有氧運動對衰老大鼠腦組織抗氧化能力和學習記憶功能的影響

趙佳暉 張濤 周海濤 曹建民 朱超

摘 要：目的 研究有氧運動對衰老大鼠腦組織抗氧化能力以及學習記憶能力的影響。方法 采用D-半乳糖腹部皮下注射建立衰老模型，對衰老大鼠進行6周有氧訓練，觀察其對大鼠腦組織內SOD、GSH活性及MDA含量和學習記憶能力的影響。結果 有氧運動使衰老大鼠腦組織內SOD、GSH酶活性上升，MDA含量減少，與衰老組比較有顯著性差異（P<0.05）；八臂迷宮實驗中有氧運動組學習記憶能力的改善效果明顯。結論 有氧運動對衰老大鼠的腦組織抗氧化酶代謝有促進作用，也對其空間記憶能力的改善有改善作用。

關鍵詞：有氧運動 D-半乳糖致衰大鼠 自由基 腦組織 學習記憶

中圖分類號：G80-32 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）08（b）-0007-02

近年來人們提出很多引起衰老的學說。在眾多學說中自由基學說為人們廣為接受[1]。自由基是帶有一個孤對電子的分子，具有很強的反應性，可以直接與細胞組成成分發生反應，造成細胞損傷，因此清除組織內自由基對于緩解衰老過程有很大意義[2]。本實驗采用D-半乳糖腹部皮下注射建立衰老模型，采用6周有氧運動進行干預并測試相關抗氧化指標以觀察有氧運動對腦組織抗氧化能力和學習記憶功能的影響。

1 試驗方法

1.1 實驗動物與分組

雄性三月齡SD大鼠24只，體重（392.52±13.83）g，由北京斯貝福生物技術有限公司提供，動物許可證編號：SCXK-2016-002，動物級別：SPF。隨機分為3組：空白安靜組8只（C組）、D-半乳糖衰老模型組8只（S組）、D-半乳糖衰老+有氧運動組8只（AS組）。D-半乳糖由麥克林試劑有限公司提供，CAS號： 59-23-4，MDL號：MFCD00151230。動物飼料由北京科奧協力飼料有限公司提供（含鐵量32.1mg/100g）大鼠使用飼料許可證號：SCXK（軍）2007-005，產自軍事醫學科學院實驗動物中心；動物飼養環境的溫度為（24±2）℃，濕度為50%～60%；分籠飼養，每個鼠籠5只，自由飲食飲水，自然晝夜節律變化。

1.2 運動方式

運動組大鼠進行跑臺訓練，具體強度為15m/min，坡度0%，60min/d的運動量持續運動6周，每周日固定休息一天。跑臺為DSPT-202 （中國杭州段氏造）。

1.3 八臂迷宮實驗

本實驗運用大鼠專用八臂迷宮。測試前先將大鼠放在迷宮前適應1天。測試時，每次在4個固定臂的末端放置食物，記錄大鼠每次經過的臂的路線，在大鼠經過全部正確的臂之后記錄時間，如果10min過后，大鼠依舊沒有找到全部食物，則視為失敗。

1.4 測試指標

測試指標：SOD、MDA、GSH；測試方法：比色法。

1.5 造模方法

衰老的16只大鼠S、AS組，腹部皮下注射D-半乳糖100 mg/kg，溶劑為生理鹽水，1次/d，連續6周，構造衰老模型。

1.6 統計學方法

實驗數據采用SPSS 18.0進行單因素分析，顯著性水平為P<0.05，非常顯著性水平為P<0.01。實驗數據由平均數±標準差s表示。

2 實驗結果

2.1 D-半乳糖對大鼠腦組織自由基代謝的影響

SOD酶的活性，衰老組較安靜組非常顯著降低（P<0.01）；MDA含量，衰老組較安靜組顯著上升（P<0.05）。GSH酶活性略有下降，但不具有統計學意義，見圖1。

2.2 有氧運動對衰老大鼠腦組織自由基代謝的影響

SOD的活性，有氧運動干預組較衰老組非常顯著上升（P<0.01）；MDA含量，有氧運動干預組較衰老組顯著下降（P<0.05）；GSH酶活性有上升，但不具有統計學意義，見圖1。

2.3 有氧運動對衰老大鼠學習記憶能力的影響

衰老組較安靜組總入臂數、總工作記憶錯誤和總參考記憶錯誤均有所上升，但不具有統計學意義。有氧運動組較衰老組總入臂數和總參考記憶錯誤都有下降，但不具有統計學意義；總參考記憶錯誤具有非常顯著下降（P<0.01），見圖2。

3 分析討論

3.1 有氧運動對衰老大鼠腦組織自由基的影響

目前，國內外在短時間內研究衰老的方法主要為建立D-半乳糖衰老模型，也已有較多文獻支持[3]。D-半乳糖致衰大鼠在模型建立成功后，腦組織自由基增加，堆積的自由基會直接攻擊腦組織生物膜系統的多不飽和脂肪酸[4]，引發脂質過氧化反應，干擾人體腦組織的正常生理活動，最重導致腦組織的衰老。

有氧運動對于清除腦組織內自由基有有效作用，有很多文獻指出衰老過程中進行有氧運動可以有效地延緩腦衰老[5]，腦組織內抗氧化酶活性增加，因此本實驗將有氧運動作為可干預指標。

SOD是體內清除自由基的主要酶類，因此體內中SOD的含量可以作為衡量人體清除氧自由基的能力。MDA的含量表示脂質過氧化以及細胞模型結構損傷的程度，間接反映出細胞本身的損傷程度以及組織內脂質過氧化的程度。GSH可在體內催化分解H2O2，以及體內較多的過氧化物，減輕機體組織細胞內過氧化損傷，起到保護細胞膜和功能的作用。本實驗表明有氧運動可以提高衰老大鼠抗氧化酶活性。

3.2 有氧運動對于衰老大鼠學習記憶能力的影響

已有研究表明，八臂迷宮可有效反映動物空間學習記憶能力損害狀況[6-7]。本次實驗結果表明，有氧運動衰老組和衰老組相比，總參考記憶錯誤有非常顯著性差異的下降，其他兩項指標也均有所下降，表明有氧運動對衰老大鼠腦組織空間學習記憶能力有明顯改善。

4 結語

有氧運動對衰老大鼠腦組織抗氧化能力和學習記憶能力具有良好改善作用。

參考文獻

[1] 張翠利，付麗娜，楊小云，等.活性氧自由基與細胞衰老關系的研究進展[J].廣州化工，2015（19）：5-7.

[2] 廖日滔，郭靜科，李冰潔，等.自由基相關細胞信號傳導的研究進展[J].中國細胞生物學學報，2014，36（11）：1573-1583.

[3] 趙凡凡，周玉枝，高麗，等.D-半乳糖致衰老大鼠模型的研究進展[J].藥學學報，2017，52（3）：347-354.

[4] 曹建民.中藥對7周遞增負荷跑臺運動大鼠紅細胞自由基代謝的影響[J].博士論壇，2009，11（3）：47-56.

[5] 林雪靈，李雪，鄧文騫，等.不同時期有氧運動對大鼠腦衰老和額葉NCAM表達的影響[J].成都體育學院學報，2016，40（6）：56-71.

[6] 朱喬，于建云，曹珍珍，等.一次性與三重性腦震蕩鼠八臂迷宮逆行性遺忘變化研究[J].中華神經外科疾病研究雜志，2010，21（2）：105-108.

[7] 潘小海.在八臂迷宮試驗中遠志根提取物對東莨菪堿引起大鼠空間認知能力損害的作用[J].國外醫藥（植物藥分冊），2008，15（6）：272-273.