大強度組穿越原平臺位置所消耗的時間明顯高于安靜組（＜0.01），但是中強度組和大強度組穿越原平臺位置所消耗的時間之間不具備統(tǒng)計學差異性（＞0.05）。而只有中強度組穿越原平臺位置的次數(shù)明顯多于安靜組（＜0.05）。因此，在導航實驗中，當大鼠訓練時間增加，找到平臺的時間就會相應縮短，但是速度不會有顯著變化。中強度組找到平臺的時間明顯少于安靜組。而在探索實驗中，中強度組和大強度組穿越原平臺位置所消耗的時間明顯高于安靜組，但只有中強度組穿越原平臺位置的次數(shù)明顯多于安在靜組。

3 討論

關于不同強度運動對大鼠位置偏好的影響實驗，主要以跑臺運動的形式，觀測注射尼古丁和注射生理鹽水大鼠在不同小箱體內(nèi)的停留時間，并以文獻[6]給出的方法界定強度，以此作為另外三個小組的劃分依據(jù)。根據(jù)實驗結果，中強度與大強度干預雖然沒有對大鼠的位置偏好進行有效抑制，但是都不同程度地降低了位置偏好值。這說明中強度與大強度干預都能有效減弱大鼠的位置感，相對來說，中強度運動消減大鼠對尼古丁的記憶更好。Wright等在研究中發(fā)現(xiàn)，中強度和大強度運動在結束之后的10 s中，能夠有效降低戒煙者對尼古丁的依賴[8]。Philogene等則認為中強度運動能夠持續(xù)消減人或動物對尼古丁的依賴性，由此產(chǎn)生更高的綜合效應，而對運動者的損傷也是最低的[9]。中強度運動干預對于大鼠尼古丁戒斷癥的療效最好，此次研究也印證了這一觀點。根據(jù)此次研究關于不同強度運動對尼古丁戒后大鼠記憶力的影響實驗，大強度運動和中強度運動均能明顯提升尼古丁戒后大鼠的記憶力，這兩種運動干預最為有效。Maddux等在研究動物對尼古丁的依賴實驗中發(fā)現(xiàn)，當大鼠注射尼古丁15 d之后，進行15 d的戒斷訓練，跑臺運動可以明顯緩解尼古丁戒斷癥，提高大鼠的記憶能力[10]。Clemens等通過水迷宮實驗發(fā)現(xiàn)，中強度運動相對于大小強度運動來說，能夠更有效提升嚙齒類動物的記憶能力[11]。此次研究結果與諸多文獻結果比較符合。

4 結論

根據(jù)本次各實驗的研究結果，在跑臺實驗中，中強度與大強度干預都不同程度地降低了位置偏好值，有效減弱大鼠的位置感，中強度運動消減大鼠對尼古丁的記憶更好；在水迷宮實驗中，大強度運動和中強度運動均能明顯提升尼古丁戒后大鼠的記憶力，這兩種運動干預最為有效。

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Effects of Different Intensity Exercise Intervention on Memory of Rats after Nicotine Abstinence

FAN Chun-yan

030024,

Nicotine withdrawal is one of the important factors leading to high relapse rate. It is more effective to prevent nicotine withdrawal by improving the memory ability of individuals after nicotine withdrawal through exercise intervention. In this paper, the effects of different intensity exercise intervention on memory of rats after nicotine abstinence were analyzed by treadmill test and water maze test. The results showed that both moderate-intensity and high-intensity interventions could reduce the location preference value in varying degrees, effectively weaken the rat's position sense, and moderate-intensity exercises could reduce the nicotine memory of rats better; both high-intensity exercises and moderate-intensity exercises could significantly improve the memory of rats after nicotine abstinence, and the two exercise interventions were the most effective.

Exercise intervention; rats; Nicotine; memory

R741

A

1000-2324(2019)04-0697-03

2018-04-20

2018-04-25

范春燕(1965-),女,碩士,副教授,主要研究方向為運動人體科學、生物學. E-mail:635579255@qq.com