不同强度运动干预对尼古丁戒后大鼠的记忆力影响

范春燕

不同强度运动干预对尼古丁戒后大鼠的记忆力影响

范春燕

太原理工大学, 山西 太原 030024

尼古丁戒断症是导致较高复吸率的重要因素之一，通过运动干预增强个体戒断尼古丁之后的记忆能力，对于戒断症预防较为有效。本文通过跑台实验和水迷宫实验，分析不同强度运动干预对尼古丁戒后大鼠的记忆力影响。研究结果表明：中强度与大强度干预都不同程度地降低了位置偏好值，能有效减弱大鼠的位置感，中强度运动消减大鼠对尼古丁的记忆更好；大强度运动和中强度运动均能明显提升尼古丁戒后大鼠的记忆力，这两种运动干预最为有效。

运动干预; 大鼠; 尼古丁; 记忆力

尼古丁依赖也叫做烟草依赖，主要受到烟碱型乙酞胆碱受体的影响，使人体的多巴胺奖赏系统有强烈瘾性产生，并且会形成一定的戒断症状[1]。这种症状会导致个体即使戒断尼古丁之后，也会存在很高的复吸率。戒断症状会诱发一定的生理障碍，包括躯体障碍、认知障碍及情感障碍[2]。根据药物成瘾理论，当药物无节制反复使用时，会损伤大脑的记忆能力[3]。相关研究表明，增强个体戒断尼古丁之后的记忆能力，有可能改善尼古丁依赖症治疗的效果，进而预防戒断症状的发生[4]。但目前与此相关的治疗措施或者临床研究依然偏少，以个体记忆能力的增强为切入点，对于预防复吸存在较大的研究空间。根据现有的研究成果，运动是提高个体记忆能力的一条有效途径。Huynh等在研究中发现，运动干预能够降低尼古丁依赖性，使戒断症状得到缓解[5]。按照神经影像学理论，当运动强度不同时，大脑唤醒水平也会存在一定差异。本文以不同强度运动干预为前提条件，分析尼古丁戒后大鼠的记忆力变化，得出大鼠消除对尼古丁记忆的最佳运动强度，形成有效的治疗方案。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

实验对象为40只雄性大鼠，年龄为4周，饲养在1个大箱子里。箱内的温度保持在23.0±1.5 ℃，相对湿度45%~55%，光照条件遵循大鼠的生物规律。所有实验对象都在晚上8点之后安排行为学测试。尼古丁酒石盐酸采购于上海甄准生物科技有限公司，使用0.9%的生理盐水稀释至0.5 mg/mL。对大鼠进行注射的位置为颈背部，根据大鼠体重注射1 mL/kg。

1.2 实验方法

1.2.1 分箱测试大鼠对位置的偏好为了解注射尼古丁或生理盐水的大鼠对箱内位置偏好，在实验中将大箱子分为三个小箱体，左右为训练箱，中间为过渡箱，由挡板隔离。当抽去挡板，大鼠可以自由穿梭，如图1所示。整个测试过程分成前测阶段、训练阶段和测试阶段，注射尼古丁大鼠与注射生理盐水大鼠在各自箱内的停留时间差值（单位s），即为本方法的偏好值，以此作为大鼠位置偏好形成的判断依据。

图 1 分箱测试大鼠对位置偏好图

在前测阶段，抽去挡板之后，观测15 min内大鼠在各个小箱体中的停留时间，作为偏好值计算的一个基础值，若某大鼠在任何一个小箱体中停留的视觉超过520 s，则加以剔除。在训练阶段，连续8个周期对大鼠进行注射尼古丁和生理药水的交替训练。为最大程度降低注射顺序及箱内环境的影响，将注射尼古丁的20只大鼠放在A箱，将注射生理盐水的20只大鼠放在B箱。在测试阶段，抽去过渡箱两侧的挡板，大鼠可以在三个小箱体中自由穿梭，观测大鼠在各箱体中的停留时间，计算出大鼠的位置偏好值。

1.2.2 通过水迷宫实验法测试大鼠记忆力在分箱测试之后，通过水迷宫实验法对大鼠在尼古丁戒后的记忆力进行测试。该实验由导航和探索两个部分组成，前者的实验周期为4 d，观测大鼠在水迷宫的寻找平台学习，每天学习4次，每次学习时间为60 s。若大鼠顺利找到平台，停留时间为30 s，若找不到平台，则将它引导至平台，停留时间同样为30 s。对大鼠的游泳速度以及找到平台所消耗的时间进行记录。后者在定位导航实验结束后的24 h进行，移除水中的平台，观测并记录大鼠60 s中的游泳速度、穿越原平台位置所消耗的时间和次数。

1.2.3 大鼠的分组及运动干预通过以上训练和测试后的大鼠，随机分成4个小组，分别是安静组、小强度组、中强度组和大强度组。中强度界定使用文献[6]给出的方法，当递增运动时，运动对象血乳酸浓度开始快速上升时，相应跑台速度为40%~60%最大摄氧量，此时的运动强度为中等[6]。根据文献[7]的研究结果，尼古丁戒断症状一周内就能到达峰值，并且会持续2~4周，在9~10 d左右，实验对象的认知功能会产生明显变化[7]。此次研究为了与这些文献进行比较，将大鼠尼古丁戒断后的干预时间定为10 d，单次时间为30 s，给予强度不同的运动干预。

1.3 统计学分析

使用SPSS 21.0软件分析相关数据。在不同条件下大鼠位置偏好值差异、导航实验中大鼠寻找平台的时间和速度差异，采用重复测量方差进行评估分析；探索实验中大鼠平均速度、穿越原平台位置所消耗的时间和次数差异，采用单因素方差分析。

2 实验结果分析

2.1 不同强度运动对大鼠位置偏好的影响

将安静组、小强度组、中强度组和大强度组与前测阶段、训练阶段和测试阶段进行重复测量方差分析，结果表明：测试时间的主效应较为明显，＜0.001，2＝0.936。测试时间和组别的效应显著，＜0.001，2＝0.518。首先在前测阶段，4个实验组的大鼠位置偏好值之间不具备统计学差异性（＞0.05），训练阶段的位置偏好值明显大于前测阶段的位置偏好值（＜0.001），说明尼古丁起到了较强的诱导作用。在运动干预之后，虽然测试阶段的位置偏好值明显大于前测阶段的位置偏好值（＜0.001），但只有中强度组和大强度组在测试阶段的位置偏好值明显小于训练阶段的位置偏好值（＜0.001），而安静组和小强度组在测试阶段与训练阶段的位置偏好值不具备统计学差异性（＞0.05）。但中强度组和大强度组在测试阶段的位置偏好值明显小于安静组的位置偏好值，中强度组＜0.01，大强度组＜0.05。中强度组在测试阶段的位置偏好值明显小于小强度组的位置偏好值（＜0.05）。

根据以上结果，经过小强度干预之后，大鼠位置偏好值没有产生显著变化。而经过中强度和大强度干预之后，大鼠位置偏好值明显降低，中强度降低幅度更大。

2.2 不同强度运动对大鼠记忆力的影响

导航实验中，将安静组、小强度组、中强度组和大强度组与训练第1~4 d进行重复测量方差分析，结果表明：测试时间的主效应明显，＜0.001，2＝0.416。组别之间的主效应较为明显，＜0.01，2＝0.454。通过两两比较，尼古丁戒后大鼠再2~4 d寻找平台的时间明显少于第1 d（＜0.05），第4 d寻找平台的时间明显少于第2 d（＜0.05）。在4 d实验过程中，只有中强度组大鼠寻找平台的时间明显少于安静组（＜0.01），而4个组的平均速度并不具备统计学差异性（＞0.05）。

在探索实验中，经过单因素方差分析，结果表明：4个组的大鼠穿越原平台位置所消耗的时间和次数具备统计学差异性，其中时间＜0.001，次数＜0.05。经过两两比较，中强度组和大强度组穿越原平台位置所消耗的时间明显高于安静组（＜0.01），但是中强度组和大强度组穿越原平台位置所消耗的时间之间不具备统计学差异性（＞0.05）。而只有中强度组穿越原平台位置的次数明显多于安静组（＜0.05）。因此，在导航实验中，当大鼠训练时间增加，找到平台的时间就会相应缩短，但是速度不会有显著变化。中强度组找到平台的时间明显少于安静组。而在探索实验中，中强度组和大强度组穿越原平台位置所消耗的时间明显高于安静组，但只有中强度组穿越原平台位置的次数明显多于安在静组。

3 讨论

关于不同强度运动对大鼠位置偏好的影响实验，主要以跑台运动的形式，观测注射尼古丁和注射生理盐水大鼠在不同小箱体内的停留时间，并以文献[6]给出的方法界定强度，以此作为另外三个小组的划分依据。根据实验结果，中强度与大强度干预虽然没有对大鼠的位置偏好进行有效抑制，但是都不同程度地降低了位置偏好值。这说明中强度与大强度干预都能有效减弱大鼠的位置感，相对来说，中强度运动消减大鼠对尼古丁的记忆更好。Wright等在研究中发现，中强度和大强度运动在结束之后的10 s中，能够有效降低戒烟者对尼古丁的依赖[8]。Philogene等则认为中强度运动能够持续消减人或动物对尼古丁的依赖性，由此产生更高的综合效应，而对运动者的损伤也是最低的[9]。中强度运动干预对于大鼠尼古丁戒断症的疗效最好，此次研究也印证了这一观点。根据此次研究关于不同强度运动对尼古丁戒后大鼠记忆力的影响实验，大强度运动和中强度运动均能明显提升尼古丁戒后大鼠的记忆力，这两种运动干预最为有效。Maddux等在研究动物对尼古丁的依赖实验中发现，当大鼠注射尼古丁15 d之后，进行15 d的戒断训练，跑台运动可以明显缓解尼古丁戒断症，提高大鼠的记忆能力[10]。Clemens等通过水迷宫实验发现，中强度运动相对于大小强度运动来说，能够更有效提升啮齿类动物的记忆能力[11]。此次研究结果与诸多文献结果比较符合。

4 结论

根据本次各实验的研究结果，在跑台实验中，中强度与大强度干预都不同程度地降低了位置偏好值，有效减弱大鼠的位置感，中强度运动消减大鼠对尼古丁的记忆更好；在水迷宫实验中，大强度运动和中强度运动均能明显提升尼古丁戒后大鼠的记忆力，这两种运动干预最为有效。

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[4] Loughlin A, Funk D, Coen K,. D.Habitual nicotine-seeking in rats following limited training[J].Psychopharmacology,

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[5] Huynh C, Fam J, Ahmed S,Rats quit nicotine for a sweet reward following an extensive history of nicotine use[J]. Addiction biology, 2015,22(1):142-151

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[7] Tirgar F, Rezayof A, Alijanpour S,Interactive effects of morphine and nicotine on memory function depend on the central amygdala cannabinoid CB1 receptor function in rats[J]. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry, 2017,82(7):62-68

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[11] Clemens KJ, Lay BPP, Holmes NMExtended nicotine self-administration increases sensitivity to nicotine, motivation to seek nicotine and the reinforcing properties of nicotine-paired cues[J].Addiction biology, 2017,22(2):400-410

Effects of Different Intensity Exercise Intervention on Memory of Rats after Nicotine Abstinence

FAN Chun-yan

030024,

Nicotine withdrawal is one of the important factors leading to high relapse rate. It is more effective to prevent nicotine withdrawal by improving the memory ability of individuals after nicotine withdrawal through exercise intervention. In this paper, the effects of different intensity exercise intervention on memory of rats after nicotine abstinence were analyzed by treadmill test and water maze test. The results showed that both moderate-intensity and high-intensity interventions could reduce the location preference value in varying degrees, effectively weaken the rat's position sense, and moderate-intensity exercises could reduce the nicotine memory of rats better; both high-intensity exercises and moderate-intensity exercises could significantly improve the memory of rats after nicotine abstinence, and the two exercise interventions were the most effective.

Exercise intervention; rats; Nicotine; memory

R741

A

1000-2324(2019)04-0697-03

2018-04-20

2018-04-25

范春燕(1965-),女,硕士,副教授,主要研究方向为运动人体科学、生物学. E-mail:635579255@qq.com