康复训练对帕金森病小鼠运动能力的影响

韩 英，刘 楠，黄慧玲，徐春平，晏泽辉

（1.福建医科大学附属协和医院干部病房，福建福州350001；2.福建医科大学附属协和医院神经内科，福建福州350001）

·论 著·

康复训练对帕金森病小鼠运动能力的影响

韩 英1，刘 楠2，黄慧玲1，徐春平1，晏泽辉1

（1.福建医科大学附属协和医院干部病房，福建福州350001；2.福建医科大学附属协和医院神经内科，福建福州350001）

目的研究康复训练对帕金森病小鼠运动能力、脑纹状体多巴胺（dopamine，DA）及其代谢产物二羟基苯乙酸（dihydroxy-phenylacetic acid，DOPAC）和高香草酸（homovanillic acid，HVA）的影响。方法采用48只雄性C57BL/6J小鼠制作帕金森病小鼠模型，随机分为康复组及对照组，康复组每天进行自制滚筒式网状训练及平衡木训练。2组于造模成功后第1、2、3、4周采用爬杆试验、悬挂试验、游泳试验进行行为学评估。采用高效液相色谱－电化学法（high performance liquid chromatography-electrical chenmical detection，HPLC-ECD）检测小鼠纹状体内DA及其DOPAC和HVA的含量。结果与对照组相比，康复组爬杆、悬挂及游泳能力，脑纹状体内DA及其代谢产物DOPAC和HVA的含量均有显著提高，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论康复训练可能通过增加纹状体DA及其代谢物含量，改善帕金森病小鼠的运动能力。

帕金森病；康复训练；小鼠

帕金森病是一种常见的中老年人神经系统变性疾病，临床上以静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势步态异常为主要特征，是致残性极高的一种疾病。目前治疗多采用以左旋多巴为主的替代疗法，这种非病因治疗并未能阻止病情进展，并且在治疗4～5年后，多出现左旋多巴诱导的异动症。康复治疗可以改善帕金森病患者的运动功能，从而提高患者的生活质量。为此本研究通过康复训练，观察帕金森病小鼠的运动能力的变化，检测脑纹状体（dopamine，DA）及其代谢产物二羟基苯乙酸（dihydroxy-phenylacetic acid，DOPAC）和高香草酸（homovanillic acid，HVA）含量的改变，探讨康复训练对帕金森病的可能作用机制。

1 材料与方法

1．1 帕金森病小鼠模型制作和分组：健康C57BL/6J雄性小鼠48只（25～28g），8～9周龄，由中国医学科学院实验动物研究所提供。于小鼠腹腔中注射1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶盐酸盐（1-Methy l-4-Pheny l-1，2，3，6-tetrahydropyridine hrdrochloride，MPTP）30mg/kg（溶度为5g/L），1次/d，连续注射8d，制作成小鼠帕金森病模型。随机分为2组，对照组（自由活动组）和康复组（康复训练组），每组24只。2组各于造模成功后第1、2、3、4周4个时点进行行为学的评估，并检测脑纹状体DA及其代谢产物DOPAC和HVA含量。

1．2 康复训练方案

1．2．1 自制滚筒式网状训练器：主要训练小鼠的抓握、旋转及行走等功能，1次/d，每次30min，共训练4周。

1．2．2 平衡木训练：训练小鼠的平衡功能，1次/d，每次30min，共训练4周。

1．3 行为学的评估

1．3．1 爬杆试验：把一直径为25cm的软木小球固定于一根长50cm、粗lcm的木杆顶端，将木杆和小球缠上纱布防止打滑，后将小鼠置于小球上，分别记录以下3个时间，小鼠从小球上下来，爬完杆子的上半部分以及下半部分所用的时间。评分标准为3s内完成上述任一过程的计3分，6s内完成计2分，超过6s或由杆上掉下计1分；最后计算总分。

1．3．2 悬挂试验：小鼠双前爪悬挂于一条拉紧的水平电线上，然后观察其后爪抓电线的情况，测试1min。评分标准为小鼠用两后爪抓住电线计3分；仅用一只后爪抓住电线计2分；两后爪均抓不住电线计1分。

1．3．3 游泳试验：小鼠置于一个20cm×30cm× 20cm规格的水箱中，水温设置于22℃～25℃。评分标准为能持续游泳计3分；仅偶尔漂浮计2分；若身体一侧漂浮，偶尔用后肢游泳计1分；头漂浮而后

肢下沉计则为0分。

1．4 脑纹状体DA及其代谢产物DOPAC和HVA含量检测：于不同时间点（分别于造模成功后1、2、3、4周）评分后将小鼠断头取脑，取出两侧纹状体，应用高效液相色谱法检测纹状体内DA及其代谢产物含量。

1．5 统计学方法：应用SPSS11.5软件包进行统计分析，计量资料以±s表示，采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2．1 帕金森病小鼠行为学变化：帕金森病小鼠进行康复训练（自制滚筒式网状训练及平衡木训练）后，分别于1、2、3、4周进行爬杆试验、悬挂试验及游泳试验的测评，康复组行为学评分均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

2．2 DA及DOPAC、HVA含量变化：康复训练提高帕金森病小鼠脑纹状体DA及其代谢产物含量，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表1 2组不同时点行为学评分比较 （n＝6，±s，分）

表1 2组不同时点行为学评分比较 （n＝6，±s，分）

*P＜0.05与对照组比较（t检验）

项目组别训练后1周训练后2周训练后3周训练后4周爬杆试验对照组3.50±0.84 4.00±0.89 4.67±1.37 5.33±1.36康复组4.50±1.05 5.83±1.47*6.67±1.63*7.67±1.37*悬挂试验对照组1.17±0.41 1.33±0.82 1.51±0.84 1.66±0.82康复组1.33±0.52 2.34±0.51*2.50±0.55*2.67±0.52*游泳试验对照组0.33±0.51 0.67±0.81 0.83±0.75 1.17±0.98康复组0.83±0.75 1.83±0.75*2.17±0.98*2.50±0.84*

表2 2组不同时点小鼠脑DA及其代谢产物DOPAC和HVA含量变化 （n＝6，±s，ng/mg）

表2 2组不同时点小鼠脑DA及其代谢产物DOPAC和HVA含量变化 （n＝6，±s，ng/mg）

*P＜0.05与对照组比较（t检验）DA：dopamine；DOPAC：dihydroxy-phenylacetic acid；HVA：homovanillic acid

项目组别训练后1周训练后2周训练后3周训练后4周DA对照组0.29±0.12 0.38±0.19 0.38±0.22 0.42±0.24康复组0.31±0.14 0.69±0.22*0.76±0.21*0.83±0.22*DOPAC对照组0.25±0.17 0.33±0.12 0.37±0.16 0.43±0.14康复组0.32±0.14 0.55±0.19*0.73±0.23*0.76±0.20*HVA对照组0.88±0.41 0.93±0.37 1.04±0.31 1.08±0.22康复组1.15±0.53 1.48±0.40*1.57±0.42*1.68±0.58*

3 讨 论

帕金森病主要发生于中老年人，是一种常见的慢性神经退行性疾病，导致患者运动功能障碍。本病的发病机制迄今未明，帕金森病动物模型是进行帕金森病研究不可缺少的工具，MPTP是众多学者所公认的可以诱发人类、非人类灵长类动物及小鼠帕金森病症状的合成神经毒素［1］，既不需要任何特殊的设备如立体定向结构仪，也不需要给活体动物进行手术，只需要系统给予MPTP，即可造成黑质纹状体多巴胺能通路的损害，它具有可靠性、复制性良好的特点，而其他毒物作用较不稳定［2］。MPTP代谢产物1-甲基-4-苯吡啶离子有很强的神经毒性作用，主要抑制线粒体呼吸链复合物Ⅰ，从而使能量代谢发生障碍，最后导致神经元不可逆死亡［3］，行为学上可以观察到帕金森病小鼠有运动迟缓、肢体抖动等类似帕金森病的改变。本研究采用MPTP连续8d腹腔注射制造帕金森病小鼠的模型，小鼠在第3次MPTP注射后数分钟可出现短暂的行为反应，主要表现为躯干震颤、竖毛、尾巴过伸及动作减少等，经过30～45min恢复，随着MPTP注射次数增加，上述表现愈加严重。

本研究制作成帕金森病小鼠后就开始进行康复训练，结果发现，康复组帕金森病小鼠于第2周起爬杆试验、悬挂试验及游泳试验评分均有改善，与对照组相比差异有统计学意义，表明康复训练能够改善帕金森病小鼠的运动能力。DA是一种抑制性的神经介质，由黑质多巴胺能神经元合成，通过黑质－纹状体通路到达纹状体而发挥作用。帕金森病时由于黑质多巴胺能神经元变性、缺失（减少50％），纹状

体多巴胺含量显著减少（超过80％），其抑制作用过分降低，从而使乙酰胆碱系统功能相对亢进，导致肌张力增高、运动减少等帕金森病临床症状的出现。DA代谢的最终产物主要是HVA及DOPAC等，其中又以HVA的含量最高，因此可以通过测定HVA作为间接反映脑内DA含量变化的指标。本研究通过检测纹状体DA及其代谢物DOPAC、HAV含量，提示通过康复训练能够提高帕金森病小鼠的脑内纹状体DA及其代谢物的含量，这和行为学上的变化一致，表明帕金森病小鼠行为学上的好转可能与康复训练使纹状体内DA及其代谢物的含量增加有关。其可能的机制有：①运动影响中枢神经系统的DA、去甲肾上腺素和血清素系统，在运动过程中有利于单胺类神经递质的合成和代谢［4］。Freed等［5］发现，DA的代谢随运动强度的增加而增加，运动20min，运动速度范围1.44～7.20m/min，伏隔核中DA随速度的增加而增加，DOPAC与DA有并行的变化。②运动训练促纹状体中的血管生成，Al-Jarrah等［6］通过实验发现帕金森病小鼠通过4周跑步机运动训练，显著增加纹状体血管生成，同时也促进纹状体血管密度的增加［6］。DA含量在纹状体中含量最高，为全脑的70％～80％，运动中DA的合成和代谢加速，是维持体力活动和耐力所必需的，与刺激、促进肌肉的协调性和耐力运动密切相关。③运动能增加酪氨酸羟化酶，使脑内DA合成增加［7］。研究［8］表明，长期游泳耐力训练有助于提高大鼠中脑酪氨酸激酶含量，增加纹状体DA的释放量，提高中枢兴奋性，从而能够改善中枢功能。在调节身体运动能力、神经系统的兴奋性、激素的分泌和心理活动等方面中枢DA和去甲肾上腺素及其他儿茶酚胺类递质发挥了重要作用［9－10］。

综上所述，康复训练能够提高帕金森病小鼠脑纹状体DA及其代谢物的含量，与其行为学能力的提高有着密切的关系，为康复训练治疗帕金森病提供了可能的理论依据。

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（本文编辑：赵丽洁）

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1007-3205（2013）05-0559-03

2012－04－23；

2012－12－04

韩英（1970－），女，河南拓成人，福建医科大学附属协和医院副主任医师，医学硕士研究生，从事神经变性疾病及脑血管疾病诊治研究。

10.3969/j.issn.1007-3205.2013.05.022