探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)腦梗死大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度的影響①

馬向陽，張麗萍，董靜，黃冬冬，劉冬梅，孫汝智

探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)腦梗死大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度的影響①

馬向陽，張麗萍，董靜，黃冬冬，劉冬梅，孫汝智

目的研究探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)局灶性腦梗死大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度的影響。方法80只Sprague-Dawley大鼠開顱電凝右側(cè)大腦中動(dòng)脈，隨機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境組(SE組,n=40)和探索學(xué)習(xí)環(huán)境組(LE組,n=40)。分別于術(shù)后7 d、28 d進(jìn)行Morris水迷宮測(cè)試；術(shù)后1 d、3 d、7 d、14 d、28 d，CD34免疫組織化學(xué)法測(cè)定海馬區(qū)微血管密度。結(jié)果LE組Morris水迷宮測(cè)試成績(jī)顯著優(yōu)于SE組(P＜0.001)。術(shù)后7 d起，LE組缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度高于SE組(P＜0.05)。結(jié)論探索學(xué)習(xí)環(huán)境可促進(jìn)腦梗死大鼠微血管新生，有利于學(xué)習(xí)記憶功能恢復(fù)。

腦梗死；探索學(xué)習(xí)環(huán)境；學(xué)習(xí)記憶；微血管密度；大鼠

[本文著錄格式]馬向陽，張麗萍，董靜，等.探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)腦梗死大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度的影響[J].中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐,2015,21(1):42-44.

CITED AS:Ma XY,Zhang LP,Dong J,et al.Effects of learning environment on learning and memory and microvessel density in hippocampus of rats after cerebral infarction[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2015,21(1):42-44.

近年來，腦卒中的康復(fù)日益受到重視，而腦的可塑性和功能重組是腦卒中后神經(jīng)功能恢復(fù)主要機(jī)制。有研究證實(shí)，腦的可塑性受學(xué)習(xí)訓(xùn)練的影響[1]。本研究探討探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)局灶性腦梗死大鼠學(xué)習(xí)記憶能力與海馬區(qū)微血管密度的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

清潔級(jí)雄性Sprague-Dawley大鼠80只，3～4月齡，體質(zhì)量230～260 g，購(gòu)自河南醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)部。

1.2 模型制造及分組

參照賈子善等的方法[2]制作模型。大鼠10%水合氯醛0.35 ml/100 g腹腔注射麻醉，左側(cè)臥位固定。常規(guī)消毒后，在右眼與右耳間切開皮膚，分離顳肌，暴露顳骨翼板。術(shù)中避免損傷面神經(jīng)，面部主要?jiǎng)用}、靜脈，眼外肌及淚腺和顴弓。在手術(shù)顯微鏡下，用牙鉆經(jīng)顳骨翼板鉆至硬腦膜，暴露大腦中動(dòng)脈，用小咬骨鉗向下咬去部分顱骨，電凝器閉塞嗅束近端至大腦下靜脈之間大腦中動(dòng)脈。依次縫合顳肌及皮膚。腹腔內(nèi)注射青霉素2000 U以預(yù)防感染。共用大鼠114只，80只符合入選條件(蘇醒后右眼出現(xiàn)Horner征及左側(cè)

肢體偏癱)并存活到規(guī)定時(shí)間。術(shù)后24 h將大鼠分為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(SE)組和探索學(xué)習(xí)環(huán)境(LE)組各40只。

1.3 飼養(yǎng)環(huán)境

SE組飼養(yǎng)于標(biāo)準(zhǔn)籠(290×178×160 mm)中，每籠5只。LE組飼養(yǎng)于自行設(shè)計(jì)的迷宮籠[3]，每籠20只。迷宮籠由一個(gè)圓籠與一個(gè)方籠組成，直徑500 mm圓籠同640×480×120 mm方籠間通過兩條通道相連。圓籠由絲網(wǎng)分隔，一側(cè)為進(jìn)食區(qū)，一側(cè)為飲水區(qū)；方籠：由絲網(wǎng)分隔形成寬80×80 mm的迷宮。迷宮由易到難，每周變換1次。

1.4 Morris水迷宮測(cè)試[4]

分別于術(shù)后7 d、28 d，兩組各取鼠15只進(jìn)行Morris水迷宮測(cè)試。

Morris水迷宮為一直徑150 cm、高50 cm的圓形水池，外接動(dòng)態(tài)軌跡攝像和計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)。水深30 cm，水溫(24±2)℃，水中加全脂淡奶粉160 g使水渾濁。在水池邊緣確定東、西、南、北4個(gè)點(diǎn)，在水池中間設(shè)立直徑9 cm、高29 cm的透明有機(jī)玻璃平臺(tái)，沒于水下1 cm。測(cè)試時(shí)室內(nèi)安靜，物品陳設(shè)、照明度一致。

1.4.1 定位航行實(shí)驗(yàn)

每天上、下午各訓(xùn)練1輪，每輪4次。兩次訓(xùn)練間隔30 s，共5 d。每次分別從4個(gè)象限1/2弧度處頭朝池壁入水，在60 s內(nèi)觸到平臺(tái)的時(shí)間為逃避潛伏期。若大鼠在60 s內(nèi)未找到平臺(tái)，則計(jì)為60 s。以最后一輪4次所用時(shí)間的總值作為觀察指標(biāo)。

1.4.2 空間探索試驗(yàn)

第5天下午撤除平臺(tái)。大鼠于原平臺(tái)對(duì)側(cè)象限入水，觀察其60 s內(nèi)穿越原平臺(tái)所在位置的次數(shù)(穿臺(tái)次數(shù))。測(cè)4次，取平均值。

1.5 微血管密度(microvessel density,MVD)

兩組分別于術(shù)后1 d、3 d、7 d、14 d、28 d各取5只大鼠，10%水合氯醛0.35 ml/100 g腹腔內(nèi)注射麻醉，固定于手術(shù)臺(tái)，剪開胸腔，暴露心臟，用9#針頭插入左心室，灌注生理鹽水，待右心耳膨起，剪開右心耳讓血液流出；至右心耳流出液為無色透明時(shí)，4%多聚甲醛灌注固定，每只約200 ml，在20～30 min內(nèi)灌完。立即在視交叉處切開，取出大腦，浸于4%多聚甲醛中再固定4 h。經(jīng)常規(guī)梯度酒精脫水，二甲苯透明，石蠟包埋，7 μm厚連續(xù)切片，每隔100 μm連續(xù)取3張，CD34免疫組化測(cè)定。

參照文獻(xiàn)方法[5]，以免疫組織化學(xué)染色成棕黃色的單個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞簇作為一個(gè)血管計(jì)數(shù)，每張切片在缺血側(cè)海馬區(qū)選擇4個(gè)高倍(400×)視野進(jìn)行微血管計(jì)數(shù)，計(jì)算每mm2內(nèi)微血管的數(shù)量，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)每組共統(tǒng)計(jì)15張切片。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 12.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)量資料用(±s)表示，兩樣本均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)。顯著性水平α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 Morris水迷宮測(cè)試

游泳軌跡LE組以目標(biāo)明確的趨向式為主，SE組以隨機(jī)式為主。LE組較SE組逃避潛伏期顯著縮短(P＜0.001)，穿臺(tái)次數(shù)顯著增加(P＜0.001)。見表1。

表1 兩組Morris水迷宮測(cè)試成績(jī)比較

2.2 MVD

微血管形態(tài)不規(guī)則，管腔由染成棕黃色的內(nèi)皮細(xì)胞圍成，兩組缺血側(cè)海馬區(qū)可見較多散在單個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞(圖1)。術(shù)后7 d起，LE組微血管密度多于SE組(P＜0.05)。見表2。

表2 兩組缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度比較(/mm2)

3 討論

探索學(xué)習(xí)環(huán)境由社會(huì)交往、探索學(xué)習(xí)和體力活動(dòng)等成分構(gòu)成[6]。對(duì)成年腦損傷動(dòng)物的研究已證實(shí)，探索學(xué)習(xí)環(huán)境能減輕腦損傷，改善腦功能，促進(jìn)腦損傷修復(fù)[7]。

Morris水迷宮是檢測(cè)大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的常用裝置[8-10]。本研究顯示，探索環(huán)境干預(yù)能改善和提高腦梗死大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力。

作為腦高級(jí)活動(dòng)的學(xué)習(xí)記憶功能，其實(shí)質(zhì)是復(fù)雜的信息獲取、傳遞與整合的過程。信息來自環(huán)境。不同環(huán)境發(fā)出信息的質(zhì)和量不同，來自SE的信息刺激有限，而來自LE的豐富刺激則使信息在整個(gè)神經(jīng)環(huán)

路傳遞與強(qiáng)化[11-12]，由此形成復(fù)雜的學(xué)習(xí)與記憶過程。

圖1 缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度(CD34免疫組化染色,400×)

對(duì)大鼠缺血側(cè)海馬區(qū)微血管密度的分析結(jié)果顯示，缺血側(cè)海馬區(qū)微血管有代償性增生，而探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)這種增生有促進(jìn)作用。

血管新生是決定缺血性神經(jīng)元存活的關(guān)鍵因素，微血管新生的范圍與程度直接關(guān)系到海馬區(qū)血流的改善，影響該區(qū)神經(jīng)元生理功能的恢復(fù)。大鼠局灶性腦梗死后缺血側(cè)海馬區(qū)微血管的增生，對(duì)改善海馬區(qū)的微循環(huán)、促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶能力的恢復(fù)、改善預(yù)后具有重要意義；而探索學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)這一過程有明顯的促進(jìn)作用。這可能是探索學(xué)習(xí)促進(jìn)腦缺血后功能恢復(fù)的一個(gè)重要機(jī)制。

[1]Johansson BB.Regeneration and plasticity in the brain and spinal cord[J].J Cereb Blood Flow Metab,2007,27(8): 1417-1430.

[2]賈子善,李闊,槐雅萍,等.不同環(huán)境干預(yù)對(duì)局灶性腦梗死大鼠行為學(xué)恢復(fù)的影響[J].中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2007,22(7): 578-580.

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Effects of Learning Environment on Learning and Memory and Microvessel Density in Hippocampus of Rats after Cerebral Infarction

MA Xiang-yang,ZHANG Li-ping,DONG Jing,HUANG Dong-dong,LIU Dong-mei,SUN Ru-zhi.Cangzhou Medical College,Cangzhou,Hebei 061001,China

Objective To study the effects of learning environment on learning memory and microvessel density in hippocampus of rats after cerebral infarction.Methods 80 Sprague-Dawley rats were coagulated right middle cerebral arteries electrically,and randomly divided into learning envionment(LE)and standard environment(SE)groups.They were tested with Morris Water Maze 7 d and 28 d after operation.The microvessel density in hippocampus was measured with CD34immunohistochemstry 1,3,7,14 and 28 days after operation.Results The achievement of Morris Water Maze was significantly better in the LE group than in the SE group(P＜0.001),while the microvessel density in the hippocampus was more since 7 days after operation(P＜0.05).Conclusion The learning environment can promote the angiogenesis and improve the learning and memory function recovery.

cerebral infarction;learning environment;learning and memory;microvessel density;rats

10.3969/j.issn.1006-9771.2015.01.011

R743.3

A

1006-9771(2015)01-0042-03

2014-10-29

2014-12-04)

滄州醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校，河北滄州市061001。作者簡(jiǎn)介：馬向陽(1970-)，女，漢族，河北景縣人，碩士，教授，主要研究方向：神經(jīng)病學(xué)。