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研究目的:攻击行为是发生暴力犯罪的主要原因,校园中出现的打架和虐待他人等暴力行为引起了社会各界的关注,如果这种行为得不到改善则会给青少年的身心健康造成极大的危害。暴力性攻击行为的发生受环境、心理和社会等因素影响,但调控攻击行为的神经环路与控制情绪的环路相似,研究证实攻击行为与前额叶皮层、杏仁核和海马等大脑区域结构或功能的异常有关;与5-HT和DA等神经递质也有关;研究还发现大脑BDNF与其受体TrkB结合后可通过激发各种信号通路发挥保护大脑健康的作用。运动是预防和辅助治疗心血管和肥胖症等疾病的有效措施,同时也可预防大脑相关疾病;有研究发现规律的运动可有效降低抑郁、焦虑和愤怒等负面情绪,具有改善情绪和调节心情的作用;而攻击性也是诸多负面情绪中的一种。研究已证实运动可以改善大鼠攻击行为,在此基础上本文讨论运动是否通过PKA-CREB-BDNF信号通路升高BDNF表达量和5-TH共同作用缓解大鼠攻击行为,对运动改善攻击行为的生物机制进行探讨和补充,为运动缓解攻击行为提供更充分的理论依据,进一步减少攻击行为的发生频率。研究方法:1、实验动物及模型:本研究的实验动物选用3月龄健康雄性SD大鼠50只,体重约200g,于实验室适应性饲养一周,选用居住-入侵方式建立攻击模型,并随机分为A安静对照组:群居,不做处理;B模型组:单笼饲养,入侵3周;C模型运动组:单笼饲养,入侵3周,6周游泳运动训练;D运动组:群居,6周游泳运动训练:E入侵组:群居,入侵单笼居住大鼠。2、实验方法:选用攻击行为测试实验、旷场实验和Morris水迷宫实验检测各组大鼠行为学指标;然后取材进行生化指标测试,采用Elisa实验测定各组大鼠前额叶皮质和血液中5-HT含量,Western blot实验检测各组大鼠前额叶皮质PKA、CREB和BDNF及其受体TrkB蛋白表达量。研究结果:1、体重测试实验结果:在建立居住-入侵攻击模型和6周游泳运动过程中各组大鼠体重呈现不同程度的增长趋势。2、攻击行为测试结果:建模结束后建模两组大鼠潜伏期和攻击次数分别相比较均未呈现显著性差异;运动6周后与模型组相比,模型运动组大鼠的潜伏期呈现极显著性增加(P<0.01),大鼠攻击次数呈现显著性减少(P<0.05)。3、旷场实验结果:适应1周后,各组大鼠的活动总路程、站立次数和修饰次数分别相比都没有显著性差异;3周建模后分别与安静组相比,只有建模两组大鼠的活动总路程、站立次数和修饰次数均呈现显著性减少(P<0.05);运动6周后,模型运动组大鼠的活动总路程分别与模型组、运动组相比均呈现显著增加(P<0.05),模型运动组大鼠的修饰次数分别与安静组、运动组相比均呈现显著性减少(P<0.05)。4、Morris水迷宫实验结果:建模结束后,在空间航行实验的第4天运动组大鼠的潜伏期与模型组相比呈现显著性减少(P<0.05),而各组大鼠空间探索实验的三个指标分别相比均无显著性差异。运动6周后,空间航行实验的第2、3、4天运动组大鼠的潜伏期比模型组都显著减少(P<0.05),第4天模型运动组比模型组显著减少(P<0.05);在空间探索实验中模型组大鼠的站台穿越次数、第三象限活动时间分别与运动组相比均呈现显著性减少(P<0.05)。5、Elisa实验结果:模型组大鼠前额叶皮质和血液中5-HT含量分别与安静组相比较均显著性降低(P<0.05);运动组大鼠前额叶皮质和血液中5-HT含量分别与模型组相比较均显著性升高(P<0.05);模型运动组大鼠血液中5-HT含量比模型组显著性升高(P<0.05)。6、Western blot实验结果:与安静组相比,模型组大鼠前额叶皮质中PKA和TrkB蛋白表达量均呈现显著性降低(P<0.05),而CREB和BDNF蛋白表达量均呈现极显著性降低(P<0.01),模型运动组CREB和BDNF蛋白表达量均呈现显著性降低(P<0.05),运动组前额叶皮质中BDNF和TrkB蛋白表达量均呈现极显著性升高(P<0.01);与模型组相比,模型运动组前额叶皮质中PKA和CREB蛋白表达量均呈现显著性升高(P<0.05),运动组前额叶皮质中CREB、BDNF和TrkB蛋白表达量都呈现极显著性升高(P<0.01),而运动组前额叶皮质中PKA蛋白表达量呈现显著性升高(P<0.05);与运动组相比,模型运动组大鼠前额叶皮质中CREB、BDNF蛋白表达量均呈现极显著性降低(P<0.01)。7、大鼠前额叶5-HT含量、PKA、CREB、BDNF蛋白表达量相关性分析结果:大鼠前额叶皮质5-HT含量与PKA蛋白表达量在0.05水平上呈现显著正相关;大鼠前额叶皮质5-HT含量与BDNF、PKA与CREB、CREB与BDNF蛋白表达量均在0.01水平上呈现显著正相关。研究结论:1、居住-入侵攻击模型大鼠对外界环境的探究行为降低,且空间学习记忆能力减弱;但经过6周游泳运动训练后攻击行为大鼠的行为得到改善,并且学习记忆能力提高。2、6周游泳运动训练可以提高大鼠前额叶皮质和血液中5-HT水平,并缓解大鼠攻击行为。3、6周游泳运动训练通过增加大鼠前额叶皮质BDNF蛋白表达来减缓攻击行为,相关机制可能是:5-HT与其受体作用后通过PKA-CREB-BDNF介导的通路提升BDNF的表达,促使BDNF发挥保护和促进神经活性的作用来减缓攻击行为。