题目：不同运动对攻击行为大鼠海马脑区5-HT能系统及相关受体的影响及其机制

摘  要

研究目的：
当今时代，无论是在社会生活还是在体育运动中暴力攻击性行为频繁发生，同时一些精神分裂症患者及心理疾病患者均表现出较强的攻击行为，给社会及民众造成了极大的损失与伤害。对于人类和动物的攻击行为，长期以来一直是心理学，社会学及精神病学方面研究较多，而对于生理状态下攻击行为的神经生物学研究，由于其机制较复杂，易受多种因素干扰，其研究广度及深度，相对较少。由于攻击行为频发且危害性较大，因此对其神经生物学机制的研究越来受到关注。随着科研技术的成熟与发展，对攻击行为的生物学研究已深入到神经递质、受体、生长因子及信号分子等各个领域，人们正逐步认识很多与攻击行为相关的生物分子。以此深入了解攻击行为产生的生物学基础及机制。
研究表明，攻击行为与中枢神经系统相关脑区内的一些神经递质关系密切，尤其与脑内5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）能系统密切相关，攻击行为较强者脑内5-HT水平低下。大量的动物实验表明，5-HT与躯体性攻击行为有关，中枢5-HT有抑制躯体性攻击的作用。另有研究表明，运动对中枢神经系统具有保护作用，且具有促进中枢5-HT合成的作用。因此，推测运动干预可能通过对中枢5-HT能系统功能的改善从而对攻击行为及情绪产生调节作用。因此，本研究拟通过大鼠攻击模型建立及不同运动训练干预，探讨不同运动对攻击模型大鼠海马脑区5-HT能系统及其相关受体的影响及其机制，以揭示运动减缓攻击行为作用及与中枢5-HT能系统相关的神经生物学机制，从而为预防及治疗攻击性行为及精神疾病提供生物学理论依据和实践指导。
研究方法：
1. 实验动物及模型
实验动物采用2月龄Sprague-Dawley(SD)雄性健康大鼠（110~140g），适应一周后，随机分成5组，每组9只，分别是：A安静对照组，B攻击模型组，C攻击模型跳跃组，D攻击模型游泳组，E入侵组。
1) 安静对照组：不做任何处理
2) 攻击模型组：单笼饲养+入侵，3周
3) 攻击模型跳跃组：单笼饲养+入侵，3周；跳跃训练8周
4) 攻击模型游泳组：单笼饲养+入侵，3周；游泳训练8周
5）入侵组：入侵单笼饲养鼠
2. 检测指标及方法
1) 行为学：大鼠体重，脑重，攻击行为评价，旷场实验，强迫游泳实验
2) 海马5-HT系统
酶联免疫法（Elisa）检测海马五羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）、色胺酸羟化酶(tryptophan hydroxylase，TPH)、5-羟基吲哚乙酸（5-hydroxyindoleacetic acid，5-HIAA）、神经型一氧化氮合酶( nNOS)；
Western-blot法检测海马5-HT1A受体（5-HT1A-receptor，5-HT1A-R）、5-HT1B受体（5-HT1B-receptor，5-HT1B-R）；糖皮质激素II 型受体（glucocorticoid receptor，typeII，GR）；核因子kB（nuclear factor-kappa b，NF-kB）；                
免疫组织化学法检测海马5-HT1A受体（5-HT1A-R）及5-HT1B受体（5-HT1B-R）；紫外比色法检测单胺氧化酶A（MAOA）；
3)血液内分泌指标
Elisa法检测胰岛素（INS）、去甲肾上腺素（NE）、血糖仪检测血糖。
研究结果：
（1） 实验检测结果表明，运动训练可以使攻击模型大鼠的体重，脑重呈不同程度增加。
（2） 通过旷场实验及强迫游泳实验表明，模型跳跃组及模型游泳组大鼠活动度及兴奋程度均有不同程度下降，反应其情绪行为状态。
（3） 通过攻击行为评价观察，攻击模型组大鼠攻击潜伏期较短（P<0.01），攻击次数及尾部活动次数较多（P<0.01），攻击性较强。经过运动训练的模型跳跃组及模型游泳组大鼠攻击潜伏期延长（P<0.01），攻击次数及尾部活动次数均降低并与攻击模型组呈极显著性差异（P<0.01），攻击性减弱。
（4） 攻击模型组大鼠海马5-HT明显低于安静对照组呈极显著性差异（P<0.01），经过8周运动训练后，与攻击模型组相比，模型跳跃组及模型游泳组大鼠海马5-HT明显升高，均呈极显著性差异（P<0.01）。
（5） 攻击模型组大鼠海马TPH明显降低于安静对照组呈显著性差异（P<0.05），经过8周运动训练后，模型跳跃组大鼠海马TPH明显升高呈显著性差异（P<0.05），模型游泳组大鼠海马TPH明显升高呈极显著性差异（P<0.01）。
（6） 攻击模型组大鼠海马MAOA活力显著降低，具有显著性差异（P<0.05），经过8周运动训练后，模型跳跃组海马MAOA活力略有升高，但不具显著性差异，模型游泳组明显升高，具有显著性差异（P<0.05）。
（7） 攻击模型组大鼠海马5-HIAA明显降低呈极显著性差异（P<0.01），经过8周运动训练后，模型跳跃组及模型游泳组大鼠海马5-HIAA明显升高，均呈显著性差异（P<0.05）。
（8） 攻击模型组大鼠血清NE明显升高呈极显著性差异（P<0.01），经过8周运动训练后，模型跳跃组血清NE明显降低呈显著性差异（P<0.05），模型游泳组大鼠血清NE明显降低呈极显著性差异（P<0.01）。
（9） 攻击模型组大鼠海马5-HT1A-R，5-HT1B-R明显降低呈显著性差异（P<0.05），经过8周运动训练后，模型跳跃组及模型游泳组大鼠海马5-HT1A-R，5-HT1B-R明显升高，均呈显著性差异（P<0.05）。
（10） 攻击模型组大鼠海马GR，NF-kB明显降低呈显著性差异（P<0.05），经过8周运动训练后，模型跳跃组及模型游泳组大鼠海马GR，NF-kB明显升高，均呈显著性差异（P<0.05）。
研究结论：
1．通过运动训练干预可减缓攻击行为大鼠的攻击行为，改善其情绪与行为。
2．攻击行为大鼠海马5-HT水平低下，运动可增强攻击行为大鼠海马5-HT表达，从而对其行为产生抑制作用，使大鼠的攻击性减弱。
3．运动可能通过增强海马游离色氨酸含量及TPH水平提高海马5-HT合成代谢，提高5-HT1A-R表达，来增强海马5-HT系统功能，使大鼠的攻击性减弱，提示运动可能具有保护海马及大脑功能，调节情绪及行为的作用。
4．运动可通过升高MAOA活性，增强攻击行为大鼠中枢神经5-HT的新陈代谢，表现为其代谢产物5-HIAA增加，维持体液平衡从而增强5-HT系统功能，同时能促进NE分解代谢，从而抑制攻击行为。
5．攻击行为大鼠海马5-HT1A-R及5-HT1B-R表达均下降，5-HT系统功能减弱，提示海马5-HT1A-R及5-HT1B-R均与攻击行为关系密切且呈负相关，并且运动干预对二者均有增强表达的动员促进作用。
6．运动可能通过促使GR升高对攻击性应激导致的GCs过度升高产生抑制作用，同时促进5-HT的合成与神经传递，以此调节HPA轴神经内分泌的平衡与稳定，降低中枢神经系统兴奋性，对情绪与行为产生调节作用。
7．运动减缓攻击行为与5-HT系统的可能机制是：运动增强海马游离色氨酸含量及TPH活力，提高5-HT水平，并通过上调GR、NF-kB表达使 5-HT1A-R及5-HT1B-R的表达增加，进而增强海马部位5-HT1A-R介导的神经递质传递，增强了5-HT系统功能，对攻击行为产生抑制作用。同时，5-HT与5-HT1A-R结合后可能通过上调信使蛋白表达及神经营养因子，对中枢神经元的结构和功能产生保护作用，从而减缓攻击行为，稳定情绪与行为。
8．研究表明，中低强度有氧运动对攻击行为及情绪的改善作用比快速力量性无氧运动效果更好。可能与其供能方式、代谢水平以及运动环境及刺激因素不同有关。