有氧運(yùn)動對焦慮大鼠海馬環(huán)磷酸腺苷的影響

王 璐 張紅莉 阮彩蓮 (延安大學(xué)，陜西 延安 76000)

有氧運(yùn)動對動物也會產(chǎn)生類似于人類提高空間記憶以及由于焦慮而產(chǎn)生自覺規(guī)避危險的作用〔1〕。大鼠海馬也不例外。經(jīng)過有氧運(yùn)動之后，它們與焦慮有關(guān)的腦區(qū)神經(jīng)元會相繼地出現(xiàn)增殖、存活以及分化的現(xiàn)象，較長時程時間段會出現(xiàn)一定的強(qiáng)化現(xiàn)象〔2〕。環(huán)磷酸腺苷(CAMP)可以為被認(rèn)為是首先確認(rèn)的細(xì)胞第二信使，其主要通過細(xì)胞功能的信號傳導(dǎo)物質(zhì)來開展學(xué)習(xí)、記憶的流程。本研究探討有氧運(yùn)動對焦慮大鼠海馬CAMP的影響。

1 材料和方法

1.1 動物及分組 SD成年雄性大鼠50只，鼠齡4個月，體重200～350 g。將這些大鼠進(jìn)行分籠飼養(yǎng)，每籠5只，規(guī)律飲食。自然晝夜照射，室溫在25℃上下浮動。相對濕度則在35% ～55%。同時，將這些大鼠隨機(jī)分成:持續(xù)運(yùn)動組(20只)、間歇運(yùn)動組(20只)。

1.2 構(gòu)建運(yùn)動模型 通過有氧游泳途徑之一的游泳運(yùn)動來構(gòu)建相應(yīng)的研究模型。游泳條件:實驗的研究環(huán)境設(shè)置于塑鋼玻璃游泳池，其體積在130 cm×50 cm×60 cm，水深大致是大鼠身長的2倍左右(55 cm上下)，水溫34℃ ～37℃，且每個游泳池隨機(jī)地匹配5只大鼠。在研究之前，2個運(yùn)動組的大鼠事先地做好3 d的適應(yīng)性游泳培訓(xùn)，其每日的時間呈現(xiàn)出遞增的趨勢:10、15以及25 min。正式有氧游泳實驗為6次/w，且培訓(xùn)的時間為2個月。負(fù)重為體重8%，有氧運(yùn)動的時間為游泳6 min/次，2次運(yùn)動的時間間隔為4 min，每日實驗次數(shù)為10組。

1.3 稱量體重 用相同的HD-2006B天平儀器，來稱量大鼠的體重。頻率為每周一游泳運(yùn)動前(除去第1次運(yùn)動前)，并做好相應(yīng)的統(tǒng)計工作。

1.4 取材 在最后的一次有氧運(yùn)動游泳之后，兩組大鼠處于焦慮的狀態(tài)，并依據(jù)即刻、30、60、120 min以及240 min等5個不同的時刻來進(jìn)行取材分析。

操作流程:在大鼠的腹腔注射濃度為2%的戊巴比妥鈉麻醉(40 mg/kg)，將其去頭，并敷上冰塊于頭部，然后將其置放于于-80℃液氮中加以冷藏。

若干時間之后，將頭部從液氮的環(huán)境中取出，并將其恢復(fù)到常溫狀態(tài)下。分析大鼠立體的定向圖譜，然后將腦組織進(jìn)行分離，獲取其50～100 mg，置放在離心管，并依照10 mg∶200μl的比值添加進(jìn)0.01 mol/L MPBS的溶液，然后通過超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)進(jìn)行碾壓，獲得乳白色的懸液，再將其進(jìn)行12 000 r/min的離心運(yùn)動大致在10 min左右，然后獲取上清液若干，置放于-5℃的冰箱中備份。

1.5 CAMP含量的測定 采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA法)檢測海馬CAMP含量。操作步驟:①加樣:將100μl標(biāo)準(zhǔn)品以及100μl標(biāo)本放置于反應(yīng)板孔內(nèi);②混勻30 s，用板孔封蓋置于36℃大約1.5 h的時間;③洗板;弄凈板內(nèi)的液體，并用350μl容量的洗滌液洗滌液對每孔的反應(yīng)板加漂洗，然后用厚疊的吸水紙清除水滴，其次數(shù)在5次;④在每孔添加進(jìn)100μl 1×Biotin，并搖勻30 s，用板孔封蓋置于36℃大約1 h;⑤洗板:弄凈板內(nèi)的液體，并用350μl容量的洗滌液洗滌液對每孔的反應(yīng)板加漂洗，然后用厚疊的吸水紙清除水滴，其次數(shù)在5次;⑥每孔加入100μl 1×HRP。輕輕混勻30 s，封住板孔，37℃溫育30 min;⑦洗板:甩盡板內(nèi)液體，用洗滌液洗滌反應(yīng)板(每孔內(nèi)加入350μl洗滌液)，并去除水滴(在厚疊吸水紙上拍干);反復(fù)洗滌5次;⑧在每孔處添加進(jìn)50μl顯色劑A以及50μl的顯色液B，搖勻10 s，復(fù)將其放置于36℃陰暗處，時間在25 min左右;⑨在每孔處添加進(jìn)100μl的終止液，搖勻30 s，經(jīng)過30 min之后，于450 nm處獲取OD數(shù)值;⑩將OD的數(shù)值作為縱坐標(biāo)，將標(biāo)準(zhǔn)品的濃度作為橫坐標(biāo)，形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖，然后分析樣本的OD數(shù)值獲取濃度，基于回歸方程來加以演算。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS12.0軟件進(jìn)行t檢驗。

2 結(jié)果

持續(xù)游泳運(yùn)動后的CAMP呈現(xiàn)出先降后升的趨勢，即刻、60 min、120 min以及240 min明顯均改變(P＜0.05);且于60 min時處于谷值(P＜0.01)。間歇游泳運(yùn)動后cAMP呈現(xiàn)出先升后降且變化幅度遞增的趨勢，240 min達(dá)至頂峰(P＜0.01);在30 min、120 min，CAMP濃度則出現(xiàn)明顯銳減(P＜0.01);即刻、60 min CAMP的濃度無明顯化上升現(xiàn)象(P＞0.05)。見表1。

表1 各組大鼠海馬CAMP濃度(x ±s，n=20，mmol/L)

3 討論

本實驗結(jié)果表明，以游泳為代表的有氧運(yùn)動會對焦慮大鼠海馬的CAMP產(chǎn)生一定的影響。根據(jù)相關(guān)的醫(yī)學(xué)細(xì)胞形態(tài)學(xué)理論分析可知，神經(jīng)細(xì)胞中CAMP的組成部分主要有:三磷酸腺苷(ATP)經(jīng)腺苷環(huán)化酶(AC)催化生成之后，再通過磷酸二酯酶(PDE)的降解過程，二者雙向的功能方式讓整個神經(jīng)細(xì)胞在的CAMP處于平衡的狀態(tài)〔3〕。就第二信使本身的特征而言，在較短的時間內(nèi)便能夠很快地出現(xiàn)與消失，擁有了傳輸信號的效果。也即外來信號的作用，可以有效地促進(jìn)第二信使上游的信號的蛋白基因，在相關(guān)原料的作用下，還可以通過極短的時間催生較大數(shù)量的第二信使，從而完成胞外到胞內(nèi)信號的傳遞、轉(zhuǎn)換以及放大的過程。在特定機(jī)制的作用下，第二信使又可以及時地分解，在短時間內(nèi)降低過多的濃度。海馬CAMP濃度的變化和運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動時間、運(yùn)動量具有明顯的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。在運(yùn)動以及藥物等外在因素的作用下，大鼠海馬的CAMP的濃度會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，并會出現(xiàn)相應(yīng)的后續(xù)變化反應(yīng)〔4，5〕。分析不同的運(yùn)動方式對焦慮大鼠海馬的CAMP的濃度所產(chǎn)生的影響，且把體育鍛煉視作有效改善的方法，可以為在處于焦慮狀態(tài)抑或是學(xué)習(xí)記憶、腦功能方面有一定不足的患者提供一定的借鑒價值，也能夠為編制運(yùn)動良效提供一定的實驗方案。細(xì)胞信號傳導(dǎo)的過程非常復(fù)雜，大多以多條信息轉(zhuǎn)導(dǎo)的分支以及匯聚的方式來加以完成的。

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