力竭运动过程中大鼠纹状体神经元局部场电活动的动态研究

目的:探讨大鼠在安静、运动、疲劳、恢复等不同状态下纹状体神经元电活动变化特征与运动能力的关系。方法:采用金属微电极植入和在体电生理记录技术,连续动态观察一次性力竭运动过程中大鼠纹状体神经元局部场电位(LFPs)活动,并对大鼠运动能力进行观察。结果:一次性力竭运动过程中大鼠纹状体神经元LFPs活动呈动态变化规律,主要表现为:与安静状态相比,运动过程中放电频率逐渐升高、幅度逐渐降低,力竭后逐渐降低至安静水平。结论:在力竭运动过程中,纹状体LFPs活动的动态变化具有明显的阶段性特征,该脑区LFPs电活动的改变与运动疲劳有关。在运动初期纹状体主要是通过直接通路参与皮层运动的调控,而在运动后期,则主要通过间接通路发挥作用。提示:两条通路的平衡失调是导致大鼠运动能力下降的重要原因之一。     

不同力竭运动对大鼠纹状体背外侧神经元电活动的影响及调节机制研究

目的：探讨一次和重复力竭运动对纹状体背外侧神经元电活动的影响及可能的调节机制。方法：8周龄健康雄性Wistar大鼠，随机分为安静对照组（CG）、一次力竭运动组（EG）、7天重复力竭运动组（REG），每组24只，其中6只做电生理实验。采用在体多通道电生理技术记录大鼠在清醒安静状态下，一次力竭运动和7天重复力竭运动后大鼠纹状体背外侧的神经元放电活动；采用免疫荧光双染技术观察各组大鼠纹状体背外侧小青蛋白（Parvalbumin,PV）及NMDAR2B阳性神经元的表达。结果：（1）与安静状态相比，一次力竭运动后大鼠纹状体背外侧中等多棘神经元（medium spiny neuron,MSN）放电频率未发生显著改变（P>0.05），而重复力竭运动后MSN放电频率明显升高（P<0.01）;(2)一次和重复力竭运动后大鼠纹状体背外侧局部场电位γ频段的功率谱密度均较安静状态有明显增加（P<0.01），重复力竭运动后增加更为明显，且与一次力竭运动后相比有明显差异（P<0.05）;(3)一次和重复力竭运动组大鼠纹状体背外侧PV阳性神经元表达较安静对照组有显著增加（P<0.01）...     

力竭运动大鼠丘脑底核mGluR5/GABA-ARα1表达及MPEP干预对皮层运动区兴奋性的影响

目的:探讨力竭运动影响丘脑底核(STN)神经元电活动改变的可能机制。方法:雄性Wistar大鼠随机分为安静对照组(CG)、力竭即刻组(FG)、恢复90min组(RG)和受体拮抗剂干预组、人工脑脊液对照组,每组均为6只,分别用于免疫组化和干预实验。采用递增负荷进行一次性力竭跑台运动。采用免疫组化技术对一次性力竭运动前、后及恢复过程中大鼠STNmGluR5及GABA-ARα1表达进行观察;并通过STN微量注射mGluR5拮抗剂(MPEP),观察大鼠一次性力竭运动过程中皮层兴奋性及运动能力的变化。结果:力竭即刻组大鼠与安静对照组相比STNmGluR5、GABA-ARα1表达水平差异不显著,恢复90min组大鼠STNmGluR5表达显著高于安静对照组,而GABA-ARα1表达无显著改变。MPEP干预组大鼠与人工脑脊液对照组相比ECoG重心频率曲线的第一波谷出现时间推迟约30min,且运动至力竭的时间明显延长。结论:运动引起STNmGluR5表达改变是导致大鼠STN神经元电活动改变的因素之一;MPEP具有抑制大鼠STN神经元电活动的过分增强并改善运动能力的作用。     

力竭运动对大鼠前额叶皮层小清蛋白阳性神经元及NMDAR2B表达的影响

目的:通过观察力竭运动后大鼠前额叶皮层小清蛋白(parvalbumin,PV)阳性神经元的表达变化,探讨运动疲劳对前额叶皮层神经微环路可塑性的影响,同时观察前额叶皮层N-甲基-D-天门冬氨酸受体NR2B亚型(N-methyl-D-aspartatereceptor NR2B subunit,NMDAR2B)表达的变化,进一步探讨运动疲劳中枢调节的可能机制。方法:雄性Wistar大鼠36只随机分为一次力竭运动组、重复力竭运动组和对照组。力竭运动方案采用本实验室改进的Bedford渐增负荷动物运动方案:I级:8.2 m/min,15 min;II级:15 m/min,15 min;III级:20 m/min,至力竭,重复力竭运动组连续进行7天力竭性跑台运动,在运动力竭后采用免疫荧光染色技术观察大鼠前额叶皮层PV阳性神经元的表达情况,并记录阳性细胞个数。采用免疫荧光染色技术和免疫印迹法检测前额叶皮层NMDAR2B的表达情况。结果:一次力竭运动组及重复力竭运动组大鼠前额叶皮层PV阳性神经元个数较对照组显著增加(P<0.01)。免疫荧光染色结果显示,前额叶皮层NMDAR2B阳性神经元在对照组和重复力竭运动组未见明显表达,一次力竭运动组可见阳性神经元表达;Western blot结果显示,与对照组相比,一次力竭运动组NMDAR2B表达相对较高,而重复力竭运动组表达相对较低,但均无显著性差异(P>0.05);NMDAR2B表达与运动距离呈显著负相关(P<0.01,r=-0.936)。结论:力竭运动通过PV阳性神经元的局部环路的调节影响大鼠前额叶皮层神经网络的可塑性,其参与了运动疲劳的中枢调节,为运动疲劳中枢机制研究提供了形态学基础。     

纹状体A_(2A)R和D_2DR对大鼠力竭运动过程中苍白球GABA和Glu释放的调控研究

目的:探讨纹状体腺苷A2A受体(A2AR)和多巴胺D2受体(D2DR)对大鼠力竭运动过程中苍白球胞外γ-氨基丁酸(GABA)与谷氨酸(Glu)释放的调控作用。方法:采用纹状体微量灌注和活体微透析-高效液相联用技术,实时、在线观察大鼠在一次力竭运动过程中苍白球细胞外液中GABA和Glu水平的动态变化规律,以及D2DR激动剂(喹吡罗,Quinpirole)和A2AR拮抗剂(SCH58261)对其影响,结合运动能力探讨D2DR和A2AR对疲劳的调控作用机制。结果:大鼠3级递增负荷跑台运动至力竭过程中,苍白球胞外Glu和GABA呈增高趋势,Glu/GABA呈降低趋势,在运动开始后45min至力竭各点Glu和GABA均显著高于安静水平(P<0.05),Glu/GABA显著低于安静水平(P<0.05),力竭后恢复90 min时Glu和GABA逐渐下降至安静水平,Glu/GABA逐渐恢复至安静水平;SCH58261和Quinpirole分别经纹状体灌注后,力竭运动过程中苍白球胞外Glu和GABA变化明显下降,大鼠自主运动期(疲劳初期)时间延长,大鼠跑台运动至力竭时间显著增加(P<0.05)。结论:在一次力竭运动过程中,大鼠苍白球神经元胞外Glu、GABA浓度及Glu/GABA均具有明显的阶段性特征,推测可能是力竭过程中大鼠运动能力呈现阶段性变化特征的机制之一;大鼠在力竭时,苍白球胞外Glu、GABA升高但Glu/GABA下降,推测力竭时大鼠苍白球神经元的兴奋性下降;SCH58261和Quinpirole经纹状体微量注射后,苍白球胞外Glu和GABA变化明显下降,大鼠自主运动期(疲劳初期)时间延长,大鼠跑台运动至力竭时间显著增加,推测可能是因为SCH58261和Quinpirole分别经各自作用机制干预了纹状体投向苍白球的GABA能传递而影响了间接通路对皮层的调控,最后达到延缓疲劳的作用。     

力竭运动过程中大鼠皮层–基底神经节通路α/β同步振荡的起源和传递路径

目的:探讨一次力竭运动过程中皮层–基底神经节通路振荡电活动变化特征、同步振荡电活动的起源和传递路径以及运动疲劳产生的振荡电活动中枢调控机制.方法:以健康4周龄雄性Wistar大鼠为研究对象,采用在体多通道神经电信号记录技术,对一次性力竭运动过程中大鼠皮层(M1)和基底神经节(Str、GPe、SNr和STN)的局部场电位...     

力竭运动对大鼠大脑P2X_2、P2X_4和P2X_6受体表达的影响

目的:探讨一次和反复力竭游泳运动后大鼠大脑ATP受体P2X之三个亚型P2X2、P2X4和P2X6的时相性变化特点。方法:健康成年雄性SD大鼠68只,分为一次力竭游泳运动组和反复力竭游泳运动组及安静对照组,反复力竭组大鼠每日负重3%体重进行力竭游泳运动,共训练2周。运动组分别于力竭运动后即刻、4小时、12小时和24小时取材,采用实时荧光定量PCR方法测定力竭运动后大鼠P2X2、P2X4和P2X6受体亚型mRNA水平。结果:(1)反复力竭运动后12小时组P2X2相对表达率达到峰值,与反复力竭其它各组及安静对照组、一次力竭12小时组均有显著差异(P<0.01)。(2)一次力竭即刻组P2X4相对表达率与安静对照组、4小时组、12小时组比较有显著统计学差异(分别为P<0.01、P<0.05、P<0.01)。(3)反复力竭运动后12小时组P2X6相对表达率达到峰值。结论:3种受体亚型在一次力竭运动和反复力竭运动后12小时出现峰值或峰值趋势,提示在力竭运动后12小时,这3种P2X受体亚型所参与的中枢神经生理生化活动在此时可能会达到一个活跃期。     

力竭运动后大鼠脑皮质运动区谷氨酸受体NR2A蛋白含量及酪氨酸磷酸化水平的变化

目的:观察力竭运动前后大鼠脑皮质运动区NR2A蛋白含量及其自身酪氨酸磷酸化水平变化,分析二者之间的相关关系,为探讨中枢兴奋信号在运动中的传递机理以及运动性疲劳的中枢机制提供实验依据。方法:SD大鼠进行一次性力竭跑台运动。采用抗NR2A抗体和抗磷酸酪氨酸单抗以免疫沉淀法和免疫印迹法检测皮质运动区NR2A蛋白含量及酪氨酸磷酸化水平。结果:力竭运动后即刻,大鼠脑皮质运动区NR2A蛋白含量与安静组相比无显著性变化,运动后1小时与安静组和运动后即刻比较显著升高(P<0.05,P<0.01),运动后3小时NR2A蛋白含量下降,运动后恢复24小时大鼠脑皮质中NR2A蛋白含量显著低于安静组和运动后即刻组(P<0.01,P<0.05)。NR2A酪氨酸磷酸化水平力竭运动后与对照组相比呈升高趋势但无显著性差异,NR2A酪氨酸磷酸化水平与NR2A蛋白含量变化无显著相关。结论:(1)大鼠在力竭运动后即刻及恢复期过程中,大脑皮质运动区NR2A蛋白含量变化表现为下降,上升,再下降,表明运动过程中NR2A蛋白含量变化具有较敏感的可调控性,力竭运动后即刻NR2A蛋白含量的下降可能是导致中枢抑制的一个因素。(2)NR2A酪氨酸磷酸化水平在力竭运动后呈升高趋势,可能有利于维持中枢的兴奋性,提示运动过程中NR蛋白含量的变化可能是多方面原因造成的,受体蛋白含量与受体活性之间可能存在较为复杂的关系。     

力竭运动过程中大鼠纹状体葡萄糖/乳酸代谢的实时观察

目的:通过实时观察一次性力竭运动过程中大鼠纹状体葡萄糖和乳酸浓度的动态变化规律,揭示运动性中枢疲劳形成过程中脑能量代谢的特征。方法:8周龄雄性Wistar大鼠20只分为两组,纹状体葡萄糖、乳酸测定组(第1组)和外周血葡萄糖、乳酸测定组(第2组),每组10只。采用微透析-电化学联用的活体检测技术,实时监测大鼠(第1组)在一次性力竭运动过程中纹状体细胞外液中葡萄糖和乳酸的代谢变化,并从尾静脉采血动态监测大鼠(第2组)外周血液中葡萄糖和乳酸浓度的变化。结果:(1)与安静状态相比,运动初期大鼠纹状体胞外乳酸浓度显著升高(P<0.05),运动后期直至恢复期均显著降低(P<0.05,P<0.01);而胞外葡萄糖浓度在运动初期无明显变化,在运动后期开始下降,甚至在恢复期的90分钟内仍显著低于安静水平(P<0.05,P<0.01)。(2)大鼠外周血糖浓度随着运动时间的延长而显著降低,在运动力竭以及恢复期血糖水平均显著低于安静水平(P<0.05,P<0.01);大鼠血乳酸浓度在力竭运动过程中显著高于安静时水平(P<0.05),而在运动结束后即迅速恢复至安静时水平。结论:力竭运动过程中,持续的外周低血糖导致脑对于葡萄糖摄取不足,出现脑葡萄糖和乳酸浓度降低,中枢能量物质葡萄糖和乳酸代谢的显著降低可能是产生运动性中枢疲劳的一个重要的神经生物学机制。     

运动疲劳对大鼠新纹状体神经元电活动的影响

目的:观察运动疲劳大鼠新纹状体神经元自发放电情况,探讨运动疲劳产生的中枢机制.方法:采用胞外玻璃微电极技术,对运动疲劳前后大鼠新纹状体神经元自发放电频率、神经元动作电位时程及动作电位发放形式进行记录,并对放电神经元的分布规律进行分析.结果:(1)在记录到的运动疲劳组大鼠新纹状体神经元中,19%自发放电频率>10Hz,而对照组仅有6%,两组相比存在显著差异(P<0.05);(2)运动疲劳组大鼠新纹状体神经元除观察到规则单脉冲放电、不规则单脉冲放电、单脉冲与爆发式并存的放电形式外,还观察到规则爆发式放电,其串间隔集中在140～210ms;(3)运动疲劳组高频自发放电的神经元主要集中在新纹状体的外侧深部区域. 结论:运动疲劳后新纹状体神经元自发放电频率发生改变,高频放电神经元数量明显增加.结果提示运动疲劳后神经元放电形式发生改变,可能与神经元胞内钙离子浓度升高相关.     

不同力竭运动后大鼠心脏传导系统PPARα mRNA和蛋白表达的变化及其在运动性心律失常发生中的作用

目的:探讨大鼠力竭运动后不同时相心脏窦房结、房室结和浦肯野氏纤维代谢因子过氧化体增殖物激活型受体α(PPARα)基因和蛋白水平的表达特点,为阐明运动性心律失常发生机制提供实验依据。方法:100只健康成年雄性SD大鼠随机分为一次力竭组(4组)、2周反复力竭组(4组)及其相应的安静对照组(2组),每组10只。分别于力竭运动后即刻、4、12及24小时,应用激光显微切割技术定位并收集窦房结、房室结和浦肯野氏纤维细胞,采用实时荧光定量PCR和免疫荧光方法检测PPARαmRNA和蛋白表达。结果:一次和反复力竭运动后,心脏传导系统各部位PPARαmRNA和蛋白表达均在运动后4小时下降至低谷,反复力竭后12小时,房室结PPARαmRNA和蛋白表达显著低于一次力竭后12小时(P<0.01);反复力竭后24小时浦肯野氏纤维PPARαmRNA表达显著低于一次力竭后24小时(P<0.01),其他各时相组间无明显差异(P>0.05)。结论:力竭运动后心脏传导系统各部位代谢调节因子PPARα在mRNA和蛋白水平异常低表达,且有时相性规律,易诱发传导系统能量代谢障碍,构成运动性心律失常的病理过程。     

大负荷运动及其恢复期间大鼠骨骼肌超微结构及MGF的变化

目的:观察大负荷运动及其恢复期间大鼠骨骼肌超微结构及机械生长因子(MGF)的变化。方法:36只8周龄健康雄性SD大鼠随机分为6组,每组6只:安静对照组(C组)和力竭运动后即刻组(E0组)、12h组(E12组)、24h组(E24组)、48h组(E48组)、72h组(E72组)。各力竭运动组尾部负重为3%体重,进行1周负重力竭性游泳运动,每天1次,并于末次力竭后不同时间点取材。采用ELISA方法检测大鼠血清及腓肠肌MGF表达,电镜下观察大鼠股直肌超微结构变化。结果:(1)1周大负荷游泳运动之后,骨骼肌超微形态结构发生了程度不同的改变,具体表现为肌间隙增宽,内质网、线粒体可见轻度变形,肌原纤维疏松变细,出现Z线扭曲等。E0组和E24组上述改变更加明显。(2)与安静对照组相比,力竭运动各组骨骼肌MGF均明显增加(P<0.05),其中E24组与安静对照组相比有极显著性差异(P<0.01)。血清MGF也有相似变化,E0组与安静对照组相比有极显著性差异(P<0.01)。结论:1周大负荷游泳运动可引起一定程度的骨骼肌微损伤,大负荷运动及其恢复期间,大鼠骨骼肌和血清MGF明显增加,提示MGF可能与肌肉组织的微损伤修复有关。     

注射氢水对一次性力竭运动大鼠骨骼肌氧化应激损伤的影响

目的:观察注射氢水对一次性力竭运动大鼠骨骼肌氧化应激损伤的影响。方法:30只健康雄性SD大鼠,按体重配对后随机分成安静对照组(C组)、运动对照组(E组)与运动给氢组(H组)3组,每组10只。C组不运动。H组于运动前按10 ml.kg-1体重剂量腹腔注射氢水,E组注射同体积生理盐水,然后以0坡度、28 m.min-1速度进行一次性力竭跑台运动,力竭运动后3 h取后肢腓肠肌,用Elisa法测定其3-硝基酪氨酸(3-NT)和8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)浓度,用化学比色法测定MDA、SOD、GSH与TAOC。结果:与C组比较,E组3-NT、MDA与8-OHdG均显著升高(P<0.05,P<0.01,P<0.01),SOD、GSH含量显著降低(P<0.05),TAOC有所降低,但无统计学意义;H组3-NT、SOD、GSH、TAOC与C组比较无显著性差异,MDA显著低于C组(P<0.01),8-OHdG浓度显著高于C组(P<0.05)。H组3-NT与E组比较无明显变化,但MDA、8-OHdG显著降低(P<0.01,P<0.05),SOD、GSH、TAOC显著升高(P<0.01,P<0.01,P<0.05)。结论:氢水能降低骨骼肌自由基代谢水平,提高骨骼肌抗氧化酶活性,增强骨骼肌的总抗氧化能力,对骨骼肌运动性氧化应激损伤具有保护作用。     

运动性疲劳状态下线粒体膜生物学特征的研究-Ⅲ:递增负荷力竭性运动后大鼠肝线粒体膜NADH-CoQ还原酶及肝组织NAD~(+)的变化

以５０大鼠三级递增负荷跑台跑为力竭性运动模型，分别测定了运动后即刻肝线粒体内膜ＭＭＤＨ－ＣｏＱ还原酶（复合体１）活性的变化；肝组织内ＮＡＤ含量及线粒体膜脂质过氧化水平（ＭＤＡ含量）的变化。发现：一次力竭性运动后，大鼠肝线粒体膜复合体１活性及肝组织当中ＭＤ”含量显著性下降，ＭＤＡ含量显著增加。研究提示，递增负荷力竭性运动中线粒体内膜复合体１损害，肝组织呼吸链底物堆积，线粒体氧利用能力下降，可能是运动性线粒体膜损害及疲劳的重要膜分子机制之一。     

牛磺酸对大鼠急性运动后自由基代谢、膜流动性及钙转运变化的影响

５０只雄性Ｗｉｓｔａｒ大鼠（８０ １００ｇ）,随机分为对照组（Ｇ１）,急性运动组（Ｇ２）,急性运动＋牛磺酸组（Ｇ３）,力竭运动组（Ｇ４）,力竭运动＋牛磺酸组（Ｇ５）。牛磺酸补充方式为每日灌服１次（５００ｍｇ／ｋｇ）。喂养２周后,进行负重游泳,测定血液、线粒体和肌浆网各生化指标变化。结果显示“牛磺酸有增加大鼠游泳力竭时间的趋势（０．０５＜Ｐ＜０．１０）;运动后即刻,Ｇ３组ＢＵＮ明显低于Ｇ２组（ｐ＜０．０５）;Ｇ３组ＲＢＣ、血浆及心肌线粒体ＭＤＡ含量明显低于Ｇ２组（Ｐ＜０．０５）;Ｇ３组ＲＢＣ及心肌线粒体ＧＳＨ＿Ｐｘ活力明显高于Ｇ２组（Ｐ＜０．０５）;Ｇ３组心肌线粒体膜荧光偏振度Ｐ明显低于Ｇ２组（Ｐ＜０．０５）。Ｇ３组ＳＲＣａ２＋ ＡＴＰａｓｅ活性和摄钙率明显高于Ｇ２组（Ｐ＜０．０５）。力竭后２４小时,Ｇ５组ＲＢＣ、血浆及心肌线粒体ＭＤＡ含量明显低于Ｇ４组（Ｐ＜０．０５）。以上结果表明,牛磺酸可以通过抗自由基损伤,稳定生物膜和调节钙转运等途径对抗运动性疲劳。     

力竭性运动前后的脉图观察研究

对３７名男性志愿者进行力竭性运动前后生理、生化指标的变化进行测定，并同步对其桡动脉脉图进行检测记录。结果显示：在力竭性运动后ＤＢＰ、ＬＤＨ、ＣＫ变化显著（与运动前比较均Ｐ＜０．０１）；脉图波形变化表现为，主波宽度增加，降中峡降低，波形面积减小；脉图指标ｈ４／ｈ１、ｗ／ｔ、Ｓ、ｔ１／ｔ较运动前均有显著变化（均Ｐ＜０．００１）；脉图生物龄比运动前平均增大１４．９６岁。结果表明，力竭性运动前后，脉图指标与生化指标均有显著变化，通过对运动脉图的观察研究，可以尝试建立一种无创的机能评价方法。     

不同运动负荷对大鼠cNOS和iNOS活性的影响及其机理探讨

方法：４０只ＳＤ大鼠，随机分为对照组、４５ｍｉｎ训练组、９０ｍｉｎ训练组、１５０ｍｉｎ训练组和急性力竭组，进行无负重游泳训练８周，每周６次。测定大鼠胸主动脉构建型一氧化氮合酶（ｃＮＯＳ）、诱导型一氧化氮合酶（ｉＮＯＳ）及腹腔巨噬细胞ｉＮＯＳ的活性和血液中ＮＯ、ＣＤ４＋／ＣＤ８＋的变化。结果：９０ｍｉｎ训练组、１５０ｍｉｎ训练组胸主动脉ｃＮＯＳ活性显著上升，与之相对应的血浆ＮＯ的水平也显著上升（Ｐ＜０．０５）。急性力竭组胸主动脉ｉＮＯＳ水平显著上升（Ｐ＜０．０５）。１５０ｍｉｎ训练组及力竭运动组腹腔巨噬细胞ｉＮＯＳ与对照组相比显著上升（Ｐ＜０．０５）。血液ＣＤ４＋／ＣＤ８＋的比值在９０ｍｉｎ训练组、１５０ｍｉｎ训练组均显著上升（Ｐ＜０．０５），而在急性力竭组则显著下降。结论：（１）适量的运动训练可引起胸主动脉ｃＮＯＳ活性增强，可能是适量运动改善心血管功能的机制之一。（２）适量的运动训练可以引起腹腔巨噬细胞ｉＮＯＳ活性适度增加，增强机体的非特异性免疫力。而力竭运动引起的腹腔巨噬细胞ｉＮＯＳ的活性的过度增强，则可能与大强度运动引起的细胞免疫抑制有关。