有氧运动对焦虑大鼠海马环磷酸腺苷的影响

2015-05-29 09:18张红莉阮彩莲延安大学陕西延安76000
中国老年学杂志 2015年13期
关键词:洗涤液有氧海马

王 璐 张红莉 阮彩莲 (延安大学,陕西 延安 76000)

有氧运动对动物也会产生类似于人类提高空间记忆以及由于焦虑而产生自觉规避危险的作用〔1〕。大鼠海马也不例外。经过有氧运动之后,它们与焦虑有关的脑区神经元会相继地出现增殖、存活以及分化的现象,较长时程时间段会出现一定的强化现象〔2〕。环磷酸腺苷(CAMP)可以为被认为是首先确认的细胞第二信使,其主要通过细胞功能的信号传导物质来开展学习、记忆的流程。本研究探讨有氧运动对焦虑大鼠海马CAMP的影响。

1 材料和方法

1.1 动物及分组 SD成年雄性大鼠50只,鼠龄4个月,体重200~350 g。将这些大鼠进行分笼饲养,每笼5只,规律饮食。自然昼夜照射,室温在25℃上下浮动。相对湿度则在35% ~55%。同时,将这些大鼠随机分成:持续运动组(20只)、间歇运动组(20只)。

1.2 构建运动模型 通过有氧游泳途径之一的游泳运动来构建相应的研究模型。游泳条件:实验的研究环境设置于塑钢玻璃游泳池,其体积在130 cm×50 cm×60 cm,水深大致是大鼠身长的2倍左右(55 cm上下),水温34℃ ~37℃,且每个游泳池随机地匹配5只大鼠。在研究之前,2个运动组的大鼠事先地做好3 d的适应性游泳培训,其每日的时间呈现出递增的趋势:10、15以及25 min。正式有氧游泳实验为6次/w,且培训的时间为2个月。负重为体重8%,有氧运动的时间为游泳6 min/次,2次运动的时间间隔为4 min,每日实验次数为10组。

1.3 称量体重 用相同的HD-2006B天平仪器,来称量大鼠的体重。频率为每周一游泳运动前(除去第1次运动前),并做好相应的统计工作。

1.4 取材 在最后的一次有氧运动游泳之后,两组大鼠处于焦虑的状态,并依据即刻、30、60、120 min以及240 min等5个不同的时刻来进行取材分析。

操作流程:在大鼠的腹腔注射浓度为2%的戊巴比妥钠麻醉(40 mg/kg),将其去头,并敷上冰块于头部,然后将其置放于于-80℃液氮中加以冷藏。

若干时间之后,将头部从液氮的环境中取出,并将其恢复到常温状态下。分析大鼠立体的定向图谱,然后将脑组织进行分离,获取其50~100 mg,置放在离心管,并依照10 mg∶200μl的比值添加进0.01 mol/L MPBS的溶液,然后通过超声波细胞粉碎机进行碾压,获得乳白色的悬液,再将其进行12 000 r/min的离心运动大致在10 min左右,然后获取上清液若干,置放于-5℃的冰箱中备份。

1.5 CAMP含量的测定 采用酶联免疫吸附法(ELISA法)检测海马CAMP含量。操作步骤:①加样:将100μl标准品以及100μl标本放置于反应板孔内;②混匀30 s,用板孔封盖置于36℃大约1.5 h的时间;③洗板;弄净板内的液体,并用350μl容量的洗涤液洗涤液对每孔的反应板加漂洗,然后用厚叠的吸水纸清除水滴,其次数在5次;④在每孔添加进100μl 1×Biotin,并摇匀30 s,用板孔封盖置于36℃大约1 h;⑤洗板:弄净板内的液体,并用350μl容量的洗涤液洗涤液对每孔的反应板加漂洗,然后用厚叠的吸水纸清除水滴,其次数在5次;⑥每孔加入100μl 1×HRP。轻轻混匀30 s,封住板孔,37℃温育30 min;⑦洗板:甩尽板内液体,用洗涤液洗涤反应板(每孔内加入350μl洗涤液),并去除水滴(在厚叠吸水纸上拍干);反复洗涤5次;⑧在每孔处添加进50μl显色剂A以及50μl的显色液B,摇匀10 s,复将其放置于36℃阴暗处,时间在25 min左右;⑨在每孔处添加进100μl的终止液,摇匀30 s,经过30 min之后,于450 nm处获取OD数值;⑩将OD的数值作为纵坐标,将标准品的浓度作为横坐标,形成相应的标准曲线图,然后分析样本的OD数值获取浓度,基于回归方程来加以演算。

1.6 统计学方法 采用SPSS12.0软件进行t检验。

2 结果

持续游泳运动后的CAMP呈现出先降后升的趋势,即刻、60 min、120 min以及240 min明显均改变(P<0.05);且于60 min时处于谷值(P<0.01)。间歇游泳运动后cAMP呈现出先升后降且变化幅度递增的趋势,240 min达至顶峰(P<0.01);在30 min、120 min,CAMP浓度则出现明显锐减(P<0.01);即刻、60 min CAMP的浓度无明显化上升现象(P>0.05)。见表1。

表1 各组大鼠海马CAMP浓度(x ±s,n=20,mmol/L)

3 讨论

本实验结果表明,以游泳为代表的有氧运动会对焦虑大鼠海马的CAMP产生一定的影响。根据相关的医学细胞形态学理论分析可知,神经细胞中CAMP的组成部分主要有:三磷酸腺苷(ATP)经腺苷环化酶(AC)催化生成之后,再通过磷酸二酯酶(PDE)的降解过程,二者双向的功能方式让整个神经细胞在的CAMP处于平衡的状态〔3〕。就第二信使本身的特征而言,在较短的时间内便能够很快地出现与消失,拥有了传输信号的效果。也即外来信号的作用,可以有效地促进第二信使上游的信号的蛋白基因,在相关原料的作用下,还可以通过极短的时间催生较大数量的第二信使,从而完成胞外到胞内信号的传递、转换以及放大的过程。在特定机制的作用下,第二信使又可以及时地分解,在短时间内降低过多的浓度。海马CAMP浓度的变化和运动强度、运动时间、运动量具有明显的内在关联性。在运动以及药物等外在因素的作用下,大鼠海马的CAMP的浓度会出现相应的变化,并会出现相应的后续变化反应〔4,5〕。分析不同的运动方式对焦虑大鼠海马的CAMP的浓度所产生的影响,且把体育锻炼视作有效改善的方法,可以为在处于焦虑状态抑或是学习记忆、脑功能方面有一定不足的患者提供一定的借鉴价值,也能够为编制运动良效提供一定的实验方案。细胞信号传导的过程非常复杂,大多以多条信息转导的分支以及汇聚的方式来加以完成的。

1 洪长青,邓树勋.三种训练对大鼠心肌细胞超微结构的影响〔J〕.浙江体育学,2000;22(3):55-8.

2 李俊发,贺俊崎.细胞信号转导研究技术〔M〕.北京:中国协和医科大学出版社,2008:32.

3 于 芳,张安民,王根深,等.间歇性负重游泳训练对大鼠杏仁核基底外侧核(BLA)GFOS蛋白表达的影响〔J〕.北京体育大学学报,2008;31(10):1357-60.

4 罗德生.钙调蛋白与cAMP代谢〔J〕.临床荟萃,1996;11(9):421-2.

5 潘华山,赖秋媛,冯毅种,等.运动氧化应激机制与人参皂甙Rbl抗运动性疲劳的实验研究〔J〕.河北体育学院学报,2010;24(2):68-70.

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