負重爬梯與有氧跑臺運動對糖尿病大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響及其機制探討*

唐 量, 亢依婷, 尹 博, 孫麗君, 樊岫珊

(陜西師范大學(xué)體育學(xué)院， 西安 710119)

負重爬梯與有氧跑臺運動對糖尿病大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響及其機制探討*

唐 量, 亢依婷, 尹 博, 孫麗君, 樊岫珊△

(陜西師范大學(xué)體育學(xué)院， 西安 710119)

目的研究負重爬梯與有氧跑臺運動對糖尿病大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的改善效果并探索其可能分子機制。方法40只雄性大鼠，隨機分為正常對照組(NC)、糖尿病對照組(DC)、糖尿病負重爬梯組(DL)和糖尿病有氧跑臺組(DA)，以單次腹腔注射鏈脲佐菌素構(gòu)建糖尿病大鼠模型。DL組在晚上進行負重爬梯訓(xùn)練，10次/組×3組/天，每次間歇2 min，6 天/周×6 周；DA組在同一時間進行20 m/min的跑臺訓(xùn)練，30 min/d。于造模成功和運動干預(yù)結(jié)束后采用Morris 水迷宮檢測大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力；第2次水迷宮測試結(jié)束后斷頸處死大鼠，采用 RT-QPCR法檢測大鼠海馬內(nèi)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)、TRKB、CREB mRNA表達水平。結(jié)果與NC組相比，DC組大鼠海馬BDNF、CREB基因表達顯著下降，學(xué)習(xí)記憶能力顯著降低。與DC組相比，DL和DA組大鼠海馬BDNF、CREB基因表達顯著上調(diào)，學(xué)習(xí)能力顯著提高；DL大鼠海馬TrkB基因顯著上調(diào)，大鼠空間記憶能力顯著改善，而DA組大鼠海馬TrkB基因無顯著變化，大鼠空間記憶能力無改善，與DA組相比，DL組大鼠海馬TRKB、CREB基因顯著上調(diào)。結(jié)論有氧跑臺運動與負重爬梯運動介導(dǎo)BDNF/TrkB/CREB信號通路對糖尿病大鼠的學(xué)習(xí)能力均有促進作用，而負重爬梯運動對糖尿病大鼠記憶能力的改善優(yōu)于有氧運動方式。

負重爬梯；有氧跑臺；糖尿?。粚W(xué)習(xí)記憶；BDNF；大鼠

糖尿病會導(dǎo)致患者出現(xiàn)認知功能障礙，增加阿

爾茨海默病的易感性，嚴重影響患者的日常生活和學(xué)習(xí)工作[1]。運動可以促進腦的健康，改善大腦的學(xué)習(xí)記憶能力[2]，傳統(tǒng)的有氧跑臺運動可促進突觸可塑性相關(guān)基因表達，促進學(xué)習(xí)記憶能力[3]；負重爬梯運動，作為抗阻力運動之一，是一種結(jié)合有氧和無氧的混合運動，可有效改善PS1/PS2雙基因敲除所引起的學(xué)習(xí)記憶下降[4]。有氧運動與負重爬梯運動在改善糖尿病大鼠認知功能方面的效果及其作用的分子機制仍不十分清楚。本研究利用腹腔注射STZ構(gòu)建I型糖尿病大鼠模型，并對糖尿病大鼠進行負重爬梯和有氧跑臺運動干預(yù)，探討負重爬梯和有氧跑臺兩種運動方式對糖尿病大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的影響以及其與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子( brain derived neurophic factor , BDNF)/TrkB/環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein ,CREB)(BDNF/TrkB/ CREB)信號通路的關(guān)系，為運動改善糖尿病患者學(xué)習(xí)記憶能力提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

課題組自行研發(fā)爬梯裝置(專利號：201020279841.8)、熒光PCR儀(美國Bio-Rad)、eBsensor耐利樂生血糖儀(臺灣日章世)、STZ(美國Sigma)、 Trizol(日本Takara)、酶標儀(美國Bio-Rad)、反轉(zhuǎn)錄試劑盒(日本Takara)、Morris水迷宮(北京眾實迪創(chuàng)ZS-ZS001)。

1.2 實驗動物模型構(gòu)建及動物分組

雄性大鼠40只(購買自西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動物中心，SCXK2012-003)，8周齡，適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后開始實驗。40只大鼠中隨機選取8只大鼠為正常對照組(NC組)，其余大鼠在禁食不禁水12 h后，一次性腹腔注射65 mg/kg鏈脲佐菌素；NC組腹腔注射等劑量的檸檬酸鈉緩沖液(0.1 mol/L，pH 4.5)[5]。72 h后空腹血糖值≥16.67 mol/ L視為建模成功的糖尿病大鼠[6]。剔除未成模大鼠3只，將造模成功的大鼠隨機分為糖尿病對照組(DC組，n=9)、糖尿病負重爬梯運動組(DL組，n=10)和糖尿病有氧跑臺運動組(DA組，n=10)。造模成功后所有大鼠進行Morris水迷宮檢測，Morris水迷宮實驗結(jié)束后開始運動干預(yù)。DL大鼠在晚上進行每周6天的負重爬梯訓(xùn)練，爬梯裝置為實驗室自主專利產(chǎn)品，訓(xùn)練時將大鼠置于爬梯底端，負荷量為大鼠自身體重的35%，采用尾部負重的方式進行爬梯訓(xùn)練[7]，每天進行3組訓(xùn)練，每組5次，每組間歇2 min，持續(xù)訓(xùn)練6周。DA組在晚上同一時間，進行每周6次的20 m/min的有氧跑臺運動，每天運動30 min，持續(xù)訓(xùn)練六周。NC和DC組不施加任何干預(yù)。運動干預(yù)結(jié)束后，進行第2次Morris水迷宮實驗。

1.3 Morris水迷宮行為測試

分別于造模成功后和運動干預(yù)結(jié)束后對所有大鼠進行Morris水迷宮測試。實驗連續(xù)進行5 d，分為定位航行實驗和空間探索實驗。定位航行實驗在前4 天進行，空間探索實驗在第5 天進行。設(shè)置程序?qū)⑺胺譃?個象限，每個象限的池壁邊緣中點為入水點，將平臺置于第3象限中心。進行定位航行實驗時，每天依次從4個象限入水點將大鼠面向池壁放入迷宮中，記錄大鼠尋找并爬上平臺所需時間，即逃避潛伏期，同時記錄大鼠探索軌跡。如大鼠未能找到平臺，將潛伏期記錄為60 s，引導(dǎo)大鼠到達平臺，在平臺上停留10 s。實驗第5 天，將平臺撤除，進行空間探索實驗，從平臺對面第一象限中點將大鼠面向池壁放入迷宮中，記錄大鼠在60 s內(nèi)平臺穿越次數(shù)，各象限滯留時間，觀察大鼠的游泳軌跡。

1.4 體重、血糖的測定

分別于運動第1天、第21天、第42天使用電子天平檢測大鼠的體重，在造模及運動第1天、第21天、第42天采用尾尖取血的方法檢測大鼠的空腹血糖。具體操作為，將大鼠放置自制大鼠固定袋中，露出尾巴，系住封口，大鼠尾巴經(jīng)酒精消毒棉球擦干后，用消毒手術(shù)剪剪去尾尖5～10 mm，然后從尾根部向尾尖按摩，血自尾尖流出。棄去第一滴血，用eBsensor耐利樂生血糖儀檢測大鼠血糖。

1.5 大鼠海馬樣品的處理

最后一次水迷宮實驗結(jié)束后大鼠禁食不禁水過夜，將大鼠斷頸處死，剝離海馬組織，將海馬放入液氮中迅速充分冷凍后放入-80℃冰箱保存，待測RT-QPCR指標。

1.6RT-QPCR檢測海馬BDNF、TrkB、CREB的mRNA表達水平

用 Trizol 法提取大鼠海馬內(nèi)總RNA(RNA 檢驗A280 /A260≥1. 8 為合格)，以20 μl 反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系，通過 42℃，45 min，95℃，5 min 進行反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)，經(jīng)反轉(zhuǎn)錄得到穩(wěn)定的CDNA。按要求由上海生物工程股份有限公司設(shè)計合成引物，引物序列見表 1。根據(jù)SYBR試劑盒說明，配制10 μl反應(yīng)體系，反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性2 min， 95℃變性10 s，50℃～60℃退火30 s，72℃延伸1 min，進行35個循環(huán)。擴增結(jié)束后，PCR儀給出各反應(yīng)孔的Ct值，以β-actin基因為內(nèi)參，根據(jù)比較閾值法分析目的基因的相對表達量。

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理

Tab. 1 Primer sequences of genes

2 結(jié)果

2.1 大鼠體重、空腹血糖的變化

在運動后第21天和第42天時，糖尿病大鼠體重顯著低于正常大鼠(P<0.01)，與DC組相比，DL和DA組體重?zé)o顯著性變化；與NC組相比，在造模后DC、DA、DL組大鼠空腹血糖顯著升高(P<0.01)；在運動后第21天和第42天與NC組相比，DC組血糖顯著升高(P<0.01)；與DC組相比，DL和DA組血糖顯著下降(P<0.05，表2)。

Condi-tionsnWeight(g)Bloodglucose(mmol/L)D1D21 D42AftermodelingD1 D21 D42 NC8237.59±10.27349.59±16.36377.85±22.825.23±0.405.04±0.395.30±0.404.86±0.65DC9241.64±10.6525.1±33.27**242.77±32.21**17.98±3.37**19.61±3.57**19.97±5.40**22.26±3.44**DA10243.43±5.74248.71±31.69262.33±34.6217.74±1.26**18.50±2.0517.53±4.45#19.03±1.79#DL10241.2±4.62229.68±27.77257.84±17.8417.94±3.52**18.57±3.7317.93±4.07#21.36±4.39#

NC: Normal control group; DC: Diabetic control group; DA: Diabetic aerobic treadmill group; DL: Diabetic loading ladder group

**P<0.05vsNC group；#P<0.05vsDC group

2.2 Morris水迷宮檢測結(jié)果

2.2.1 定位航行實驗結(jié)果 在第1次進行的定位航行實驗中各組大鼠的逃避潛伏期之間無顯著性差異。第2次實驗結(jié)果顯示，與NC組相比，DC組大鼠的逃避潛伏期增加，在第2天和第4天差異具有顯著性(P<0.05)；與DC組相比，DL組大鼠在4 d的定位航行實驗中逃避潛伏期均顯著降低(P<0.05)；DA組逃避潛伏期在第2、第3和第4天時顯著降低(P<0.05，表3)。從大鼠由第1象限入水的游泳路徑觀察，NC組和DA組大鼠尋找平臺的方式以趨向式為主，DC組大鼠以隨機式為主，DL組以直線式為主(圖1A)。提示糖尿病大鼠逃避潛伏期顯著延長，搜索平臺策略不佳，負重爬梯運動和有氧跑臺運動使糖尿病大鼠學(xué)習(xí)能力得到改善。負重爬梯運動和有氧跑臺運動對糖尿病大鼠學(xué)習(xí)能力的改善不具有顯著性差異。

2.2.2 空間探索實驗結(jié)果 在第一次進行的空間探索實驗中各組大鼠平臺穿越次數(shù)和目標象限滯留時間比無顯著性差異。第2次實驗中，DC組大鼠平臺穿越次數(shù)顯著低于NC組大鼠(P<0.05)；DL大鼠穿越平臺次數(shù)和目標象限滯留時間比顯著高于DC組(P<0.05，P<0.01)；DA組和DC組及DL組間比較，無顯著性差異(表3)?？臻g探索實驗中大鼠游泳軌跡圖顯示：NC組和DA組大鼠搜索平臺策略以隨機式為主；DC組以邊緣式為主； DL組大鼠游泳路徑主要分布在第3，4象限，平臺區(qū)域路線密集，搜索策略呈現(xiàn)趨向性。提示，DC組大鼠對原平臺所在位置記憶模糊，DL組大鼠對原有平臺位置記憶清晰，記憶能力得到改善。而DA組大鼠空間記憶能力無明顯改善(圖1B)。

Condi-tionsnTimeEscapelatency(S)Firstday(s)Secondday(s)Thirdday(s)Fourthday(s)PlatformcrossingsPercenttimeinthetargetquadrant(%)NC842.95±8.3441.16±7.0033.75±5.5430.38±6.131.80±0.400.24±0.09DC9After36.80±5.7232.23±1.9930.07±7.4930.23±4.421.80±0.750.23±0.03DA10modeling44.35±6.3735.82±2.5631.70±3.1230.26±6.671.75±0.430.24±0.06DL1047.63±5.1332.60±4.4834.47±6.1929.98±6.321.67±0.710.25±0.20NC828.81±1.9326.78±2.5224.90±2.4418.59±2.803.67±0.470.24±0.06DC9After34.25±1.4231.20±3.28*28.72±1.0925.65±2.34*2.25±0.43*0.20±0.08DA10exercise28.14±1.3325.96±0.76#19.49±1.03#18.53±1.53##3.33±0.470.25±0.04DL1023.24±3.89#21.96±2.62#18.96±2.75#16.91±2.65##4.25±0.43#0.31±0.04##

NC: Normal control group; DC: Diabetic control group; DA: Diabetic aerobic treadmill group; DL: Diabetic loading ladder group

*P<0.05vsNC group；#P<0.05，##P<0.01vsDC group

Fig.1Swimming track of rats in the Space exploration and Positioning navigation experiments

NC: Normal control group; DC: Diabetic control group; DA: Diabetic aerobic treadmill group; DL: Diabetic loading ladder group

2.3 大鼠海馬BDNF、TrkB、CREB mRNA的表達

與NC組相比，DC組大鼠海馬內(nèi)BDNF、CREB基因表達顯著降低(P<0.05)，TrkB 基因表達無顯著性差異；與DC組相比，DL組大鼠海馬內(nèi)BDNF、TrkB、CREB基因表達量顯著升高(P<0.01)，DA組大鼠海馬內(nèi)BDNF、CREB基因表達量顯著升高(P<0.01)，TrkB 基因表達量無顯著性差異；與DA組比較，DL組大鼠海馬內(nèi)TrkB、CREB基因表達量顯著提高(P<0.01，圖2)。

NC: Normal control group; DC: Diabetic control group; DA: Diabetic aerobic treadmill group; DL: Diabetic loading ladder group

*P<0.05vsNC group；##P<0.01vsDC group；△△P<0.01vsDAgroup

3 討論

海馬結(jié)構(gòu)和功能的可塑性與學(xué)習(xí)記憶能力密切相關(guān)，糖尿病可使神經(jīng)細胞存活和分化受損，誘發(fā)海馬突觸功能障礙，增加阿爾茨海默病的易感性[1]。BDNF與其特異性受體酪氨酸激酶B(Tyrosine Kinase B，TrkB)結(jié)合后，能夠激活多條信號通路，誘導(dǎo)環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)磷酸化，磷酸化的CREB與CRE序列結(jié)合可啟動下游靶基因的轉(zhuǎn)錄，促進新的蛋白合成，維持和誘導(dǎo)長時程增強的發(fā)生，增強突觸信息傳遞的效能，進而促進學(xué)習(xí)和記憶能力，重要的是BDNF是含有CRE序列的CREB下游的靶基因，激活后的CREB可將BDNF的信號升級放大，進一步發(fā)揮其作用[8，10]。研究表明，糖尿病引發(fā)的學(xué)習(xí)功能障礙與腦內(nèi)低表達的BDNF有關(guān)，STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠海馬CREB和BDNF基因表達下降，而腦內(nèi)注射BDNF能夠預(yù)防和增強β-淀粉樣蛋白引起的海馬長時程增強的損傷，改善阿爾茲海默癥患者的學(xué)習(xí)記憶[10，12]。長期自主運動使幼齡大鼠下丘腦BDNF和pro-BDNF蛋白表達升高[13]，顯著增加海馬BDNF、TrkB分子的表達，而中斷這種自發(fā)性運動會導(dǎo)致海馬和大腦皮層BDNF、TrkB的長期減少[14]。運動可使大鼠海馬活化的CREB增加1倍，這種增加一直會持續(xù)到運動后1周，甚至在運動后1個月才會回落到開始水平[15]。本實驗研究結(jié)果表明，6周的負重爬梯運動可有效上調(diào)糖尿病大鼠海馬BDNF與受體TrkB及下游效應(yīng)分子CREB的基因表達，而有氧跑臺運動可促進BDNF、CREB基因表達上調(diào)，對TrkB基因表達無顯著性影響。

有氧運動可有效地保護心血管、改善心肺功能，而負重爬梯運動主要加強肌肉骨骼功能[5,16]。國內(nèi)外諸多研究表明，運動對學(xué)習(xí)記憶能力具有促進作用[2，3, 14，15]。本實驗采有氧跑臺運動與負重爬梯運動作為運動干預(yù)方式，比較研究兩種運動方式對改善糖尿病大鼠認知功能的效果及其作用的分子機制。結(jié)果表明，負重爬梯運動可有效改善糖尿病大鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力，有氧跑臺運動可改善糖尿病大鼠的學(xué)習(xí)能力，但對其記憶能力沒有影響?？赡芘c有氧跑臺運動和負重爬梯運動對BDNF、TrkB、CREB基因表達的不同影響有關(guān)。最新研究顯示，跑步運動可上調(diào)肌肉分泌因子組織蛋白酶B(CTSB)在腓腸肌和血漿中的表達，并促進成年海馬神經(jīng)祖細胞的BDNF基因表達，而敲除CTSB基因的小鼠進行跑臺訓(xùn)練時，空間記憶能力無明顯變化，海馬神經(jīng)元生成也無顯著改變，表明運動對小鼠腦的認知能力可能與運動時肌肉分泌因子如CTSB的表達密切相關(guān)[17]。本課題組已報道，負重爬梯運動可抑制高脂肥胖大鼠血清及肌肉中肌肉生長抑制素Myostatin基因及蛋白表達，同時改善高脂誘發(fā)肥胖大鼠的胰島素抵抗和脂肪堆積，增加肌肉質(zhì)量以及力量[18]。據(jù)此推測，負重爬梯運動通過調(diào)節(jié)肌肉分泌相關(guān)因子的表達可能參與調(diào)節(jié)大鼠的認知功能。肌肉分泌相關(guān)因子的表達對BDNF/TrkB/CREB信號通路的影響需進一步深入探討。

綜上，負重爬梯和有氧跑臺運動均可顯著提高糖尿病大鼠的學(xué)習(xí)能力，負重爬梯運動亦可顯著改善糖尿病大鼠記憶能力，分析其機制可能與海馬區(qū)BDNF分子介導(dǎo)的BDNF/TrkB/CREB信號通路的上調(diào)相關(guān)。建議在防治糖尿病誘發(fā)的阿爾茲海默癥的運動方式中，除了有氧運動干預(yù)外，還應(yīng)該考慮負重爬梯等抗阻力運動或聯(lián)合運動方式以提高干預(yù)效果。

[1] Domínguez RO, Pagano MA, Marschoff ER,etal. Alzheimer disease and cognitive impairment associated with diabetes mellitus type 2: associations and a hypothesi[J].Neurol, 2014, 29(9): 567-572.

[2] Stranahan AM, Lee K, Martin B,etal. Voluntary Exercise and Caloric Restriction Enhance Hippocampal Dendritic Spine Density and BDNF Levels in Diabetic Mice[J].Hippocampus, 2009, 19(10): 951-961.

[3] 徐 波, 黃 濤, 季 瀏. 跑臺訓(xùn)練增強大鼠的學(xué)習(xí)記憶及其海馬 BDNF基因表達[J]. 北京體育大學(xué)學(xué)報, 2011, 34(4): 51-53.

[4] 嵇婷婷, 盧 健, 延 莉. 爬梯運動提高Presenilin1/Presenilin2 雙敲鼠的學(xué)習(xí)記憶能力[J]. 中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志, 2012, 22(23): 35-42.

[5] Acharjee S, Ghosh B, Al-Dhubiab BE,etal. Understanding Type 1 Diabetes: Etiology and Models [J].CanJDiabetes, 2013, 37(4): 269-276.

[6] American Diabetes Association. Diagnosis and classification of diabetes mellitus [J].DiabetesCare, 2009, 32(Supplement): S62-67.

[7] Tang L, Gao X, Yang X,etal. Ladder-Climbing Training Prevents Bone Loss and Microarchitecture Deterioration in Diet-Induced Obese Rats[J].CalcifTissueInt, 2016, 98(1): 85-93.

[8] Barde YA, Edgar D, Thoenen H,etal. Purification of a new neurotrophic factor from mammalian brain [J].EMBOJ， 1982, 1(5): 549-553.

[9] Bathina S, Das UN. Brain-derived neurotrophic factor and its clinical Implications[J].ArchMedSci, 2015, 11(6): 1164-1178.

[10]Zhu DY, Lau L, Liu SH,etal. Activation of cAMP-response-element-binding protein (CREB) after focal cerebral ischemia stimulates neurogenesis in the adult dentate gyrus[J].ProcNatlAcadSciUSA, 2004, 101(25): 9453-9457.

[11]李清山, 楊 威, 潘艷芳, 等. 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子拮抗β淀粉樣蛋白所致大鼠在體海馬長時程增強的傷害[J]. 中國應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2012, 28 (5): 425-429.

[12]Gumuslu E, Mutlu O, Celikyurt IK,etal. Exenatide enhances cognitive performance and upregulates neurotrophic factor gene expression levels in diabetic mice[J].FundamClinPharmacol, 2016, 30(4): 376-384.

[13]焦廣發(fā), 高 峰, 王海英, 等. 長期運動對幼齡大鼠下丘腦腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子表達的影響[J]. 中國應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2014, 30(4): 317-319.

[14]Widenfalk J, Olson L, Thorén P. Deprived of habitual running, rats downregulate BDNF and TrkB messages in the brain[J].NeurosciRes, 1999, 34(3): 125-132.

[15]H Shen, L Tong, R Balazs,etal. Physiacal activity elicits sustained activation of the cyclic CAMP response element-binding protein and mitogen-activated protein kinase in the rat hippocampus[J].Neurosci, 2001, 107(2): 219-229.

[16]Delbin MA, Antunes E, Zanesco A. Role of exercise training on pulmonary ischemia/reperfusion and inflammatory response[J].RevBrasCirCardiovasc, 2009, 24(4): 552-561.

[17]Moon HY, Becke, Berron D,etal. Running-Induced Systemic Cathepsin B Secretion Is Associated with Memory Function[J].CellMetab, 2016, 24(2): 332-340.

[18]Tang L, Luo K, Liu C,etal. Decrease in myostatin by ladder-climbing training is associated with insulin resistance in diet-induced obese rats[J].ChinMedJ(Engl), 2014, 127(12): 2342-2349.

Effectsofweight-bearingladderandaerobictreadmillexerciseonlearningandmemoryabilityofdiabeticratsanditsmechanism

TANG Liang, KANG Yi-ting, YIN Bo, SUN Li-jun, FAN Xiu-shan△

(Institutie of Physical Education, Shanxi Normal University, Xi’an 710119, China)

Objective: To investigate the effects of climb ladder and aerobic treadmill exercise on learning memory ability in diabetic rats and explore its possible mechanisms.MethodsForty male rats were randomly divided into normal control group (NC), diabetic control group (DC), diabetic loading ladder group (DL) and diabetic aerobic treadmill group (DA), diabetes was induced by a single intraperitoneal injection of STZ. In the evening, the DL group were trained three cycle (10 times/cycle) with weight-bearing climbing ladder, 2 min intervals, 6 days/week, lasted for six weeks. The DA group was trained on a motor-driven treadmill at a speed of 20 m/min (0 incline), 30 min/day, 6 days/week, lasted for six weeks. Morris water maze was used to detect the learning and memory ability of rats after modeling success and after exercise intervention. After the last water maze test, the rats were killed to obtain the hippocampus. RT-QPCR was used to detect the gene expressions of brain derived neurophic factor (BDNF), tropomyosin receptor kinase B (TrkB) and cAMP-response element binding protein (CREB).ResultsCompared with NC group, the expressions of BDNF and CREB gene in hippocampus of DC group and the learning and memory ability were significantly decreased. Compared with DC group, the expression of BDNF and CREB in hippocampus of DL and DA rats was significantly up-regulated and the learning ability was significantly increased. The TrkB gene of hippocampus in DL rats was significantly up-regulated and the spatial memory ability was significantly improved. Compared with the DA group, the TRKB and CREB genes in the hippocampus of DL group were significantly up-regulated.ConclusionAerobic treadmill exercise and weight-bearing ladder exercise have a positive effect on the learning ability of diabetic rats, while the weight-bearing ladder exercise improves the memory ability of diabetic rats better than aerobic exercise. These effects may be related to the up-regulation of BDNF/TrkB/CREB signaling pathway.

weight-bearing ladder exercise; aerobic treadmill exercise; diabetes; learning and memory; BDNF; rats

G804.7

A

1000-6834(2017)05-436-05

10.12047/j.cjap.5570.2017.105

國家自然科學(xué)基金項目資助(11503124)

2017-01-19

2017-06-22

△

Tel： 13630287826； E-mail： xshfan@snnu.edu.cn