有氧运动对大鼠脑衰老及空间学习记忆能力和海马NCAM表达的影响

目的：通过对D-半乳糖致衰老的SD大鼠衰老前、衰老过程中进行60min/d的有氧运动干预，测定SD大鼠脑衰老及空间学习记忆能力和海马NCAM基因的表达情况，探讨有氧运动干预对大鼠脑衰老及空间学习记忆能力和海马NCAM基因表达的影响。方法：将64只SD大鼠随机分为4个大组：急性衰老组（ND组）、生理盐水对照组（NNa组）、急性衰老前有氧运动预处理组（SD组）、急性衰老过程中有氧运动干预组（NDs组）。每个大组衰老造模结束以后，随机再分为2个小组：一组自然喂养7天，为N组，另一组做7天的Morris水迷宫试验，为M组（例如：ND组分为NDN组和NDM组），共8个组。取材之后，测定各组大鼠大脑SOD、GSH-PX活性及MDA含量，观察各组大鼠脑衰老情况；应用real-time PCR、Western-blotting检测各组大鼠海马NCAM基因的表达情况。结果：1、一般性观察显示： ND组大鼠与NNa组大鼠相比，出现了精神不振、行动迟缓、嗜睡、皮毛卷曲枯黄、无光泽，毛发严重脱落等明显的衰老症状。2、自由基检测结果： NDN组SOD、GSH-PX活性显著性低于NNaN组（P<0.01），而NDN组MDA含量显著性高于NNaN组(P<0.01)；SDN组和NDN组的SOD、GSH-PX活性和MDA含量均无显著性差异（P>0.05）；NDsN组的SOD活性非常显著性高于NDN组（P<0.01），GSH-PX活性显著性高于NDN组（P<0.05），MDA含量则非常显著性的低于NDN组（P<0.01）；NDsN组和NNaN组的SOD、GSH-PX活性和MDA含量均无显著性差异（P>0.05）。4个M组相比较，各组变化趋势与N组相同。各M组与对应的各N组相比SOD、GSH-PX活性和MDA含量均没有显著性差异（P>0.05）。3、Morris水迷宫检测的定位航行实验结果：NNaM、NDM、SDM、NDsM四个组的大鼠空间学习记忆的初步形成都是在第2天训练之后，NDM组大鼠在第4天形成稳定的空间学习记忆，NNaM组在第3天形成了稳定的空间学习记忆， SDM组的记忆形成不稳定，波动性较大，NDsM组是在第3天训练之后学习记忆稳定形成。空间探索结果：与NDM组相比，NNaM组大鼠第一入水象限平台穿越的次数非常显著性增加（P<0.01）；SDM组与NDM组相比，无显著性差异（P>0.05）；NDsM组与NDM组相比显著性增加（P<0.05）。4、海马NCAM mRNA和蛋白检测：NDN组与NNaN相比，其海马NCAM mRNA和蛋白表达显著性下调（P<0.01）；SDN组与NDN组相比，无显著性差异（P>0.05）；NDsN组与NDN组相比其表达量显著性上调（P<0.01）；NDsN组与NNaN相比无显著性差异（P>0.05）。4个M组组间比较，NCAM mRNA和蛋白的变化趋势均与各N组相同。4个M组和对应的各N组比较，mRNA表达均无显著性差异（P>0.05），蛋白表达量均显著性上调（P<0.05）。结论：(1) D-半乳糖致衰老大鼠表现出明显的衰老症状，脑SOD活性、GSH-PX活性显著性低于生理盐水对照组，MDA含量显著性高于生理盐水对照组。证明本实验D-半乳糖致脑衰老大鼠造模成功。（2）在衰老过程中的有氧运动干预，可以有效延缓脑衰老进程；衰老前进行运动预处理，对脑衰老的影响无显著性的意义，提示有氧运动对机体的积极影响可能会随着运动的停止慢慢消退。（3）衰老过程中进行有氧运动干预可以维持海马NCAM mRNA和蛋白的正常持续表达，这可能是有氧运动减轻大鼠学习记忆能力衰退的机制之一。