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高原环境对运动性疲劳大鼠学习记忆的影响及其机制研究

作　者: 曲传勇
导　师: 杨金升
学　校: 兰州大学
专　业: 神经病学
关键词: 高原运动性疲劳学习记忆 Morris水迷宫 NR2B 凋亡海马人参皂甙Rd 学习记忆海马超微结构
分类号: R87
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

第一部分高原环境对运动性疲劳大鼠学习记忆能力的影响目的：探讨高原环境对运动性疲劳(exercise-induced fatigue EIF)大鼠学习记忆能力改变的影响。方法：采用动物实验跑台方式建立大鼠重度疲劳模型。选用健康成年Wistar大鼠32只,随机分为4组,兰州安静对照组(LA)、兰州重度疲劳组(LZ)、可可西里安静对照组(KA)及可可西里重度疲劳组(KZ)。可可西里高原组大鼠由兰州用汽车直接引入到青海省可可西里高原(海拔4767m),兰州组海拔(1500m)运用Morris水迷宫对各组大鼠行水迷宫测试,观察并记录大鼠找到并爬上平台的潜伏期、游泳路程及游泳轨迹,在空间搜索测试中记录大鼠在120s内穿越原有平台平面的次数,记录大鼠的学习记忆能力。结果：安静对照组和重度疲劳组大鼠的潜伏期,可可西里高原组分别为：54970.00±15899.06ms、81076.00±19217.30ms,而兰州组则分别为：45655.00±23178.86ms、59207.0±18671.67ms,可可西里高原组大鼠高于兰州组大鼠(P<0.05)；安静对照组和重度疲劳组大鼠的游泳路程,可可西里高原组分别为：12.77±3.30 m、18.09±3.76 m,而兰州组则分别为：11.73±5.95 m、15.20±4.48 m,可可西里高原组大鼠高于兰州组大鼠(P<0.05),其中重度疲劳组差别最明显(P<0.01)；安静对照组和重度疲劳组大鼠的穿越原有平台次数,可可西里高原组分别为2.38±0.92、0.88±0.83,而兰州组分别为4.50±1.51、2.63±1.30,可可西里高原组低于兰州组(P<0.01)。结论：高原环境下的低氧暴露可使运动性疲劳大鼠的学习记忆能力在一定程度上降低,高原低氧及重度疲劳均可不同程度地影响大鼠的学习记忆能力。第二部分高原环境对运动性疲劳后大鼠海马 NR2B的表达及海马神经元凋亡的影响目的：观察高原环境下运动性疲劳后大鼠海马NR2B的表达规律,用DNA原位末端标记法检测海马CA1区神经元的凋亡。方法：采用动物实验跑台方式建立大鼠重度疲劳模型,选用健康成年Wistar大鼠32只,随机分为4组,兰州安静对照组(LA)、兰州重度疲劳组(LZ)、可可西里安静对照组(KA)及可可西里重度疲劳组(KZ)。可可西里高原组大鼠由兰州用汽车直接引入到青海省可可西里高原(海拔4767m),用免疫组织化学方法检测大鼠海马组织中NR2B的表达,用DNA原位末端标记法检测海马CA1区神经元的凋亡。结果：1、安静对照组和重度疲劳组大鼠海马NR2B的阳性细胞数,可可西里高原组分别为：67.625±7.308、49.25±4.559,兰州组分别为：148.88±7.809、120.50±9.78,其中可可西里高原组低于兰州组(P<0.01),可可西里高原组和兰州组内部相比较,重度运动性疲劳后NR2B的阳性细胞数较安静对照组明显降低(P<0.01)。2、安静对照组和重度疲劳组大鼠的海马CA1区神经元凋亡细胞的数目,可可西里高原组分别为：69.58±6.50、100.92±6.98,兰州组分别为：27.58±2.89、32.00±2.32,其中可可西里高原组高于兰州组(P<0.01),可可西里高原组和兰州组内部比较,重度运动性疲劳后海马CA1区神经元凋亡细胞的数目明显增高(P<0.01)。结论：高原环境低氧暴露下运动性疲劳可使海马NR2B的表达降低,并且高原环境暴露下运动性疲劳所致的大鼠学习记忆能力下降可能与海马中NR2B的表达降低及海马神经元的凋亡有关。第三部分人参皂甙Rd对高原大鼠运动疲劳学习记忆能力及海马CA1区超微结构的影响目的：研究在高原环境下大鼠运动疲劳后学习记忆能力及海马CA1区超微结构的改变；同时观察人参皂甙Rd干预对高原大鼠运动疲劳后认知能力及海马CA1区超微结构改变的影响。方法：采用动物实验跑台方式建立大鼠重度疲劳模型。选用成年清洁级wistar大鼠24只,由兰州用汽车直接引入到青海省可可西里高原(海拔4767米),随机分为生理盐水安静对照组(A组)、生理盐水重度疲劳组(B组)、人参皂甙重度疲劳组(C组)等3组,每组各8只,A组正常饲养,不运动；运动疲劳组采用跑台运动方式建立重度疲劳模型；C组给予腹腔注射人参皂甙Rd (2mg/kg),A组和B组均给予等量生理盐水(2mg/kg),对各组大鼠行Morris水迷宫测试各组大鼠的学习记忆能力,观察并记录动物找到并爬上平台的潜伏期、游泳路程及游泳轨迹,空间搜索测试中记录大鼠120s内穿越原有平台平面的次数；用HE染色观察大鼠海马组织形态学的改变；用透射电子显微镜观察海马CA1区神经元超微结构的改变。结果：1、PNT数据分析：三组大鼠的逃避潜伏期随训练次数增加而缩短,B组大鼠逃避潜伏期为81.076±19.217s,明显长于A组(54.970±15.899)s(P<0.01)；说明B组与A组相比有显著统计学意义。C组大鼠逃避潜伏期为69.001±18.178s,较B组缩短(P<0.05),说明C组与B组相比有统计学意义。SPT数据分析：SPT中A组大鼠穿越原有平台的次数为2.38±0.92次,明显高于B组大鼠穿越原平台的次数(0.56±0.24)次(P<0.01);C组大鼠穿越平台区次数为0.88±0.83次,高于B组,(P<0.05)。提示重度疲劳可以损伤大鼠的空间学习记忆能力,而人参皂甙Rd可以缓解重度疲劳损伤导致的大鼠空间学习记忆能力损伤。2、HE染色光镜形态学改变A组大鼠海马区组织、细胞形态基本正常,神经元排列整齐；B组大鼠海马区组织水肿,细胞周围间隙增宽,胞体肿胀变圆、变大,胞浆染色变浅,海马神经元排列松散、紊乱,与周围神经元联系减少,部分细胞固缩；C组大鼠海马神经元胞体肿胀及组织水肿情况较B组大鼠明显好转。3、电镜超微结构的改变：A组大鼠海马CA1区在电镜下神经元细胞结构基本正常,细胞质内细胞器基本完整、排列有序,线粒体大小及形态基本正常,但细胞器数量相对减少,尤其以粗面内质网减少为主。B组大鼠海马CA1区神经元细胞高度肿胀,细胞器数量显著减少且分散,线粒体肿胀,并可见嵴断裂和部分融合消失,有噬神经现象出现,细胞核出现固缩,外周血管肿胀明显。C组病理改变较轻,相对于B组大鼠,海马CA1区神经元细胞尚正常,细胞器数量基本正常,细胞肿胀减轻,细胞器肿胀相对也较轻,内皮细胞尚完整。结论：高原环境下大鼠重度运动疲劳所造成的学习记忆能力障碍与大鼠海马组织超微结构的改变密切相关,重度运动性疲劳可以造成大鼠海马神经元损伤,引起海马组织形态学的改变；人参皂甙Rd可以改善海马超微结构的损伤和大鼠的学习记忆能力。

高原环境对运动性疲劳大鼠学习记忆的影响及其机制研究

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