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    衰老過程中有氧運動干預(yù)對海馬突觸可塑性及PDE-4基因表達(dá)的影響

    2017-10-22 11:46:06張樹玲李雪袁瓊嘉王璐
    中國運動醫(yī)學(xué)雜志 2017年10期
    關(guān)鍵詞:可塑性有氧海馬

    張樹玲 李雪 袁瓊嘉 王璐

    1成都體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院運動醫(yī)學(xué)與健康研究所(四川成都 610041)

    2成都體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院運動人體科學(xué)系(四川成都 610041)

    1 引言

    腦是機體最高調(diào)節(jié)中樞,神經(jīng)系統(tǒng)由神經(jīng)元借突觸連接,并依賴突觸來實現(xiàn)腦的調(diào)節(jié)功能。突觸結(jié)構(gòu)和功能的完整性是神經(jīng)元獲取、傳遞、加工分析、貯存信息的重要前提和保證。衰老可導(dǎo)致腦萎縮,表現(xiàn)為神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量減少,形態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、功能均發(fā)生改變;機體表現(xiàn)出學(xué)習(xí)記憶、分析、反應(yīng)、判斷、推理等能力減退[1]。有研究指出,雖然衰老大腦某些部位神經(jīng)元已有不同程度的損傷,其功能卻維持在一定的水平,提示可能存在一定程度的腦功能代償,神經(jīng)系統(tǒng)具有一定程度的可塑性,即神經(jīng)元間有建立突觸聯(lián)系的能力。在這一過程中,突觸對內(nèi)外刺激極為敏感,其可塑性能力的改變對神經(jīng)系統(tǒng)的功能影響重大。突觸素(synaptophysin,Syp)是位于突觸囊泡膜上的特異性蛋白質(zhì),是突觸前終末的特異性標(biāo)記物,可用于檢測突觸的數(shù)量及密度,是突觸結(jié)構(gòu)可塑性的重要標(biāo)志之一[2]。代謝型谷氨酸受體(metabotropic gluta?mate receptor,mGluRs)與G蛋白偶聯(lián),參與胞內(nèi)多種信使系統(tǒng)介導(dǎo)的慢突觸傳遞[3]。其中,代謝型谷氨酸受體1(metabotropi glutamate receptor 1,mGluR1)可作為突觸可塑性的代表性指標(biāo)之一[4]。磷酸二酯酶-4(Phos-phodiesterase 4,PDE-4)是細(xì)胞內(nèi)第二信使環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)特異性水解酶,可通過對cAMP信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的調(diào)控,改善認(rèn)知記憶,維持和促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的生存,阻斷藥物依賴的形成及抗抑郁等作用,進(jìn)而改善腦功能障礙[5]。有關(guān)運動影響腦功能機制的研究主要包括神經(jīng)發(fā)生、突觸可塑性、樹突棘密度和血管新生等[6]。運動對海馬的積極作用可能是通過調(diào)節(jié)海馬突觸可塑性實現(xiàn)的,主要表現(xiàn)為提高海馬DG區(qū)神經(jīng)發(fā)生,增加樹突棘密度,促進(jìn)血管新生,特別是有助于長時程增強(long-term potentia?tion,LTP)等[7]。但是,關(guān)于有氧運動對衰老過程中大鼠海馬Syp和mGluR1表達(dá)以及PDE-4基因的影響仍不清楚。本研究通過成功建立D-半乳糖衰老動物模型,并在建模過程中對大鼠進(jìn)行中等負(fù)荷有氧運動干預(yù),觀察大鼠衰老過程中進(jìn)行有氧運動干預(yù)對海馬突觸可塑性及PDE-4基因表達(dá)影響,分析指標(biāo)變化之間的相互關(guān)系及可能作用機制。

    2 材料與方法

    2.1 動物建模及取材

    成年3月齡雄性SPF級SD大鼠45只,體重400±20 g,購于成都達(dá)碩生物有限公司[生產(chǎn)許可證號:CSXK(川)2008-24]。大鼠分籠飼養(yǎng),自由飲食。室溫24±2℃,相對濕度45%~60%,國家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動物飼料喂養(yǎng)。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后隨機分為3組:對照組(C組,n=15)、D-半乳糖致衰老模型組(A組,n=15)、D-半乳糖致衰老+有氧運動干預(yù)組(AE組,n=15)。A組、AE組采用“腹腔注射D-半乳糖法”建立亞急性衰老動物模型,根據(jù)大鼠體重注射量為100 mg/kg/d[8(]D-半乳糖用生理鹽水稀釋成5%濃度,即濃度為2 ml/kg/d的D-半乳糖生理鹽水溶液),C組大鼠則根據(jù)體重每天注射一次相同劑量的生理鹽水,均連續(xù)注射6周。有氧運動干預(yù)方式采用中等負(fù)荷游泳運動[9],在自制透明的玻璃缸(160 cm×60 cm×110 cm)內(nèi)進(jìn)行,水深80 cm,水溫34±2℃[8,9]。在建模過程中,AE組大鼠進(jìn)行游泳運動(不負(fù)重),60 min/天,6天/周,為期6周,其余兩組不進(jìn)行游泳運動。實驗結(jié)束后,大鼠斷頭取腦,用冰冷生理鹽水漂洗,除去血液,冰上切割,剝離海馬,分裝入凍存管中,迅速投入液氮中保存?zhèn)溆谩?/p>

    2.2 指標(biāo)檢測

    2.2.1 大鼠海馬神經(jīng)元尼氏染色

    制備石蠟切片,依次進(jìn)行二甲苯溶液Ⅰ脫水7 min,二甲苯溶液Ⅱ脫水7 min,梯度酒精溶液脫水2 min。之后于37℃恒溫箱中2%硫瑾溶液染色8 min,流水沖洗5 min,90%酒精溶液脫色數(shù)秒(光學(xué)顯微鏡觀察脫色情況以便控制時間,一般情況下酒精溶液濃度越低脫色越快),95%酒精溶液脫水1 min,再依次進(jìn)行二甲苯溶液Ⅲ透明5 min,二甲苯溶液Ⅳ透明5 min,之后中性樹膠封片,于顯微鏡下觀察拍照。

    2.2.2 大鼠海馬Syp、mGluR 1免疫熒光檢測

    冰凍的海馬組織切割成矢狀切片(厚度約4 μm),室溫至霜除(約5 min),于4℃下4%多聚甲醛固定10 min,室溫PBS洗1 h,在37℃下孵育一抗2 h,4℃過夜,第2天在避光條件下,室溫PBS洗1 h,在37℃下孵育二抗1 h,室溫PBS洗1 h,DAPI溶液染核,室溫PBS洗40 min,雙蒸水洗10 min,90%甘油封片。利用激光共聚焦掃描顯微鏡采集圖像,Image pro-plus軟件進(jìn)行圖像處理分析,計算積分光密度(integral optical densi?ty,IOD值)。

    2.2.3 大鼠海馬PDE- 4基因Real Time-PCR 檢測

    采用Trizol法提取海馬組織總RNA:取適量海馬組織,樣品按50~100 mg組織加入1 ml冰Trizol;利用分光光度計(Thermo Scientific NanoRop 2000)測定RNA含量,并估算其純度及濃度;用2%瓊脂糖凝膠分析總RNA的完整性;采用BIO-RAD iScriptTMcDNA Synthe?sis Kit試劑盒將RNA反轉(zhuǎn)錄成活性穩(wěn)定的cDNA;采用SsoAdvancedTMSYBR?Green Supermix試劑盒進(jìn)行Re?al-Time PCR擴(kuò)增反應(yīng)。由TaKaRa寶生物工程有限公司設(shè)計并合成引物序列:β-actin上游序列為5’-CgT AAA gAC CTC TAT gCC AAC A-3’,下游序列為5’-Tag gAg CCA ggg CAg TAA TC-3’,產(chǎn)物長度為99bp;PDE-4上游序列為5’-Agg AgA AAT CAg CgT Tgg AgA-3’,下游序列為5’-TTg Tag ATg gTg Agg gTA gAg gA-3’,產(chǎn)物長度為171 bp。反應(yīng)結(jié)束后,先觀察PDE-4和β-actin標(biāo)準(zhǔn)曲線的擴(kuò)增效率是否接近100%,溶解曲線是否為單一峰以確定PCR的特異性。之后采用2-△△CT(Livak)的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,比較各組間 PDE-4基因表達(dá)水平的差異性數(shù)據(jù),由Bio-Rad CFX Manager system自動分析,生成數(shù)據(jù)及圖像。

    2.2.4 大鼠海馬PDE- 4蛋白Western Blotting ting檢測

    取適量海馬組織稱重,按1 mg組織/20 μl裂解液比例加入RIPA裂解液(含PMSF)進(jìn)行蛋白提取,嚴(yán)格按BCA蛋白濃度測試試劑盒說明書進(jìn)行總蛋白濃度的測定;將上樣緩沖液(2×loading Buffer)與蛋白質(zhì)按1︰1的比例均勻混合,約在100℃水浴鍋加熱變性10 min,冷卻分裝,-20℃保存待用;進(jìn)行SDS-PAGE凝膠電泳,將蛋白及marker轉(zhuǎn)移至 PVDF膜,用5%脫脂奶粉室溫下將PVDF膜封閉1 h,用同樣濃度的脫脂奶粉溶液稀釋一抗(ab9018,濃度1︰1000),4℃封閉過夜;第2天,室溫TBST液洗8×5 min,用同樣濃度的脫脂奶粉溶液稀釋二抗(山羊抗小鼠lgG/辣根酶標(biāo)志,濃度1︰2000),37℃封閉孵育2 h;之后室溫TBST液洗8×5 min,進(jìn)行AB顯色;暗室內(nèi)顯影;將所得PDE-4和β-ac?tin膠片進(jìn)行掃描,獲得圖片,再應(yīng)用Quantity One分析軟件上的條帶軌跡,用定量分析方法(TraceTracking)對圖片條帶進(jìn)行灰度值分析,將各組PDE-4與其β-ac?tin值相比,以比值作為目的蛋白表達(dá)量。

    2.3 統(tǒng)計學(xué)方法

    利用SPSS19.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,以±s表示結(jié)果。采用單因素方差分析(One-way ANOVA)進(jìn)行組間比較,P<0.05表示差異性顯著,P<0.01表示差異性非常顯著;運用Spearman等級相關(guān)及Pearson積差相關(guān)判斷各指標(biāo)間的相關(guān)性。

    3 結(jié)果

    3.1 大鼠一般狀態(tài)觀察結(jié)果

    C組大鼠精神良好、動作敏捷、食欲良好、體毛光澤、體形健碩等;A組大鼠精神不振、嗜睡、動作遲緩、無食欲、體毛枯黃卷曲、體形瘦弱等,呈現(xiàn)衰老體征;AE組大鼠精神狀態(tài)、食欲情況、體毛顏色、體形等情況均與C組大鼠相似,未出現(xiàn)衰老體征。

    3.2 大鼠海馬神經(jīng)元尼氏染色結(jié)果

    各組大鼠海馬神經(jīng)元尼氏染色在40倍光鏡下結(jié)果:C組大鼠海馬神經(jīng)元數(shù)量正常,排列整齊有序,細(xì)胞間距均勻,胞質(zhì)中尼氏體著色勻稱;A組大鼠海馬神經(jīng)元數(shù)量明顯減少,排列紊亂,細(xì)胞間距增大,胞質(zhì)中尼氏體著色變淺;AE組大鼠海馬神經(jīng)元數(shù)量、排列情況、細(xì)胞間距、胞質(zhì)中尼氏體著色等情況與C組相似。見圖1。

    圖1 各組大鼠海馬DG區(qū)神經(jīng)元尼氏染色

    3.3 大鼠海馬Syp、mGluRm1免疫熒光檢測結(jié)果

    3.3.1 大鼠海馬Syp免疫熒光檢測結(jié)果

    大鼠海馬Syp免疫熒光染色結(jié)果見圖2。與C組比,A組大鼠海馬Syp免疫熒光染色I(xiàn)OD值非常顯著性降低(P<0.01);與A組比,AE組大鼠海馬Syp免疫熒光染色I(xiàn)OD值非常顯著性升高(P<0.01)。見表1。

    圖2 各組大鼠海馬DG區(qū)Syp免疫熒光染色結(jié)果

    表1 各組大鼠海馬Syp免疫熒光染色I(xiàn)OD值比較(±s)

    表1 各組大鼠海馬Syp免疫熒光染色I(xiàn)OD值比較(±s)

    注:與C組比:▲▲P<0.01;與A組比:★★P<0.01

    C組596.59±27.32 AE組589.18 ± 36.68★★A組422.34 ± 32.17▲▲

    3.3.2 大鼠海馬mGluR 1免疫熒光檢測結(jié)果

    大鼠海馬mGluR1免疫熒光染色結(jié)果見圖3。與C組比,A組大鼠海馬mGluR1免疫熒光染色I(xiàn)OD值非常顯著性降低(P<0.01);與 A 組比,AE組大鼠海馬mGluR1免疫熒光染色I(xiàn)OD值非常顯著性升高(P<0.01)。見表2。

    圖3 各組大鼠海馬DG區(qū)mGluR1免疫熒光染色結(jié)果

    表2 大鼠海馬mGluR1免疫熒光染色I(xiàn)OD值(±s)

    表2 大鼠海馬mGluR1免疫熒光染色I(xiàn)OD值(±s)

    注:與C組比:▲▲P<0.01;與A組比:★★P<0.01

    C組235.21±27.56 A組169.34 ± 22.34▲▲AE組226.56 ± 25.13★★

    3.4 大鼠海馬PDE- 4 mRNA Real-Time PCR 檢測結(jié)果

    與C組比,A組大鼠海馬PDE-4 mRNA表達(dá)非常顯著性升高(P<0.01);與A組比,AE組大鼠海馬PDE-4 mRNA表達(dá)非常顯著性降低(P<0.01)。見表3。

    表3 各組大鼠海馬PDE-4 mRNA表達(dá)量(±s)

    表3 各組大鼠海馬PDE-4 mRNA表達(dá)量(±s)

    注:與C組比:▲▲P<0.01;與A組比:★★P<0.01。

    C組1.07±0.059 AE組0.88 ± 0.060★★A組1.20 ± 0.041▲▲

    3.5 大鼠海馬PDE- 4蛋白Western Blotting ting檢測結(jié)果

    與C組比,A組大鼠海馬PDE-4蛋白表達(dá)非常顯著性升高(P<0.01);與A組比,AE組大鼠海馬PDE-4蛋白表達(dá)非常顯著性降低(P<0.01)。見表4、圖4。

    表4 大鼠海馬PDE-4蛋白表達(dá)量(±s)

    表4 大鼠海馬PDE-4蛋白表達(dá)量(±s)

    注:與C組比:▲▲P<0.01;與A組比:★★P<0.01。

    C組0.31±0.01 AE組0.02 ± 0.01★★A組0.33 ± 0.01▲▲

    圖4 大鼠海馬免疫印跡條帶

    3.6 PDE- 4與突觸可塑性之間相關(guān)性分析

    PDE-4 mRNA表達(dá)與Syp的IOD值呈非常顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.01),與mGluR1的IOD值呈顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.05);PDE-4蛋白表達(dá)與Syp的IOD值和mGluR1的IOD值均呈顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見表5。

    表5 大鼠海馬PDE-4表達(dá)水平與突觸可塑性檢測結(jié)果之間的相關(guān)系數(shù)矩陣

    4 討論

    在相關(guān)衰老研究中,衰老動物模型的正確選擇和成功建立尤其關(guān)鍵[10]。衰老動物模型包括轉(zhuǎn)基因動物模型、自發(fā)性動物模型和誘發(fā)性動物模型3種[11、12]。D-半乳糖衰老動物模型已成為國內(nèi)較公認(rèn)的誘發(fā)性衰老動物模型,與其他衰老模型相比,該模型造模周期短,操作簡單,創(chuàng)傷性比較小,易于建成,且重復(fù)性好,表現(xiàn)出與自然衰老動物相似的體征等[8、13],已被廣泛地應(yīng)用于白內(nèi)障、腦老化、延緩腦衰老等方面研究[11]。早期學(xué)者發(fā)現(xiàn),衰老時海馬神經(jīng)元出現(xiàn)丟失現(xiàn)象,神經(jīng)元細(xì)胞間距變得疏松[14]。本研究通過6周衰老造模,觀察一般狀態(tài)發(fā)現(xiàn),A組與C組相比,大鼠表現(xiàn)出精神不振、嗜睡、動作遲緩、無食欲、體毛枯黃卷曲、體形瘦弱等明顯的衰老體征;在40倍光鏡下觀察尼氏染色結(jié)果發(fā)現(xiàn),與C組比,A組大鼠海馬神經(jīng)元呈現(xiàn)數(shù)量明顯減少,排列紊亂,細(xì)胞間距增大,胞質(zhì)內(nèi)尼氏體減少及著色變淺等形態(tài)結(jié)構(gòu)退化特征。本研究結(jié)果可以證明D-半乳糖腦衰老造模成功。有研究表明8周中等負(fù)荷跑臺運動能夠有效降低海馬神經(jīng)元的凋亡率[15]。劉濤等[16]實驗顯示,衰老模型訓(xùn)練組大鼠通過6周游泳運動后其海馬神經(jīng)元凋亡細(xì)胞數(shù)量較衰老模型組顯著減少(P<0.01)。本研究結(jié)果中AE組大鼠精神狀態(tài)、食欲、體毛顏色、體形等一般狀態(tài)及海馬神經(jīng)元數(shù)量、排列情況、間距、胞質(zhì)中尼氏體著色等海馬神經(jīng)元結(jié)構(gòu)形態(tài)均與C組相似,未表現(xiàn)出衰老體征,與上述文獻(xiàn)一致,提示衰老過程中有氧運動可能保護(hù)和修復(fù)海馬神經(jīng)元的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

    突觸在內(nèi)外環(huán)境刺激作用下形態(tài)和傳遞效能可發(fā)生某些適應(yīng)性變化,該過程稱為突觸可塑性(synapse plasticity,Sy)[17],具體表現(xiàn)為突觸結(jié)構(gòu)和功能可塑性。突觸功能可塑性按性質(zhì)不同分為長時程增強(long term potentiation,LTP)和長時程抑制(long term de?pression,LTD),可使突觸連接增強或減弱,貯存大量信息,是學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)[18]。Syp是突觸前終末的特異性標(biāo)記物,可用于檢測突觸的數(shù)量和分布情況,是突觸可塑性的重要標(biāo)志之一[2]。Syp對于Ca2+具有高度親和力,促使突觸囊泡與突觸前膜融合,使神經(jīng)遞質(zhì)快速釋放[19],提高突觸傳遞效能。Syp也可激活酪氨酸激酶,促使自身磷酸化,調(diào)節(jié)內(nèi)源性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放,提高突觸傳遞效能[20]。而突觸后致密物(postsynap?tic density,PSD)是位于突觸后膜質(zhì)膜下的細(xì)胞骨架網(wǎng),是突觸后信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和整合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。LTP形成過程伴隨著PSD長度、厚度、面積的增加,推測PSD可能是為突觸傳遞效能增加的物質(zhì)基礎(chǔ)[21]。構(gòu)成PSD的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)蛋白質(zhì)之一的神經(jīng)遞質(zhì)受體[22、23]分為離子型谷氨酸受體(inootropic glutamate receptor,iGluRs)和代謝型谷氨酸受體(metabotropic glutamate receptor,mGluRs)。其中,mGluRs與多種細(xì)胞內(nèi)第二信使相連,調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)生理及病理過程,如突觸可塑性、神經(jīng)元的退化、神經(jīng)毒性等[3]。

    已有研究表明,運動訓(xùn)練能夠增強海馬神經(jīng)元突觸可塑性[24]。孫詠虹等[25]實驗表明,2個月跑籠運動延緩了快速老化小鼠海馬神經(jīng)元的變性速度,提高了海馬突觸素表達(dá),進(jìn)而改善了腦功能。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)τ谀X缺血及中樞相關(guān)性疾病的運動干預(yù)有類似的研究。劉傳玉[26]探討了運動康復(fù)治療對局灶腦梗死大鼠腦可塑性的影響,發(fā)現(xiàn)運動訓(xùn)練可促進(jìn)鼠腦梗死后缺血周邊區(qū)Syp表達(dá)量的增加,促進(jìn)突觸的重塑,提高了再建突觸的傳遞效能。劉建鋒[27]研究以食物為誘導(dǎo)的意向運動療法對局灶性腦缺血大鼠皮質(zhì)缺血區(qū)Syp表達(dá)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)意向運動療法可促進(jìn)局灶性腦缺血大鼠皮質(zhì)缺血區(qū)Syp的表達(dá)量上調(diào),進(jìn)而修復(fù)缺損神經(jīng),有助于缺損神經(jīng)功能的恢復(fù)。于雪峰等[28]研究發(fā)現(xiàn),運動加針刺康復(fù)療法增加了腦癱病變皮質(zhì)區(qū)的Syp表達(dá)量,修復(fù)損傷神經(jīng),促進(jìn)神經(jīng)功能的康復(fù),有利于恢復(fù)腦癱肢體運動功能。本研究結(jié)果表明,各組大鼠海馬DG區(qū)Syp和mGluR1的IOD值變化趨勢一致:A組非常顯著性低于C組(P<0.01),AE組非常顯著性高于A組(P<0.01)。本研究結(jié)果與上述文獻(xiàn)一致,提示有氧運動可有效防止Syp、mGluR1的丟失,使Syp和mGluR1數(shù)量和密度保持在一定水平上,以維持突觸可塑性能力,進(jìn)而改善腦功能,延緩腦衰老。

    環(huán)腺苷酸(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)和環(huán)鳥苷酸(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)是生物體內(nèi)的第二信使物質(zhì),參與介導(dǎo)激素、神經(jīng)遞質(zhì)、多種細(xì)胞外信號引發(fā)的特定生物學(xué)效應(yīng),其表達(dá)水平對調(diào)節(jié)細(xì)胞的多項生理功能具有重要意義。其中,cAMP參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)短期突觸活動,如神經(jīng)遞質(zhì)合成、儲存、釋放及其受體的敏感性等[29]。PDEs是細(xì)胞內(nèi)cAMP和cGMP唯一的降解酶,對兩者濃度調(diào)節(jié)起關(guān)鍵性作用。PDEs是一個超級酶家族,PDE-4是PDEs中最大的家族。PDE-4在體內(nèi)分布廣泛,主要分布在腦組織中,是cAMP特異性水解酶[30]。PDE-4通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)cAMP/PKA途徑和cAMP/細(xì)胞外的信號相關(guān)激酶途徑或延遲cAMP水平升高影響相應(yīng)蛋白的合成進(jìn)而引發(fā)一系列生物學(xué)效應(yīng)[31]。有研究表明,PDE-4抑制劑使cAMP在細(xì)胞內(nèi)堆積,產(chǎn)生各種生物效應(yīng),如抗抑郁、改善認(rèn)知能力和增強記憶等[32]。新型PDE-4抑制劑氯比普蘭可通過增強cAMP/PKA信號通路進(jìn)而改善老年認(rèn)知功能及抗抑郁作用[33]。有實驗表明[34],給予毒蕈堿M受體激動劑東莨菪堿可以引起工作記憶和參照記憶的損害,應(yīng)用PDE-4抑制劑可逆轉(zhuǎn)這兩種記憶的損害,并推測這些作用可能與PDE-4抑制劑可以通過增加海馬cAMP含量,增加海馬神經(jīng)元LTP,增強海馬的突觸可塑性有關(guān)。但衰老過程中有氧運動對大鼠海馬PDE-4基因表達(dá)的影響仍不清楚,缺少文獻(xiàn)資料。本研究結(jié)果表明,各組大鼠海馬PDE-4 mRNA及蛋白表達(dá)變化趨于一致:與C組比,A組非常顯著性升高(P<0.01);與A組比,AE組非常顯著性降低(P<0.01)。上述實驗結(jié)果表明,有氧運動可下調(diào)大鼠海馬中PDE-4基因表達(dá),也可產(chǎn)生與PDE-4抑制劑相同的效應(yīng)。相關(guān)分析結(jié)果顯示,Syp的IOD值與PDE-4 mRNA呈非常顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.01),與PDE-4蛋白表達(dá)呈顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.05);mGluR1的IOD值與PDE-4mRNA及蛋白表達(dá)呈顯著性負(fù)相關(guān)(P<0.05)。PDE-4的表達(dá)水平可準(zhǔn)確地反映海馬突觸可塑性,推測有氧運動可以通過下調(diào)PDE-4的表達(dá)水平,進(jìn)而提高海馬突觸可塑性,改善神經(jīng)系統(tǒng)能力,最終起到延緩衰老的作用。

    5 結(jié)論

    (1)衰老過程中進(jìn)行有氧運動干預(yù)可以修復(fù)海馬神經(jīng)元的形態(tài)結(jié)構(gòu),使Syp和mGluR1數(shù)量和密度保持在一定水平上,以維持突觸可塑性,進(jìn)而改善腦功能,延緩腦衰老。

    (2)運動可能通過下調(diào)PDE-4基因表達(dá)影響腦功能。

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