《丘腦底核神經元對運動疲勞的調控作用及其機制研究》是依託北京師範大學，由劉曉莉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：丘腦底核神經元對運動疲勞的調控作用及其機制研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：劉曉莉
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
運動疲勞是運動員在訓練和比賽中導致運動能力降低的主要因素之一，圍繞基底神經節主要核團對運動行為的調控作用展開研究是揭示運動疲勞中樞機制的新切入點。本項目擬採用無線遙測胞外微電極記錄的電生理學方法，實時、動態觀察清醒大鼠在安靜、運動、疲勞及恢復過程中丘腦底核神經元的電活動特徵；用活體微透析和高效液相色譜（HPLC）聯用技術，同步檢測丘腦底核細胞外液中5-TH、DA、GABA、Glu 等神經遞質濃度變化；並利用免疫組化技術，對運動疲勞前後大鼠丘腦底核多種類型受體表達水平進行觀察；試圖從電生理、神經遞質及受體表達等層面，多角度研究丘腦底核神經元對運動疲勞的中樞調控作用及其機制。本研究在闡明運動疲勞的中樞機制和完善疲勞的理論等方面具有重要的理論價值和實際意義。
結題摘要
以大鼠為研究對象，利用多級遞增負荷跑台運動方式建立運動疲勞動物模型，並通過爬繩、格線、爬梯等運動行為能力和血液生化指標的檢測作為評定動物模型可靠性的依據。採用金屬電極手術植入的電生理記錄技術，實時、動態觀察大鼠在運動疲勞形成、產生及恢復過程中丘腦底核（STN）神經元電活動變化；運用皮層運動區腦電（ECoG）及局部場電（LFPs）同步記錄技術，活體、動態觀察力竭運動過程中皮層ECoG及丘腦底核LFPs振盪性電活動；運用微透析－高效液相色譜聯用和免疫組織化學技術，檢測力竭運動過程中STN細胞外液中神經遞質及受體表達水平；通過電刺激、受體拮抗劑等方式干預STN，進一步揭示其對下游核團、皮層神經元興奮性和運動能力的影響。結果發現：大鼠在力竭運動過程中，皮層運動區神經元電活動隨運動疲勞的發生呈現廣泛抑制，而STN神經元電活動在疲勞初期明顯增強；STN細胞外液中谷氨酸（Glu）和γ-氨基丁酸（GABA）水平隨疲勞發生呈持續下降，多巴胺（DA）、5-羥色胺（5-HT）水平則持續增加；疲勞大鼠mGluR5表達下調，DA2R、DA1R表達上調；電刺激STN可增強蒼白球內側部（GPi）、黑質網狀部（SNr）神經元放電活動；KA損毀STN則抑制GPi、SNr神經元放電活動；且大鼠疲勞時上述作用更明顯；MPEP干預可抑制力竭運動過程中STN神經元電活動的過分增強，緩解皮層電活動的廣泛抑制；腦室注射乳酸阻斷劑（4- CIN）也可抑制皮層神經元興奮性並降低大鼠運動能力。本研究結果證實：STN通過負誘導作用參與了運動性中樞疲勞的調控，且STN神經元興奮性增強可能是皮層實現保護性抑制機制的重要途徑之一。STN細胞外液中神經遞質及受體mGluR5、GABA-ARα1、DA1R及D2DR參與了電活動的調節，是影響皮層興奮性及運動能力的重要因素。MPEP具有延緩運動疲勞產生和改善運動能力的積極作用。提示：STN神經元通過基底神經節-丘腦-皮層通路實現對運動疲勞的調控。間接通路（紋狀體-蒼白球外側部-STN-GPi/SNr）在基底神經節對運動疲勞的中樞調控中起重要作用。本研究從多角度闡明了STN神經元對運動性疲勞的調控作用及其機制，為後續研究運動疲勞過度激活間接通路的可能機制及篩選抗疲勞的靶向藥物奠定了基礎。
