目的 探討運動訓練對局灶性腦缺血大鼠學習記憶能力的影響,並運用彌散張量成像(DTI)參數分析運動訓練後大鼠腦組織結構的變化。
方法 24 隻 SPF 級雄性 Sprague-Dawley 大鼠隨機分為假手術組(n=8)、自然恢複組(n=8)和運動訓練組(n=8)。後兩組根據 Longa 改良線拴法製備大鼠左側大腦中動脈閉塞(MCAO)模型。運動訓練組於術後 24 h 進行跑輪訓練,共 14 d。所有大鼠術後第 15 天進行 Morris 水迷宮測試。記錄定位航行實驗中三組大鼠到達平台的潛伏期,空間探索實驗中三組大鼠第 1 次到達平台所在位置的潛伏期、邊界時間百分比、邊界距離百分比、平均速度及遊泳路徑。各組選取 Longa 評分相近的 4 隻大鼠進行磁共振 DTI 掃描,測量腦缺血皮質及海馬區域及對側相應區域的部分各向異性(FA)、軸向擴散係數(λ ‖)和徑向擴散係數(λ ⊥)。
結果 定位航行實驗中,三組大鼠的潛伏期均隨訓練天數的增加呈下降趨勢(P<0.05)。自然恢複組大鼠各時間點潛伏期均大於假手術組(P<0.05);運動訓練組大鼠前 3 d 潛伏期大於假手術組(P<0.05),第 4、 5 天潛伏期與假手術組無顯著性差異(P>0.05),且小於自然恢複組(P<0.05)。空間探索實驗中,自然恢複組大鼠潛伏期、邊界時間百分比及邊界距離百分比均明顯大於假手術組(Z>2.627, P<.01),邊界時間百分比及邊界距離百分比大於運動訓練組(Z>2.521, P<0.05)。三組大鼠平均速度無顯著性差異(P>0.05)。運動訓練 0 組和假手術組的遊泳路徑更優。假手術組大鼠左側皮質感興趣區 FA 及相對 FA(rFA)均高於運動訓練組和自然恢複組(P<0.05),運動訓練組大鼠左側皮質感興趣區 FA 及 rFA 稍高於自然恢複組,但無顯著性差異(P>0.05)。三組大鼠右側大腦皮質感興趣區 FA 無顯著性差異(F=0.532, P=0.607)。假手術組大鼠左側皮質感興趣區 λ ⊥和 λ ‖及相對 λ ‖(rλ ‖)和相對 λ ⊥(rλ ⊥)均低於自然恢複組(P<0.05)。運動訓練組大鼠左側皮質感興趣區λ ⊥和λ ‖及 rλ ‖和 rλ ⊥與自然恢複組及假手術組相比均無顯著性差異(P>0.05)。三組大鼠右側大腦皮質感興趣區 λ ⊥和 λ ‖均無顯著性差異(F<1.030, P>0.05)。三組大鼠雙側海馬感興趣區 FA、 λ ‖及 λ ⊥及相對值均無顯著性差異(F<1.845, P>0.05)。皮質感興趣區 rFA、 rλ ‖、 rλ ⊥及左側λ ⊥與空間探索實驗中潛伏期相關(P<0.05),其中 rλ ⊥與潛伏期相關性較高 r=0.761, P<0.01)。
結論 適當的運動訓練可改善局灶性腦缺血大鼠學習記憶能力,並可促進其皮質缺血區神經纖維損傷修複和減輕血管源性水腫。 DTI 參數中,皮質的 rFA、 rλ ‖、 rλ ⊥及患側皮質區 λ ⊥可能是大鼠局灶性腦缺血後認知功能恢複的有效預測指標,其中 rλ ⊥的預測價值更高。