有氧运动对衰老大鼠脑组织抗氧化能力和学习记忆功能的影响

赵佳晖 张涛 周海涛 曹建民 朱超

摘 要：目的 研究有氧运动对衰老大鼠脑组织抗氧化能力以及学习记忆能力的影响。方法 采用D-半乳糖腹部皮下注射建立衰老模型，对衰老大鼠进行6周有氧训练，观察其对大鼠脑组织内SOD、GSH活性及MDA含量和学习记忆能力的影响。结果 有氧运动使衰老大鼠脑组织内SOD、GSH酶活性上升，MDA含量减少，与衰老组比较有显著性差异（P<0.05）；八臂迷宫实验中有氧运动组学习记忆能力的改善效果明显。结论 有氧运动对衰老大鼠的脑组织抗氧化酶代谢有促进作用，也对其空间记忆能力的改善有改善作用。

关键词：有氧运动 D-半乳糖致衰大鼠 自由基 脑组织 学习记忆

中图分类号：G80-32 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）08（b）-0007-02

近年来人们提出很多引起衰老的学说。在众多学说中自由基学说为人们广为接受[1]。自由基是带有一个孤对电子的分子，具有很強的反应性，可以直接与细胞组成成分发生反应，造成细胞损伤，因此清除组织内自由基对于缓解衰老过程有很大意义[2]。本实验采用D-半乳糖腹部皮下注射建立衰老模型，采用6周有氧运动进行干预并测试相关抗氧化指标以观察有氧运动对脑组织抗氧化能力和学习记忆功能的影响。

1 试验方法

1.1 实验动物与分组

雄性三月龄SD大鼠24只，体重（392.52±13.83）g，由北京斯贝福生物技术有限公司提供，动物许可证编号：SCXK-2016-002，动物级别：SPF。随机分为3组：空白安静组8只（C组）、D-半乳糖衰老模型组8只（S组）、D-半乳糖衰老+有氧运动组8只（AS组）。D-半乳糖由麦克林试剂有限公司提供，CAS号： 59-23-4，MDL号：MFCD00151230。动物饲料由北京科奥协力饲料有限公司提供（含铁量32.1mg/100g）大鼠使用饲料许可证号：SCXK（军）2007-005，产自军事医学科学院实验动物中心；动物饲养环境的温度为（24±2）℃，湿度为50%～60%；分笼饲养，每个鼠笼5只，自由饮食饮水，自然昼夜节律变化。

1.2 运动方式

运动组大鼠进行跑台训练，具体强度为15m/min，坡度0%，60min/d的运动量持续运动6周，每周日固定休息一天。跑台为DSPT-202 （中国杭州段氏造）。

1.3 八臂迷宫实验

本实验运用大鼠专用八臂迷宫。测试前先将大鼠放在迷宫前适应1天。测试时，每次在4个固定臂的末端放置食物，记录大鼠每次经过的臂的路线，在大鼠经过全部正确的臂之后记录时间，如果10min过后，大鼠依旧没有找到全部食物，则视为失败。

1.4 测试指标

测试指标：SOD、MDA、GSH；测试方法：比色法。

1.5 造模方法

衰老的16只大鼠S、AS组，腹部皮下注射D-半乳糖100 mg/kg，溶剂为生理盐水，1次/d，连续6周，构造衰老模型。

1.6 统计学方法

实验数据采用SPSS 18.0进行单因素分析，显著性水平为P<0.05，非常显著性水平为P<0.01。实验数据由平均数±标准差s表示。

2 实验结果

2.1 D-半乳糖对大鼠脑组织自由基代谢的影响

SOD酶的活性，衰老组较安静组非常显著降低（P<0.01）；MDA含量，衰老组较安静组显著上升（P<0.05）。GSH酶活性略有下降，但不具有统计学意义，见图1。

2.2 有氧运动对衰老大鼠脑组织自由基代谢的影响

SOD的活性，有氧运动干预组较衰老组非常显著上升（P<0.01）；MDA含量，有氧运动干预组较衰老组显著下降（P<0.05）；GSH酶活性有上升，但不具有统计学意义，见图1。

2.3 有氧运动对衰老大鼠学习记忆能力的影响

衰老组较安静组总入臂数、总工作记忆错误和总参考记忆错误均有所上升，但不具有统计学意义。有氧运动组较衰老组总入臂数和总参考记忆错误都有下降，但不具有统计学意义；总参考记忆错误具有非常显著下降（P<0.01），见图2。

3 分析讨论

3.1 有氧运动对衰老大鼠脑组织自由基的影响

目前，国内外在短时间内研究衰老的方法主要为建立D-半乳糖衰老模型，也已有较多文献支持[3]。D-半乳糖致衰大鼠在模型建立成功后，脑组织自由基增加，堆积的自由基会直接攻击脑组织生物膜系统的多不饱和脂肪酸[4]，引发脂质过氧化反应，干扰人体脑组织的正常生理活动，最重导致脑组织的衰老。

有氧运动对于清除脑组织内自由基有有效作用，有很多文献指出衰老过程中进行有氧运动可以有效地延缓脑衰老[5]，脑组织内抗氧化酶活性增加，因此本实验将有氧运动作为可干预指标。

SOD是体内清除自由基的主要酶类，因此体内中SOD的含量可以作为衡量人体清除氧自由基的能力。MDA的含量表示脂质过氧化以及细胞模型结构损伤的程度，间接反映出细胞本身的损伤程度以及组织内脂质过氧化的程度。GSH可在体内催化分解H2O2，以及体内较多的过氧化物，减轻机体组织细胞内过氧化损伤，起到保护细胞膜和功能的作用。本实验表明有氧运动可以提高衰老大鼠抗氧化酶活性。

3.2 有氧运动对于衰老大鼠学习记忆能力的影响

已有研究表明，八臂迷宫可有效反映动物空间学习记忆能力损害状况[6-7]。本次实验结果表明，有氧运动衰老组和衰老组相比，总参考记忆错误有非常显著性差异的下降，其他两项指标也均有所下降，表明有氧运动对衰老大鼠脑组织空间学习记忆能力有明显改善。

4 结语

有氧运动对衰老大鼠脑组织抗氧化能力和学习记忆能力具有良好改善作用。

参考文献

[1] 张翠利，付丽娜，杨小云，等.活性氧自由基与细胞衰老关系的研究进展[J].广州化工，2015（19）：5-7.

[2] 廖日滔，郭静科，李冰洁，等.自由基相关细胞信号传导的研究进展[J].中国细胞生物学学报，2014，36（11）：1573-1583.

[3] 赵凡凡，周玉枝，高丽，等.D-半乳糖致衰老大鼠模型的研究进展[J].药学学报，2017，52（3）：347-354.

[4] 曹建民.中药对7周递增负荷跑台运动大鼠红细胞自由基代谢的影响[J].博士论坛，2009，11（3）：47-56.

[5] 林雪灵，李雪，邓文骞，等.不同时期有氧运动对大鼠脑衰老和额叶NCAM表达的影响[J].成都体育学院学报，2016，40（6）：56-71.

[6] 朱乔，于建云，曹珍珍，等.一次性与三重性脑震荡鼠八臂迷宫逆行性遗忘变化研究[J].中华神经外科疾病研究杂志，2010，21（2）：105-108.

[7] 潘小海.在八臂迷宫试验中远志根提取物对东莨菪碱引起大鼠空间认知能力损害的作用[J].国外医药（植物药分册），2008，15（6）：272-273.