1、衰老是一個不可避免的生理過程。隨著衰老的進程，大腦功能逐步減退，主要表現(xiàn)為認知功能的下降。運動是一種簡單方便的干預措施，能夠降低認知功能的老年性減退、延緩神經退行性疾病的發(fā)生。但是，運動改善大腦功能的內在機制，目前還未完全清楚。海馬結構是最易受到衰老影響的大腦區(qū)域之一；同時，在運動訓練后海馬結構也發(fā)生了明顯的結構和功能改變，如海馬結構內新生神經元形成的能力增強、神經元樹突復雜性和突觸可塑性的增加等。有髓神經纖維是維持神經沖動快速傳導的結

2、構基礎，運動訓練后海馬結構內有髓神經纖維的改變可能對大腦功能的改善有重要作用。但是，迄今為止尚未見到運動訓練對海馬結構內有髓神經纖維作用的定量研究。毛細血管為神經組織提供了氧氣和營養(yǎng)供應，對神經元的正常活動具有重要生理意義，大腦毛細血管的改變必然會影響大腦功能。目前在運動對大腦皮質毛細血管作用的研究文獻中，未見研究人員運用體視學方法進行三維定量，獲得的結果均是毛細血管密度值，但密度值不能準確反映毛細血管的總量。因此，本實驗選用14月齡S

3、prague-Dawley大鼠作為中老年動物模型，對大鼠進行4個月的跑步訓練，然后運用新的體視學方法分別對大鼠海馬結構內有髓神經纖維和皮質內毛細血管的改變進行定量研究。
　　 第一部分
　　 短期跑步訓練對中老年大鼠海馬結構及其內有髓神經纖維的影響
　　 1.材料與方法：
　　 1.1將14月齡雌性Sprague-Dawley大鼠10只，隨機分為空白對照組和跑步訓練組，每組各5只。大鼠體重280±20 g

4、。
　　 1.2跑步訓練組大鼠在動物跑臺進行訓練。每周訓練5天，每天20 min；訓練強度為：第一周10 m/min，第二周15 m/min，從第三周開始為20m/min。持續(xù)4個月?？瞻讓φ战M大鼠不進行跑步訓練。
　　 1.3訓練時間結束后，用Morris水迷宮進行連續(xù)5天的空間學習能力的測試，前四天為隱藏平臺實驗，第五天為可見平臺實驗。
　　 1.4將大鼠麻醉、灌注固定后，隨機抽取一側大腦半球，從中隨機抽取5

5、塊海馬結構組織塊（1 mm3），制作成60 nm超薄切片，從每張切片上隨機抽取15個視野在透射電鏡下放大9000倍拍照。
　　 1.5運用體視學方法分別計算出大鼠大腦海馬結構總體積、海馬結構內有髓神經纖維長度密度和總長度、體積密度和總體積、平均直徑。
　　 2.結果：
　　 2.1跑步訓練組大鼠在隱藏平臺實驗中平均潛伏期較對照組明顯縮短（p<0.05）；在第五天的可見平臺實驗中，兩組大鼠的潛伏期之間沒有明顯區(qū)別（

6、p>0.05）。
　　 2.2跑步訓練組大鼠海馬結構的總體積為82.7±6.5 mm3，對照組海馬結構總體積為74.4±4.6 mm3。跑步訓練組大鼠海馬結構總體積比對照組顯著增大了11.2％（p<0.05）。
　　 2.3跑步訓練組大鼠海馬結構內有髓神經纖維的總長度為15.1±1.7km，對照組海馬結構內有髓神經纖維的總長度為8.3±1.1 km。跑步訓練組大鼠海馬結構內有髓神經纖維的總長度比對照組顯著增大了81.9％

7、（p<0.01）。
　　 2.4跑步訓練組大鼠海馬結構內有髓神經纖維的總體積為7.1土1.6mm3，對照組海馬結構內有髓神經纖維的總體積為5.7±1.4 mm3。跑步訓練組與對照組大鼠海馬結構內有髓神經纖維的總體積無顯著性差異（p>0.05）。
　　 2.5跑步訓練組大鼠海馬結構內有髓神經纖維的平均直徑為0.66±0.04μm，對照組海馬結構內有髓神經纖維的平均直徑為0.80±0.09μm。跑步訓練組大鼠海馬結構內有髓神

8、經纖維的平均直徑比對照組明顯減小了17.5％（p<0.05）。
　　 第二部分
　　 短期跑步訓練對中老年大鼠皮質及其內毛細血管的影響
　　 1材料與方法：
　　 1.114月齡雌、雄性Sprague-Dawley大鼠各10只，分別隨機分為跑步訓練組和空白對照組，每組各5只。大鼠體重280±20 g。
　　 1.2跑步訓練組大鼠在動物跑臺進行訓練。每周訓練5天，每天20 min；訓練強度為：第一周

9、10 m/min，第二周15 m/min，從第三周開始為20m/min。持續(xù)4個月?？瞻讓φ战M大鼠不進行跑步訓練。
　　 1.3將大鼠麻醉、灌注固定后，從每只大鼠隨機抽取一側大腦半球，以冠狀方向切取2 mm厚的連續(xù)腦組織切片，從每張腦切片上切取一張4μm厚的各向同性切片，用兔抗膠原IV多克隆抗體進行免疫組化染色。在100倍油鏡下從每張切片皮質區(qū)域隨機選取4～6個視野拍照。
　　 1.5運用體視學方法分別計算出大鼠大腦皮質

10、總體積、皮質內毛細血管長度密度和總長度、體積密度和總體積、表面積密度和總表面積、平均直徑。
　　 2.結果：
　　 2.1雌性跑步訓練組大鼠大腦皮質總體積為582.5±37.1 mm3，對照組大鼠大腦皮質總體積為474.2±75.3 mm3，與對照組相比，跑步訓練組大鼠大腦皮質總體積顯著增大了22.8％（p<0.05）。雄性跑步訓練組大鼠大腦皮質總體積為605.0±23.1 mm3，對照組大鼠大腦皮質總體積為598.8±

11、51.4 mm3，兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。
　　 2.2雌性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總長度為299.5±42.6m，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的總長度為235.1±27.1 m，與對照組相比，跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總長度顯著增大了27.4％（p<0.05）。雄性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總長度為425.1±34.9 m，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的總長度為353.2±81.9 m，

12、兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。
　　 2.3雌性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總體積為9.1±1.0mm3，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的總體積為8.0±1.2 mm3，兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。雄性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總體積為9.7±2.5mm3，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的總體積為9.4±1.9 mm3，兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。
　　 2.4雌性跑步訓練組大鼠大腦

13、皮質內毛細血管的總表面積為51.4±6.3cm2，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的總表面積為41.8±5.4 cm2，跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總表面積較對照組顯著增大了23.0％（p<0.05）。雄性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的總表面積為65.1±11.6 cm2，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的總表面積為62.0±9.6 cm2，兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。
　　 2.5雌性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血

14、管的平均直徑為5.5±0.4μm，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的平均直徑為5.6±0.2μm，兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。雄性跑步訓練組大鼠大腦皮質內毛細血管的平均直徑為4.9±0.5μm，對照組大鼠大腦皮質內毛細血管的平均直徑為5.7±1.0μm，兩組之間無顯著性差異（p>0.05）。
　　 全文結論：
　　 1.本研究首次運用新的體視學方法定量研究短期跑步訓練對中老年大鼠大腦海馬結構內有髓神經纖維及皮質內毛

15、細血管的作用。
　　 2.證實了短期跑步訓練可以顯著提高中老年雌性大鼠的空間學習能力。
　　 3.短期跑步訓練對中老年雌、雄性大鼠大腦皮質內毛細血管的作用存在性別差異。
　　 4.首次發(fā)現(xiàn)短期跑步訓練可以顯著增加中老年雌性大鼠大腦海馬結構內有髓神經纖維總長度以及大腦皮質內毛細血管總長度和總表面積。跑步訓練后大腦海馬結構內有髓神經纖維和大腦皮質內毛細血管的改變可能是跑步訓練改善中老年雌性大鼠空間學習能力的重要結構基