γ-氨基丁酸能神经投射对纹状体功能的调节作用

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是纹状体(striatum,Str)中重要的抑制性神经递质,介导了纹状体中绝大部分抑制性的神经传递。根据纹状体接收的GABA来源不同将其分为:来自苍白球(globus pallidus,GP)和黑质(substantia nigra,SN)的外源性GABA能神经投射,以及来自纹状体MSNs和中间神经元的内源性GABA能神经投射。GABA能抑制性投射通过影响纹状体的神经调控网络来调节和控制运动行为,多种运动功能障碍性疾病的发生都与纹状体的GABA能抑制性神经投射异常有关。现以GABA为切入点,对GABA能抑制性神经投射对纹状体功能的调节作用进行综述。     

力竭运动及恢复期大鼠纹状体5-HT、DA及其代谢物浓度的动态变化研究

目的:观察一次性力竭运动过程及恢复期大鼠纹状体细胞外液中多巴胺(DA)和5-羟色胺(5-HT)及其代谢物浓度的动态变化规律。方法:采用活体微透析结合毛细管电泳-激光诱导技术,连续观察清醒大鼠在一次性力竭运动过程及恢复期纹状体细胞外液中酪氨酸(Tyr)、5-HT、5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)、色氨酸(Trp)和DA浓度的动态变化。结果:大鼠纹状体细胞外液中Trp、5-HT、5-HIAA水平运动初期均未见显著变化(P>0.05),运动后期、力竭及恢复期均显著高于安静水平(P<0.05,P<0.01);DA、Tyr水平在运动后期、力竭及恢复期显著高于安静水平(P<0.05,P<0.01);DA/5-HT运动初期显著升高(P<0.05,P<0.01),运动后期出现下降趋势,力竭前15 min降至最低点,而恢复期略有回升,但运动后期、力竭及恢复期与安静状态相比均无显著差异。结论:力竭运动过程中大鼠纹状体细胞外液中DA和5-HT的动态变化具有阶段性特征,运动疲劳过程中状体内DA和5-HT两种神经递质的代谢水平均显著增强,而其中以5-HT的作用占优。     

多巴胺释放对纹状体神经元信息编码的影响

运动功能是在神经系统直接或间接调控下协调完成的,基底神经节对于运动功能的执行起至关重要作用,其中纹状体在基底神经节处于中心地位,接受多巴胺能神经元的投射,通过直接、间接通路参与运动的调控。多巴胺能神经元中多巴胺的释放以活性区介导的快速突触传递的方式进行。活性区由Bassoon、RIM和ELKS三种支架蛋白组成,其中RIM蛋白对多巴胺释放起调节作用。纹状体不同类型的神经元电活动随着多巴胺释放含量的变化出现适应性变化。当纹状体去多巴胺支配时,中等多棘神经元和快放电中间神经元放电频率显著增加;当纹状体多巴胺耗竭时,大胆碱能中间神经元出现pause-rebound编码模式。本文对多巴胺运动控制的分子机制展开讨论,并对其在运动疲劳中枢机制中的研究进行综述,为纹状体神经元靶向干预提供理论依据和新思路。     

多巴胺D2型受体可能参与运动对帕金森病小鼠皮层-纹状体突触传递及自主活动的调节

本研究旨在揭示皮层-纹状体突触后膜多巴胺D2型受体(D2 receptor, D2R)在运动改善帕金森病(Parkinson’s disease,PD)小鼠行为功能障碍中的作用。选取C57/BL6雄性成年小鼠,随机分为对照组、PD组和PD运动组。纹状体两点注射6-羟多巴胺(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)建立单侧损伤PD模型。运动干预方案为匀速跑台训练(16 m/min,40 min/d,每周5 d,共持续4周)。采用旷场实验评价小鼠自主活动能力,用离体脑片记录兴奋性突触后场电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)来评价皮层-纹状体突触传递效能,并观察D2R激动剂干预对小鼠自主活动能力和皮层-纹状体突触传递的影响。结果显示,和PD组相比,PD运动组小鼠自主运动距离和快速移动占比显著增加(P 0.05),递增刺激强度(0.75～3.00 pA)下fEPSP最大幅值显著降低(P 0.05),刺激-反应曲线斜率降低。和未给予D2R激动剂的PD小鼠相比,D2R激动剂处理的PD小鼠运动距离及快速移动占比显著增加(P 0.05),fEPSP峰值(P 0.05)和刺激-反应曲线斜率降低。以上结果表明,早期运动干预或D2R激动剂干预均可抑制PD小鼠皮层-纹状体突触传递效能异常增高的现象,并改善小鼠自主运动能力,提示皮层-纹状体突触后膜D2R可能是运动改善PD小鼠自主活动能力的重要细胞分子作用靶点。     

内源性大麻素系统对皮层下运动中枢的调控作用

以往研究已证明,内源性大麻素系统广泛存在于中枢和外周神经组织中,并作为逆向信号分子在突触信号传递中发挥重要调节作用。本文就内源性大麻素系统对皮层下运动中枢的调控作用及相关机制进行综述,以期系统地论述皮层下运动中枢在躯体运动、动作选择和运动技能学习等高级神经活动过程中的突触和神经环路机制,并为相关疾病的治疗和靶向药物开发提供理论依据。     

纹状体中等多棘神经元侧抑制效应与基底神经节运动功能调控

中等多棘神经元(medium spiny neurons,MSNs)是纹状体的主要投射神经元,其细胞膜上表达的不同类型多巴胺(dopamine,DA)受体,分别参与基底神经节直接与间接两条运动神经通路功能的调节。近年来发现,纹状体相邻MSNs之间还存在突触连接,这种突触结构对直接或间接通路的电活动产生侧抑制效应(lateral inhibition),并通过其前馈作用进一步调节基底神经节信息输出核团的兴奋性。因此,纹状体MSNs的侧抑制效应对运动的精确调节具有重要意义。本文拟从纹状体神经元构筑与侧抑制突触效应、纹状体MSNs侧抑制突触效应参与基底神经节调控的生理学机制、MSNs侧抑制效应异常与帕金森病(Parkinson's disease,PD)等方面对纹状体MSNs侧抑制效应与基底神经节功能调控的机制进行综述。     

皮层-基底神经节环路功能性连接与PD运动防治的神经可塑性机制研究进展

帕金森病(Parkinson's Disease,PD)是一种以运动功能障碍为主要临床症状的神经退行性疾病,皮层-基底神经节环路功能性连接异常是PD运动障碍发生发展的病理基础。运动疗法防治PD的神经可塑性机制可能与该环路的结构与功能重塑有关。本文拟以皮层-基底神经节环路为切入点,分别从皮层-基底神经节环路功能性连接与运动调控、皮层-基底神经节环路功能性连接异常与PD、皮层-基底神经节环路功能性连接重塑与PD运动防治三方面对该领域的相关研究进行综述。     

STN-GPe神经通路在BG振荡作用中的研究进展

基底神经节(basal ganglia,BG)是椎体外系的组成部分,对运动具有重要的调控作用。BG振荡活动的变化与行为状态的改变有着密切联系。近年来,大量的解剖学、生理学和计算机神经模拟研究证实丘脑底核(subthalamic nucleus,STN)和苍白球外侧部(external globus pallidus,GPe)之间存在相互的纤维联系,STN-GPe神经通路对生理和帕金森(Parkinson disease,PD)状态下BG振荡活动的产生、维持和发展都具有关键作用。本文以STN、GPe电活动特征为切入点,阐明STN-GPe神经通路在BG振荡活动中所扮演的角色。     

大鼠一次性力竭跑台运动模型的建立及动态评价

目的跑台急性运动疲劳动物模型的建立及评价。方法选取清洁级雄性Wistar大鼠24只(8周龄)作为实验对象。采用多级递增负荷跑台运动方案(跑台坡度为0°,负荷分为三级)建立一次性力竭跑台运动动物模型。尾静脉取血,分别测定大鼠在安静、运动30 min、运动90 min、力竭、恢复30 min、恢复90 min各时间点外周血葡萄糖(GLU)、乳酸(LD)、尿素(BU)、丙二醛(MDA)浓度和肌酸激酶(CK)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果一次性力竭运动过程中大鼠行为能力和运动能力、血液代谢产物及能量物质呈现阶段性的动态变化。外周血LD、BU、MDA浓度及CK活性均较安静时显著性增高(P<0.01,P<0.05);GLU浓度、SOD活性较安静时显著降低(P<0.01,P<0.05)。各指标的变化特征说明大鼠已达到运动疲劳状态。结论建立了大鼠一次性力竭跑台运动模型,并客观动态评价了大鼠在运动疲劳产生、发展、恢复等不同阶段各指标的变化特点及规律。该模型可用于后续运动疲劳机制的相关研究。