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研究目的: 衰老是一种正常而复杂的生理过程,探究衰老机制并寻求有效延缓衰老的方法是生命科学研究的重点。近年来许多学者提出了炎性衰老的概念,又称为免疫衰老,是先天免疫被激活而导致的炎性因子表达升高的现象。炎性衰老与帕金森、阿尔兹海默症、动脉粥样硬化、心脏病、多发性硬化症以及急性侧索硬化等神经退行性疾病密切相关。众所周知在中枢神经系统中起主要功能的是神经元,胶质细胞是神经元生活的环境,数量为神经元的6-10倍,近年来,人们对胶质细胞深入研究发现胶质细胞在应激过程中激活并释放炎性因子,可导致机体炎性衰老。 近年来运动延缓衰老的方法的到了人们广泛的认可,其中机制与自由基衰老有关,本实验通过D-半乳糖制作衰老模型,探究炎性衰老过程胶质细胞的变化。并采用衰老同时有氧运动、衰老后有氧运动两种干预方式,探究在衰老进程中,运动对不同阶段星形胶质细胞,小胶质细胞和TNF-α表达的影响,为探索有效延缓衰老的运动生活方式提供理论依据。 研究方法: 8周龄雄性SD大鼠50只随机分为五组,分别为安静组(A组)、衰老组(S组)、衰老同时运动组(YS组)、衰老后安静组(SA组)、衰老后运动组(SY组)。后四组均每天颈背部皮下注射D-半乳糖150m g/kg/d,持续6周,A组每天颈背部皮下注射同体积0.9%的生理盐水;YS组在注射的1-6周进行游泳运动,每周训练3次,隔天训练,每次60分钟;SY组在注射结束后的第7-12周采取同样的运动方式。A组、S组、YS组于第六周末,SA组、SY组第12周末取海马部位,采用HE染色观测海马组织细胞形态、采用免疫组化技术检测GFAP、CD11b和TNF-α的表达水平。 研究结果: 1、海马HE染色:A组光镜下HE染色海马CA1区形态结构没有明显改变,神经细胞排列均匀,结构完整,染色质均一,无明显细胞丢失;S组、YS组、SA组、SY组与A组相比,大鼠海马锥体细胞层细胞列稀疏、紊乱,细胞间隙增大,可见核固缩;YS组与S组相比,YS组细胞间隙小,细胞排列较紧密、整齐;SY组与SA组无明显差异。 2、GFAP免疫组化结果:S组、YS组、SA组、SY组与A组相比,阳性反应颜色加深、星形胶质细胞明显增殖、细胞体积增大、突起增多变粗大,累积光密度值IOD明显增大,有极显著性差异(P<0.01); YS组与A组相比GFAP阳性细胞数增多,累积光密度值IOD增大,有极显著性差异(P<0.01); YS组比S组GFAP累积光密度值IOD减小20.5%,有极显著性差异(P<0.01); SA组与SY组相比没有显著性差异(P>0.05)。 3、CD11b免疫组化结果:S组、YS组、SA组、SY组与A组相比CD11b阳性率升高,阳性反应颜色加深,细胞体积增大、MG形态差别大,MG胞体呈圆形或延长,阳性细胞数明显增多,累积光密度值IOD明显增大,有极显著性差异(P<0.01); YS组比S组CD11b累积光密度值IOD减小18.4%,有显著性差异(P<0.05); SY组与SA组相比没有显著性差异(P>0.05)。 4、TNF-α免疫组化结果:S组、YS组、SA组、SY组与A组相比TNF-α阳性细胞数明显增多;累积光密度值IOD明显增大,有极显著性差异(P<0.01); YS组与A组相比TNF-α阳性细胞数增多,累积光密度值IOD增大,有显著性差异(P<0.05);累积光密度值IOD减少30.1%,有极显著性差异(P<0.01); SY组与SA组相比没有显著性差异(P>0.05)。 研究结论: 1、连续注射D-半乳糖的过程中,星形胶质细胞和小胶质细胞过度激活并释放TNF-α等炎性因子可以导致机体的炎性衰老。 2、在衰老早期进行有氧运动,可以使中枢神经系统胶质细胞活化减少,TNF-α表达减少;从而降低大脑炎症水平,有助于延缓衰老和预防神经退行性疾病的发生和发展。 3、衰老进程后期,由于胶质细胞过度激活释放大量TNF-α等炎性因子导致神经元出现了一定程度的损伤。此时进行有氧运动对中枢神经系统炎性衰老有缓解的趋势,但效果不显著。 4、延缓衰老采用中等强度有氧运动效果较好,运动可以有效延缓衰老,但不能逆转衰老,老年人越早开始运动延缓衰老效果越明显。