運動康復聯合藥物干預對血管性癡呆的治療作用

牛文亞 (新鄉醫學院體育教學部，河南 新鄉 453003)

研究發現，對血管性癡呆(VD)大鼠應用胰島素增敏劑后可改善其認知功能〔1〕。臨床上，糖尿病患者適當運動可改善病情，而康復訓練對VD患者認知功能亦有一定改善，但其機制是否與改善胰島素抵抗及增加胰島素降解酶(IDE)活性有關尚不明確〔2〕。本實驗對VD模型大鼠進行運動康復聯合藥物干預，通過檢測大鼠認知能力改變情況及海馬區神經元損傷變化，初步探討運動康復聯合藥物治療對VD的干預效果。

1 材料與方法

1.1材料 清潔級 SD雄性大鼠50只，4～5月齡，體質量180～220 g(河南省實驗動物中心);許可證號為SYXK-豫-005-0012。動物房溫度18℃ ～20℃，環境潔凈度5 000～8 000級，相對濕度40% ～50%，換氣次數20次/h，氣流速度0.15～0.2 m/s，多級定向控制空氣壓差10% ～15%，自動定時器控制7:00～19:00為光照期、19:00～07:00為黑暗期，常規豚鼠飼料及二次凈化水飼養。氫化麥角堿(天津華津制藥有限公司)。電動轉動倉、水迷宮，淮北正華生物儀器設備有限公司。

1.2方法

1.2.1VD模型制備 大鼠術前12 h禁食，4 h禁水。10%水合氯醛(0.33 ml/100 g)腹腔注射麻醉，保證手術期間有自主呼吸。仰臥固定，頸部去毛、強力碘消毒后沿頸正中切開，分離出雙側頸總動脈，并套以雙重"0"號線，在雙側頸總動脈的近心端及遠心端分別結扎，并從中間離斷，以確保阻斷動脈血流。注意術中無菌操作，手術切口給予慶大霉素注射液2 ml，縫合切口。手術后將動物送至通風良好的動物房飼養。

1.2.2實驗設計與分組 ① 正常對照組:常規飼養;②VD模型組:采用雙側頸總動脈永久性結扎(2VO)制備大鼠VD模型;③藥物治療組:VD模型大鼠10只，每天清晨空腹予氫化麥角堿溶液灌胃給藥(灌胃濃度 2 mg/kg，灌胃容量為10 ml/kg)，連續灌胃8 w;④運動康復組:VD模型大鼠10只，每次在電動轉動倉(轉速20轉/min，半徑20 cm)里面運動20 min，3次/d，連續8 w;⑤ 運動康復聯合藥物治療組:VD模型大鼠10只，每次在電動轉動倉(轉速20轉/min，半徑20 cm)里面運動20 min，3次/d;并且，每天清晨空腹予氫化麥角堿溶液灌胃(灌胃濃度2 mg/kg，灌胃容量為10 ml/kg)，連續8 w。

1.2.3光鏡下觀察神經元形態 取甲醛固定組織塊，石蠟包埋，制作3～4 μm厚切片，經HE染色后在光學顯微鏡下觀察。

1.2.4電鏡下觀察神經元形態 取液氮凍存組織塊，戊二醛固定，制作0.5 mm3電鏡切片，經透射電鏡下觀察。

1.2.5免疫熒光顯微鏡下觀察NOS在神經元胞質之內的表達取液氮凍存組織塊3～4塊，制作冰凍切片。分別用1∶800的鈣離子一抗以及熒光標記的二抗孵育，熒光顯微鏡下觀察。

1.3統計學方法 采用SPSS14.0軟件，計量資料以s表示。組間比較用單因素方差分析，多重比較采用SNK-q法。

2結果

2.1大鼠跳臺試驗 運動康復組大鼠跳臺試驗潛伏期與VD模型組比較明顯延長，運動康復聯合藥物組與藥物治療組比較有顯著差異(P＜0.05);運動康復組大鼠平均5 min錯誤次數與VD模型組比較明顯減少，運動康復聯合藥物組與藥物治療組比較有顯著差異(P＜0.05)。見表1。

2.2大鼠避暗試驗 運動康復組大鼠避暗試驗潛伏期與VD模型組比較明顯延長，運動康復聯合藥物組與藥物治療組比較有顯著差異(P＜0.05);運動康復組大鼠平均5 min錯誤次數與VD模型組比較明顯減少，運動康復聯合藥物治療組與藥物治療組比較有顯著性差異(P＜0.05)。見表2。

2.3大鼠水迷宮實驗 運動康復組大鼠通過平臺次數與VD模型組比較明顯增加，運動康復聯合藥物組與藥物治療組比較有顯著差異(P＜0.05);各組織間的總游泳距離和平均游泳速度沒有明顯差異，見表3。

表1 各組大鼠跳臺試驗比較(x ± s，n=10)

表2 各組大鼠避暗試驗(x ± s，n=10)

表3 各組大鼠水迷宮試驗(x ± s，n=10)

2.4大鼠海馬區神經元染色 模型組海馬C1區三層錐體細胞排列紊亂;大腦額葉區及海馬C1區皮層錐體細胞腫脹，并有炎細胞浸潤，星形膠質細胞增生;部分錐體細胞胞體變小或呈三角形，頂樹突延長，有核固縮和破裂現象，胞質呈均勻嗜伊紅色;部分錐體細胞胞核變淺，基質疏松伴明顯微空泡形成;血管周圍有紅細胞滲出，個別可見小血管增生。氫化麥角堿治療組和運動康復組對VD均有明顯的抑制作用，運動康復聯合藥物治療組要優于藥物治療組和運動康復組。見圖1。

2.5電鏡觀察大鼠海馬區神經元 模型組血腦屏障內膜不光滑;神經元細胞皺縮、膜結構不清;胞核固縮，染色質聚集成團、邊集，異染色質增多，核周可見高電子密度團塊;高爾基體增多，線粒體腫脹，嵴融合并出現空泡變性。見圖2。

2.6大鼠海馬區鈣離子熒光 模型組海馬區神經元鈣離子熒光明顯增強，藥物治療組和運動康復組熒光減弱，運動康復聯合藥物治療組熒光更加弱，見圖3。

圖1 各組大鼠海馬區神經元染色(HE，×400)

圖2 電鏡觀察各組大鼠海馬區神經元(×12 000)

圖3 大鼠海馬區鈣離子熒光(×100)

3討論

VD與AD不同，存在很大的異質性，VD是由于腦血管病引起的系列神經損傷和腦灌注不足，使疾病的發展變得更為復雜。關于血管性癡呆的診斷，應用比較廣泛的是美國國立神經疾病與卒中研究所和瑞士神經科學研究國際協會(NINDAAIREN)的診斷標準。預防VD的主要策略是干預腦血管病的危險因素，包括高血壓、糖尿病、高脂血癥和心房顫動，治療原發病，預防腦血管病的復發〔3〕。

目前，治療VD的一線藥物主要是乙酰膽堿酯酶(AchE)抑制劑，AchE抑制劑在緩解癡呆進展和行為障礙方面安全有效〔4〕。一直以來，對VD的治療多采用治療阿爾茨海默病(AD)的藥物，如AchE抑制劑、胞磷膽堿、尼莫地平、加蘭他敏等。早期的研究認為多奈哌齊對VD患者的認知功能和日常生活能力都有一定的改善〔5，6〕。最近的研究表明，盡早地采用多奈哌齊和加蘭他敏治療，VD患者的執行功能等認知功能均好于對照組，但總體功能和日常生活能力并無明顯區別〔7～9〕。而長效胞磷膽堿治療VD的研究未能發現其對患者的認知損害具有改善作用〔10〕。Kavirajan 等〔11〕認為，AchE 抑制劑只對 VD 患者的認知功能有輕微的益處，而對總體功能和日常生活能力都無明顯改善，雖然皮質下血管病變使膽堿能纖維損傷為膽堿酯酶抑制劑治療VD的有效性提供了合理的理論支持，但其中的一些有效性很可能與VD患者潛在的 AD病理改變有關，故不推薦常規使用這些藥物治療VD。Mobius等〔12〕研究證實鹽酸美金剛可以改善VD患者的認知功能，特別是對小血管病變的 VD。Muresanu等〔13〕證實腦活素治療對 VD的認知功能和腦電活動有明顯的改善。有研究〔14〕指出，尼莫地平能夠明顯改善患者的認知功能，但也只是可能對VD的高危人群有保護作用。

臨床上，康復訓練在治療VD雖取得一定療效，但其機制尚不完全明確。康復訓練可通過改善胰島素抵抗以增強胰島素信號通路〔15〕。胰島素信號通路參與海馬與皮層的記憶形成、突觸可塑性，改善記憶等過程〔16〕。有研究表明，腦缺血性損傷后可出現機體對胰島素敏感性及腦組織對糖利用率下降〔17，18〕。基于此，可以推測腦缺血時可能導致胰島素抵抗。當機體出現胰島素抵抗時，可因高胰島素血癥過多與IDE結合，而使其活性下降，進而可導致β-淀粉樣多肽(Aβ)清除下降，并可能出現類似AD的病理過程。研究發現，對VD大鼠應用胰島素增敏劑后可改善其認知功能。臨床上，糖尿病患者適當運動可改善病情，而康復訓練對VD患者認知功能亦有一定改善，但其機制是否與改善胰島素抵抗及增加IDE活性有關，尚不明確。本實驗結果提示運動康復聯合藥物治療對VD的干預效果優于單獨的藥物治療。

康復訓練改善VD大鼠認知功能障礙可能與改善胰島素抵抗并增加海馬IDE的表達有關，改善胰島素抵抗機制可能與康復訓練激活PPARγ通路進而改善胰島素抵抗有關〔19〕。本實驗發現運動康復聯合藥物治療對VD有明顯的抑制作用，或能為了解VD發病機制以及通過運動治療VD提供新的思路。

1 Storozheva ZI，Proshin AT，Sherstnev VV，et al.Dicholine salt of succinic acid，a neuronal insulin sensitizer，ameliorates cognitive deficits in rodent models of normal aging，chronic cerebral hypoperfusion，and beta-amyloid peptide-(25-35)-induced amnesia〔J〕.BMC Pharmacol，2008:8:1.

2 王紅衛，葉 青，黃 雁，等.康復訓練對血管性癡呆大鼠胰島素抵抗及海馬胰島素降解酶的影響〔J〕.中南大學學報(醫學版)，2013;38(11):1167-71.

3 Cankurtaran M，Yavuz BB，Cankurtaran ES，et al.Risk factors and type of dcmcntia:vascular or Alzhcim〔J〕.Arch Gcrontol Gcriatr，2008;47(1):25-34.

4 Baskys A，Hcu AC.Vascular preaches and perspectives〔J〕.Clin Intcrv Aging，2007;2(3):327-35.

5 Wilkinson D，Doody R，Helme R，et al.Donepezil in vascular dementia:a randomized，placebo-controlled study〔J〕.Neurology，2003;61(4):479-86.

6 Black S，Roman GC，Geldmacher DS，et al.Efficacy and tolerability of donepezil in vascular dementia:positive results of 24-week，multicenter，international，randomized，placebo-controlled clinical trial〔J〕.Stroke，2003;34(10):2323-30.

7 Roman GC ，Salloway S，Black SE，et al.Randomized，placebo-controlled，clinical trial of donepezil in vascular dementia:differential effects by hippocampal size〔J〕.Stroke，2010;41(6):1213-21.

8 Wilkinson D，Roman G，salloway S，et al.The Long-term efficacy and tolerability of donepezil in patients with vascular dementia〔J〕.Int J Geriatr Psychiatry，2010;25(3):305-13.

9 Auchus AP，Brashear HR，Salloway S，et al.Galantamine treatment of vascular dementia:a randomized trial〔J〕.Neurology，2007;69(5):448-58.

10 Cohen RA，Browndyke JN，Moser DJ，et al.Long-term citicoline(cytidine diphosphate choline)use in patients with vascular dementia:neuroimaging and neuropsychological outcomes〔J〕.Cerebrovasc Dis，2003;16(3):199-204.

11 Kavirajan H，Schneider LS.Efficacy and adverse effects of cholonesterase inhibitors and memantine in vascular dementia:a meta-analysis of randomised controlled trials〔J〕.Lancet Neurol，2007;6(9):782-92.

12 Mobius HJ，Stoffler A.Memantine in vascular dementia〔J〕.Int Psychogeriatr，2003;15(S1):207-13.

13 Muresanu DF，Alvarez XA，Moessler H，et al.Persistence of the effects of cerebrolysin on cognition and qEEG slowing in vascular dementia patients:results of a 3-month extension study〔J〕.J Neurol Sci，2010;299(1/2):179-83.

14 梅正福.尼莫地平聯合多奈哌齊治療輕中度血管性癡呆的療效觀察〔J〕.海南醫學院學報，2011;17(17):1322-3.

15 Liu X，Yuan H，Niu Y.The role of AMPK/mTOR/S6K1 signaling axis in mediating the physiological process of exercise-induced insulin sensitization in skeletal muscle of C57BL/6 mice〔J〕.Biochim Biophys Acta，2012;1822(11):1716-26.

16 Muller AP，Gnoatto J，Moreira JD，et al.Exercise increases insulin signaling in the hippocampus:physiological effects and pharmacological impact of intracerebroventricular insulin administration in mice〔J〕.Hippocampus，2011;21(10):1082-92.

17 Wang YY，Chen CJ，Lin SY，et al.Hyperglycemia is associated with enhanced gluconeogenesis in a rat model of permanent cerebral ischemia〔J〕.Mol Cell Endocrinol，2013;362(1/2):50-6.

18 Mori K，Yamamoto T，Nakao Y，et al.Novel neuroprotective effect of cisternal and intra-cerebral magnesium sulfate solution infusion on delayed cerebral death in rat hippocampal neurons after transcient global ischemia〔J〕.Brain Res，2012;1480(1):72-80.

19 Elmazar MM，El-Abhar HS，Schaalan MF，et al.Phytol/phytanic acid and insulin resistance:potential role of phytanic acid proven by docking simulation and modulation of biochemical alterations〔J〕.PLoS One，2013;8(1):e45638.