《Experimental Neurology》:Optimizing functional recovery after acute ischemic stroke through intensity and frequency of rehabilitation: The critical role of HIF-1α/PLD2/mTOR signaling mechanisms
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本研究通过比较高强度间歇与低强度连续运动对急性缺血性脑卒中大鼠神经功能及可塑性影响,发现两者均通过激活HIF-1α/PLD2/mTOR通路显著减少脑 infarct体积、改善神经功能及促进突触形成和髓鞘化。但实验周期内HI与LC在功能恢复无显著差异,提示低强度持续或高强度间歇运动均可作为康复策略,需进一步临床验证。
王青竹|童雅娜|丁玉川|亚历山大·韦斯|阿米娜·I·法亚兹|耿晓坤
中美神经科学研究所,北京潞河医院,首都医科大学,中国
摘要
目的
本研究旨在通过探讨不同运动强度和频率的影响,并研究涉及HIF-1α/PLD2/mTOR信号通路的潜在机制,来确定急性缺血性中风恢复的最佳康复策略。
方法
共有152只成年雄性Sprague-Dawley大鼠接受了2小时的中脑动脉阻塞(MCAO)处理,并被分为五组,以比较高强度运动与低强度运动(包括5分钟运动和5分钟休息的5个周期)以及持续运动(30分钟连续运动)的效果。各组分别为:仅中风组、中风伴高强度持续运动组(HC组)、中风伴高强度间歇运动组(HI组)、中风伴低强度持续运动组(LC组)和中风伴低强度间歇运动组(LI组)。通过测量梗死体积、神经功能缺陷和神经元死亡情况来评估脑损伤。在7天、14天和28天时,使用粘性胶带触觉测试、网格行走测试、旋转棒测试、平衡木测试和前肢放置测试来评估长期功能恢复情况。神经可塑性通过突触生成(突触蛋白SYN、突触后密度蛋白-95(PSD-95))和髓鞘形成(髓鞘相关糖蛋白(MAG)、髓鞘碱性蛋白(MBP)来衡量。同时评估了调节分子——缺氧诱导因子1α(HIF-1α)、磷脂酶D2(PLD2)以及雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路的关键作用。
结果
所有运动方式均显著减少了梗死体积,改善了神经功能缺陷,并促进了功能恢复(P<0.05)。在低强度运动组中,LC组相比LI组表现出更大的梗死体积减少和更优的功能恢复效果(P<0.05)。在高强度运动组中,HI组的长期功能恢复效果显著优于HC组(P<0.05)。HI组和LC组在保护海马CA1神经元、促进突触生成和髓鞘形成以及增强神经可塑性信号传导方面均显著优于各自对照组(P<0.05)。然而,HI组和LC组在这些指标上没有显著差异。研究发现,HIF-1α/PLD2/mTOR通路的激活是康复过程中神经可塑性效应的关键机制,而HIF-1α的抑制进一步证实了其关键作用。
结论
运动康复,特别是LC组和HI组,能够显著改善中风后的运动功能,这可能是通过HIF-1α/PLD2/mTOR通路实现的。这些发现表明,LC组和HI组是优化中风恢复的有前景的临床康复策略,值得进一步临床研究。