游泳训练对抑郁模型小鼠行为学的影响

2016年12月岭南师范学院学报Dec. 2016第37 卷第 6 期J O U R N A L O F L IN G N A N N O R M A L U N IV E R S IT Y V o l.37 N o. 6游泳训练对抑郁模型小鼠行为学的影响刘紫荆，罗齐军，王小川(岭南师范学院体育科学学院，广东湛江524048)摘要：目的：观察游泳训练干预对抑郁模型小鼠行为学的影响，探讨游泳训练抗抑郁的效果.方法：对24只雌性小鼠随机分为正常型组、游泳组、模型组，每组8只，采用分箱饲养（1鼠1箱）.游泳组和模型组采用应激刺激包括夹尾（止血钳，距尾根1 cm, 1 m in)、电击足底（0. 8 m A,5s)、冷水游泳（4S C，5 m in)、热刺激（45 s C，5m in)、明暗颠倒（24 h)、停食（24 h)、停水（24 h)，每天随机刺激小鼠一次（共36 d)，同时游泳组每天接受游泳训练干预，训练进行6周，实验期间分别于7 d、14 d、28 d和42 d测定各组动物的O P E N —F IE L D T E S T T行为学评分和体重，6周后取腎上腺称重并计算其相对重量.结果：在实验末期，游泳组与模型组小鼠比较，游泳组的0P E N—F IE L D T E S T行为学水平活动和垂直活动得分要显著高于模型组（P<0.05);游泳组腎上腺重量稍低于模型组，但两组之间没有显著性差异（P>0. 0 5).结论：游泳锻炼在小鼠抑郁模型实验可以发挥抗抑郁症效果，在一定程度上能有效减轻或缓解抑郁症进展.关键词：游泳训练；抑郁；行为学中图分类号：G804. 63 文献标志码：A文章编号：1006 — 4702(2016)06 — 0116 — 06抑郁症是危害人类身心健康的常见病，抑郁症的发病率随着人们的社会生活节奏加快和 工作压力的增加呈逐年上升的趋势.据预测2020年抑郁症将成为人类的第二杀手[1].抑郁症 给患者带来很大的精神痛苦，增加医疗机构负担，还带来很大的经济损失.因此，预防抑郁症的 发生也显得很重要.锻炼心理学的研究成果表明，运动锻炼具有改善消除人们不良的情绪的作 用[2].动物模型模拟人类疾病状态的程度直接影响实验研究结果的价值，应激抑郁模型的建模 手段与临床抑郁患者病因着一定的相似性.本实验采用慢性应激刺激小鼠建立抑郁模型，同时 进行游泳训练干预，观察这动物的行为学指标、体重和肾上腺重量的变化，评价游泳训练抗抑 郁效果.据了解，国内外抑郁症的发病率以女性高于男性，而综观诸研究报道以雄性动物作为 研究对象占极大多数，这与抑郁症的临激期间床实际不符.因此，本研究以雌性动物作为研究 对象，探讨游泳训练对处在慢性应动物行为学指标、肾上腺重量和体重的比值水平的影响，探 索非药物治疗干预途径.收稿日期：2016 —11 一05基金项目：岭南师范学院自然科学基金资助项目（L1208).作者简介：刘紫荆，女，岭南师范学院体育科学学院实验师.第6期刘紫荆等：游泳训练对抑郁模型小鼠行为学的影响1171材料与方法1.1实验动物及分组健康雌性昆明种小鼠24只（体重约30 g，6周龄，广东医学院实验动物中心提供），在自由 饮食、光/暗适宜的条件下正常饲养.对所有动物适应饲养1周，随机分为正常组、模型组、游泳 组，每组8只.1.2实验器材电动圆桶游泳池秒表，自制敞箱[3](80 c m X80 c m X80 cm,周壁为黑色，底部等分为16 c m X16 c m的25个方格），J A3008型电子分析天平（上海精密分析天平厂）；恒温箱，摄象机 (曰本佳能）.1.3实验方法抑郁模型的建立[4]:除正常组正常饲养外，模型组和游泳组组每天随机接受慢性中等不可 预知应激刺激，刺激因素包括夹尾（止血#距尾根1c m处夹尾，1m in)、电击足底（0. 8m A，4：s)、冰水强迫游泳（5m in)、热刺激（45 °C/5 m in)、明暗颠倒（24 h)、停食（24 h)、停水(24 h)，应激刺激的每项刺激1周进行1次，刺激共进行36 d.游泳训练干预：正常组和模型组正常饲养，游泳组进行游泳训练.游泳组训练方法：第1周进行游泳适应性训练，第1天训练10 m in/d，第2、3 d训练15 m in/d，第4 d训练20 m in/d，第5d训练25 m in/d，中间休息3 m in，后2 d训练30 m in/d，中间休息5m in. 1周后游泳训练每 次30 m in/d，中间休息3 m in，共训练6周.在训练期间除了 36 d的应激刺激外，同时，敞箱实 验每周进行1次，体重每周称1次，并做好记录.1.4 Open-Field T est动物行为学指标测试Open-Field T e s t行为学测试参照文献[3]和[5]改进的方法进行：自制正方体敞箱（80 cm X80 c m X80 c m黑色周壁、底为白色、底面积为16 c m X16 cm),测试时将动物置入敞箱，以黑 线划分为25小格的行为箱正中央格后开始测定，每次测定5m in，以穿越底面积块数为水平活 动得分，直立次数为垂直活动得分.水平活动以3条退均进入相邻方格得分，垂直活动得分为 两前爪腾空或攀爬墙壁得分.每只动物每一次只进行1次行为测定，测定完毕，粪便清理干净，并用75%的乙醇擦拭装置后.摄像机记录测试小鼠的5m m活动过程，拍摄完毕后，进行录像 回放，记录动物活动得分.水平活动得分和垂直活动得分作为行为学测试指标.1.5小鼠肾上腺相对重量实验6周后，小鼠麻醉后进行解剖，取出小鼠肾上腺组织，用生理盐水将组织中的血液冲 洗干净，用滤纸将组织中的水分吸掉，剔除周围的脂肪组织称重.小鼠肾上腺相对重量以肾上 腺绝对重量（g)占其体重（g)的质量分数（％)计算，小鼠体重以最后一次称重为准.1.6数据处理所有数据均以平均数士标准差表示，采用SPSS10. 0 for w in d o w s数据处理软件进行分 析，两组平均数之间的比较采用了检验.2结果2.1游泳训练对抑郁模型小鼠Open-Field Test行为学的影响2.1.1 游泳训练对抑郁模型小鼠Open-Field T e s t水平活动得分的影响118岭南师范学院学报（自然科学）第37卷表1各组小鼠水平活动得分比较（又±S)_________________________水平活动评分_________________________7 d 14 d 28 d 42 d游泳组142. 7±28. 2591. 1±30. 79109. 1±24. 8998. 20±30. 79A正常组136. 2±28. 94128. 0±24. 62*A119. 0±24. 62* *113_ 8±22_24A，模型组138. 8±36. 3994. 2±22. 1188. 2±32. 1174. 20±28. 27注：* P<0. 05, * * P<0. 01与正常组比较；A P<0. 05，A A P<0.01与模型组比较.由表1可知，应激刺激7 d后，小鼠的敞箱实验水平活动得分3个组之间无显著性差异 (J3>0. 05)，可能应激刺激的时间还不够；14 d后模型组和游泳组水平活动得分要比正常组 低（J3 <0.05)，模型组和游泳组之间无显著性差异（J3>0. 05)，说明抑郁模型建立成功，但游 泳锻炼未见有效抑制抑郁的发生；第2 8 d和第4 2 d正常组和模型组之间水平活动得分达到极 显著性差异（P <〇.〇1)，而第28 d游泳组与正常组比较无显著性差异（J3 <0.05)，第42 d模 型组和游泳组之间有显著性差异（J3<0.05)，说明游泳训练对雌性小鼠的行为有一定的影 响，对抑郁症小鼠有改善水平活动行为的作用.2.1.2游泳训练对抑郁模型小鼠Open-Field T e s t垂直活动得分的影响表2各组小鼠垂直活动得分比较（又±S)fy n P rf垂直活动评分组力u7 d14 d28 d42 d游泳组19. 20±9. 5110. 10 + 5. 009. 20±5. 5714. 90±6. 81AA正常组17. 89±5. 2414_ 00±6_54*A15. 06±7. 5(T *AA17. 20±6. 82〃AA模型组20. 40±7. 8610_ 00±4_877. 90士4. 567. 22±3. 17注：* P<0. 05, * * P<0. 01与正常组比较；A P<0. 05，A A P<0.01与模型组比较.由表2可知：7 d垂直活动得分各组之间无显著性差异（J3>0.05)，经过14 d的造模应激 方法介入，正常组垂直活动得分与模型组和游泳组比较有显著性差异（J3<0.05)，说明本研 究造模成功，在28 d以后正常组和模型组的垂直活动得分达到极显著差异（J3<0. 01)，42 d 游泳组的垂直活动得分高于模型组（P<0. 01).这说明游泳训练介入治疗对抑郁症小鼠有改 善垂直活动行为的作用.2.2游泳训练对抑郁模型小鼠体重的影响.表3各组小鼠体重变化比较（叉±S)fy n P rf 体重增长量组力u7 d14 d28 d42 d游泳组35. 16±2. 9137. 58±2. 4339. 96±2. 6540. 26±2. 47正常组35. 10±2. 2637. 55±1. 8641. 50±1. 5847. 07±1. 93模型组36. 31±3. 8537. 28±4. 0838. 33±3. 9139. 73±4. 62注：* P<〇. 05, * * P<0. 01与正常组比较；A P<0. 05，A A P<0.01与模型组比较.第6期刘紫荆等：游泳训练对抑郁模型小鼠行为学的影响119造模期间和游泳训练干预期间各组小鼠体重的变化如表3所示，其中正常组体重增长比 其他两组较快，但各组体重之间没有显著性差异（P >〇. 〇5)，没有统计学意义.2.3游泳训练对抑郁模型小鼠肾上腺相对重量的影响表4各组小鼠肾上腺相对重量比较组别肾上腺重量（x±s，g)肾上腺相对重量（％)游泳组0. 21±4. 690. 52*正常组0_ 17±6_520. 36模型组0. 26±3. 770. 65*注：* P<〇. 05，* * P<0.01与正常组比较；A P<0.05，A A P<0. 01与模型组比较.各组肾上腺相对重量由表4显示，模型组和游泳组肾上腺相对重量高于正常组（J3<0.05)，说明应激刺激造成小鼠抑郁，造模成功；游泳组肾上腺重量稍低于模型组，但游泳组和正 常组之间没有显著性差异（P >0.05).3讨论3.1动物慢性应激剌激建立抑郁模型抑郁症的机制研究和抗抑郁的运动锻炼项目的进行离不开有效的抑郁症动物模型的建 立.到目前为止，慢性应激刺激抑郁模型的研究方法也逐渐趋向成熟.动物抑郁模型采用的应 激刺激方法有多种，包括环境应激模型、社会应激模型（如孤养模型、早期应激模型）、神经生化 模型（如电诱导的抑郁模型、药物诱导的抑郁模型、嗅球切除模型）、转基因动物模型和其他动 物模型等[6].研究的模型都建立在人类抑郁症发病的实际情况的基础上.抑郁症是一种常见的 情绪障碍性疾病，表现为一种显著而持久的情绪低落为主要特征的综合征，其特点表现为精神 疲惫，兴趣低落或丧失，心境恶劣和思维行动迟缓，常伴有睡眠障碍、性欲减退、消化功能减弱、植物神经功能紊乱和躯体不适等表现.从人类抑郁症的发病机理来看，与其生活环境有着一定 的联系，而通常应激性生活事件是抑郁症明显促发因素.动物模型模拟人类疾病状态的程度直 接影响实验研究结果的价值，应激抑郁模型的建模方法与临床抑郁患者病因有一定的相似性，所以是目前最常用的抑郁动物模型.本实验采用小鼠接受慢性中等不可预知应激刺激，刺激因 素包括夹尾、电击足底、冰水强迫游泳、热刺激、明暗颠倒、停食、停水，应激刺激的每项刺激1周进行1次，并随机进行，持续36 d，从有关测试指标表明模型建立成功.3.2抗抑郁的动物运动量与强度设计动物的运动强度与运动量要符合实际要求，与人的健康锻炼相符.动物进行游泳锻炼的安 排模拟正常人的健康的体育锻炼，以达到一种健身锻炼为目的量与强度.因此小鼠游泳的量由 小到大逐渐增加，直到达到一个适宜的范围进行巩固.小鼠游泳的时间首先从10 m in开始，每 5m in或10 m in递增，直到达到30 m in，需要3周的时间过度.第1个星期是一个适应阶段，先是10 m in，后是20 m in(中间休息5m in)，最后是30 m in(中间休息5m in)，然后2周就开始保 持30 m in，中间休息5m in后达到连续30 m in的锻炼.后5周则保持以达到30 m in游泳锻炼，中间休息3 m in，直到实验结束为止.与现实人类实际的健身锻炼的过程相吻合，遵循了运动120岭南师范学院学报（自然科学）第37卷锻炼中循序渐进原则，最后达到最佳的运动效果.3.3运动干预抑郁症的作用在治疗抑郁的方法中，药物治疗和心理治疗的方法比安慰剂更为常见且效果更好[7]，但这 些方法有时过于昂贵和耗费时间，而药物有时还会对身体产生副作用，因此，需要一些费用低、副作用较小，且能单独使用代替方法.体育锻炼作为一个治疗抑郁的相关方法，在过去的10多年里引起了很多的关注，人们可以自己或在别人的帮助下用这种方法来治疗抑郁症.身体锻炼 能改变机体某些机能的改变，进而影响情绪状态，有利于抑郁机制的防御或改善.以往研究证 实，小鼠遭受慢性应激后的行为与抑郁症病人的临床表现有相关性，如小鼠在Open-Field T e s t行为箱中活动减少反映了抑郁症病人精神活动迟滞的症状.从实验Open-Field T e s t行为测试得分看，随着应激刺激和游泳运动的时间推移，正常组 的水平、垂直活动得分明显高于游泳组和模型组，与模型组比较更为显著，而游泳组得分又明 显高于模型组.表明模型制备成功，游泳锻炼可有效抑制抑郁的进展.经过6周造模及游泳组的游泳锻炼后，游泳组与正常组和模型组体重增长量变化差异不 大，其他指标间则也不存在差异.因此，游泳锻炼对于体重增长量在本实验中不作详细讨论，但游泳锻炼是一种健身运动，可能是锻炼增加了机体能量的消耗，不易造成能量的积累，致使体 重增加缓慢.此作用在人类的大众健身中也得以体现，并作为健身、减肥、重塑身体外形的重要 手段之一[8].肾上腺重量见表4,正常组的肾上腺重量占体重的质量分数要大于模型组与游泳 组.据了解，目前运动抗抑郁研究显示，游泳组动物下丘脑、垂体、肾上腺组织中的D A、N E和海马组织中5 — H T的含量明显升高;可能是应激期间坚持游泳锻炼及游泳锻炼的长期 效益在发挥作用；游泳锻炼可以增加应激状态下动物下丘脑、肾上腺组织中D A、N E和海马组 织中5 - H了的含量，提高动物的觉醒、警觉个运动能力，改善抑郁情绪，支持锻炼可以改善抑郁 情绪的观点.游泳锻炼防抑郁可能是提高下丘脑组织中的D A、N E和海马组织中的5 — H T的含量，维持单胺类神经递质在中枢系统平衡而发挥作用的.本实验有其新异性，首先以雌性动 物为实验的研究对象，更接近人类患抑郁症的人群，抑郁症的发表病率以女性多于男性，因此，本实验更有研究的价值.4结论游泳锻炼在小鼠抑郁模型实验可以发挥抗抑郁症效果，在一定程度上可以拮抗实验性动 物的抑郁症.参考文献：[1]叶冲•全球第二杀手一抑郁症：[J]•国外科技动态，1997,3338(9):39.[2]高平，邢凤梅.日常锻炼对离退休老人一遇影响的研究[J].当代护士，2003(11):1 — 3.[3]程燕，明亮，周兰兰，等.B C E F0083对慢性应激抑郁模型大鼠睡眠及行为的影响[J].中国药理学通报，2003,19(11):1307—1310.[4]H a n g Z，L iu Y，L i W，e t al. 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M e th o d s：24 fem ale m ice w ere ra n d o m ly d ivid e d in to th re e g ro u p s, in c lu d in g s w im­m in g g ro u p,m o d e l gro u p and sedentary g roup, s w im m in g gro u p and m odel gro u p w ere s tim u la te d b y u n­p re d icta b le stressors once every day fo r 36 days. T h e fo llo w in g stressors in ra n d o m o rd e r：1 — m in ta il clip ，fo o t shocks (〇.8m A in in te n s ity，5s)，5_m in forced s w im in cool w a te r (4°C)，5-m in h o t e n viro n m e n t (45 °C)，day and n ig h t in v e rs io n liv in g(24h)，24-h fo o d d e p riv a tio n, and 24-h w a te r d e p riv a tio n. A t the same tim e depression was in te rfe re d w ith s w im m in g in s w im m in g gro u p fo r 6 w eeks.B eha vio ra l scores in th e open fie ld tests and b o d y w e ig h t o f a ll th e m ice w ere assessed at 7 th d a y, 14th d a y, 28 th day and 42 th day , and a fte r 6 w eeks the re la tiv e w e ig h t o f th e adrenal gland w as obtained. R e su lts ：the scores o f the h o riz o n ta l actives and the v e rtic a l actives in th e s w im m in g gro u p w ere s ig n ific a n tly h ig h e r th a n the m odel g ro u p( P <C〇. 05). A fte r 6 w eeks th e re la tiv e w e ig h t o f th e adrenal gland in the s w im m in g gro u p was a l i t­tle heaver th a n th e m odel g ro u p, b u t th e re was no s ig n ific a n t diffe re n ce w e ig h t betw een tw o g ro u p s( P>0. 05). C o n c lu s io n：s w im m in g exercise could e x h ib it b e n e ficia l e ffect o f a n ti ——depression in th e m ouse be­h a v io ra l p aradigm re le va n t to depression actions. S w im m in g exercise could re lie ve developm ent o f depres­sion to some degree.K e y w o r d s：s w im m in g e xe rcise；d e p re ssio n；b e h a vio ra l paradigm s。