發(fā)布時(shí)間：2018-03-06 04:23

  本文選題：運(yùn)動(dòng)干預(yù)　切入點(diǎn)：脊髓中間神經(jīng)元　出處：《華東師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：研究表明,耐力訓(xùn)練可使得大鼠脊髓α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元靜息膜電位超極化和產(chǎn)生動(dòng)作電位的電壓閾值降低,而運(yùn)動(dòng)剝奪后大鼠α-脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元?jiǎng)t表現(xiàn)出動(dòng)作電位的電流閾值和電壓閾值同時(shí)增加。這一研究結(jié)果提示我們運(yùn)動(dòng)干預(yù)可對(duì)脊髓神經(jīng)系統(tǒng)電生理特性產(chǎn)生影響:增加運(yùn)動(dòng)量可使得脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮性提高,剝奪運(yùn)動(dòng)則降低脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性。我們知道,脊椎動(dòng)物的肢體運(yùn)動(dòng)是通過(guò)脊髓網(wǎng)絡(luò)對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的控制來(lái)完成的。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中,除運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元以外還有大量的脊髓中間神經(jīng)元參與運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)與控制,然而運(yùn)動(dòng)干預(yù)是否對(duì)這些中間神經(jīng)元的興奮性也產(chǎn)生影響我們卻不得而知。此外,現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)脊髓神經(jīng)元興奮性影響的研究均選擇在動(dòng)物成年后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù),未見(jiàn)在動(dòng)物成年之前的青少年時(shí)期進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的研究。鑒此我們選擇在小鼠3周齡時(shí)對(duì)其進(jìn)行3周的跑臺(tái)訓(xùn)練,在小鼠6周齡時(shí)通過(guò)全細(xì)胞膜片鉗技術(shù)對(duì)T12-L6脊髓切片中的中間神經(jīng)元的電生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。觀測(cè)6周齡時(shí)其脊髓中間神經(jīng)元的電生理指標(biāo)的變化。我們的研究表明,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可提高脊髓中間神經(jīng)元的興奮性。目的:本研究以青少年小鼠為研究對(duì)象,以跑臺(tái)訓(xùn)練作為運(yùn)動(dòng)干預(yù)的手段,使用離體脊髓切片的方式對(duì)脊髓神經(jīng)元進(jìn)行全細(xì)胞膜片鉗測(cè)量,對(duì)比運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組脊髓神經(jīng)元電生理指標(biāo)的差異,評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)青少年小鼠脊髓神經(jīng)元的調(diào)節(jié)作用。方法:實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:本實(shí)驗(yàn)使用B6品系小鼠,購(gòu)自美國(guó)Jackson Lab實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)格按照華東師范大學(xué)動(dòng)物中心的倫理要求進(jìn)行,倫理編號(hào):20141003。使用B6野生型小鼠繁殖交配,小鼠出生后3周隨機(jī)分為運(yùn)動(dòng)組和對(duì)照組。運(yùn)動(dòng)組小鼠進(jìn)行為期3周的跑臺(tái)訓(xùn)練,對(duì)照組不運(yùn)動(dòng)。兩組小鼠均在其6周齡時(shí)進(jìn)行電生理實(shí)驗(yàn)。(1)運(yùn)動(dòng)干預(yù)方案:運(yùn)動(dòng)前對(duì)小鼠進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練,使其適應(yīng)動(dòng)物跑臺(tái)。首次訓(xùn)練,跑臺(tái)速度為13米/分鐘,時(shí)間30分鐘。適應(yīng)性訓(xùn)練為期3天,之后開(kāi)始20米/分鐘(運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度相當(dāng)于85%VO2max),60min/次,1次/天,6天/周的正式訓(xùn)練,持續(xù)訓(xùn)練3周。(2)電生理實(shí)驗(yàn)記錄兩組小鼠脊髓神經(jīng)元基礎(chǔ)膜特性:本實(shí)驗(yàn)所測(cè)量反應(yīng)細(xì)胞模特性的指標(biāo)包括電流閾值(current threshold:Ith)、電壓閾值(voltage threshold:Vth)、靜息膜電位(resting membrane potential:Em)、輸入電阻(input resistance:Rin)、細(xì)胞膜時(shí)間常數(shù)(membrane time constant:Tm)、全細(xì)胞電容(whole cell capacitance:Cm)、動(dòng)作電位(action potential)高度及寬度、后超極化(after hyperpolarization:AHP)深度和半衰時(shí)間。結(jié)果:6周齡小鼠脊髓神經(jīng)元基礎(chǔ)膜特性描述1.電生理指標(biāo)1.1對(duì)照組小鼠脊髓神經(jīng)元基礎(chǔ)膜特性(n=27):Em(-64.2±5.7mV)、Ith(11.9±6.9pA)、Rin(1483.3±682.3MΩ)、Tm(41.0±16.6ms)、Cm(27.6±24.3pF)、Vth(-36.9±5.1mV)、APheight(49.9±10.9mV)、AP width(1.3±0.4ms)、AHP depth(21.2±4.5mV)、AHP1/2 decay time(122.0±95.1ms);1.2訓(xùn)練組小鼠脊髓神經(jīng)元基礎(chǔ)膜特性(n=47):Em(-62.2±4.9mV)、Ith(11.7±9.6pA)、Rm(1608.2±586.4MΩ)、Tm(41.1 ±23.3ms)、Cm(28.1 ±24.9pF)、Vth(-40.4±3.2mV)、AP height(52.7±11.9mV)、AP width(1.8±0.6ms)、AHP depth(18.7±5.2mV)、AHP1/2 decay time(117.4±83.0ms)。2.板層分布特性2.1對(duì)照組小鼠脊髓背側(cè)角(dorsalhorn,1-6板層)神經(jīng)元(n=10)和脊髓腹側(cè)(ventrol horn,7/8/10板層)神經(jīng)元(n=17)僅在電流閾值這一指標(biāo)間存在差異:脊髓背側(cè)角神經(jīng)元電流閾值(16.3±4.8pA)顯著高于脊髓腹側(cè)中間神經(jīng)元(9.1±6.4pA),(P0.05)。2.2訓(xùn)練組小鼠脊髓背側(cè)角神經(jīng)元(n=20)和脊髓腹側(cè)中間神經(jīng)元(n=27)各項(xiàng)電生理指標(biāo)均無(wú)顯著差異。3.放電模式按照脊髓神經(jīng)元在受到去極化電流時(shí)的放電情況,可將其劃分為:單峰放電、相位放電和持續(xù)性放電三種類(lèi)型,這三種類(lèi)型的神經(jīng)元在對(duì)照組和訓(xùn)練組小鼠中均有發(fā)現(xiàn)。3.1對(duì)照組單峰放電型神經(jīng)元后超極化電位半衰時(shí)間(25.9± 14.5ms)明顯低于相位放電型神經(jīng)元(159.3±22.1ms)和持續(xù)放電型神經(jīng)元(180.1±58.0ms)(P0.05),電壓閾值(-31.0±5.7mV)顯著高于相位放電型神經(jīng)元(-39.4±7.4mV)和持續(xù)放電型(-39.3±5.4mV)(P0.05);3.2訓(xùn)練組小鼠持續(xù)放電型神經(jīng)元電壓閾值(-40.3±3.3mV,n=21)極顯著低于相位放電型(-35.4±4.5mV,n=18)(P0.01)。特殊放電現(xiàn)象1.六周齡小鼠脊髓神經(jīng)元具有超極化電流激活的膜電位凹,這一現(xiàn)象在對(duì)照組(57%)和訓(xùn)練組(47.6%)小鼠脊髓神經(jīng)元中出現(xiàn)的概率近似。2.本文在電生理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練組小鼠和對(duì)照組小鼠脊髓神經(jīng)元在接受去極化步進(jìn)電流刺激時(shí),均發(fā)現(xiàn)呈陣發(fā)式放電模式(burst)的神經(jīng)元。其中訓(xùn)練組呈現(xiàn)陣發(fā)式放電的兩個(gè)神經(jīng)元分別位于脊髓背側(cè)角第三和第五板層,對(duì)照組中一個(gè)呈現(xiàn)陣發(fā)式放電的神經(jīng)元分布于第七板層。運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)脊髓神經(jīng)元興奮性的調(diào)節(jié)作用1.三周跑臺(tái)訓(xùn)練后,訓(xùn)練組小鼠腹側(cè)中間神經(jīng)元與對(duì)照組在動(dòng)作電位的閾電壓、動(dòng)作電位寬度和后超極化深度等指標(biāo)間存在差異:訓(xùn)練組小鼠脊髓腹側(cè)中間神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏拈撾妷?-40.2±3.2mV,n=27)與對(duì)照組相(-34.9±4.4mV,n=17)相比更加超極化(P0.05);訓(xùn)練組小鼠脊髓腹側(cè)中間神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢粚挾?2.1±0.6ms,n=27)與對(duì)照組(1.3±0.4ms,n=17)相比顯著增加(P0.01);同時(shí)與對(duì)照組(24.1±3.9mV)相比,訓(xùn)練組小鼠脊髓神經(jīng)元后超極化深度(16.6±4.3mV)極顯著減小(P0.01)。2.對(duì)照組小鼠脊髓背側(cè)(1-6板層)神經(jīng)元(n=10)各項(xiàng)電生理指標(biāo)與訓(xùn)練組脊髓背側(cè)(1-6板層)神經(jīng)元(n=20)相比均無(wú)顯著性差異。3.三周跑臺(tái)訓(xùn)練結(jié)束后,訓(xùn)練組小鼠所有的持續(xù)性放電神經(jīng)元(n=22)平均內(nèi)向電阻(1834.0±580.6MΩ)與對(duì)照組(n=13)(1332.1±419.6MΩ)相比顯著增加(P0.05);訓(xùn)練組小鼠所有的相位放電型神經(jīng)元(n=17)平均動(dòng)作電位寬度(1.9±0.4ms)與對(duì)照組(n=9)(1.5±0.5ms)相比顯著增大(P0.05)。結(jié)論:1.運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育敏感期的小鼠脊髓中間神經(jīng)元的興奮性具有明顯的調(diào)節(jié)作用,但這種作用與神經(jīng)元在脊髓板層中的分布有關(guān);2.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可顯著降低脊髓腹側(cè)(7/8/10板層)中間神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的電壓閾值,降低動(dòng)作電位后超級(jí)電位,以及增加動(dòng)作電位的寬度,這些結(jié)果表明:運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可提高腹側(cè)中間神經(jīng)元的興奮性;3.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)脊髓背角(1-6板層)中間神經(jīng)元各項(xiàng)電生理指標(biāo)均未產(chǎn)生顯著差異,說(shuō)明運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)傳遞感覺(jué)信號(hào)的中間神經(jīng)元的興奮性沒(méi)有顯著影響。相比之下,與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的腹側(cè)中間神經(jīng)元對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的反應(yīng)更為敏感;4.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)持續(xù)放電型神經(jīng)元和相位放電型神經(jīng)元興奮性均有明顯提高,表明這兩類(lèi)神經(jīng)元比單峰放電型神經(jīng)元對(duì)運(yùn)動(dòng)干預(yù)的調(diào)節(jié)作用更為敏感。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：G804.2

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4 梁U，

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