有氧运动对APP/PS1小鼠海马突触超微结构和功能的可塑性作用

目的:通过对阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)模型进行8周有氧运动,探讨有氧运动对AD小鼠早期海马突触超微结构及功能的可塑性影响。方法:24只健康雄性、清洁级4月龄APP/PS1小鼠,随机分为8周有氧运动组(AE)和安静组(AS),每组12只。24只健康雄性、清洁级4月龄C57BL/6J小鼠作为对照组,随机分为8周有氧运动组(CE)和安静组(CS),每组12只。AE组和CE组小鼠进行8周跑台运动。跳台回避实验检测各组小鼠行为学变化;脑片膜片钳技术检测各组小鼠海马LTP的变化;透射电镜观察各组小鼠海马突触数目和超微结构的变化。结果:与正常对照组小鼠相比,6月龄APP/PS1小鼠在跳台回避实验中的错误次数显著增加(P<0.01),潜伏期显著减少(P<0.01),达标率显著降低(P<0.05);海马LTP的斜率显著降低(P<0.01);CA1区突触数目显著减少(P<0.05),CA1区和CA3区突触界面曲率显著减小(CA1区P<0.01;CA3区P<0.05),突触活性区长度显著缩短(CA1区P<0.01;CA3区P<0.05),PSD厚度显著减小(CA1区P<0.05;CA3区P<0.01),突触间隙宽度显著增大(P<0.01)。8周有氧运动可显著降低APP/PS1小鼠在跳台回避实验中的错误次数(P<0.01),增加潜伏期(P<0.01)和达标率;增强海马LTP(P<0.01);增加海马CA1区和CA3区突触的数目(CA1区P<0.01;CA3区P<0.05)、突触界面曲率(P<0.05)、突触活性区长度(CA1区P<0.01;CA3区P<0.05)、PSD厚度(CA1区P<0.05;CA3区P<0.01),减小海马突触间隙宽度(P<0.01)。结论:规律有氧运动通过改善6月龄APP/PS1小鼠海马突触超微结构损伤,增加海马突触形态可塑性,增强海马LTP,是运动改善其行为学能力的突触机制之一。

功能性踝关节不稳者动态平衡能力及等速肌力特征研究

目的分析功能性踝关节不稳者动态平衡能力和不同速度、不同收缩模式下跖屈、背屈等速肌力特征。方法应用Biodex Balance System测试系统对FAI组(19例)和对照组(19例)分别进行姿势稳定性测试和60°/s、180°/s跖屈肌群、背屈肌群等速向心、离心肌力测试分析。结果 FAI组健侧、患侧的稳定指数和前后方向稳定指数大于对照组,而左右方向稳定指数无差异;双脚站立姿势稳定性测试结果 FAI组和对照组无差异;FAI组跖屈肌群低速离心肌力和高速向心、离心肌力不足;FAI组跖屈肌群的向心、离心峰值力矩差值比在不同速度下均大于10%,背屈肌群均小于10%。结论功能性踝关节不稳者单脚站立时健侧和患侧都存在动态平衡能力下降,双脚站立时动态平衡能力与常人无异;功能性踝关节不稳者跖屈肌群高速工作能力较差;功能性踝关节不稳者随角速度增加离心力量增加越小者,其跖屈肌群的弹性组织损伤的可能性越大。

青少年跖屈肌群力量耐力对平衡能力的影响

目的:分析青少年跖屈肌群力量耐力大小对平衡功能的影响。方法:以120名13-15岁健康学生为受试者,采用单脚站立提踵方法评价跖屈肌群力量耐力,以提踵时间的中位数54s为分界线,将受试者分为跖屈肌群肌力小组(A组)和跖屈肌群肌力大组(B组),进行睁眼、闭眼单脚站立测试和稳定极限测试。结果:①睁眼单脚站立测试A组平衡能力稍弱于B组,但无显著性差异;闭眼单脚站立测试A组LNG/A显著小于B组,其他指标无显著性差异。②稳定极限测试A组各方向的身体最大倾斜角度均小于B组,FLoS差异具有显著性。结论:跖屈肌群力量耐力小者平衡能力相对较弱,尤其是矢状面上的平衡能力。

有氧运动改善AD模型APP/PS1双转基因小鼠中枢神经元线粒体融合分裂动态平衡

线粒体融合分裂平衡是线粒体动力学的需要。本研究观察12周规律有氧运动对APP/PS1双转基因小鼠中枢神经元线粒体融合分裂动态平衡的影响。本研究采用3月龄雄性APP/PS1小鼠(AD模型)随机分为AD安静组(AS)、AD运动组(AE),同月龄雄性C57BL/6J小鼠做正常对照组(CS)。AE组进行12周规律跑台运动,5 d/周,60 min/d。前10 min运动速度12 m/min,后50min运动速度15 m/min,跑台坡度为0°。八臂迷宫实验检测小鼠工作记忆错误频率和参考记忆错误频率; Western印迹检测小鼠皮层、海马组织中线粒体分裂蛋白Drp1和Fis1的含量,以及Drp1的活性(p-Drp1-Ser616)、线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2、Opa1的表达水平;透射电镜观察皮层、海马线粒体形态结构、健康线粒体比率及线粒体平均直径。本研究证实AS组较CS组工作记忆错误频率显著提高(P<0. 05),12周有氧运动显著降低工作记忆错误频率(P<0. 05)。AS组小鼠皮层Fis1蛋白和海马脑区Drp1、Fis1蛋白表达水平及皮层、海马脑区Drp1蛋白的活性增加(P<0. 05)。而皮层Mfn1和海马Mfn1、Mfn2蛋白表达水平显著降低(P<0. 05)。12周有氧运动显著减低Fis1、Drp1蛋白表达及Drp1蛋白的活性,提高Mfn1、Mfn2蛋白表达水平(P<0. 05)。AS组小鼠皮层、海马线粒体多呈现球形,部分线粒体膜结构消失,线粒体嵴结构紊乱。且AS组较CS组小鼠健康线粒体比率降低、直径缩短。12周规律有氧运动可明显改善线粒体形态和结构,提高健康线粒体比率及直径。本研究提示,12周规律有氧运动可有效抑制皮层、海马脑区线粒体分裂蛋白Drp1和Fis1的表达,降低Drp1的活性(p-Drp1-Ser616),上调线粒体融合蛋白Mfn1、Mfn2的蛋白表达水平,改善线粒体形态和结构以促进线粒体质量控制,是有氧运动改善AD模型空间学习记忆能力的分子机制之一。

有氧运动通过AMPKα调控高血压肠系膜动脉平滑肌CaL通道功能

腺苷酸激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)被称为细胞能量代谢调节器,其α亚基主要起催化作用,同时也是大鼠血管壁细胞的主要激酶形式。除能量代谢外,AMPKα还可参与调控高血压的发生和发展,但其具体的作用机制尚不完全清楚。本研究拟以自发性高血压大鼠(spontaneously hypertensive rat,SHR)肠系膜动脉为研究对象,探究AMPKα对肠系膜动脉舒张功能的影响,并阐述其作用机制。选取12周龄雄性正常血压大鼠(Wistar-Kyoto,WKY)和SHR,将其随机分为安静对照组(WKY-SED,SHR-SED)和有氧运动组(WKY-EX,SHR-EX)。有氧运动组进行为期12周的中等强度跑台运动。测定各组大鼠实验前后体重、血压,随后通过微血管张力技术、膜片钳技术、Western印迹分别测定AMPKα对血管张力的影响,AMPKα与L型电压依赖性钙离子通道(voltage-dependent L-type Ca2+channel,CaL)的关系,以及p-AMPKα和AMPKα的表达水平。结果显示,有氧运动后,高血压大鼠体重、血压均显著降低(P<0.05);微血管张力技术测定结果表明,AMPKα特异性激动剂PT1可诱使各组血管舒张。其中,SHR-SED组舒张程度显著高于WKY-SED(P<0.05)。与SHR-SED组相比,SHR-EX组血管舒张程度显著降低(P<0.05),与WKY-SED组相比,WKY-EX组舒张程度显著增加(P<0.05)。进一步对AMPKα的作用机制进行探究发现:PT1可抑制CaL通道电流,其中,SHR-SED组CaL通道电流降低幅度显著高于WKY-SED组(P<0.05),12周有氧运动后,SHR-EX组电流幅值降低幅度显著减小(P<0.05),WKY-SED组与WKY-EX间无显著性差异(P>0.05);Western印迹结果显示,SHR-SED组p-AMPKα表达显著减少(P<0.05)。12周干预后,WKY-EX、SHR-EX组p-AMPKα表达均显著增加(P<0.05),但各组间AMPKα表达无显著差异(P>0.05)。其总的结果表明,有氧运动通过激活AMPKα抑制高血压肠系膜动脉平滑肌细胞CaL通道功能,从而改善高血压阻力动脉的舒张功能,降低血压。

低氧暴露经FoxO1介导的蛋白质分解途径降低肌管直径

高原/低氧环境诱导骨骼肌萎缩被认为是一个多系统多器官相互作用的结果,但该过程中低氧对肌细胞的直接作用机制并不明确。本研究拟观察低氧暴露对骨骼肌蛋白质分解相关途径蛋白质的影响,并探究低氧影响肌管直径改变的可能机制。将骨骼肌细胞(L6细胞)分化成肌管后,在1%氧浓度下暴露0 h、6 h、12 h和24 h,使用免疫荧光(IF)观察肌球蛋白重链(myosin)水平,计算肌管直径的改变;Western印迹检测肌球蛋白、低氧诱导因子-1α(HIF-1α)、叉头框蛋白O1(FoxO1)、泛素蛋白酶途径(MuRF1和Atrogin1)和自噬溶酶体途径相关蛋白质(p62、Beclin1、LC3)的水平;IF检测LC3并计算积分光密度值(IOD)。结果发现,低氧干预后,6 h和12 h肌管直径显著减小,同时6 h肌球蛋白的水平显著降低(P<0.05);6 h HIF-1α和FoxO1蛋白质水平显著增加(P<0.05);与0 h相比,低氧干预各时长MuRF1含量都显著增加(P<0.05),Atrogin1水平无显著性变化;与0 h相比,低氧干预各时长p62水平均显著降低,6 h Beclin1水平和LC3 IOD值显著升高,LC3Ⅱ/Ⅰ比值在6 h显著增加,在12 h和24 h显著降低(P<0.05)。本研究提示,低氧暴露(1%氧浓度)诱导L6骨骼肌细胞肌管直径减小,可能机制是HIF-1α调控FoxO1介导的泛素蛋白酶途径和自噬溶酶体途径相关蛋白质造成。

有氧运动对调节AD模型小鼠海马Ras/Drebrin增加树突棘可塑性分析

目的:探讨有氧运动对AD模型APP/PS1转基因小鼠海马树突棘可塑性的作用。方法:5月龄清洁级雄性APP/PS1小鼠40只,随机分为APP/PS1安静组(AS组)、APP/PS1运动组(AE组);同月龄的雄性C57BL/6J小鼠20只作为对照组(CS组)。运动组小鼠进行12周跑台运动。运动方案为前10 min运动速度15 m/min,后50 min速度18 m/min,跑台坡度为0°,5 d/周,60 min/d,共12周。跳台回避实验和旋转杆平衡实验检测小鼠行为学变化;免疫组织化学法检测Aβ多聚体含量;Golgi染色法检测海马CA1和CA3区树突棘密度;Western blot检测海马CA1和CA3区Ras、Drebrin的蛋白表达。结果:12周有氧运动可明显提高APP/PS1小鼠的行为学表现,降低多聚体Aβ斑块的含量,增加Drebrin、Ras蛋白表达,增加海马CA1和CA3区树突棘密度。结论:规律有氧运动可以有效抑制8月龄APP/PS1小鼠海马多聚体Aβ沉积,通过增加Ras、Drebrin含量,缓解AD时树突棘的丢失,增加树突棘可塑性,是运动改善其行为学能力的分子机制之一。

有氧运动增加APP+PS1转基因小鼠皮层突触数目、降低Aβ和cofilin异常聚集

目的:探讨有氧运动对6月龄APP+PS1双转基因小鼠皮层Aβ沉积及突触cofilin异常聚集的影响。方法:清洁级APP+PS1小鼠随机分为安静组(AS)、运动组(AE),同月龄C57BL/6J小鼠为正常对照组(CS)。AE组进行8周跑台运动,5 d/周,60 min/d。前10 min运动速度15 m/min,后50 min运动速度18 m/min,跑台坡度为0°。跳台回避实验和旋转杆平衡实验检测行为学变化,记录小鼠错误反应次数、达标率及不同转速下运动时间。免疫组化和免疫荧光方法检测额叶和颞叶Aβ、突触素(Synapsin,Syn)表达。Western blot检测额叶和颞叶cofilin、Syn的表达。透射电镜观察cofilin-rod结构。结果:1)行为学:6月龄APP+PS1小鼠较CS组错误次数显著升高(P<0.05),达标率降低(P<0.05),相同转速下运动时间显著减少(P<0.01);8周有氧运动显著降低其错误次数(P<0.05),使达标率有所增加,并使平衡能力得到改善。2)6月龄APP+PS1小鼠额叶和颞叶均出现Aβ沉积、cofilin的异常聚集(以额叶更明显),同时Syn表达较CS组显著减少(额叶减少更显著,P<0.01)。电镜下额叶、颞叶轴突均出现微丝微管排列紊乱,有聚集形成棒状结构的倾向,可见早期空泡变性。3)有氧运动明显减少6月龄APP+PS1小鼠皮层Aβ的沉积、使额叶异常聚集的cofilin显著减少(P<0.01),同时增加了突触前Syn含量。电镜下可见轴浆内微丝微管排列整齐,结构趋于正常。结论:有氧运动抑制6月龄APP+PS1转基因小鼠皮层Aβ沉积,减少cofilin的异常聚集,从而增加突触前Syn含量,是其提高行为学能力的机制之一。

中等强度运动调节APP/PS1转基因小鼠脑皮层AMPA受体GluR1活性

目的:探讨8周有氧运动对APP/PS1转基因小鼠皮层AMPA受体亚型GluR1的作用,为运动促进脑功能提供实验依据。方法:2月龄清洁级APP/PS1双转基因小鼠和C57BL/6J小鼠各40只,随机分为APP/PS1安静组(AS)、APP/PS1运动组(AE)、C57安静组(CS),C57运动组(CE)。运动组小鼠进行8周的跑台运动,5 d/周,60 min/d。前10 min运动速度15 m/min,后50 min运动速度18 m/min,跑台坡度为0%。跳台回避实验检测其行为学变化,记录小鼠潜伏期、错误反应次数及达标率。免疫组化方法检测皮层突触后致密物PSD-95。Western blot检测皮层AMPA受体GluR1亚基单位的表达及GluR1-Ser831和GluR1-Ser845磷酸化位点的活性。结果:1)行为学:4月龄AS组与CE组行为学变化不明显;8周有氧运动使CE组和AE组的潜伏期延长、达标率增加(P<0.05)。2)4月龄APP+PS1小鼠皮层PSD-95较正常对照组减少;8周有氧运动明显增加其皮层PSD-95含量。3)4月龄APP/PS1小鼠皮层AMPA GluR1受体含量及活性较正常对照组变化不大。8周运动后CE和AE组其皮层受体表达及磷酸化水平均较安静组增加。结论:4月龄的APP/PS1双转基因小鼠学习记忆整体行为学虽然无明显下降,但细胞水平皮层突触密度减少,PSD-95的组分AMPA受体GluR1活性下降。8周有氧运动提高小鼠跳台回避能力,同时明显增加皮层PSD-95含量及GluR1含量和活性。

有氧运动调节Rho/cofilin信号改善衰老大鼠皮层突触丢失

目的：观察有氧运动对老年大鼠额叶皮层突触密度及与突触丢失和重排密切相关的cofilin和RhoGTPase的影响。方法：1）动物模型的建立：2月龄成年（青年对照组）和24月龄老年雄性Wistar大鼠（随机分为老年安静组、老年低频运动组和老年高频运动组）为研究对象，老年运动组大鼠进行5d的适应性跑台训练（速度10in／rain，坡度0，10—20min／d）。随后按如下运动方案：跑台速度12m／rain，坡度0，60min／d。低频组3d／周，高频组5d／周，共进行12周跑台运动。最后一次训练48h后麻醉取额叶皮层进行相关指标测试。2）尾动脉测量的方法检测大鼠心率、血压；WesternBlot检测皮层RhoA、Racl、Cdc42和CO—filin的蛋白表达；pull—down检测皮层Rael、Cdc42活性；突触素作为突触特异性的标记物，免疫荧光技术检测大鼠皮层突触密度。结果：1）同青年组相比，老年大鼠安静心率、血压明显增加，心脏重量增加，但心脏体重比却下降；12周运动明显改善了老年大鼠上述指标的变化。2）老年大鼠皮层突触密度明显降低，同时cofilin聚集。12周运动显著增加了老年鼠皮层突触密度，降低cofilin的聚集，且高频运动组变化更明显。3）老年大鼠皮层RhoA蛋白表达明显上调，Racl和Cdc42蛋白无明显变化；运动明显下调老年鼠RhoA蛋白的表达，同时使Racl和Cdc42活性明显增强（P〈0．05）。结论：适量运动诱导机体产生良好的整体生物学适应，且运动调节皮层RhoGTPase家族酶活性，抑制皮层cofilin的过度聚集，延缓衰老过程中皮层神经元突触丢失。

磷酸肌酸补充调节力竭小鼠中枢单胺类神经递质代谢

目的:探讨外源性磷酸肌酸补充对力竭运动时中枢单胺类神经递质代谢的影响。方法:4月龄48只C57/BL小鼠(雌雄不限),1周适应性游泳训练后,随机分为安静对照组(SC)、一次性游泳力竭组(SE)和磷酸肌酸补充游泳力竭组(CE)。磷酸肌酸补充组实验前30 min腹腔注射磷酸肌酸钠(500 mg/kg),SE组注射生理盐水阴性对照。力竭游泳结束即刻取材皮层、海马、下丘脑、纹状体、脑干和小脑6个脑区。脑组织取材即刻高功率微波灭活糖原合成与分解酶。高效液相色谱法测定各脑区去甲肾上腺素(NE)、5羟色胺(5-HT)及其代谢产物5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)、多巴胺(DA)及其代谢产物双羟苯乙酸(DOPAC)含量。结果:1)磷酸肌酸补充明显延长游泳至力竭的时间;2)力竭时皮层、海马和脑干NE和DA增加,下丘脑NE和DA下降,海马和脑干DA代谢增加明显。各脑区5-HT及其代谢力竭时均增加。磷酸肌酸补充对NE和5-HT力竭时变化影响不大,但增加皮层及下丘脑DA含量,使其具有较高的DA/5-HT比值。结论:磷酸肌酸补充延长力竭时间的作用机制之一是调节皮层和下丘脑单胺类神经递质的代谢,使其具有较高的DA/5-HT比值。

有氧运动调节APP/PS1小鼠海马CaMKⅡα、AMPAR活性,增加突触可塑性

目的:探讨有氧运动对8月龄APP/PS1小鼠海马CaMKⅡα和AMPAR的作用,为有氧运动促进神经功能的恢复提供一定理论依据。方法:清洁级4月龄APP/PS1、C57BL/6J小鼠各30只,随机分为安静对照组和有氧运动组,每组15只,运动组小鼠进行16周跑台运动。跳台回避实验检测小鼠行为学变化;透射电镜观察海马突触数目的变化;western blot检测海马AMPAR和CaMKⅡα的表达。结果:16周有氧运动可明显提高APP/PS1小鼠的行为学表现,增加海马突触的数目,增加海马CaMKⅡα蛋白表达,上调AMPAR的GluR1亚基的活性。结论:规律有氧运动可以增加8月龄APP/PS1小鼠海马CaMKⅡα含量,上调AMPAR的GluR1亚基活性,增加海马突触可塑性,是运动改善其行为学能力的分子机制之一。

有氧运动改善AD模型中枢神经元线粒体通透性转换孔功能

目的:观察12周规律有氧运动对APP/PS1双转基因小鼠中枢神经元线粒体通透性转换孔(mitochondrial permeability transition pore,m PTP)功能的影响。方法:6月龄雄性APP/PS1小鼠(AD模型)及C57BL/6J小鼠随机分为AD安静组(AS)、AD运动组(AE)、正常安静组(CS)、正常运动组(CE)。CE、AE组进行12周规律跑台运动,5 d/周,60 min/d。前10 min运动速度12 m/min,后50 min运动速度15 m/min,跑台坡度为0°。免疫组织化学、免疫荧光染色及Dot blot检测Aβ低聚物及多聚体含量;荧光染色检测m PTP开放程度; Western blot检测Cyp D、ANT1、ANT2、VDAC-1、COXIV、ABAD蛋白的相对含量;比色法检测COXIV、ABAD蛋白酶活性。结果:1) 9月龄AD组额叶皮层、海马出现明显病理性Aβ沉积,低聚物Aβ显著增加(P<0. 05);运动显著降低额叶皮层、海马多聚体Aβ斑块直径和分布区域(P<0. 05)以及低聚物Aβ含量(P<0. 05)。2)运动显著降低AD组额叶皮层、海马m PTP开放程度(P<0. 05);降低正常对照组额叶、海马m PTP的开放程度(P<0. 05)。3)运动显著降低AD组额叶皮层、海马m PTP相关组成蛋白Cyp D、ANT1及海马的VDAC-1表达(P<0. 05),提高ANT2蛋白表达(P<0. 05);同时显著降低正常对照组额叶皮层、海马Cyp D蛋白表达(P<0. 01),提高额叶皮层ANT2蛋白表达(P<0. 05)。4)运动显著提高AD组海马与线粒体功能相关的COXIV蛋白表达及活性(P<0. 05),提高额叶COXIV活性;降低海马ABAD蛋白表达,提高其活性(P<0. 01);同时提高正常对照组额叶、海马COXIV蛋白表达及活性(P<0. 05)。结论:12周规律有氧运动训练可有效地抑制9月龄APP/PS1双转基因小鼠Aβos含量及多聚体Aβ沉积,减少Aβ与m PTP相关组成蛋白Cyp D、ANT1、ANT2、VDAC-1相互作用,上调线粒体氧化磷酸化相关蛋白酶ABAD、COXIV的活性,进而调控m PTP的开放程度,增强线粒体能量代谢功能,是有氧运动促进神经可塑性的分子机制之一。

有氧运动调节驱动蛋白改善AD模型皮层线粒体轴突转运

目的:观察8周有氧运动对AD小鼠皮层线粒体顺向轴浆转运驱动蛋白的影响。方法:清洁级4月龄APP/PS1、C57BL/6J小鼠各40只随机分为安静组和运动组,运动组进行8周跑台运动,5 d/周,60 min/d,前10 min负荷15 m/min,后50 min负荷18 m/min,坡度为0°。透射电镜观察皮层额叶、颞叶线粒体形态和数目变化;Western blot检测皮层额叶、颞叶线粒体驱动蛋白重链(Kinesin heavy chain,KHC)、驱动蛋白轻链1(Kinesin light chain 1,KLC1)、驱动蛋白轻链2(Kinesin light chain 2,KLC2)表达量。结果:1)电镜下C57正常对照组皮层突触、线粒体结构清晰完整,线粒体数目较多且分布均匀;8周的有氧运动使异常线粒体数目呈减少趋势。电镜下可见安静组APP/PS1小鼠皮层出现神经毡结构松散,少见典型的突触结构,线粒体肿胀、膜破裂,异常线粒体的数目较多;8周的有氧运动改善其突触结构,可见排列整齐的突触小泡增多,异常线粒体数目有所减少。2)安静组APP/PS1组小鼠皮层额叶、颞叶KHC、KLC1、KLC2表达较正常对照组均减少(P<0.05);8周的有氧运动显著提高皮层额叶KHC、KLC1、KLC2和颞叶KHC、KLC1的表达。结论:8周有氧运动可以通过上调APP/PS1小鼠皮层线粒体顺向转运马达蛋白Kinesin重链和轻链的表达,减轻线粒体顺向轴浆转运障碍,增加线粒体在突触的分布,改善突触的结构和功能,是运动改善APP/PS1小鼠行为学的分子机制之一。

一场精彩de比赛

我班在拔河比赛初赛中战胜了四(3)班,四(4)班赢了四(2)班,今天我班要和四(4)班一决胜负。决赛在操场上举行。双方队员早早地来到比赛场地,做着赛前的准备。随着裁判员的一声哨响,比赛开始了。第一局,因为我班准备充分,心理状态好,所以获胜了。第二局,也许是交换场地后不适应或其他什么,我班输了。

肌酸补充对葡萄糖剥夺引起的BKca电流变化和胞内游离钙离子浓度的影响

目的:大电导钙激活钾通道(BK_(Ca))对神经元兴奋性以及动作电位发放频率具有重要调控作用,拟观察肌酸补充对皮层神经元葡萄糖剥夺时BK_(Ca)电流密度及胞内钙离子浓度的影响。方法:全细胞膜片钳技术记录肌酸干预对不同时长葡萄糖剥夺原代培养大鼠皮层神经元BK_(Ca)电流的变化;应用激光共聚焦检测神经元胞内游离钙离子浓度。结果:1)葡萄糖剥夺1~2 h BK_(Ca)电流密度显著增加(P<0.01),4~5 h显著减小(P<0.01);胞内游离Ca^(2+)荧光强度随葡萄糖剥夺1~5 h逐渐增强(P<0.01)。2)肌酸孵育显著减小原代培养神经元BK_(Ca)电流密度以及胞内游离Ca^(2+)荧光强度(P<0.01)。结论:葡萄糖剥夺1~2 h使胞内游离Ca2+浓度显著升高,激活BK_(Ca)大量开放,使神经元超极化,降低神经元兴奋性;Cr可有效抑制葡萄糖剥夺引起BK_(Ca)电流增加以及胞内钙离子浓度升高,维持锥体神经元的兴奋性。

有氧运动改善尼古丁成瘾小鼠中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元“去抑制”

目的:探究有氧运动对尼古丁成瘾形成期中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元抑制性突触可塑性的影响。方法:以2月龄雄性SPF级C57BL/6J小鼠为研究对象,随机将小鼠分为安静生理盐水组(sedentary saline,SS)、运动生理盐水组(exercise saline,ES)、安静尼古丁组(sedentary nicotine,SN)和运动尼古丁组(exercise nicotine,EN),ES和EN组小鼠进行8周运动干预;条件性位置偏爱行为学(CPP)实验评价小鼠成瘾行为;免疫荧光染色检测小鼠VTA酪氨酸羟化酶(TH)的表达;脑片膜片钳检测VTA多巴胺能神经元自发性动作电位、sIPSC和mIPSC。结果:(1)有氧运动显著降低尼古丁成瘾小鼠CPP得分(P<0.05);(2)反复使用尼古丁和运动对小鼠VTA多巴胺能神经元基础膜特性无显著性影响(P>0.05);(3)有氧运动降低尼古丁成瘾小鼠VTA多巴胺能神经元自发性动作电位发放频率(P<0.01);(4)有氧运动降低尼古丁成瘾小鼠VTA多巴胺合成限速酶TH的过度表达(P<0.05);(5)有氧运动提高尼古丁成瘾小鼠VTA多巴胺能神经元sIPSC平均频率(P<0.001),提高尼古丁成瘾小鼠急性灌流尼古丁前后VTA多巴胺能神经元sIPSC平均频率的变化幅度(P<0.05),对各组小鼠VTA多巴胺能神经元sIPSC平均幅度无显著性影响(P>0.05);(6)反复使用尼古丁和运动对小鼠VTA多巴胺能神经元mIPSC平均频率和平均幅度均无显著性影响(P>0.05)。结论:8周有氧运动增强尼古丁成瘾小鼠VTA多巴胺能神经元抑制性突触传递效能,降低多巴胺能神经元激活水平,这可能是运动改善尼古丁成瘾的中枢机制之一。