康復訓練對帕金森病小鼠運動能力的影響

韓 英，劉 楠，黃慧玲，徐春平，晏澤輝

（1.福建醫科大學附屬協和醫院干部病房，福建福州350001；2.福建醫科大學附屬協和醫院神經內科，福建福州350001）

·論 著·

康復訓練對帕金森病小鼠運動能力的影響

韓 英1，劉 楠2，黃慧玲1，徐春平1，晏澤輝1

（1.福建醫科大學附屬協和醫院干部病房，福建福州350001；2.福建醫科大學附屬協和醫院神經內科，福建福州350001）

目的研究康復訓練對帕金森病小鼠運動能力、腦紋狀體多巴胺（dopamine，DA）及其代謝產物二羥基苯乙酸（dihydroxy-phenylacetic acid，DOPAC）和高香草酸（homovanillic acid，HVA）的影響。方法采用48只雄性C57BL/6J小鼠制作帕金森病小鼠模型，隨機分為康復組及對照組，康復組每天進行自制滾筒式網狀訓練及平衡木訓練。2組于造模成功后第1、2、3、4周采用爬桿試驗、懸掛試驗、游泳試驗進行行為學評估。采用高效液相色譜－電化學法（high performance liquid chromatography-electrical chenmical detection，HPLC-ECD）檢測小鼠紋狀體內DA及其DOPAC和HVA的含量。結果與對照組相比，康復組爬桿、懸掛及游泳能力，腦紋狀體內DA及其代謝產物DOPAC和HVA的含量均有顯著提高，差異有統計學意義（P＜0.05）。結論康復訓練可能通過增加紋狀體DA及其代謝物含量，改善帕金森病小鼠的運動能力。

帕金森病；康復訓練；小鼠

帕金森病是一種常見的中老年人神經系統變性疾病，臨床上以靜止性震顫、運動遲緩、肌強直和姿勢步態異常為主要特征，是致殘性極高的一種疾病。目前治療多采用以左旋多巴為主的替代療法，這種非病因治療并未能阻止病情進展，并且在治療4～5年后，多出現左旋多巴誘導的異動癥。康復治療可以改善帕金森病患者的運動功能，從而提高患者的生活質量。為此本研究通過康復訓練，觀察帕金森病小鼠的運動能力的變化，檢測腦紋狀體（dopamine，DA）及其代謝產物二羥基苯乙酸（dihydroxy-phenylacetic acid，DOPAC）和高香草酸（homovanillic acid，HVA）含量的改變，探討康復訓練對帕金森病的可能作用機制。

1 材料與方法

1．1 帕金森病小鼠模型制作和分組：健康C57BL/6J雄性小鼠48只（25～28g），8～9周齡，由中國醫學科學院實驗動物研究所提供。于小鼠腹腔中注射1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氫吡啶鹽酸鹽（1-Methy l-4-Pheny l-1，2，3，6-tetrahydropyridine hrdrochloride，MPTP）30mg/kg（溶度為5g/L），1次/d，連續注射8d，制作成小鼠帕金森病模型。隨機分為2組，對照組（自由活動組）和康復組（康復訓練組），每組24只。2組各于造模成功后第1、2、3、4周4個時點進行行為學的評估，并檢測腦紋狀體DA及其代謝產物DOPAC和HVA含量。

1．2 康復訓練方案

1．2．1 自制滾筒式網狀訓練器：主要訓練小鼠的抓握、旋轉及行走等功能，1次/d，每次30min，共訓練4周。

1．2．2 平衡木訓練：訓練小鼠的平衡功能，1次/d，每次30min，共訓練4周。

1．3 行為學的評估

1．3．1 爬桿試驗：把一直徑為25cm的軟木小球固定于一根長50cm、粗lcm的木桿頂端，將木桿和小球纏上紗布防止打滑，后將小鼠置于小球上，分別記錄以下3個時間，小鼠從小球上下來，爬完桿子的上半部分以及下半部分所用的時間。評分標準為3s內完成上述任一過程的計3分，6s內完成計2分，超過6s或由桿上掉下計1分；最后計算總分。

1．3．2 懸掛試驗：小鼠雙前爪懸掛于一條拉緊的水平電線上，然后觀察其后爪抓電線的情況，測試1min。評分標準為小鼠用兩后爪抓住電線計3分；僅用一只后爪抓住電線計2分；兩后爪均抓不住電線計1分。

1．3．3 游泳試驗：小鼠置于一個20cm×30cm× 20cm規格的水箱中，水溫設置于22℃～25℃。評分標準為能持續游泳計3分；僅偶爾漂浮計2分；若身體一側漂浮，偶爾用后肢游泳計1分；頭漂浮而后

肢下沉計則為0分。

1．4 腦紋狀體DA及其代謝產物DOPAC和HVA含量檢測：于不同時間點（分別于造模成功后1、2、3、4周）評分后將小鼠斷頭取腦，取出兩側紋狀體，應用高效液相色譜法檢測紋狀體內DA及其代謝產物含量。

1．5 統計學方法：應用SPSS11.5軟件包進行統計分析，計量資料以±s表示，采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2．1 帕金森病小鼠行為學變化：帕金森病小鼠進行康復訓練（自制滾筒式網狀訓練及平衡木訓練）后，分別于1、2、3、4周進行爬桿試驗、懸掛試驗及游泳試驗的測評，康復組行為學評分均高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

2．2 DA及DOPAC、HVA含量變化：康復訓練提高帕金森病小鼠腦紋狀體DA及其代謝產物含量，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

表1 2組不同時點行為學評分比較 （n＝6，±s，分）

表1 2組不同時點行為學評分比較 （n＝6，±s，分）

*P＜0.05與對照組比較（t檢驗）

項目組別訓練后1周訓練后2周訓練后3周訓練后4周爬桿試驗對照組3.50±0.84 4.00±0.89 4.67±1.37 5.33±1.36康復組4.50±1.05 5.83±1.47*6.67±1.63*7.67±1.37*懸掛試驗對照組1.17±0.41 1.33±0.82 1.51±0.84 1.66±0.82康復組1.33±0.52 2.34±0.51*2.50±0.55*2.67±0.52*游泳試驗對照組0.33±0.51 0.67±0.81 0.83±0.75 1.17±0.98康復組0.83±0.75 1.83±0.75*2.17±0.98*2.50±0.84*

表2 2組不同時點小鼠腦DA及其代謝產物DOPAC和HVA含量變化 （n＝6，±s，ng/mg）

表2 2組不同時點小鼠腦DA及其代謝產物DOPAC和HVA含量變化 （n＝6，±s，ng/mg）

*P＜0.05與對照組比較（t檢驗）DA：dopamine；DOPAC：dihydroxy-phenylacetic acid；HVA：homovanillic acid

項目組別訓練后1周訓練后2周訓練后3周訓練后4周DA對照組0.29±0.12 0.38±0.19 0.38±0.22 0.42±0.24康復組0.31±0.14 0.69±0.22*0.76±0.21*0.83±0.22*DOPAC對照組0.25±0.17 0.33±0.12 0.37±0.16 0.43±0.14康復組0.32±0.14 0.55±0.19*0.73±0.23*0.76±0.20*HVA對照組0.88±0.41 0.93±0.37 1.04±0.31 1.08±0.22康復組1.15±0.53 1.48±0.40*1.57±0.42*1.68±0.58*

3 討 論

帕金森病主要發生于中老年人，是一種常見的慢性神經退行性疾病，導致患者運動功能障礙。本病的發病機制迄今未明，帕金森病動物模型是進行帕金森病研究不可缺少的工具，MPTP是眾多學者所公認的可以誘發人類、非人類靈長類動物及小鼠帕金森病癥狀的合成神經毒素［1］，既不需要任何特殊的設備如立體定向結構儀，也不需要給活體動物進行手術，只需要系統給予MPTP，即可造成黑質紋狀體多巴胺能通路的損害，它具有可靠性、復制性良好的特點，而其他毒物作用較不穩定［2］。MPTP代謝產物1-甲基-4-苯吡啶離子有很強的神經毒性作用，主要抑制線粒體呼吸鏈復合物Ⅰ，從而使能量代謝發生障礙，最后導致神經元不可逆死亡［3］，行為學上可以觀察到帕金森病小鼠有運動遲緩、肢體抖動等類似帕金森病的改變。本研究采用MPTP連續8d腹腔注射制造帕金森病小鼠的模型，小鼠在第3次MPTP注射后數分鐘可出現短暫的行為反應，主要表現為軀干震顫、豎毛、尾巴過伸及動作減少等，經過30～45min恢復，隨著MPTP注射次數增加，上述表現愈加嚴重。

本研究制作成帕金森病小鼠后就開始進行康復訓練，結果發現，康復組帕金森病小鼠于第2周起爬桿試驗、懸掛試驗及游泳試驗評分均有改善，與對照組相比差異有統計學意義，表明康復訓練能夠改善帕金森病小鼠的運動能力。DA是一種抑制性的神經介質，由黑質多巴胺能神經元合成，通過黑質－紋狀體通路到達紋狀體而發揮作用。帕金森病時由于黑質多巴胺能神經元變性、缺失（減少50％），紋狀

體多巴胺含量顯著減少（超過80％），其抑制作用過分降低，從而使乙酰膽堿系統功能相對亢進，導致肌張力增高、運動減少等帕金森病臨床癥狀的出現。DA代謝的最終產物主要是HVA及DOPAC等，其中又以HVA的含量最高，因此可以通過測定HVA作為間接反映腦內DA含量變化的指標。本研究通過檢測紋狀體DA及其代謝物DOPAC、HAV含量，提示通過康復訓練能夠提高帕金森病小鼠的腦內紋狀體DA及其代謝物的含量，這和行為學上的變化一致，表明帕金森病小鼠行為學上的好轉可能與康復訓練使紋狀體內DA及其代謝物的含量增加有關。其可能的機制有：①運動影響中樞神經系統的DA、去甲腎上腺素和血清素系統，在運動過程中有利于單胺類神經遞質的合成和代謝［4］。Freed等［5］發現，DA的代謝隨運動強度的增加而增加，運動20min，運動速度范圍1.44～7.20m/min，伏隔核中DA隨速度的增加而增加，DOPAC與DA有并行的變化。②運動訓練促紋狀體中的血管生成，Al-Jarrah等［6］通過實驗發現帕金森病小鼠通過4周跑步機運動訓練，顯著增加紋狀體血管生成，同時也促進紋狀體血管密度的增加［6］。DA含量在紋狀體中含量最高，為全腦的70％～80％，運動中DA的合成和代謝加速，是維持體力活動和耐力所必需的，與刺激、促進肌肉的協調性和耐力運動密切相關。③運動能增加酪氨酸羥化酶，使腦內DA合成增加［7］。研究［8］表明，長期游泳耐力訓練有助于提高大鼠中腦酪氨酸激酶含量，增加紋狀體DA的釋放量，提高中樞興奮性，從而能夠改善中樞功能。在調節身體運動能力、神經系統的興奮性、激素的分泌和心理活動等方面中樞DA和去甲腎上腺素及其他兒茶酚胺類遞質發揮了重要作用［9－10］。

綜上所述，康復訓練能夠提高帕金森病小鼠腦紋狀體DA及其代謝物的含量，與其行為學能力的提高有著密切的關系，為康復訓練治療帕金森病提供了可能的理論依據。

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（本文編輯：趙麗潔）

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1007-3205（2013）05-0559-03

2012－04－23；

2012－12－04

韓英（1970－），女，河南拓成人，福建醫科大學附屬協和醫院副主任醫師，醫學碩士研究生，從事神經變性疾病及腦血管疾病診治研究。

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.05.022