机械加载改善血管性痴呆大鼠学习记忆障碍的实验研究

摘要

目的： 血管性痴呆（Vascular Dementia，VD）是仅次于阿尔兹海默病的第二大老年痴呆症，全球发病率逐年上升。血管性痴呆是一种由缺血缺氧性脑损伤造成的病理组织学损伤和学习记忆障碍为特征的老年神经退行性疾病，逐渐成为一个公众瞩目的社会问题。 慢性脑缺血是一种常见的病理状态，尤指脑部血液供应长时间低于生理阈值，是许多缺血性脑血管疾病的病理基础，最终可导致认知功能障碍。血管性痴呆是指一系列由缺血缺氧性脑血管疾病导致的认知功能障碍综合征。脑供血不足及脑功能不全是导致血管性痴呆的重要病因，而脑血流量的减少程度与脑损伤后学习记忆能力的下降程度有关。 机械加载能够在一定程度上模拟人体的主动运动，以一定的加载频率对关节进行机械刺激，可以调节某些代谢通路。前期工作证明，在股骨头坏死的动物模型中，机械加载治疗可以促进损伤部位的血管生成，但是有关机械加载对血管性痴呆的保护作用研究较少。本实验通过建立VD大鼠模型，观察机械加载对血管性痴呆大鼠学习记忆能力的影响以及缺血损伤后神经元状态恢复情况来探讨脊柱机械加载对血管性痴呆的治疗作用，为以康复治疗为主改善血管性痴呆症状提供一个新的思路和方向。 方法： 健康雄性SD大鼠共27只，按随机数字表法分为假手术组（Sham组）、血管性痴呆模型组（VD组）和脊柱加载治疗组（VD+L组），每组9只。Sham组大鼠仅分离双侧颈总动脉但不结扎；VD组大鼠在分离出双侧颈总动脉后，通过永久性结扎血管建立VD模型；VD＋L组大鼠在建立模型后同时每天接受脊柱机械加载治疗，共5周。治疗后采用Morris水迷宫实验测试各组大鼠的学习记忆能力的变化情况；行为学检测结束后取材制备标本待后续实验使用，使用HE染色及尼氏染色的组织学方法观察大鼠脑组织病理改变；采用免疫组织化学技术和蛋白免疫印迹法（western blot）检测神经胶质纤维酸性蛋白（GFAP）的表达水平。 结果： 1.脊柱加载对大鼠学习记忆能力的影响 在Morris水迷宫定位航行实验中，随着训练时间的逐步增加，各组大鼠逃避潜伏期均出现明显缩短的趋势。从第2天开始，与假手术组相比，VD模型组大鼠呈现出明显延长的逃避潜伏期，而比较VD模型组，机械加载治疗组大鼠则出现明显缩短的逃避潜伏期，但时间仍长于假手术组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。 在Morris水迷宫空间探索实验中，VD模型组大鼠在120s内穿越平台次数和停留平台象限时间，相比假手术组是明显减少的；而机械加载治疗组大鼠在120s内穿越平台次数和停留平台象限时间，相比VD模型组是明显增加的，但两组数据仍低于假手术组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。 2.脊柱加载对大鼠脑组织病理损伤的影响 HE染色结果表明，假手术组大鼠海马神经元结构完整，核仁清晰，核大而圆，存活状态好，未出现其他细胞变性现象；而VD模型组大鼠海马神经元结构有缺失，清晰度差，排列散乱，存活状态差，出现核固缩变性现象；与VD模型组相比，机械加载治疗组大鼠神经元有较完整的形态结构，存活状态明显改善，排列整齐。 海马CA1区和大脑皮质尼氏染色结果表明，假手术组大鼠锥体细胞层次饱满，分布均匀，排列整齐，结构完整；VD模型组大鼠锥体细胞数目与假手术组相比明显减少，细胞皱缩，排列散乱，形态不规则。与VD模型组相比，机械加载治疗组大鼠神经元病理损伤明显减轻，细胞存活状态明显恢复，锥体细胞整体数目明显恢复，差异均有统计学意义（P＜0.05）。 3.脊柱加载对大鼠脑组织星形胶质细胞活化的影响 免疫组化结果：假手术组大鼠海马及皮质仅见少量GFAP阳性细胞。与假手术组相比，VD模型组大鼠海马和皮质中GFAP阳性细胞明显增多，胞体较大；与VD模型组相比，机械加载治疗组大鼠海马和皮质中GFAP阳性细胞数目明显减少，差异均有统计学意义（P＜0.05）。 Western blot结果：与假手术组相比，VD模型组大鼠海马和皮质中GFAP蛋白表达水平明显增加；与VD模型组相比，机械加载治疗组大鼠海马和皮质中GFAP蛋白表达水平明显降低，差异均有统计学意义（P＜0.05）。 结论： 1.本研究结果表明机械加载可以明显改善血管性痴呆大鼠的学习记忆障碍、保护缺血后神经元。该治疗作用可能与机械加载减轻海马和皮质神经元病理损伤、抑制胶质细胞的活化有关。 2.本研究为血管性痴呆的康复治疗提供新的思路，为今后机械加载治疗仪的临床应用提供了理论依据。

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