运动锻炼对雌激素缺乏或慢性应激所致抑郁样行为的影响

发布时间：2017-08-09 20:38

  本文关键词：运动锻炼对雌激素缺乏或慢性应激所致抑郁样行为的影响

  更多相关文章： 雌激素 慢性应激 抑郁 BDNF 炎性因子 IDO 5-HT

【摘要】：抑郁症是一种全球性的精神卫生问题，具有高发病率、高死亡率和高致残率的特点。以往的研究结果表明：应激和性激素与抑郁症的发生密切相关。性激素中的卵巢激素特别是雌性激素在抑郁症的发生中起着重要作用。例如，在雌激素水平低下的围绝经期，女性罹患抑郁症的风险大大增加。通过去卵巢手术从源头上阻断大鼠体内雌激素来源能够使其出现抑郁样行为。给予啮齿类动物慢性不可预见温和应激（CUMS）也能够导致其出现抑郁样行为。然而，迄今为止对于抑郁症尚缺乏高效安全的防治措施，究其根本原因，是这一疾病的病因和发病机制尚未完全阐明。多年来的研究表明，运动锻炼不仅能增强心肺功能，也可调节机体情绪反应等。此外，临床研究还证实，体育锻炼能够明显减轻抑郁症患者抑郁症状。 临床研究和动物实验结果表明，神经营养因子如脑源性生长因子（BDNF）与抑郁症的发生密切相关。如动物实验发现，表现出抑郁样行为的去卵巢大鼠其脑内BDNF表达降低。此外，还有研究认为吲哚胺2,3双加氧酶和炎症反应在CUMS所导致的抑郁样行为中起着重要作用。那么运动锻炼能否通过影响脑内BDNF和炎性因子表达来发挥抗抑郁效应呢？目前并不清楚。 因此，本研究主要研究以下两个问题：（1）运动锻炼对OVX大鼠抑郁样行为、海马BDNF及其受体表达的影响。（2）运动锻炼对CUMS所致抑郁样行为、脑内炎性因子和IDO表达的影响。 主要实验流程和实验结果如下： 第一部分：运动锻炼改善雌激素缺乏所致大鼠抑郁样行为的机制研究 1.实验流程： 56只成年SD大鼠，体重200±20g，饲养在光照均匀的动物房内，温度22±2℃，湿度50±10%，自由饮食。取24只动物随机分为Sham、OVX和OVX-E2组(n=8)。模型建立完成后检测其抑郁样行为和海马BDNF及其受体TrkB表达水平。 为了研究运动锻炼对大鼠抑郁样行为的影响，我们将另外32只大鼠随机分为Sham组、Sham-Ex组、OVX组和OVX-Ex组(n=8)。大鼠进行OVX手术1周后，进行适应性跑台锻炼训练。开始锻炼强度为：跑道倾角0°，速度15m/min，匀速跑15min。接下来3天跑道倾角不变，逐步增加训练强度和时间（增加速度为1m/min d，增加时间为15min/d）至速度为18m/min、时间为60min，每周固定时间训练5天，休息2天，持续7周。训练结束后进行旷场实验和悬尾实验，并用ELISA方法检测海马BDNF水平，用Western blotting方法检测TrkB表达情况。 2.实验结果： Sham组、OVX组和OVX-E2组三组大鼠旷场实验结果显示：与Sham组相比，OVX组大鼠总活动路程、穿越场中心次数明显降低，不动次数明显增加(P 0.01)；悬尾实验结果显示：OVX组大鼠悬尾不动时间明显增加，给予OVX大鼠E2替代治疗8周均能够逆转上述效应(P 0.01)。ELISA方法检测三组大鼠海马和前额皮质BDNF结果表明：OVX组大鼠海马BDNF含量较Sham组显著降低，同时给予外源性的E2替代治疗8周能够逆转这一现象(P 0.01)。而在前额皮质中，三组动物BDNF含量则无明显差异。Sham组、OVX组和OVX-E2组大鼠海马、前额皮质TrkB表达无明显变化。 同样，Sham组、Sham-Ex组、OVX组和OVX-Ex组四组大鼠旷场实验结果显示：与Sham组相比，OVX组大鼠总活动路程、穿越场中心次数明显降低，不动次数明显增加(P 0.01)；悬尾实验结果表明：OVX组大鼠悬尾不动时间明显增加(P 0.05)，给予OVX大鼠运动锻炼7周后均能够逆转上述指标。ELISA方法检测四组大鼠海马和前额皮质BDNF结果表明：OVX组大鼠海马BDNF较Sham组显著降低，运动锻炼7周能够逆转这一现象(P 0.01)，同时Sham-Ex组BDNF较Sham组明显升高(P 0.05)。而在前额皮质中，四组大鼠BDNF含量无统计学差异。 第二部分：运动锻炼对慢性应激所致抑郁样行为的影响 1.实验流程： 成年SD大鼠，体重220±20g，饲养在光照均匀的动物房内，温度22±2℃，湿度50±10%，自由饮食。我们将大鼠随机分为对照组（Con组）、CUMS组、对照+游泳锻炼组（Con+Swimming组）、CUMS+游泳锻炼组（CUMS+Swimming组）。1周后，大鼠接受21天各种不同应激刺激，包括倾斜鼠笼（45°,24h）、潮湿垫料（每笼注200ml水,24h）、冰水游泳（4℃,5min）、热水游泳（45℃,5min）、禁食（48h）、禁水（24h）、水平振荡（1次/s,10min）、夹尾（距尾根1cm,1min）、昼夜颠倒（24h）等，每天随机安排一种应激刺激，同一应激刺激不连续采用。Con组大鼠正常饲养。 大鼠进行无负重游泳锻炼。游泳装置为100cm×60cm×80cm的玻璃缸，水深60cm；水温保持在32±1℃。游泳锻炼安排在每天固定时间(9:00-11:00a.m.)。建模完成后运用糖水实验、旷场实验和悬尾实验检测其抑郁样行为，用ELISA方法检测炎性因子、5-HT和IDO的表达。 2.实验结果： 糖水消耗实验结果表明：与Con组相比，CUMS组大鼠24h糖水消耗百分比明显降低，Con+Swimming组大鼠24h糖水消耗百分比明显增加(P 0.01)；与CUMS组相比，CUMS+Swimming组大鼠24h糖水消耗百分比明显增加(P 0.01)。旷场实验结果表明：与Con组相比，CUMS组大鼠探洞次数、站立次数和中央活动路程均显著减少(P 0.01)；与CUMS组相比，，CUMS+Swimming组大鼠探洞次数、站立次数(P 0.05)、中央活动路程均明显增加(P 0.05)。强迫游泳实验结果显示：与Con组相比，CUMS组大鼠不动时间明显增加；与CUMS组相比，CUMS+Swimming组大鼠不动时间显著减少(P 0.01)。 进一步，我们通过ELISA试剂盒检测了Con组以及CUMS组大鼠前额皮质IFN-γ、TNF-α和IL-1β等促炎细胞因子以及IDO、5-HT的表达情况。实验结果显示：与Con相比，CUMS组大鼠前额皮质IFN-γ(P 0.01)、TNF-α(P 0.05)和IL-1β(P 0.01)水平显著升高，IDO的水平显著增加、5-HT含量明显减低(P 0.01)。 结论： 1.雌激素缺乏导致大鼠出现抑郁样行为，给予外源性雌激素和运动锻炼能够缓解这一现象。 2.雌激素缺乏大鼠海马BDNF含量减少，给予外源性雌激素和运动锻炼能够增加OVX大鼠海马BDNF含量；雌激素水平和运动锻炼对前额皮质BDNF水平，前额皮质和海马TrkB表达无明显影响。 3. CUMS能够导致大鼠出现抑郁样行为，而运动锻炼能够明显缓解这一抑郁样行为。CUMS导致大鼠前额皮质促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α和IL-1β水平升高，IDO含量增加而5-HT含量减少。
【关键词】：雌激素 慢性应激 抑郁 BDNF 炎性因子 IDO 5-HT
【学位授予单位】：上海体育学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：G804.2
【目录】：

• 摘要7-10
• Abstract10-14
• 缩写词表14-15
• 1.前言15-17
• 2.实验一：运动锻炼改善雌激素缺乏所致大鼠抑郁样行为的机制研究17-51
• 2.1. 前言17-18
• 2.2. 材料与方法18-30
• 2.2.1. 主要仪器与试剂18-21
• 2.2.2. 实验方法21-30
• 2.2.2.1. 建立 OVX 大鼠模型23
• 2.2.2.2. 运动锻炼实验23
• 2.2.2.3. 旷场实验23-24
• 2.2.2.4. 悬尾实验24-25
• 2.2.2.5. 动物处死及标本的获取25-26
• 2.2.2.6. 血清 E2的测定26
• 2.2.2.7. BDNF 的测定26-27
• 2.2.2.8. 蛋白质免疫印迹分析27-29
• 2.2.2.9. 统计方法29-30
• 2.3. 实验结果30-46
• 2.3.1. 雌激素缺乏导致大鼠出现抑郁样行为30-34
• 2.3.1.1. OVX 大鼠雌激素水平结果30-31
• 2.3.1.2. 旷场实验结果31-33
• 2.3.1.3. 悬尾实验结果33-34
• 2.3.2. 雌激素缺乏导致大鼠出现抑郁样行为的可能机制34-37
• 2.3.2.1. 雌激素缺乏大鼠海马 BDNF 含量明显降低34-36
• 2.3.2.2. 雌激素缺乏大鼠海马和前额皮质 TrkB 无明显改变36-37
• 2.3.3. 运动锻炼改善雌激素缺乏所致大鼠抑郁样行为37-42
• 2.3.3.1. 运动锻炼增加 OVX 大鼠血清 E2水平37-39
• 2.3.3.2. 旷场实验结果39-41
• 2.3.3.3. 悬尾实验结果41-42
• 2.3.4. 运动锻炼改善雌激素缺乏所致抑郁样行为的可能机制42-46
• 2.3.4.1. 运动锻炼增加雌激素缺乏大鼠海马 BDNF 含量42-43
• 2.3.4.2. 运动锻炼对 OVX 大鼠海马和前额皮质 TrkB 表达无影响43-46
• 2.4. 讨论46-50
• 2.4.1. 雌激素缺乏导致大鼠出现抑郁样行为46
• 2.4.2. 雌激素缺乏导致大鼠抑郁样行为的可能机制46-47
• 2.4.3. 运动锻炼改善雌激素缺乏所致大鼠抑郁样行为47-48
• 2.4.4. 运动锻炼改善雌激素缺乏所致大鼠抑郁样行为可能机制48
• 2.4.5. 实验中的不足48-50
• 2.5. 结论50-51
• 3.实验二：锻炼对慢性应激所致抑郁样行为的影响51-71
• 3.1. 前言51-52
• 3.2. 材料与方法52-58
• 3.2.1. 主要仪器与试剂52-53
• 3.2.2. 实验方法53-58
• 3.2.2.1. 建立 CUMS 大鼠模型54
• 3.2.2.2. 运动锻炼方案54
• 3.2.2.3. 糖水消耗实验54-55
• 3.2.2.4. 联合开场实验55
• 3.2.2.5. 强迫游泳实验55-56
• 3.2.2.6. 动物处死及标本的获取56
• 3.2.2.7. 炎性细胞因子、IDO 和 5-HT 的检测56-57
• 3.2.2.8. 统计方法57-58
• 3.3. 实验结果58-68
• 3.3.1. CUMS 和游泳锻炼对大鼠抑郁样行为的影响58-62
• 3.3.1.1. 糖水消耗实验结果58-59
• 3.3.1.2. 联合开场实验结果59-61
• 3.3.1.3. 强迫游泳实验结果61-62
• 3.3.2. CUMS 导致大鼠出现抑郁样行为的可能机制62-68
• 3.3.2.1. CUMS 导致前额皮质促炎细胞因子水平增加62-65
• 3.3.2.2. CUMS 导致前额皮质 IDO 水平增加 5-HT 含量减少65-68
• 3.4. 讨论68-70
• 3.4.1. 慢性应激对抑郁样行为的影响68
• 3.4.2. 运动锻炼对慢性应激所致抑郁样行为的影响68-69
• 3.4.3. 慢性应激导致抑郁样行为的可能机制69-70
• 3.4.4. 实验中的不足70
• 3.5. 结论70-71
• 4.参考文献71-77
• 5.综述一：抑郁症发病机制研究进展77-95
• 参考文献86-95
• 6.综述二：雌激素缺乏与抑郁症95-101
• 参考文献97-101
• 在读期间发表论文及获得基金情况101-102
• 在读期间获得专利情况102-103
• 致谢103

【共引文献】

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本文编号：647224