运动预处理通过上调GLT-1诱导脑缺血耐受

发布时间：2019-11-23 04:34

【摘要】：目的：短暂性的轻微脑缺血可对接下来的严重缺血产生部分保护作用，此现象称为脑缺血耐受。近年来研究发现，不仅仅是缺血，其他多种预处理方式均可使机体对后续严重缺血产生耐受。而运动预处理作为较安全的预处理方式受到广泛关注。以往研究表明缺血性卒中发生之前进行运动训练能够通过作用于谷氨酸系统使脑组织对后续发生的严重损伤产生较强的耐受能力，但是其作用于谷氨酸系统发挥神经保护功能的通路及其所涉及的相关机制有待于进一步阐明。谷氨酸是中枢神经系统内主要兴奋性神经递质，对维持正常脑功能非常重要。高浓度的谷氨酸具有严重的神经毒性。因此，降低脑缺血时细胞外液的谷氨酸浓度对减轻脑损伤至关重要。脑内细胞外没有谷氨酸代谢酶，脑内细胞外的谷氨酸稳态的维持主要依靠高亲和力兴奋性氨基酸转运体系统（excitatory amino acidtransporters,EAATs）。目前已经克隆出了五种高亲和力谷氨酸转运体：EAAT1(GLAST)、EAAT2、EAAT3(EAACl)、EAAT4、EAAT5。EAAT2主要分布于星形胶质细胞膜上，又称为胶质细胞谷氨酸转运体-1（glialglutamate transporter-1，GLT-1）。GLT-1在清除突触间隙谷氨酸、维持谷氨酸低浓度、防止谷氨酸神经毒性方面发挥重要作用。本实验研究目的之一：缺血前运动训练是否通过GLT-1作用于谷氨酸系统而减轻脑缺血发生后的脑损伤。Watanabe等通过两种脑缺血动物模型和一种细胞氧糖剥夺模型证明mitoKATP在脑缺血耐受机制中发挥重要作用。国内学者Wang和Yang的研究表明：mitoKATP可通过作用于谷氨酸系统而诱发脑缺血耐受而发挥神经保护作用。近期研究表明：抑制mitoKATP能够消除运动训练的抗心律失常作用，综上所述，运动训练能够通过mitoKATP所介导的信号通路而作用于谷氨酸系统而发挥神经保护作用。关于mitoKATP的下游通路，有实验报道，PI3-K抑制剂wortmannin能够消除mitoKATP激动剂发挥的对抗谷氨酸系统神经毒性而发挥的神经保护作用。从而证明PI3-K在谷氨酸介导的脑缺血耐受机制中发挥重要作用。Matejíková等研究结果表明PI3-K/AKT参与了mitoKATP激动剂所诱发的心脏缺血耐受机制。Li等研究结果表明，PI3-k能够调控GLT-1在神经胶质细胞中表达。本实验研究目的是研究运动预处理是否通过PI3/AKT作用于GLT-1，增强神经胶质细胞谷氨酸重摄取能力，发挥神经保护功能。方法: SD雄性大鼠54只分为三组：假手术组（n=18），缺血组（n=18），运动训练加缺血组（n=18）。运动训练组大鼠经过三周跑台训练后与另外缺血组大鼠接受大脑中动脉梗塞/再灌注的手术。术后24小时，每组6只大鼠用于神经行为学评定后检测脑梗死体积，每组6只大鼠用于westernblot检测总蛋白激酶B（total-PKB，亦称AKT）、磷酸化蛋白激酶B(P-PKB,亦称p-AKT)及磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）的水平，每组6只大鼠用于western blot检测谷氨酸转运体-1（GLT-1）水平.神经行为学评定及脑梗死体积采用t检验比较缺血组与运动训练加缺血组之间的差异，其余各项指标的组间比较均采用单因素方差分析进行统计学处理。结果:神经功能缺损评定：由于假手术组并未真正发生脑缺血，故假手术组大鼠的神经行为学评定均为0分。运动训练加缺血组的神经功能缺损评分低于缺血组，差异具有统计学意义（P0.05）。脑梗死体积：由于假手术组并未真正发生脑缺血，故假手术组大鼠的脑梗死体积均为0立方毫米。运动训练加缺血组的脑梗死体积小于缺血组，差异具有统计学意义（P0.05） GLT-1蛋白表达水平：三组大鼠之间GLT-1表达水平有差异，差异具有统计学意义（P0.05）。运动训练加缺血组大鼠GLT-1表达水平高于缺血组大鼠GLT-1表达水平，差异具有统计学意义（P0.05）； PI3K、P-AKT(p-PKB)蛋白表达水平：三组大鼠之间的P-AKT蛋白表达水平有差异，差异具有统计学意义（P0.05）。运动训练加缺血组的PI3K、P-AKT蛋白表达水平高于缺血组大鼠PI3K、 P-AKT蛋白表达水平，差异具有统计学意义（P0.05）；结论:本实验研究结果表明运动预处理通过PI3K/AKT作用于GLT-1，增强神经胶质细胞对谷氨酸的重摄取作用，减轻神经毒性，，发挥脑缺血耐受功能。这一研究结果为缺血性脑卒中的预防和治疗拓展了思路。
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R743.31

【引证文献】