长时程增强相关代谢产物的作用机制及其运动效应

运动改善认知功能的机制之一是长时程增强(LTP)相关代谢产物,LTP的相关代谢产物乳酸和β-羟丁酸(BHB)在运动改善认知功能中发挥重要作用,但在不同性别和年龄群体中的作用差异和慢性运动的调控作用尚需研究,其与LTP的连接及其对其他学习与记忆机制的影响亦需进一步研究。未来需揭示乳酸和BHB在LTP中的具体作用机制,并为运动改善认知功能提供理论依据。

咪唑安定对大鼠海马脑片突触长时程增强效应的影响

目的:观察咪唑安定对大鼠海马脑片突触长时程增强(LTP)效应的影响,并探讨其影响记忆的机制。方法:126只雄性SD大鼠,断头后取出海马组织,制备400μm海马脑片。取42张脑片,随机分为6组(n=7):对照组及咪唑安定0.1、0.5、1.0、2.0和5.0μmol·L-1组。各组脑片分别灌流人工脑脊液(ACSF)及咪唑安定0.1、0.5、1.0、2.0和5.0μmol·L-1。采用细胞外微电极记录技术,记录海马脑片CA1区细胞外群体峰电位(PS)的变化。另取84张脑片,随机分为12组(n=7):LTP组,咪唑安定LTP0.1、0.5、1.0、2.0和5.0μmol·L-1组,印防己毒素组,荷包牡丹碱组,CGP35348组,印防己毒素+咪唑安定组,荷包牡丹碱+咪唑安定组,CGP35348+咪唑安定组。各组脑片分别灌流ACSF及其他各组相对应药物。海马脑片记录PS30min后,施以100Hz的高频强直刺激(HFS),诱发LTP,观察各组脑片HFS后PS幅值的变化。结果:与对照组比较,咪唑安定1.0、2.0和5.0μmol·L-1组给药后PS幅值明显降低(P<0.05或P<0.01)。LTP组HFS后PS幅值增高,较刺激前增加了52%±12%(P<0.01)。与LTP组比较,咪唑安定LTP0.1μmol·L-1组HFS后其PS幅值无明显改变(P>0.05),咪唑安定LTP0.5、1.0、2.0及5.0μmol·L-1组HFS后其PS幅值均明显降低(P<0.01)。印防己毒素+咪唑安定组、荷包牡丹碱+咪唑安定组HFS后PS幅值与HFS前和咪唑安定LTP2.0μmol·L-1组比较均明显增加(P<0.01),与LTP组比较差异无显著性(P>0.05)。CGP35348+咪唑安定组HFS后PS幅值与HFS前和咪唑安定LTP2.0μmol·L-1组比较均无明显改变(P>0.05),与LTP组比较明显降低(P<0.01)。结论:咪唑安定能够抑制海马LTP的形成而影响记忆功能,其作用机制与活化海马γ-氨基丁酸(GABA)A受体有关。

氯胺酮对大鼠海马脑片突触长时程增强效应的影响

目的:观察氯胺酮对大鼠海马脑片突触长时程增强(LTP)效应的影响,并探讨其影响记忆的机制。方法:98只雄性SD大鼠,断头后取出海马组织,制备厚400μm的海马脑片。取49张脑片,随机分为7组:对照组、氯胺酮1、5、10、30、50和100μmol.L-1组。各组脑片分别灌流人工脑脊液(ACSF)、氯胺酮1、5、10、30、50和100μmol.L-1。采用细胞外微电极记录技术,记录海马脑片CA1区细胞外群体峰电位(PS)的变化。另取49张脑片,随机分为7组:LTP组、氯胺酮LTP1、5、10、30、50和100μmol.L-1组。各组脑片分别灌流ACSF、氯胺酮1、5、10、30、50和100μmol.L-1。海马脑片记录PS30min后,施以100Hz的高频强直刺激(HFS),诱发LTP,观察各组脑片HFS后PS幅值的变化。结果:与对照组比较,氯胺酮1、5和10μmol.L-1组给药后PS幅值无明显改变(P>0.05),氯胺酮30、50和100μmol.L-1组给药后PS幅值明显降低(P<0.01)。LTP组HFS后PS幅值增高,较刺激前增加了(52±12)%(P<0.01)。与LTP组比较,氯胺酮LTP1和5μmol.L-1组HFS后其PS幅值无明显改变(P>0.05),氯胺酮LTP10、30、50和100μmol.L-1组HFS后其PS幅值均明显降低(P<0.01)。结论:氯胺酮能够抑制海马LTP的形成而影响记忆功能,其机制与抑制海马N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)受体有关。

海马突触传递长时程增强效应中的逆行信使

海马突触传递长时程增强现象的突触机制研究取得了许多重要进展，其中特别是发展了突触前膜与突触后膜功能双向调控的概念，即观察了逆行信使的存在和作用，这对于理解和阐明学习、记忆的机制具有重要的理论意义。本文结合笔者的工作，重点介绍一氧化氮等所谓的逆行信使在突触传递长时程增强中的功能。

异氟醚对老年大鼠海马突触长时程增强效应的影响

目的:观察异氟醚对老年大鼠海马突触长时程增强(LTP)效应的影响,并探讨其影响老年大鼠认知功能的机制。方法:70只雄性老年SD大鼠,断头后取出海马组织,制备厚400μm的海马脑片。取35张脑片,随机分为5组(n=7):对照组、异氟醚0.0625、0.1250、0.2500和0.5000mmol·L-1组。各组脑片分别灌流人工脑脊液(ACSF)、异氟醚0.0625、0.1250、0.2500、0.5000mmol·L-1。采用细胞外微电极记录技术,记录海马脑片CA1区细胞外群体峰电位(PS)的变化。另取35张脑片,随机分为5组(n=7):LTP组、异氟醚LTP0.0625、0.1250、0.2500和0.5000mmol·L-1组。各组脑片分别灌流ACSF、异氟醚0.0625、0.1250、0.2500和0.5000mmol·L-1。海马脑片记录PS30min后,施以100Hz的高频强直刺激(HFS),诱发LTP,观察各组脑片HFS后PS幅值的变化。结果:与对照组比较,异氟醚0.0625mmol·L-1组给药后PS幅值无明显改变(P>0.05),异氟醚0.1250、0.2500和0.5000mmol·L-1组给药后PS幅值明显降低(P<0.01)。LTP组HFS后PS幅值增高,较刺激前增加了(34±11)%(P<0.01)。与LTP组比较,异氟醚LTP0.0625、0.1250、0.2500和0.5000mmol·L-1组HFS后其PS幅值均明显降低(P<0.01)。结论:异氟醚能够抑制海马LTP的形成而影响老年大鼠的认知功能。

低氧对突触效能长时程增强和长时程抑制的调控机制研究进展

突触是神经细胞之间特异的通讯结构,通过形成功能性神经环路来传递和存储信息。学习与记忆产生的神经活动是通过改变突触传递而改变脑功能,突触的结构和突触的效能也可以随着环境因素而改变。在重复或持续的神经活动下,突触会发生一种长期性的效能改变,称为长时程增强(LTP)或长时程抑制(LTD),其中LTP是指突触对相同强度的刺激产生更强的反应,LTD是指突触对相同强度的刺激产生更弱的反应。LTP和LTD可以调节神经元之间的连接强度,从而影响信息编码和存储。低氧可以通过N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)调控突触效能的LTP,抑制LTP;低氧还可以通过缺氧诱导因子(HIFs)调控突触效能的LTP,增强或抑制LTP。低氧可以通过α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPAR)受体或代谢性谷氨酸受体-5(mGluR5)调控突触效能的LTD,增强或抑制LTP。

去甲肾上腺素对习得性长时程突触增强的影响

在大鼠条件性饮水反应的建立和巩固过程中,在每天训练之前,通过预先与记录电极一起埋植在海马齿状回的注药管,微量注射去甲肾上腺素(NE),观察其对海马齿状回的习得性长时程突触增强的影响。结果表明:NE能增强突触效应;训练作业前注NE易化了习得性长时程突触增强的形成,但对其巩固无影响;同时相应地易化了动物条件反应的建立。提示NE参与海马齿状回的习得性长时程增强的形成。本文对其可能的作用机制进行了讨论。

海马突触效应的长时程增强

普遍认为突触效应的长时程增强(long-termpotentiation,LTP)可能是学习记忆的神经基础之一,大量的研究也已证明LTP具有许多学习和记忆所需的特性.就LTP的类型、机制等方面的有关报道予于概述.

噪声暴露对大鼠海马习得性长时程突触增强的影响

经105dB白噪声重复暴露（每天1h,共51d）后,大鼠海马CA1区突触效应的习得性长时程增强虽能随行为训练而产生,但发展速度降低,相应地动物条件反应的建立需更多的训练。又在105dB白噪声暴露下进行条件反应的建立,虽经7个实验日140次训练,却无此长时程突触增强效应产生,相应地条件反应不能建立。提示阻抑海马的习得性长时程突触增强可能是噪声妨碍学习的机制之一。

三七总皂苷对海马CA1区长时程增强效应的影响

三七总皂苷（Panaxnotoginsengsaponins,PNS）是从传统中药三七的根中提取的主要有效成分,具有改善血液循环、耐缺氧、改善记忆力、抗衰老等多方面的生理活性。本研究采用“盲法”全细胞膜片钳技术观察PNS对大鼠海马CA1区锥体神经元长时程增强效应（LTP）的影响,以分析其增强学习记忆功能的神经电生理机制。以断头法分离Wistar大鼠（3-4周）海马半脑,用切片机切出400μm厚度的海马脑片,以全细胞电压钳制方式记录CA1区锥体细胞的兴奋性突触后电流（EPSCs）,给予高频刺激HFS（100 Hz）诱导LTP,分析PNS对大鼠海马CA1区EPSCs和LTP的影响。结果表明,PNS（0.1-0.4 g·L^-1）能显著抑制EPSCs（P〈0.05）,且对海马CA1区LTP无易化作用;但PNS（0.04-0.05 g·L^-1）不影响CA1区的EPSCs基础突触传递（P〉0.05）,却可以增强HFS诱发的LTP（P〈0.05）。上述结果提示,PNS（0.04-0.05 g·L^-1）能易化海马CA1区锥体神经元的长时程增强效应,该作用应是其增进学习记忆力的神经电生理机制。

皮质酮对大鼠海马颗粒细胞层长时程增强效应的抑制作用(英文)

通过胞外记录大鼠海马颗粒细胞层诱发电位观察了皮质酮对麻醉大鼠海马神经突触可塑性的影响． 结果显示，皮质酮（１， ４ 和１０ ｍ ｇ·ｋｇ－ １， ｉｐ）有使单刺激大鼠海马颗粒细胞层基础群峰电位（ＰＳ）幅度升高的趋势，但同对照相比无显著性差异． 给予大鼠穿行通路以串刺激（６０ Ｈｚ， ３０ 次）可使海马颗粒细胞层ＰＳ幅度持续增高，增幅达７０％ － ８０％ ，说明在海马诱生长时程增强效应（ＬＴＰ）． 预先１ ｈ给予大鼠皮质酮（１， ４ 和１０ ｍ ｇ·ｋｇ－ １， ｉｐ）可剂量依赖地降低串刺激诱导的ＰＳ幅度的升高，说明皮质酮可抑制海马颗粒细胞层ＬＴＰ的诱生． 结果提示，皮质酮可损伤大鼠海马神经突触可塑性．

脊髓背角Ⅱ板层长时程增强诱导及维持过程中的突触形态计量学研究

本研究用体视学方法探讨了在C纤维诱发电位长时程增强(long-term potentiation,LTP)的诱导及维持过程中的脊髓背角Ⅱ板层的突触形态变化。结果显示:(1)在LTP形成后30min,Ⅱ板层内的突触后致密物质(postsynaptic density,PSD)增厚,突触间隙增宽;(2)在LTP形成后3h,PSD厚度、突触间隙宽度及突触界面曲率都有明显增加;(3)在LTP诱导和维持全过程中,总突触的数密度比对照组有明显增高。(4)在LTP形成后3h和5h,穿孔性突触的数密度与对照组比较有明显增高。上述结果显示:PSD增厚是LTP诱导阶段的主要形态学变化。突触界面曲率增大及穿孔突触数目增多是LTP维持阶段的主要形态学基础。

刺五加皂甙对大鼠海马脑片长时程增强效应的影响

目的探讨刺五加皂甙对大鼠海马脑片长时程增强效应(LTP)的影响。方法采用高频电刺激离体海马脑片诱导LTP,通过顺向群峰电位波幅相对增长率、峰潜伏期相对缩短率二项指标,观察刺五加皂甙对LTP的影响。结果1.25～5mg/100ml的刺五加皂甙对大鼠海马脑片LTP均有明显易化作用,研究组顺向群峰电位的波幅相对增长率和峰潜伏期的相对缩短率均比未加用刺五加皂甙对照组明显增高。结论刺五加皂甙对大鼠海马脑片LTP有明显促进作用,表明其可提高大脑学习、记忆能力。

高低频强直刺激诱导大鼠视皮层长持续长时程增强后突触超微结构的变化(英文)

在发育期大鼠视皮层上以2与100Hz强直刺激诱导长持续长时程增强(long-lastinglong-termpotentiation,L-LTP),然后观察突触超微结构的变化。在L-LTP形成后,运用电子显微镜及图像分析技术分析突触形态的变化。实验中观察到,突触界面曲率、突触数密度以及突触后致密物厚度在2与100Hz组较对照组均显著增加,而突触间隙宽度减小。在100Hz强直刺激诱导L-LTP组中,单位体积的活性区面积显著增加。100Hz强直刺激诱导L-LTP组较2Hz强直刺激诱导L-LTP组中单个突触活性区的面积大。以上结果表明:100Hz强直刺激诱导L-LTP组中新形成的突触较2Hz强直刺激诱导L-LTP组中的突触大,提示100Hz强直刺激引起的L-LTP可能伴随有突触后细胞骨架蛋白重组或合成的增加。

突触长时程增强形成机制的研究进展

高等动物脑内突触传递的可塑性是近 30年来神经科学研究的热点。突触传递长时程增强(long termpotentiation ,LTP)是神经元可塑性的反映 ,其形成主要与突触后机制有关。过去关于LTP机制的研究主要集中于N 甲基 D门冬氨酸 (NMDA)受体的特征及该受体被激活后的细胞内级联反应。现认为脑内存在只具有NMDA受体而不具有α 氨基羟甲基恶唑丙酸 (AMPA)受体的“静寂突触 (silentsynapse)” ,这一概念的提出 。

电针对大鼠海马兴奋性突触后电位长时程增强的作用

目的 观察电针对麻醉状态下正常和东莨菪碱引起的学习记忆减退模型大鼠海马突触EPSP长时程增强 (LTP)的作用。方法 引导大鼠海马齿状回颗粒细胞层突触后兴奋性电位群 (EPSPs) ,强直刺激 (HFS)大脑皮层前穿质区引起海马突触LTP反应 ;用东莨菪碱制备学习记忆障碍模型 ;观察电针大椎和肾俞穴对正常和模型大鼠海马LTP的影响。结果 电针对HFS诱发的海马突触LTP效应 ,其作用强于未电针组 ,部分参数和时段有统计学意义 (P <0 .0 5 ) ,且维持时间长于后者 ;东莨菪碱i.p可显著抑制HFS诱发的海马突触LTP(P <0 .0 1) ,电针能显著对抗这一抑制作用 (P <0 .0 1;P <0 .0 5 )。结论 电针对HFS引起的海马突触LTP有一定的易化作用 。

锂对铅引起的大鼠海马CA1区长时程增强效应(LTP)损伤的修复作用

应用离体脑片记录技术,记录大鼠海马CA1区的兴奋性突触后电位(EPSPs),研究了锂对铅引起的大鼠海马CA1区长时程增强效应(long-termpotentiation,LTP)损伤的修复作用。结果表明:对照组大鼠海马CA1区LTP幅度为194.42±14.05%(n=10);铅处理组LTP的幅度为147.06±9.55%(n=13);而锂加铅处理组LTP的幅度为193.45±14.91%(n=15)。与对照组相比,铅处理组LTP的幅度降低了47.36%,而锂几乎完全修复了铅对大鼠海马CA1区LTP幅度的损伤。锂和铅处理后对大鼠海马CA1区的双脉冲易化(paired-pulsefacilica-tion,PPF)都有一定的抑制作用,在脉冲间隔为50ms时,这种抑制效应最大:对照组为155.58±6.35%(n=7);铅暴露组为150.26±13.74%(n=8);锂加铅处理组为140.59±15.42%(n=8)。结果表明:锂对铅引起大鼠海马CA1区LTP的损伤有一定的修复作用。

电针对大鼠海马兴奋性突触后电位长时程增强的作用(英文)

背景:海马长时程增强(long-termpotentiation,LTP)与行为学研究相结合,已被广泛用于包括中医药在内的改善学习记忆功能和治疗老年性痴呆的研究。目的:观察电针对麻醉状态下正常和东莨菪碱引起的学习记忆减退模型大鼠海马兴奋性突触后电位(excitatorypostsynapticpotential,EPSP)LTP的作用。设计:随机对照研究。地点和材料:SD大鼠40只,体质量270～310g,单纯随机分成为:对照组、电针组、模型组和模型+电针治疗组,每组10只。干预:引导大鼠海马齿状回颗粒细胞层突触后兴奋性电位群(EPSPs),强直刺激大脑皮质前穿质区引起海马突触LTP反应;用东莨菪碱制备学习记忆障碍模型;电针(疏密波3～5mA,30min)大椎和双侧肾俞穴;观察电针对正常和模型大鼠海马LTP的影响。主要观察指标:强直刺激前和强直刺激诱发后0,60,120minLTP群发电位信号(PS),PS的EPSP潜伏期,PS锋值潜伏期,EPSP的斜率,PS锋值和PS锋面积(PSa)。结果:①电针对强直刺激诱发的海马突触LTP效应的作用强于对照组。与对照组比,EPSP潜伏期明显缩短犤相对于强直刺激前的变化率对照组与电针组分别为(-7.8±2.6)%比(-14.4±7.7)%,差异有显著性意义(t=2.5681,P<0.05)犦;EPSP的斜率增加(t=2.4364,P<0.05);PS锋面积增大(t=2.7508～2.9909,P<0.05),且维持时间长于对照?

大黄酚对大鼠海马齿状回突触传递长时程增强的影响

目的:研究大黄酚对麻醉大鼠海马齿状回突触传递活动的影响。方法:采用在体细胞外记录长时程增强(LTP)的电生理学方法,观察侧脑室注射大黄酚(20,10,5ng/μL)对海马齿状回基础突触传递活动和高频刺激诱导LTP的影响,以及给予东莨菪碱后,大黄酚对大鼠海马齿状回高频刺激诱导LTP的影响。结果:大黄酚可剂量依赖性增强大鼠海马齿状回基础突触传递活动;对于高频刺激诱导LTP现象有增强作用;对抗东莨菪碱对高频刺激诱导LTP的抑制作用。结论:脑内静脉注射大黄酚可剂量依赖性增强海马齿状回基础突触传递活动和高频刺激所诱导的LTP,其作用机制可能与大黄酚改善胆碱能系统的功能有关。