力竭運(yùn)動(dòng)后大鼠海馬bFGF及其受體FGFR1表達(dá)的變化

馬春偉，袁瓊嘉

(1.運(yùn)城學(xué)院體育系，山西運(yùn)城044000;2.成都體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)系，四川成都610041)

國(guó)際上把21世紀(jì)開(kāi)始的時(shí)代稱(chēng)為“腦科學(xué)時(shí)代”。在體育研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)運(yùn)動(dòng)與中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行著積極的探索。堿性成纖維生長(zhǎng)因子(Basic fibroblast growth factor，bFGF)是一種廣譜的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和促分裂因子。李立新［1］發(fā)現(xiàn)正常情況下，腦內(nèi)只有輕微的bFGF免疫反應(yīng)，對(duì)維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能并延緩細(xì)胞老化、中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育、成熟和存活有著極為重要的影響。堿性成纖維生長(zhǎng)因子受體(fibroblast growth factor receptor1，F(xiàn)GFR1)是 bFGF的高親和力受體，廣泛地分布于靶細(xì)胞表面。bFGF可通過(guò)激活FGFR1起作用［2］，所以，bFGF及其受體 FGFR1可保護(hù)神經(jīng)元免受缺血缺氧所致的毒害，并保護(hù)受損的神經(jīng)元。bFGF及其受體FGFR1分布于鼠腦多個(gè)腦區(qū)，較高表達(dá)部位為海馬。海馬區(qū)作為邊緣系統(tǒng)的重要組成部分，是介導(dǎo)應(yīng)激反應(yīng)的高級(jí)中樞的重要腦區(qū)之一，在下丘腦調(diào)節(jié)內(nèi)分泌的變化過(guò)程中，對(duì)下丘腦有著非常重要的影響，而運(yùn)動(dòng)是一種典型的應(yīng)激。因此，對(duì)海馬區(qū)的研究越來(lái)越受到運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界的重視。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于一次性力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦海馬bFGF及其受體FGFR1表達(dá)的研究鮮有報(bào)道。本文應(yīng)用光鏡觀察、電鏡觀察及免疫組織化學(xué)方法研究大鼠一次性力竭游泳運(yùn)動(dòng)后海馬bFGF及其受體FGFR1表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，及其與海馬組織中神經(jīng)的再生和保護(hù)神經(jīng)元對(duì)抗缺血缺氧的損傷之間的關(guān)系，為運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞的消除機(jī)制提供一定的神經(jīng)生物學(xué)依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

選用成年三月齡、健康雄性SPF級(jí)(無(wú)特定病原體動(dòng)物)的SD大鼠50只，體重200±20g，由四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物飼養(yǎng)籠分籠喂養(yǎng)，自由攝食飲水，保證通風(fēng)條件良好，室溫保持在25±2℃，相對(duì)濕度40% ～60%，自然光照。

1.2 研究方法

1.2.1 動(dòng)物分組及動(dòng)物造模

大鼠購(gòu)進(jìn)后隨機(jī)分為5組:空白對(duì)照組(C組，n=10)、力竭運(yùn)動(dòng)組(E組，n=40)，根據(jù)取材時(shí)間不同將E組隨機(jī)分為力竭運(yùn)動(dòng)即刻組(E1組)、力竭運(yùn)動(dòng)12 h組(E2組)、力竭運(yùn)動(dòng)24 h組(E3組)、力竭運(yùn)動(dòng)48小時(shí)組(E4組)。C組大鼠分籠常規(guī)喂養(yǎng)，不加任何運(yùn)動(dòng)干預(yù)。E組大鼠在游泳槽內(nèi)進(jìn)行適應(yīng)性游泳3天(水深60 cm，水溫33士2℃)，每天游泳10 min;正式試驗(yàn)時(shí)，E組大鼠按每100 g體重負(fù)重5 g(5%)游泳至力竭。記錄入水和出水時(shí)間，四組中均未出現(xiàn)溺水死亡的現(xiàn)象。

1.2.2 灌注取材

各組均隨機(jī)取8只灌注取材。C組經(jīng)腹腔注射2%戊巴比妥鈉(2.3 ml/kg)麻醉，將其仰臥，固定四肢及頭部于解剖臺(tái)，然后打開(kāi)大鼠的胸腔，快速地將針頭刺入左心室并插進(jìn)主動(dòng)脈，用止血鉗固定;然后打開(kāi)生理鹽水的開(kāi)關(guān)，用止血鉗夾住下行動(dòng)脈，剪開(kāi)右心耳讓血液流出，直到發(fā)現(xiàn)流出液變清，則關(guān)閉生理鹽水開(kāi)關(guān)，打開(kāi)多聚甲醛灌注液的開(kāi)關(guān)，解開(kāi)頭部及四肢，可見(jiàn)到上肢及頭部肌肉痙攣漸硬、變白;待見(jiàn)到灌注液從鼻中滴流出，則關(guān)閉多聚甲醛開(kāi)關(guān)，用斷頭鍘將頭取下，用解剖剪自枕骨大孔兩側(cè)沿耳朵稍后上方各剪一刀(注意不要破壞腦組織)，翻起顱骨，將大腦輕輕取下，置于托盤(pán)中在視交叉后1 mm及4 mm處冠狀切面切開(kāi)，取中間塊放入裝有4%甲醛固定液的小瓶中浸泡固定，室溫貯存。E1組、E2組、E3組、E4組分別在力竭游泳后即刻、12 h、24 h、48 h按以上方法進(jìn)行取材。然后進(jìn)行石蠟包埋、HE染色、免疫組化。

1.2.3 免疫組化結(jié)果分析

將免疫組織化學(xué)切片在計(jì)算機(jī)圖像采集分析系統(tǒng)(Nikon＆SPOT美國(guó)生產(chǎn)，軟件為Version3.0)上進(jìn)行采圖(采圖位置嚴(yán)格限定在海馬區(qū)，每一例的采圖數(shù)不少于5幅，且所采之圖應(yīng)圍繞一個(gè)中心位點(diǎn)作連續(xù)采圖)。圖像的分析用Image Pro-Plus(IPP)定量分析bFGF和FGFR1的表達(dá)程度，測(cè)定積分光密度值(Integreted Optical Density，IOD)，然后把所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Microsoft EXCEL進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得數(shù)據(jù)均以“均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法。顯著性水平以P＜0.05為具有顯著性意義，P＜0.01為具有非常顯著性意義。然后根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，得出本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在光鏡下觀察bFGF及FGFR1陽(yáng)性染色主要分布于胞漿和核膜中，為棕黃色的細(xì)小顆粒，bFGF及FGFR1陰性對(duì)照組未見(jiàn)細(xì)胞著色。

2.1 大鼠運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)段的bFGF免疫組化染色結(jié)果

C組海馬區(qū)未檢測(cè)到明顯的陽(yáng)性表達(dá)(見(jiàn)圖1)。

E1組海馬bFGF陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度，較C組有非常顯著升高(P ＜0.01)(見(jiàn)圖2)。

E2組海馬bFGF陽(yáng)性表達(dá)較C組有顯著性升高(P＜0.05)，較E1組有非常顯著下降(P ＜0.01)(見(jiàn)圖3)。

E3組海馬bFGF陽(yáng)性表達(dá)較C組有非常顯著性升高(P＜0.01)，較E1有非常顯著性下降(P＜0.01)，較E2組有非常顯著性上升(P ＜0.01)(見(jiàn)圖4)。

E4組海馬bFGF陽(yáng)性表達(dá)較C組有所升高，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05)，較E1組有非常顯著性下降(P＜0.01)，較E2組有非常顯著性下降(P＜0.01)，較 E3組有非常顯著性下降(P ＜0.01)(見(jiàn)圖5、圖6)。

一次性游泳力竭運(yùn)動(dòng)后的不同時(shí)段，大鼠海馬bFGF免疫組化染色切片采用計(jì)算機(jī)圖像自動(dòng)分析系統(tǒng)分析、SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果如表1:

表1 大鼠運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)段海馬神經(jīng)元bFGF表達(dá)強(qiáng)度變化(積分光密度IOD)

2.2 大鼠運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)段的FGFR1免疫組化染色結(jié)果

C組海馬區(qū)未檢測(cè)到明顯的陽(yáng)性表達(dá)(見(jiàn)圖7)。

E1組海馬FGFR1陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度，較C組有非常顯著升高(P ＜0.01)(見(jiàn)圖8)。

E2組海馬FGFR1陽(yáng)性表達(dá)較C組有非常顯著性升高(P＜0.01)，較E1組有非常顯著下降(P＜0.01)(見(jiàn)圖9)。

E3組海馬FGFR1陽(yáng)性表達(dá)較C組有顯著性上升(P＜0.01)，較 E1有非常顯著性下降(P＜0.01)，較E2組有非常顯著性下降(P＜0.01)(見(jiàn)圖10)。

E4組海馬FGFR1陽(yáng)性表達(dá)較C組有非常顯著性下降(P＜0.01)，較 E1有非常顯著性下降(P＜0.01)，較 E2組有非常顯著性下降(P＜0.01)，較E3組有非常顯著性下降(P＜0.01)(見(jiàn)圖11、圖12)。

一次性游泳力竭運(yùn)動(dòng)后的不同時(shí)段，大鼠海馬FGFR1免疫組化染色切片采用計(jì)算機(jī)圖像自動(dòng)分析系統(tǒng)分析、SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，結(jié)果如表2:

表2 大鼠運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)段海馬神經(jīng)元FGFR1表達(dá)強(qiáng)度變化(積分光密度IOD)

2.3 大鼠運(yùn)動(dòng)后不同時(shí)段的bFGF及FGFR1的相關(guān)關(guān)系

由圖可知，在空白組、力竭運(yùn)動(dòng)后即刻組、12 h組、48 h組bFGF及FGFR1呈正相關(guān)，而24 h組無(wú)顯著相關(guān)性(見(jiàn)表3、圖13)。

表3 大腦海馬bFGF與FGFR1陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度的同步變化

bFGF FGFR1運(yùn)動(dòng)后48 h組(E4)組別21.14±1.54 15.74±0.15

圖1海馬區(qū)未檢測(cè)到明顯的bFGF陽(yáng)性表達(dá)。

圖2海馬區(qū)的bFGF陽(yáng)性表達(dá)明顯，大部分細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖3海馬區(qū)bFGF陽(yáng)性表達(dá)比較明顯，可見(jiàn)小部分細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖4海馬區(qū)bFGF陽(yáng)性表達(dá)相對(duì)明顯，可見(jiàn)大多數(shù)細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖5海馬區(qū)bFGF陽(yáng)性表達(dá)不明顯，極少部分細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖6海馬區(qū)未檢測(cè)到明顯的FGFR1陽(yáng)性表達(dá)。

圖7海馬區(qū)的FGFR1陽(yáng)性表達(dá)明顯，大部分細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖8海馬區(qū)FGFR1陽(yáng)性表達(dá)比較明顯，可見(jiàn)較大部分細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖9海馬區(qū)FGFR1陽(yáng)性表達(dá)相對(duì)明顯，可見(jiàn)少數(shù)細(xì)胞胞漿呈棕黃色。

圖10海馬區(qū)FGFR1陽(yáng)性表達(dá)不明顯。

圖1 bFGF在C組中的表達(dá)(×400)

圖2 bFGF在E1組中的表達(dá)(×400)

圖3 bFGF在E2組中的表達(dá)(×400)

圖4 bFGF在E3組中的表達(dá)(×400)

圖5 bFGF在E4組中的表達(dá)(×400)

圖6 海馬BFCF陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度(IOD)的動(dòng)態(tài)變化

圖7 FGFR1在C組中的表達(dá)(×400)

圖8 FGFR1在E1組中的表達(dá)(×400)

圖9 FGFR1在E2組中的表達(dá)(×400)

圖10 FGFR1在E3組中的表達(dá)(×400)

圖11 FGFR1在E4組中的表達(dá)(×400)

圖12 海馬FGFR1陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度(IOD)的動(dòng)態(tài)變化

圖13 海馬bFGF與FGFR1陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度的同步變化

3 分析與討論

3.1 一次性力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)bFGF及FGFR1的影響

3.1.1 一次性力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)bFGF的影響

本實(shí)驗(yàn)采用的是一次性游泳力竭運(yùn)動(dòng)，分別觀察了力竭運(yùn)動(dòng)后即刻、12 h、24 h及48 h四個(gè)時(shí)相大鼠海馬bFGF表達(dá)水平的動(dòng)態(tài)變化。

結(jié)果顯示:空白組大鼠海馬偶見(jiàn)散在的極少量bFGF陽(yáng)性表達(dá)，力竭運(yùn)動(dòng)后即刻組大鼠海馬bFGF表達(dá)水平有明顯升高，甚至達(dá)到最高值;運(yùn)動(dòng)后12 h組有所下降，但仍然明顯高于空白組;運(yùn)動(dòng)后24 h組較運(yùn)動(dòng)后12 h組有明顯的升高，但明顯低于運(yùn)動(dòng)后即刻組和空白組;運(yùn)動(dòng)后48 h組恢復(fù)到接近空白組水平。

一次性游泳力竭運(yùn)動(dòng)后，大鼠海馬bFGF表達(dá)水平隨時(shí)間推移而出現(xiàn)的先升高后降低繼而又上升又降下的兩個(gè)類(lèi)似拋物線形的變化，與損傷海馬神經(jīng)元的保護(hù)過(guò)程曲線趨于一致，據(jù)此我們推測(cè)bFGF作為一種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，可能參與了一次性極限負(fù)荷運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞的保護(hù)過(guò)程。國(guó)內(nèi)外有關(guān)力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)bFGF影響的報(bào)道并不多。何葉等［3］對(duì)長(zhǎng)期力竭性訓(xùn)練對(duì)大鼠海馬神經(jīng)元凋亡的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):力竭運(yùn)動(dòng)可致腦損傷，由于大腦在力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)處于相對(duì)的缺血缺氧狀態(tài)，出現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞線粒體鈣超載，并發(fā)生缺血缺氧性損傷。

3.1.2 一次性力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)FGFR1的影響

本實(shí)驗(yàn)采用的是一次性游泳力竭運(yùn)動(dòng)，分別觀察了力竭運(yùn)動(dòng)后即刻、12 h、24 h及48 h四個(gè)時(shí)相大鼠海馬FGFR1表達(dá)水平的動(dòng)態(tài)變化。

結(jié)果顯示:空白組大鼠海馬中FGFR1基本呈陰性表達(dá)，力竭運(yùn)動(dòng)后即刻組大鼠海馬FGFR1表達(dá)水平有明顯升高，甚至達(dá)到最高值;運(yùn)動(dòng)后12 h組有所下降，但仍然明顯高于空白組;運(yùn)動(dòng)后24 h組較運(yùn)動(dòng)后12 h組有明顯的下降趨勢(shì);運(yùn)動(dòng)后48 h組恢復(fù)到空白組水平以下。

一次性游泳力竭運(yùn)動(dòng)后，大鼠海馬FGFR1表達(dá)水平隨時(shí)間推移而出現(xiàn)的先升高后降低的類(lèi)似拋物線形的變化，與損傷海馬神經(jīng)元的保護(hù)過(guò)程曲線趨于一致，據(jù)此我們推測(cè)FGFR1作為bFGF的受體，可能輔助了bFGF參與一次性極限負(fù)荷運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞的保護(hù)過(guò)程。

3.2 一次性力竭運(yùn)動(dòng)影響bFGF及FGFR1的可能機(jī)制

3.2.1 一次性力竭運(yùn)動(dòng)影響bFGF的可能機(jī)制

在本實(shí)驗(yàn)中，在運(yùn)動(dòng)后即刻bFGF呈明顯的上升趨勢(shì)，這與李立新［1］發(fā)現(xiàn)腦損傷后的局部bFGF免疫反應(yīng)明顯增強(qiáng)的報(bào)道相一致。這可能由于一次性力竭運(yùn)動(dòng)后即刻引發(fā)大鼠腦缺血，腦組織局部神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子合成或轉(zhuǎn)運(yùn)障礙，細(xì)胞微環(huán)境Ca2+平衡紊亂造成胞漿內(nèi)Ca2+濃度增加，激活內(nèi)源性核酸酶，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡及產(chǎn)生大量興奮性氨基酸，此時(shí)bFGF陽(yáng)性表達(dá)增強(qiáng)，以對(duì)抗興奮性氨基酸毒性作用，抑制Ca2+通道上升和增強(qiáng)細(xì)胞抗氧化能力。K+-Ca2+通道的激活是神經(jīng)元自身的一種保護(hù)作用，在一次性力竭運(yùn)動(dòng)后bFGF與其受體FGFR1特異性結(jié)合，激活K+-Ca2+通道，激活酪氨酸激酶，影響谷氨酸受體蛋白、Ca2+結(jié)合蛋白等的表達(dá)而穩(wěn)定Ca2+通道，拮抗缺氧、興奮性氨基酸、自由基等的損害，抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生和發(fā)展。本實(shí)驗(yàn)在運(yùn)動(dòng)后即刻bFGF表達(dá)強(qiáng)度明顯上升，可使K+-Ca2+通道激活，對(duì)調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性可能具有重要作用。因此，bFGF能穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)所致的病理狀態(tài)細(xì)胞微環(huán)境中Ca2+平衡，同時(shí)及時(shí)補(bǔ)充神經(jīng)組織局部因缺血、創(chuàng)傷造成的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子合成障礙，從而保護(hù)神經(jīng)元。在保護(hù)神經(jīng)元的過(guò)程中，bFGF逐漸被消耗，其表達(dá)強(qiáng)度也將逐漸減弱，這與本試驗(yàn)中在運(yùn)動(dòng)后12 h和運(yùn)動(dòng)后48 h其表達(dá)強(qiáng)度依次下降相吻合。當(dāng)受損細(xì)胞修復(fù)完成后，細(xì)胞中的bFGF也不再表達(dá)［4］，至運(yùn)動(dòng)后48 h時(shí)降低至類(lèi)似空白組水平，推測(cè)在運(yùn)動(dòng)休息過(guò)程中，隨著大腦微循環(huán)的增加，缺血缺氧的狀態(tài)得到改善，體內(nèi)的代謝逐漸恢復(fù)正常，也表明一次性力竭運(yùn)動(dòng)造成大鼠海馬神經(jīng)元的改變是可逆的。而在本實(shí)驗(yàn)中，在運(yùn)動(dòng)后24 h時(shí)，bFGF有一個(gè)明顯的上升過(guò)程，這是可能是由于發(fā)生了遲發(fā)性神經(jīng)元損傷。有學(xué)者指出:腦缺血可造成易損區(qū)神經(jīng)元群變性、死亡，再灌注后數(shù)十小時(shí)仍可見(jiàn)其病理變化，稱(chēng)為遲發(fā)性神經(jīng)元損傷(Delayed neuronal damage，DND)［5］。腦缺血后興奮性氨基酸(如L-谷氨酸)過(guò)度釋放可能是遲發(fā)性神經(jīng)元損傷的一個(gè)重要因素［6］。本實(shí)驗(yàn)可能由于發(fā)生了遲發(fā)性神經(jīng)元損傷，再次導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡并產(chǎn)生大量興奮性氨基酸，bFGF陽(yáng)性表達(dá)也同時(shí)增強(qiáng)，用以對(duì)抗興奮性氨基酸毒性作用，抑制Ca2+通道上升和增強(qiáng)細(xì)胞抗氧化能力［7］。

3.2.2 一次性力竭運(yùn)動(dòng)影響FGFR1的可能機(jī)制

堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(Fibroblast Growth Factors Receptors1，F(xiàn)GFR1)是一類(lèi)穿膜的酪氨酸激酶受體，它介導(dǎo) bFGF信號(hào)傳遞入細(xì)胞質(zhì)中［8］。Zoe Castle 等［9］通過(guò)對(duì)爪蟾胚胎研究發(fā)現(xiàn) bFGF和FGFR1信號(hào)的傳導(dǎo)能刺激神經(jīng)元的分化，從而達(dá)到保護(hù)神經(jīng)元的目的。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)免疫組織化學(xué)染色觀察到，在力竭運(yùn)動(dòng)后即刻FGFR1表達(dá)明顯增加，推測(cè)可能是因?yàn)橐淮涡粤哌\(yùn)動(dòng)導(dǎo)致腦缺血后，F(xiàn)GFR1即可引起神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的bFGF合成增加，在細(xì)胞損傷或死亡后可將bFGF釋放入細(xì)胞間隙，進(jìn)而保護(hù)或修復(fù)那些表達(dá)FGFR1的細(xì)胞，這意味著FGFR1的表達(dá)可以保護(hù)神經(jīng)元，其與神經(jīng)細(xì)胞存活密切相關(guān)。在保護(hù)神經(jīng)元的過(guò)程中，F(xiàn)GFR1逐漸被消耗，其表達(dá)強(qiáng)度也將逐漸減弱，這與本試驗(yàn)中在運(yùn)動(dòng)后12 h、運(yùn)動(dòng)后24 h和運(yùn)動(dòng)后48 h表達(dá)強(qiáng)度依次下降相吻合。FGFR1的陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度在力竭運(yùn)動(dòng)后明顯增強(qiáng)，是細(xì)胞對(duì)缺血缺氧損傷的一種協(xié)調(diào)反應(yīng)，是神經(jīng)細(xì)胞的一種自我保護(hù)機(jī)制，通過(guò)這種機(jī)制來(lái)減輕損傷程度并促進(jìn)后期神經(jīng)功能的恢復(fù)，但這種修復(fù)作用是部分的、不完全的［10］。所以，在運(yùn)動(dòng)后即刻之后的各時(shí)段中，F(xiàn)GFR1的陽(yáng)性表達(dá)強(qiáng)度一直呈下降趨勢(shì)，即便在神經(jīng)元可能發(fā)生了遲發(fā)性損傷時(shí)FGFR1并沒(méi)有明顯的升高，也與其修復(fù)過(guò)程不完全一致。

3.3 bFGF與FGFR1相關(guān)性的可能機(jī)制

FGFR1是bFGF的高親和力受體，廣泛地分布于靶細(xì)胞表面，腦損傷后，受損腦組織釋放的內(nèi)源性bFGF與FGFR1結(jié)合才能誘導(dǎo)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，觸發(fā)信號(hào)級(jí)聯(lián)傳導(dǎo)系統(tǒng)，最終細(xì)胞外信號(hào)傳入核內(nèi)，發(fā)揮生物學(xué)作用，本研究結(jié)果支持這種學(xué)說(shuō)。bFGF在與其受體FGFR1結(jié)合后，一方面激活FGFR1的酪氨酸激酶的活性。即激活靶細(xì)胞內(nèi)酪氨酸蛋白激酶而促進(jìn)細(xì)胞代謝，同時(shí)還能定位于靶細(xì)胞核通過(guò)影響RNA聚合酶1加強(qiáng)核蛋白體基因的轉(zhuǎn)錄，加速G0期進(jìn)入G1期，G1期向G2期轉(zhuǎn)化，促進(jìn)細(xì)胞分裂，增殖［11］。因?yàn)楫?dāng)bFGF與FGFR1結(jié)合后，受體活化后信號(hào)傳遞過(guò)程涉及到一系列蛋白酪氨酸磷酸化，因此酪氨酸磷酸化蛋白活性在一定程度上可以反映bFGF與FGFR1活化水平。另一方面bFGF與FGFR1結(jié)合后被內(nèi)吞至胞內(nèi)，再被轉(zhuǎn)運(yùn)到核內(nèi)激活核轉(zhuǎn)錄因子引起核轉(zhuǎn)錄［12］。bFGF與細(xì)胞作用需要有兩個(gè)受體:硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulfate proteoglycans，HSPG)和FGFR1才能完成它的生物學(xué)功能。bFGF釋放出胞外后，先于HSPG結(jié)合，再移至細(xì)胞表面，與FGFR1結(jié)合形成一個(gè)類(lèi)似于三明治的結(jié)構(gòu)，bFGF被夾在當(dāng)中。bFGF與FGFR1結(jié)合后導(dǎo)致FGFR1形成二聚體，催化自身形成磷酸化，從而激活其TK的活性，引發(fā)信號(hào)傳遞。bFGF與HSPG有高親和力。雖然有報(bào)道說(shuō)bFGF分泌到胞外后不需要HSPG也能和FGFR1結(jié)合，而且對(duì)生物學(xué)功能沒(méi)有大的影響。但是實(shí)驗(yàn)證明，如果bFGF如果沒(méi)有HSPG的協(xié)助，bFGF與FGFR1的結(jié)合力大大降低［13］。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在一次性力竭運(yùn)動(dòng)后，bFGF及FGFR1在大體上呈明顯的相關(guān)性，其機(jī)制可能是因?yàn)閎FGF與細(xì)胞作用需要與FGFR1結(jié)合才能完成它的生物學(xué)功能。同時(shí)，在運(yùn)動(dòng)后24 hbFGF呈上升趨勢(shì)而FGFR1呈下降趨勢(shì)，并沒(méi)有相關(guān)性，其機(jī)制可能是因?yàn)閎FGF與細(xì)胞作用除了FGFR1以外，還需要與HSPG結(jié)合才能完成它的生物學(xué)功能。bFGF與HSPG有高親和力，HSPG一般在腦缺血后12～24 h達(dá)最大值，這與本試驗(yàn)中bFGF的陽(yáng)性表達(dá)在運(yùn)動(dòng)后24 h組的上升趨勢(shì)大體上相一致。我們發(fā)現(xiàn)bFGF和FGFR1的陽(yáng)性細(xì)胞分布大部分區(qū)域互相重疊。同時(shí)，bFGF和FGFR1表達(dá)的時(shí)間規(guī)律大體上吻合，均在運(yùn)動(dòng)后即刻增高到最大值，之后呈遞減趨勢(shì)，反映了bFGF與FGFR1在功能上互相協(xié)調(diào)。

4 結(jié)論

1)一次性力竭運(yùn)動(dòng)能夠引起大鼠海馬bFGF在神經(jīng)元損傷階段的高表達(dá)，提示bFGF可能與運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞的消除有關(guān)。在運(yùn)動(dòng)后24小時(shí)表達(dá)較高，推測(cè)由于發(fā)生遲發(fā)性神經(jīng)元損傷所致。

2)一次性力竭運(yùn)動(dòng)能夠引起大鼠海馬FGFR1在神經(jīng)元損傷階段的高表達(dá)，并且在恢復(fù)階段末期下降，證實(shí)了FGFR1可能輔助bFGF參與對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用。

3)一次性力竭運(yùn)動(dòng)后bFGF與FGFR1大體上呈明顯的正相關(guān)，提示FGFR1有促進(jìn)bFGF表達(dá)的功能。

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