應(yīng)用逆重力攀爬指數(shù)建立果蠅運(yùn)動抗心臟衰老模型及其效果評價.pdf

1、1.研究目的
　　 通過逆重力攀爬指數(shù)建立適合果蠅運(yùn)動的抗衰老模型，并從果蠅壽命、心力衰竭率、超微結(jié)構(gòu)以及果蠅心管氧化酶和抗氧化酶活性幾個方面來研究運(yùn)動對果蠅的壽命、心臟功能和衰老的影響，同時對遞增運(yùn)動延緩果蠅衰老的效果進(jìn)行評價。
　　 2.研究方法
　　 果蠅野生型品系W1118-管(美國伯明翰研究所提供)，擴(kuò)大培養(yǎng)后收集24h內(nèi)羽化雄性果蠅3600只，并隨機(jī)分為六組：空白對照組、1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2

2、.5h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組，600只/組，20只/管，25℃恒溫、50％濕度、12小時晝/夜循環(huán)飼養(yǎng)。
　　 采用平臺運(yùn)動(果蠅平臺運(yùn)動裝置系自主研發(fā)，正在申請國家發(fā)明專利，專利號：201110349810.4)，8天齡執(zhí)行運(yùn)動方案，以攀爬指數(shù)作為果蠅運(yùn)動強(qiáng)度監(jiān)測方案。采用視頻檢測的方法，以攀爬指數(shù)一時間曲線制作曲線圖觀察果蠅攀爬能力。將果蠅分為六個組別：空白對照組、1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3h

3、運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組，起始速度均為24秒/轉(zhuǎn)。
　　 果蠅運(yùn)動方案：第一階段：環(huán)境適應(yīng)，收集24h內(nèi)羽化雄性果蠅后前七天在培養(yǎng)箱里飼養(yǎng)不訓(xùn)練；第二階段：適應(yīng)平臺訓(xùn)練；第三階段：每天以規(guī)定的強(qiáng)度進(jìn)行遞增負(fù)荷運(yùn)動。具體如下：第一周速度為24s/r，時間為2h。以后按照增加運(yùn)動時間不增加運(yùn)動強(qiáng)度的原則依次進(jìn)行遞增，運(yùn)動時間增加幅度為15min，每一負(fù)荷持續(xù)時間為一周，每周訓(xùn)練5次，直至本實驗結(jié)束。每天下午2點30開始運(yùn)動，星期六和星

4、期天休息。
　　 3.研究結(jié)果
　　 3.1.果蠅運(yùn)動強(qiáng)度測試結(jié)果
　　 所檢測的六組果蠅(每組100只)的攀爬指數(shù)均隨著年齡的增加而降低，但是在整個運(yùn)動方案實行過程中，2h運(yùn)動組和2.5h運(yùn)動組的攀爬能力基本上都在安靜對照組之上；運(yùn)動的第一周、第二周，1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組的攀爬指數(shù)與空白對照組相比較沒有很大的變化；從運(yùn)動的第三周我們可以看到2.5h運(yùn)動組果蠅的攀

5、爬指數(shù)明顯大于其它各個組別。
　　 3.2.果蠅生命周期檢測結(jié)果
　　 與空白對照組相比，2.5h運(yùn)動組的平均壽命增加(p<0.01)，1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組平均壽命沒有明顯變化；與與空白對照組相比，3.5h運(yùn)動組的半數(shù)死亡時間縮短(p<0.05)，1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組的半數(shù)死亡時間沒有變化；與空白對照組相比，1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3

6、h運(yùn)動組果蠅的最高壽命增加(p<0.01)，3.5h運(yùn)動組的最高壽命沒有變化。與空白對照組相比，1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組果蠅的平均延壽率分別為1.36%、2.87%、5.86%、2.80%.-0.85%。
　　 3.3.果蠅心臟功能檢測結(jié)果
　　 我們選取31天齡果蠅進(jìn)行心臟功能檢測后發(fā)現(xiàn)，空白對照組、1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組果蠅

7、心臟衰竭率分別為56%、58%、52%、46%、57%、69%。隨后再將六組果蠅放至25℃恒溫、50%濕度、12小時晝/夜循環(huán)環(huán)境飼養(yǎng)至38天齡再各選取100只進(jìn)行心臟功能檢測，得到的結(jié)果為：空白對照組、1.5h運(yùn)動組、2h運(yùn)動組、2.5h運(yùn)動組、3h運(yùn)動組、3.5h運(yùn)動組果蠅心臟衰竭率分別為71%、68%、65%、62%、74%、80%。通過31天齡和38天齡果蠅心臟衰竭率我們發(fā)現(xiàn)，持續(xù)3周每天運(yùn)動1.5h、2h、2.5h果蠅的心臟衰

8、竭發(fā)生率相對于空白對照組果蠅有所下降，尤其是2.5h運(yùn)動組果蠅心臟衰竭率明顯下降，而3.5h運(yùn)動組果蠅心臟衰竭率與空白對照組相比明顯增高。
　　 3.4.果蠅心管HE染色和顯微圖像分析結(jié)果
　　 年輕對照組果蠅心管肌纖維排列整齊，未見肌纖維斷裂，副心肌細(xì)胞大小、形態(tài)基本一致，染色質(zhì)均勻，未見肥大、壞死、萎縮等現(xiàn)象。中老年對照組果蠅心管肌纖維出現(xiàn)萎縮和斷裂，副心肌細(xì)胞數(shù)量減少，細(xì)胞的大小、形態(tài)不一，細(xì)胞核增大還伴有核溶解現(xiàn)

9、象，且有細(xì)胞壞死、萎縮等現(xiàn)象，明顯異型。中老年運(yùn)動組果蠅心管局部心肌纖維增粗，也出現(xiàn)了出現(xiàn)萎縮和斷裂，但是沒有中老年對照組明顯，副心肌細(xì)胞大小、形態(tài)不一，且有細(xì)胞萎縮、細(xì)胞核增大等現(xiàn)象，輕度異型。
　　 3.5.果蠅心管SOD免疫組織化學(xué)染色和顯微圖像分析結(jié)果
　　 與年輕對照組比較，中老年對照組陽性表達(dá)呈非常顯著性減少(P<0.01)，中老年運(yùn)動組陽性表達(dá)呈顯著性減少(P<0.05)；與中老年對照組比較，中老年運(yùn)動組陽

10、性表達(dá)呈非常顯著性增加(P<0.01)。
　　 3.6.果蠅心管MDA免疫組織化學(xué)染色和顯微圖像分析結(jié)果
　　 與年輕對照組比較，中老年對照組陽性表達(dá)呈非常顯著性增加(P<0.01)，中老年運(yùn)動組陽性表達(dá)呈顯著性減少(P<0.05)；與中老年對照組比較，中老年運(yùn)動組陽性表達(dá)呈非常顯著性增加(P<0.01)。
　　 4.結(jié)論
　　 4.1.持續(xù)3周，每天運(yùn)動2h、2.5h能夠提高果蠅隨著年齡的增加而降低的攀

11、爬能力，抵抗增齡性衰退；
　　 4.2.持續(xù)3周，每天運(yùn)動1.5h、2h、2.5h可降低果蠅心臟衰竭的發(fā)生，從而有效地延緩了心臟功能的增齡性退化，延長果蠅壽命；
　　 4.3.果蠅心管的組織形態(tài)學(xué)觀測以及免疫組織化學(xué)檢測結(jié)果顯示：通過每天運(yùn)動2h-2.5h持續(xù)3周的規(guī)律運(yùn)動能夠減少果蠅心肌細(xì)胞的凋亡，從而可以達(dá)到延緩并改善果蠅心管的退行性改變。
　　 4.4.能夠采用2-2.5h運(yùn)動模型來建立果蠅運(yùn)動抗衰老模型。