不同强度跑台运动对大鼠学习记忆能力及海马CA3区突触超微结构影响.doc

不同强度跑台运动对大鼠学习记忆能力及海马CA3区突触超微结构影响摘要：探讨不同强度跑台运动对大鼠学习记忆能力及海马CA3区超微结构的影响。40只Wister大鼠随机被分为4组（对照组、低强度运动组、中强度运动组、高强度运动组，各10只），按各自强度运动60 d后，通过一次性被动回避反应实验，逐只测量其步入潜伏期的时间（STL）；后每组任选5只大鼠，取右侧海马CA3区按常规方法制作超薄切片，60K倍透射电镜观察并拍照，Motic Images Advanced 3.1软件测量相关突触界面结构。结果表明：低强度运动组大鼠，电击后24 h步入潜伏期的时间显著延长（P0.05），海马CA3区突触后膜致密物质非常显著增厚（P0.01）。突触界面呈现平直型、正向弯曲型和负向弯曲型三种，以平直型为主。由此可见，低等强度运动可增强记忆能力，并影响海马CA3区神经元突触结构发生可塑性变化，突触后膜致密物质厚度与记忆能力呈正相关。 关键词：学习记忆；突触；海马CA3区；超微结构；跑台运动 中图分类号：G804.7 文献标识码：A 文章编号：1007-3612（2012）03-0063-04 近年来，有关运动与学习记忆关系的研究备受学界关注。长期有规律的适宜运动可促进大鼠的空间学习记忆能力，研究表明，海马CA3区是学习记忆的关键脑区，其突触结构的可塑性变化与学习记忆能力关系密切。有关长时程增强效应（long-term po-tentiation，LTP）的研究资料证实：生活环境变化、行为训练、药物等因素均可引起学习记忆相关脑区神经元的突触修饰或新突触形成。在健身运动日益科学化的今天，如何科学益智地运动，是人们十分关注的问题。不同强度的跑台运动对学习记忆能力到底有何影响？与学习记忆关键脑区有何关联？这些问题的相关性研究资料还很少。本文旨在通过不同强度的跑台运动，探讨其对学习记忆能力及海马区CA3神经元突触结构的影响，为揭示运动与脑科学中易化学习记忆的神经机制研究积累有价值的资料。 1、材料和方法 1.1 动物分组及喂养环境 雄性Wister成年大鼠（购自兰州大学实验动物中心）40只，体重168～220g，被随机分为四组：对照组（C，10只）、低强度运动组（LS，10只）、中强度运动组（MS，10只）、高强度运动组（HS，10只）。所有大鼠在塑料代谢笼（加不锈钢网状盖）分笼喂养，内置消毒木屑。普通饲料喂养，饮自来水。动物室温度在20～23℃，相对湿度在40～60%，自然光照，饲养室、用具每周用紫外灯消毒灭菌一次。 1.2 跑台训练 C组大鼠不运动，笼内自由生活取食。运动组大鼠在跑台（DSPT-202，中国杭州钱江科工贸公司制造）上熟悉运动3d后，LS组大鼠按15 m/min速度运动，每日30 rain；MS组大鼠按25 m/min速度运动，每日30 min；HS组大鼠以25 m/min速度开始运动，每日20 min，后每日以1 m/min增加跑台速度，直至30 m/min终止。各组大鼠每6日休息一日，共计运动60 d。 1.3 回避反应箱制作及STL测试 用木板自制回避反应箱（80×20×45 cm），箱底装有间隔1 cm的细铁条，反应箱被一有孔隔板分为两半部，动物可自由穿行，一侧与电源相连，另一侧不连接电源，为安全区。第60 d，先使所有大鼠熟悉一次性被动回避反应箱环境，后置于反应箱内自由穿行，当到达连接电源的一侧时，用50 v交流电连续刺激5 s。电击后24 h，将每只大鼠置于安全区，用秒表逐只记录其步人潜伏期的时间（step-through latency，STL）。记录所得数据并统计分析。 1.4 动物取材及电镜样品制备 测定完全部动物步入潜伏期的时间后，在深麻醉下（0.4%戊巴比妥钠腹腔注射），用2%多聚甲醛和2.5%戊二醛磷酸缓冲液（pH7.4）经左心室→主动脉灌注固定，即刻剥取整脑后置于上述固定液中浸泡3～4 h，再移入20%蔗糖磷酸缓冲液中4℃冰箱过夜。 每组任选5只大鼠整脑，参照鼠脑图谱切取右侧海马CA3区，切下1 mm3组织2块，锇酸固定、漂洗、常规脱水，Epon812包埋，先制成半薄切片，1%甲苯胺蓝染色，光镜定位后，再用LKM超薄切片机制成超薄切片，每块切2片，经枸橼酸铅及醋酸铀染色，共计制成80张铜网，用JEM-1230EX型透射电镜在60K倍下观察并用其CCD（数码照相机）拍照，每张铜网拍片两张，共计拍片160张。 1.5 突触界面结构测量法 将每张60 K倍电镜照片导入Mofic Images Advanced3.1软件中，参照Jones等方法，测量突触界面曲率，即突触界面弧长（a）与弦长（b）之比。平直型界面，弧长等于弦长、曲率为1（图1）。 参照Culdner的方法，用Mot