大鼠大腦白質(zhì)有髓神經(jīng)纖維老年性改變機(jī)制的探討及短期跑步鍛煉對(duì)其的作用.pdf

1、第一部分、大鼠大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維老年改變的體視學(xué)研究
　　 目的：進(jìn)行老年大鼠大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維定量研究，以期進(jìn)一步認(rèn)識(shí)老年大腦白質(zhì)有髓神經(jīng)纖維丟失的機(jī)制。
　　 方法：雌性Long-Evans大鼠，青年組（6-8月齡）5只，中老年組（18月齡）5只，老年組（28月齡）8只。體重280±20 g。每只大鼠隨機(jī)抽取一側(cè)大腦半球，從中隨機(jī)抽取4塊白質(zhì)組織塊作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機(jī)抽取8～12個(gè)視野在透

2、射電子顯微鏡下放大20000倍拍照。運(yùn)用體視學(xué)方法計(jì)算出大鼠大腦白質(zhì)總體積、白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度、白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總體積。
　　 結(jié)果：1、青年組大鼠大腦白質(zhì)總體積為119±8.6 mm3，中老年組大鼠大腦白質(zhì)總體積為108±5.6 mm3，老年組大鼠大腦白質(zhì)總體積為68.5±11.4 mm3。中老年組與青年組大腦白質(zhì)總體積不存在顯著性差異；與青年組相比，老年大腦白質(zhì)體積顯著性降低了42.5％（p<0.01）；與中老年組相

3、比，老年大腦白質(zhì)體積顯著性降低了35.4％（p<0.01）。2、青年組大鼠白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維的總體積為32.8±3.2 mm3，中老年組大鼠白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維的總體積為18.6±7.8 mm3，老年組大鼠白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維的總體積為9.12±3.5 mm3。中老年組與青年組相比，無(wú)髓神經(jīng)纖維總體積顯著性降低了43.3％（p<0.05）；老年組與青年組相比，無(wú)髓神經(jīng)纖維總體積顯著性降低了72.1％（p<0.01）；老年組與中老年組相比，無(wú)

4、髓神經(jīng)纖維總體積顯著性降低了51.0％（p<0.05）。3、青年組大鼠白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度為409±130 km，中老年組大鼠白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度為350±171 km，老年組大鼠白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度為128±48 km。中老年組與青年組大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度不存在顯著性差異；與青年組相比，老年大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度顯著性降低了68.6％（p<0.01）；與中老年組相比，老年大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度顯著性降低

5、了63.4％（p<0.01）。
　　 結(jié)論：1、28月齡雌性大鼠大腦白質(zhì)總體積、白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度和總體積較6月齡和18月齡大鼠均出現(xiàn)明顯的降低。18月齡雌性大鼠只出現(xiàn)了大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總體積較6月齡大鼠的顯著性降低，但是18月齡雌性大鼠大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度與6月齡大鼠比較沒(méi)有顯著性差異。本研究結(jié)果表明18月齡雌性大鼠無(wú)髓神經(jīng)纖維的減少主要發(fā)生在直徑較大的無(wú)髓神經(jīng)纖維。2、結(jié)合大腦白質(zhì)內(nèi)無(wú)髓神經(jīng)纖維以及本研究

6、小組以往對(duì)于有髓神經(jīng)纖維老年性改變研究的結(jié)果，我們認(rèn)為在中老年雌性大鼠細(xì)小直徑的有髓神經(jīng)纖維發(fā)生了脫髓鞘改變成為無(wú)髓神經(jīng)纖維，所以無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度得到了較好的補(bǔ)充而對(duì)于無(wú)髓神經(jīng)纖維總體積的補(bǔ)充卻不充分。然而，在老年大鼠來(lái)自于細(xì)小直徑有髓神經(jīng)纖維脫髓鞘的無(wú)髓神經(jīng)纖維已經(jīng)不能夠補(bǔ)償隨著年齡增長(zhǎng)而導(dǎo)致的細(xì)小直徑無(wú)髓神經(jīng)纖維丟失，因此在老年組無(wú)髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度和總體積均有顯著性降低。
　　 第二部分、大鼠大腦白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘超微

7、結(jié)構(gòu)老年性改變的體視學(xué)研究
　　 目的：進(jìn)行老年大鼠大腦白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘超微結(jié)構(gòu)的定量研究，以期進(jìn)一步認(rèn)識(shí)老年大腦白質(zhì)有髓神經(jīng)纖維丟失的機(jī)制。
　　 方法：雌性Long-Evans大鼠，青年組（6-8月齡）5只，中老年組（18月齡）5只，老年組（28月齡）5只。體重280±20 g。每只大鼠隨機(jī)抽取一側(cè)大腦半球，從中隨機(jī)抽取4塊白質(zhì)組織塊作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機(jī)抽取8～12個(gè)視野在透射電子顯微鏡下放

8、大20000倍拍照。運(yùn)用體視學(xué)方法計(jì)算出大鼠大腦白質(zhì)總體積、有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度、有髓神經(jīng)纖維髓鞘總體積、有髓神經(jīng)纖維平均內(nèi)、外直徑、有髓神經(jīng)纖維平均內(nèi)、外周長(zhǎng)和有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度。
　　 結(jié)果：1、髓鞘超微結(jié)構(gòu)存在著三種不同于正常成年大鼠髓鞘結(jié)構(gòu)的典型改變：（1）主致密線分離。（2）周期內(nèi)線分離。（3）形成了過(guò)多的鞘磷脂，以至包繞軸突的髓鞘明顯過(guò)大，整個(gè)軸突則偏離在整個(gè)有髓神經(jīng)纖維斷面的一側(cè)。2、青年組大鼠大腦白質(zhì)總體積為

9、115±8.6 mm3，中老年組大鼠大腦白質(zhì)總體積為110±5.6 mm3，老年組大鼠大腦白質(zhì)總體積為69.0±12.7 mm3。3、青年組大鼠白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度為115±27 km，中老年組大鼠白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度為135±47 km，老年組大鼠白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度為62±25 km。4、三組間不同髓鞘厚度的有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度分布圖表明，髓鞘厚度在0.08μm到0.18μm的有髓神經(jīng)纖維占絕大多數(shù)。5、不同有髓神經(jīng)纖維直

10、徑和不同髓鞘厚度區(qū)間有髓神經(jīng)纖維長(zhǎng)度分布圖表明，中老年組和老年組直徑在1.0μm以下同時(shí)髓鞘厚度在0.1μm以下的有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度比年青組降低。6、白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘總體積在年青組為34±3.6mm3，中老年組為42±5.1 mm3，老年組為30±5.3 mm3。有髓神經(jīng)纖維髓鞘總體積在中老年雌性大鼠比年青雌性大鼠顯著性增加了19.0％（p<0.05）。7、單位長(zhǎng)度有髓神經(jīng)纖維髓鞘體積，在年青組、中老年組和老年組分別為0.30±0

11、.04 mm3/km，0.35±0.16 mm3/km，0.53±0.16 mm3/km。8、大腦白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維的內(nèi)徑和外徑在年青組、中老年組、老年組之間的比較均沒(méi)有顯著性差異，但是老年組有髓神經(jīng)纖維平均外徑較年青組增加了17.9％。9、白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘外周長(zhǎng)在年青組、中老年組和老年組分別為3.39±0.72μm，3.5±0.95μm，3.90±0.54μm；髓鞘內(nèi)周長(zhǎng)在年青組、中老年組和老年組分別為2.60±0.66μm，2

12、.55±0.81μm，2.60±0.36μm，有髓神經(jīng)纖維髓鞘內(nèi)、外周長(zhǎng)在三組間的比較均無(wú)顯著性差異（p>0.05）。10、有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度在年青組為0.12±0.00μm，在中老年組為0.15±0.02μm，在老年組為0.18±0.02μm。有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度在中老年組與年青組間沒(méi)有顯著性差異，老年組有髓神經(jīng)纖維髓鞘平均厚度比年青組和中老年組分別顯著增長(zhǎng)了33.3％和16.7％（p<0.01）。
　　 結(jié)論：1、

13、有髓神經(jīng)纖維在不同直徑和不同髓鞘厚度區(qū)間內(nèi)的長(zhǎng)度改變更清晰地顯示老年大腦白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維隨年齡增長(zhǎng)的丟失最先發(fā)生在直徑細(xì)小、髓鞘厚度薄的有髓神經(jīng)纖維。有髓神經(jīng)纖維的脫髓鞘改變可以導(dǎo)致軸突傳導(dǎo)速度的降低，這也可能是隨年齡增長(zhǎng)而出現(xiàn)認(rèn)知能力降低的重要原因之一。2、有髓神經(jīng)纖維在不同直徑和不同髓鞘厚度區(qū)間內(nèi)的長(zhǎng)度改變另一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)就是直徑較大、髓鞘厚度厚的有髓神經(jīng)纖維有隨年齡增長(zhǎng)而增加的趨勢(shì)。同時(shí)，髓鞘內(nèi)、外周長(zhǎng)差和髓鞘平均厚度在老年雌性大

14、鼠比年青雌性大鼠和中老年雌性大鼠均有顯著性增加。本研究首次通過(guò)定量研究顯示老年大腦白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維髓鞘確實(shí)存在著繼續(xù)髓鞘化。
　　 第三部分、短期跑步鍛煉對(duì)大鼠空間記憶能力及大腦白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維的作用
　　 目的：研究跑步訓(xùn)練對(duì)老年大鼠空間記憶能力的作用，并首次運(yùn)用無(wú)偏體視學(xué)方法研究跑步鍛煉是否能有效地阻止或者改善老年大腦白質(zhì)及白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維的退行性改變。
　　 方法：中老年（14月齡）SD大鼠，雌雄各1

15、0只，隨機(jī)分為跑步鍛煉組（雌雄各5只）和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境組（雌雄各5只）；老年（24月齡）SD大鼠，雌雄各10只，隨機(jī)分為跑步鍛煉組（雌雄各5只）和標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境組（雌雄各5只）。將跑步鍛煉練組大鼠置于跑臺(tái)上跑步，每周訓(xùn)練5天，休息2天，每天20分鐘。訓(xùn)練強(qiáng)度為：第一周10 m/min，第二周15 m/min，從第三周開(kāi)始20 m/min。干預(yù)時(shí)間為4個(gè)月。對(duì)照組大鼠不進(jìn)行任何跑步訓(xùn)練。干預(yù)結(jié)束后，用Morris水迷宮進(jìn)行連續(xù)5天的空間記憶能力的測(cè)試

16、。前四天為隱藏平臺(tái)實(shí)驗(yàn)，第五天為可見(jiàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)。記錄動(dòng)物的尋臺(tái)時(shí)間（從入水到找到平臺(tái)且四肢爬上平臺(tái)的時(shí)間，即潛伏期）。每只大鼠隨機(jī)抽取一側(cè)大腦半球，從中隨機(jī)抽取4塊白質(zhì)組織塊作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機(jī)選擇4個(gè)視野在透射電子顯微鏡下放大6000倍拍照。運(yùn)用體視學(xué)方法計(jì)算出大鼠大腦白質(zhì)總體積、白質(zhì)內(nèi)有髓神經(jīng)纖維總長(zhǎng)度、總體積和有髓神經(jīng)纖維平均直徑。
　　 結(jié)論：1、短期跑步鍛煉干預(yù)可以明顯改善中老年雌性大鼠空間記憶能力的