不同强度跑台运动对大鼠学习记忆能力及海马CA3区突触超微结构的影响

  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(P3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Motic IITlflges Advanced3.1软件测量突触活性区长度和突触后膜致密物质厚度(PSl3),突触间隙宽度用多点平均法测量(图2)。
  2、结果
  2.1 实验后大鼠STL测定
  实验组大鼠运动60 d后,测定了实验组和对照组中每只大鼠电击后24 h的步人潜伏期的时间,其结果见表1。表1结果显示:实验各组均与对照组比较,LS组动物的步人潜伏期时间有显著性差异(P+、K+通道,而且还控制着Ca2+通道,当NMDA受体被激活时,可引起Ca2+通透性增加,使大量的Ca2+进人胞内,导致胞内游离[Ca2+]升高,进而激活钙调蛋白激酶Ⅱ(CAVIKⅡ),促使CaMKⅡ与NMDA受体亚基NR2B的细胞内C末端结合,这种结合又可激活PKA及Ras/MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)通路,进一步发挥其第二信使的功能,激发LTP产生并引起一系列下游级联反应而合成相关蛋白质,从而造成突触结构和功能的可塑性,易化学习记忆能力。而中、高强度运动不能引起上述系列反应,表现为PSD无明显变化与其学习记忆能力无显著性差异相关联。
  4、结论
  从本实验结果来看,低强度有氧跑台运动可增强大鼠学习记忆能力,并影响其海马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。而中、高强度有氧跑台运动没有使大鼠出现这些变化,这提示我们,低强度有氧运动可易化学习记忆能力。

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