运动对创伤性脑损伤小鼠皮层神经元及功能缺陷的影响研究

摘要

研究目的:
　　对小鼠采用液压冲击造成中度脑损伤，伤后采用不同形式的中等强度有氧运动进行康复训练，观测运动对于脑损伤后小鼠运动功能、认知功能和小鼠脑内组织损伤情况的影响;并探究有氧运动是否可以干预脑损伤后参与慢性损伤阶段外周压力激素皮质醇，以及促炎症因子IL-6、IL-12的水平变化。从而对脑损伤后运动康复模式提出参考的依据。
　　研究方法:
　　采用侧方液压冲击小鼠运动感觉区造成中度脑损伤，创伤造模6天后进行两个阶段为期共28天的运动康复训练。训练模式分别为A:利用特制的小鼠跑台进行被动变速间歇训练;B:利用转笼进行自主持续训练。在创伤前对小鼠进行圆筒测试、网格走测试、悬尾实验、矿场测试检测其运动功能和认知功能。在脑创伤后选取多个时间点对小鼠进行圆筒测试、网格走测试用以探究小鼠脑创伤后运动功能的变化情况，以及两种康复训练模式对脑创伤后小鼠的运动功能影响;并在脑创伤后选取多个时问点堆小鼠进行悬尾测试、矿场测试、Y迷宫测试用以探究小鼠脑创伤后焦虑、抑郁、认知功能的变化情况，以及两种康复训练模式对脑创伤后小鼠的焦虑、抑郁、认知功能的影响。在行为测试结束取小鼠眼眶血，并提取血清，使用ELISA试剂盒对小鼠血清内皮质酮、IL-6、IL-12含量进行检测，血清学的指标与行为学指标进行关联分析。取血后即刻对小鼠进行灌注取脑，进行全脑固定，冠状切提取出小鼠皮层损伤部位，梯度酒精脱水，石蜡包埋后制取石蜡切片。切片脱蜡后进行常规苏木素-伊红染色和尼氏体染色。显微镜下对切片拍照，观察皮层神经元坏死情况。并在损伤皮层区取连续切片计算创伤侧脑组织损失体积。
　　研究结果:
　　创伤后跑台康复训练组小鼠体重减轻，转笼训练组小鼠体重增加，且与创伤组相比差异显著;创伤造模后，受创伤的3组小鼠在运动功能上均表现出大幅下降，具体表现为在圆筒测试中患侧前肢使用率下降，前肢使用不对称分数上升，在网格走测试中足误比例上升;同时出现抑郁状态，具体表现为悬尾测试中静止不动时间变长;并出现焦虑情绪，具体表现为在矿场测试中小鼠在中间四分之一区的活动距离占总活动距离的比例减少;空间认知能力下降，具体表现为在Y迷宫自动轮转能力测试中自动轮转百分比下降，在新异臂探究测试中分辨系数下降。在经过两个阶段的运动康复训练后，跑台训练组和转笼训练组小鼠运动功能、认知能力的测试水平提升状况均优于创伤组小鼠。小鼠大脑皮层缺失体积转笼康复训练组＜跑台康复训练组＜创伤组。大脑皮层神经元数创伤组＞跑台康复训练组＞转笼康复训练组＞对照组，且创伤组皮层神经元排列混乱、固缩严重出现空泡，对照组皮层神经元的排列整齐，核仁清晰，两组康复训练组神经元形态介于二者之间。血清皮质酮、IL-6、IL-12含量创伤组＞转笼康复训练组、跑台训练组＞对照组两组康复训练组之间数据无统计学差异。
　　研究结论:
　　1.液压冲击小鼠运动感觉区皮层会造成小鼠运动功能和认知功能的显著下降。脑创伤造成血清中的IL-6、IL-12炎症因子水平显著升高。脑创伤造成小鼠应激水平显著提升，外周压力激素皮质酮含量显著升高。
　　2.损伤后康复训练通过降低小鼠外周压力激素皮质酮的含量来降低小鼠对应激的敏感性，改善小鼠的抑郁、焦虑水平。康复训练对小鼠运动功能和认知功能的改善可能是通过修复小鼠已损伤的血脑屏障，减轻炎症反应对神经元的损伤减少脑组织的损伤体积从而保持神经功能的完整性得以实现。
　　3.对比两种训练模式的训练成果，创伤后跑台康复训练在焦虑情绪恢复、IL-12水平下降上优于自主转笼康复训练;创伤后自主转笼康复训练在抑郁情绪恢复、患侧前肢运动能力提升方面优于跑台康复训练，且自主转笼康复训练在减小损伤侧体积缺失方面效果更佳;而血清皮质酮、IL-6方丽两种康复训练模式无差异。

目录

摘要

符号说明

1 前言

2 文献综述

2．3．1 训练模式

2．3．2 时间窗选择

2．3．3 评价指标

2．4 脑损伤、炎症反应与抑郁症

3 材料与方法

3．1．3 常用溶液配制

3．1．4 仪器

3．2 实验方法

3．2．1 液压冲击脑损伤模型制备

3．2．2 康复训练

3．2．3 行为学评定

3．2．4 石蜡切片制备

3．2．6 焦油紫(CV)染色

3．2．7 脑缺损体积测定

3．2．8 神经元损伤测定

3．2．9 血清检测

3．3 数据处理

4 实验结果

4．1 小鼠体重变化

4．2 前肢使用不对称(圆筒)观测结果

4．3 脚步错误(网格步行)观测结果

4．4 矿场(焦虑)观测结果

4．5 悬尾(抑郁)观测结果

4．6 工作记忆(Y迷宫)观测结果

4．6．1 自动轮转能力测试

4．6．2 新异臂探究

4．7 组织学检测统计结果

4．7．1 皮层神经元数目及形态变化

4．7．2 皮层损伤区体积

4．8 血清学检测统计结果(ELISA检测)

4．8．1 血清皮质酮

4．8．3 血清IL-12

5 讨论

5．1 运动训练对小鼠体重的影响

5．2 运动训练对小鼠运动功能的影响

5．3 运动训练对小鼠情绪的影响

5．4 运动训练对小鼠认知功能的影响

5．5 运动训练对小鼠皮层神经元的影响

5．6 运动训练对小鼠皮层损伤体积的影响

5．7 运动训练对小鼠血清因子的影晌

5．7．1 运动训练对小鼠血清皮质酮含量的影响

5．7．2 运动训练对小鼠血清IL-6含量影响

5．8 运动训练对小鼠功能改善的机制

6 结论

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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