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研究目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种与年龄相关的不可逆的神经退行性疾病,其发病率在世界范围内正逐渐增加。它的临床表现主要为记忆丢失和认知功能障碍,患者晚期独立生活能力丧失,生活质量严重下降。目前AD在临床上无法治愈,治疗以减少β淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)的产生和加快Aβ的清除为方向,起到减缓或延迟病情的发生和发展。近些年,国内外研究表明,相对于药物治疗,运动干预作为非药物疗法对AD的治疗有着一定的作用和效果,并且无副作用。AD的发病机制复杂,氧化应激是推动AD发生的一重要致病因素。因此,研究提高机体抗氧化应激的能力是延缓AD进程的重要方向。核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,b ZIP)家族的一个成员。Nrf2是调节人体内源性抗氧化防御系统的主要开关,并且激活Nrf2及其相关通路在神经退行性疾病中起到保护作用。有关Nrf2及相关信号分子在运动干预AD脑组织的分子机理尚无系统研究报道。本研究旨在探讨中等负荷的运动对AD模型大鼠学习记忆能力的影响,以及Nrf2相关通路在AD中调控抗氧化应激的作用和分子机制,可能为研究探索AD发病机制和治疗方案开辟新的思路。研究方法:本研究选取60只健康雄性SD(Sprague-Dawley)大鼠为研究对象,2.5月龄,按体重随机分为3组。分别为正常对照组(Normal Control Group,NC组)20只、AD模型对照组(Alzheimer Control Group,AC组)20只、AD模型训练组(Alzheimer Exercise Group,AE组),20只。正常对照组:每日上午大鼠腹腔注射生理盐水,剂量为160mg/Kg,常规饲养,共8周。AD模型对照组:每日上午大鼠腹腔注射D-半乳糖与三氯化铝,剂量分别为120mg/kg、40mg/kg,常规饲养,共8周。AD模型训练组:每日上午同AD模型对照组一样注射D-半乳糖(120mg/kg)与三氯化铝(40mg/kg),下午进行跑台运动,常规饲养,共8周。大鼠跑台运动方案:第1周训练5天,每天训练15min,跑速10m/min,坡度0°,休息2天。第2周训练5天,每天训练30min,跑速15m/min,坡度0°,休息2天。第3-5周训练5天,每天训练40min,跑速15m/min,坡度5°,休息2天。第6-8周训练5天,每天训练50min,跑速15m/min,坡度5°,休息2天。记录跑台训练前后各组大鼠的体重及观察大鼠一般情况。第9周用Morris水迷宫检测各组大鼠学习记忆能力。HE染色观察各组大鼠海马部位神经元形态结构的变化。免疫组织化学法检测各组大鼠皮质和海马中HO-1、NQO1的表达。化学比色法检测各组大鼠皮质和海马组织谷胱甘肽过氧化氢酶(GSH)含量,超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。Western Blot法检测各组大鼠皮质和海马中HO-1、NQO1的表达水平。采用SPSS19.0软件分析处理,结果以均数±标准差(?±SD)表示。水迷宫定位航行实验数据采用两因素重复测量的方差分析,组间两两比较为LSD-t检验。其它指标多组间比较采用单因素方差分析,组间差异采用LSD-t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。研究结果:Morris水迷宫定位航行实验结果显示,各组大鼠的逃避潜伏期随着测试次数的增加均缩短。第一天,各组之间的逃避潜伏期无显著性差异;第二天,与NC组相比,仅AC组的逃避潜伏期明显增加(P<0.01),与AC组相比,AE组逃避潜伏期却显著缩短(P<0.05);在第3-5天,与NC组相比,AC组与AE组的逃避潜伏期均明显增加(P<0.01,P<0.05)。与AC组相比,AE组的逃避潜伏期明显缩短(P<0.05)。第6天的空间探索实验结果显示,与NC组相比,AC组与AE组的目标象限停留时间和穿越平台次数明显更少(P<0.01,P<0.01)。与AC组相比,AE组的目标象限停留时间和穿越平台次数明显增多(P<0.01,P<0.05)。HE染色结果显示,NC组神经元细胞排列整齐,细胞结构完整,细胞密集度高,细胞形态一致。AC组神经元细胞排列紊乱,细胞数目减少,间隙增多且大小不一,细胞的结构形态各异,出现大量的细胞死亡,细胞核凝结,固缩。AE组神经元细胞整体排列整齐,仅出现部分胞体缩小,细胞核凝结。免疫组织学结果显示,海马部位HO-1、NQO1蛋白均表现为:NC组的最高,AE组次之,AC组最低。酶活性结果显示,在海马与皮质中,与AC组相比,AE组SOD活性、GSH含量均显著增加(P<0.05,P<0.05),MDA含量明显降低(P<0.05)。Western Blot结果显示,在大脑皮质中,AC组和AE组HO-1、NQO1的相对表达量明显低于NC组(P<0.01),而与AC组相比,AE组HO-1、NQO1的相对表达量显著增加(P<0.05,P<0.01)。在大脑海马部位,NC组HO-1、NQO1的相对表达量高于AC和AE组,差异极具显著性(P<0.01,P<0.05),而AC与AE组的HO-1、NQO1的相对表达量也存在差异,AC组的含量更低(P<0.01)。研究结论:(1)8周跑台运动能有效改善AD模型大鼠的学习与记忆能力。(2)8周跑台运动能使AD模型大鼠大脑皮质和海马SOD、GSH活性增高,MDA含量降低,减弱了AD进程中机体的氧化应激,减缓AD的进程。(3)8周跑台运动通过激活Nrf2通路下游分子HO-1、NQO1的表达,从而增强AD模型大鼠内源性抗氧化系统的防御能力,以改善AD模型大鼠的学习与记忆。