有氧运动改善失眠状况及机体相关功能的探索性研究

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1、- 1 -有氧运动改善失眠状况及机体相关功能的探索性研究有氧运动改善失眠状况及机体相关功能的探索性研究吴晶晶吴晶晶 杨芮姗杨芮姗 王国栋王国栋 贾友冀贾友冀 吴笛吴笛指导老师：庄剑青指导老师：庄剑青摘要摘要 目的目的：通过失眠症患者和动物两部份实验,观察失眠对认知、学习记忆、免疫力的影响，探讨有氧运动对失眠及认知、学习记忆、免疫功能的改善作用,倡导人们建立良好的生活习惯。方法：方法：(1) 根据 SPIEGEL 量表从本校在读大学生中筛选符合条件的失眠症患者 8 名,平均年龄 23 岁，男生 2 个，女生 6 个，要求每天在睡前 2-3 小时进行 30-60min 有氧运动，持续十天，观察有氧

2、运动对失眠症患者睡眠状况及认知功能的改善作用。(2) 将小鼠随机分成三组：正常对照组、模型组及有氧运动组。模型组与有氧运动组小鼠给于每天 12h，连续 10 天慢性束缚应激，制备失眠动物模型。有氧运动组于束缚第 4 天起每天在束缚前进行 15-30min（依次继增）有氧运动，持续 8 天，其他饲养条件与正常组、模型组相同。记录每天体重变化，录像观察小鼠睡眠情况，MT-200 Morris 水迷宫观察小鼠学习记忆能力，实验最后一天，测定小鼠翻正反射、胸腺、脾脏指数。结果结果：(1) 与正常人比较，失眠症患者认知电位 P300 潜伏期延长、波幅下降，CNV 反应时延长、波幅下降。有氧运动后，自觉失

3、眠程度较有氧运动前改善，P3 潜伏期缩短，波幅增加（p0.05） ；CNV 波幅增加，平均反应时缩短（p0.05） 。(2)与正常组比较，模型组小鼠体重明显下降，同一时间段内模型组小鼠较正常组小鼠睡眠时间明显减少（p0.05） ，说明失眠模型制备成功。模型组较正常组睡眠潜伏期明显减短（p0.05） ，睡眠持续时间明显延长（p0.05） 。失眠可致小鼠胸腺重量减轻、脾脏影响不大，有氧运动对胸腺影响不大，但可使脾脏重量增加（p0.05） 。结论结论：失眠可损害学习记忆认知功能及机体免疫功能，适度的有氧运动能使这些症状得到改善关键词关键词 有氧运动 失眠 学习记忆 认知 免疫功能随着生活节奏的不断加

4、快和工作压力逐渐增大，都市人不少处于亚健康状态，其中失眠是现代人的常见临床病症之一，发病率越来越高。长期失眠严重影响人们的生活质量。失眠患者常会感觉到记忆力下降、学习能力低、免疫力下降，容易精神不振、情绪低沉、烦躁、焦虑、紧张1。目前失眠症的治疗主要还是靠苯二氮卓类药物，如安定。但是药物- 2 -治疗具有依赖性、耐药性、胃肠功能紊乱等副作用。因此研究药物外的有效预防措施显得尤为重要。常见报纸杂志载文称有氧运动可改善失眠，但尚缺乏科学的客观指标。本实验通过人体与动物实验两部份研究内容探讨有氧运动对失眠及机体相关功能的改善作用。第一部分第一部分 有氧运动对失眠症患者睡眠及认知功能的影响有氧运动对失

5、眠症患者睡眠及认知功能的影响1.1.研究对象与方法研究对象与方法1.11.1 研究对象及选择研究对象及选择上海中医药大学在校学生，根据 SPIEGEL 量表2筛选出失眠症自愿者 8 例，年龄 20-25 岁，男性 2 名，女性 6 名。患者根据近两个月内自觉情况对各问题评分，9得分12为失眠；12得分18 为轻失眠症；18得分24 为中度失眠症；得分24 为重度失眠症。其中重度 3 例，中度 2 例，轻度 3 例。受试者无听力、视力障碍，无神经系统疾病和精神疾患。1.21.2 仪器与材料仪器与材料诱发电位仪 Neuropack 2 MEB-7102K(日本光电公司)，P300、CNV 刺激器，

6、磨沙膏（Skinpure YZ-0020，Neuropack 2） ，电极膏（Elefix，Neuropack 2） ，75%酒精棉球。1.31.3 实验方法实验方法1.3.11.3.1 失眠患者的有氧运动失眠患者的有氧运动 让失眠症自愿者每天睡前 3 小时开始进行 30-60min 慢跑、跳绳、爬楼梯等有氧运动，并以心率达到靶心率（170年龄）为控制标准3。每天运动时间逐渐延长，持续 10 天。1.3.21.3.2 观察指标观察指标(1) SPIEGEL 量表疗效评价,于有氧运动 10 天后再进行一次量表测定,与实验前比较作为疗效评价的主观检测依据。(2) 认知电位 P300、CNV 检测，

7、于实验前后各测一次，进行比较，作为疗效评价的客观检测依据。检测方法：选用 3 个盘形电极，电极安放参照国际脑电图 10-20 系统，活动电极置于中央点（Cz） ，参考电极置于右侧耳垂（A2） ，接地电极置于额极点（Fpz） 。规定活动电极接在正极，参考电极接在负极，统一正波向上，负波向下。电极安放前均用酒精棉球、磨沙膏去除头皮部位油脂，用胶带固定好附导电膏的盘形电极，实验室安静，温度适宜（20-25） 。P300 测量峰潜伏期和波幅，CNV 测量 B 点波幅和平均反应时，方法见文献4。- 3 -2.2. 数据统计数据统计实验数据用 SPSS13.0 软件进行单因素方差分析和 t 检验处理。3

8、3 结果结果3.13.1 失眠症患者自觉睡眠情况失眠症患者自觉睡眠情况 失眠症自愿者每天睡前 3 小时开始持续 30-60min 的有氧运动，连续 10 天后自觉睡眠得到改善（表 1） 。表表 1 1 有氧运动前后失眠症患者有氧运动前后失眠症患者 SPIEGELSPIEGEL 量表得分情况量表得分情况受试者12345678程度重重重中中轻轻轻 运动前2834241820141612 运动后757293273.23.2 有氧运动对失眠症患者有氧运动对失眠症患者 P300P300、CNVCNV 的影响的影响 根据有氧运动前后 P3 潜伏期、P3 波幅、CNV 波幅、平均反应时情况说明有氧运动有改善

9、认知能力的趋势（表 2、图 1、图 2） 。表表 2 2 有氧运动前后有氧运动前后 P3P3 潜伏期、潜伏期、P3P3 波幅、波幅、CNVCNV 波幅、平均反应时情况波幅、平均反应时情况( (s)s)xNP3 潜伏期（ms）P3 波幅（V）CNV 波幅（V）平均反应时（ms）正常组7301.1425.1925.466.3323.104.48279.5734.39 治疗前6413.67137.60*15.118.42*14.565.01*304.4134.93 治疗后6333.0033.5815.955.9820.383.78243.6728.63注注：与正常组相比*p0.05 与治疗前相比p0

10、.05。- 4 -图图 1 1 P300P300 波形波形a:正常人 b：失眠症患者有氧运动前 c：失眠症患者有氧运动后图图 2 2 CNVCNV 波形波形a:正常人 b：失眠症患者有氧运动前 c：失眠症患者有氧运动后第二部分第二部分 有氧运动对失眠模型小鼠睡眠、学习记忆、免疫功能的影响有氧运动对失眠模型小鼠睡眠、学习记忆、免疫功能的影响1 1 实验动物及材料实验动物及材料1.11.1 实验动物实验动物健康昆明小鼠 30 只，雌性，6-8 周龄，SPF 级，体重 18-22g，购于上海中医药大学动物实验中心。1.21.2 实验仪器实验仪器MT-200Morris 水迷宫追踪分析系统（成都泰盟有

11、限公司） ，YLS-4C 转棒式疲劳仪，监视系统（杭州海康威视） ，计算机。1.31.3 主要试剂主要试剂0.5戊巴比妥钠- 5 -2.2. 实验方法实验方法2.12.1 动物分组动物分组将小鼠随机分成 3 组，正常对照组（10 只） ，模型组（10 只） ，有氧运动组（10 只） 。2.22.2 制备模型制备模型模型组和有氧运动组每天用软铅丝束缚 8h（过夜）以上，连续 12 天，制备小鼠慢性束缚失眠动物模型。52.32.3 有氧运动训练有氧运动训练有氧运动组于束缚后第 4 天起每天进行 15-30min，强度为 20-24 转/分的有氧运动6，持续 8 天。2.42.4 观察指标及方法观察

12、指标及方法2.4.12.4.1 体重体重饲养条件 3 组相同，均为束缚解除后统一进食。每天记录小鼠体重变化。2.4.22.4.2 睡眠状况睡眠状况2.4.2.12.4.2.1 录像记录录像记录第 11 天录像记录 9：0015：00 时间段内小鼠睡眠情况，每隔半小时进行观察，随机观测 10 分钟内各组小鼠睡眠时间，进行统计分析。2.4.2.22.4.2.2 翻正反射翻正反射第 12 天 3 组小鼠均给予戊巴比妥钠 35mg/kg(催眠剂量)腹腔注射7,记录小鼠睡眠时间（以翻正反射消失为入睡时间，从翻正反射消失至恢复时间为睡眠持续时间）5。2.4.32.4.3 水迷宫学习记忆能力测定水迷宫学习记

13、忆能力测定82.4.3.12.4.3.1 定位航行逃避潜伏期定位航行逃避潜伏期实验第 8 天小鼠每天进行 2 次水迷宫定位导航学习，持续 3 天。桶内置一平台于固定象限某一点，放水淹没平台稍许，加入淀粉使水浑浊。先将小鼠放于平台 10s 后将小鼠于另一象限放到水里，系统追踪小鼠落水至找到平台的时间和运动轨迹。找到平台或 70s 后将小鼠再次放到平台持续 10s 后于前次相同象限放入水中，系统再次追踪记录。2.4.3.22.4.3.2 空间搜索穿过平台次数空间搜索穿过平台次数第 11 天水迷宫检测小鼠记忆能力。撤走平台，于与学习期同一象限某一点将小鼠放入水中，系统追踪小鼠 70s 内运动轨迹，观

14、察小鼠经过原平台位置次数，根据次数评价小鼠记忆能力。- 6 -2.4.42.4.4 胸腺、脾脏指数胸腺、脾脏指数第 12 天将小鼠脱颈处死后迅速取出胸腺、脾脏，吸取血液，去除脂肪、系膜，用电子天平称取其湿重，按以下公式计算9：胸腺指数=胸腺质量(mg)/体重(g)脾脏指数=脾脏质量(mg)/体重(g)3 3 统计方法统计方法实验数据用 SPSS13.0 软件进行单因素方差分析和 t 检验处理。4 4 结果结果4.14.1 对小鼠体重的影响对小鼠体重的影响 与正常组比较，失眠使小鼠体重下降或生长缓慢。与模型组比较，有氧运动后小鼠体重下降状况有一定改善。束缚 12 天过程中两束缚组体重始终低于正常

15、对照组水平（表 3，图 3） 。表表 3 3 各组小鼠体重变化表各组小鼠体重变化表( (s)s) （单位：（单位：xg g）组别N实验前第 3 天第 4 天第 5 天第 6 天第 7 天第 8 天第 9 天第 10 天正常组1020.200.7923.901.5625.901.8526.101.2024.301.2523.401.1724.401.6525.301.8325.901.91模型组919.600.7016.601.43*18.902.13*19.102.42*16.891.36*18.562.19*17.442.01*19.221.86*18.221.72*运动组1019.800.9216.701.70*18.902.18*19.801.87*17.501.72*19.001.70*18.001.89*20.002.40*18.101.73*注注：与正常组相比*p0.05小鼠体重变化曲线10121416182022242628实验前第3天第4天第5天第6天第7天第8天第9天第10天体重（g）空白对照组失眠组有氧运动组- 7 -图图 3 3 小鼠体重变化曲线小鼠体重变化曲线4.24.2 束缚应激对小鼠睡眠的影响束缚应激对小鼠睡眠的影响铅丝束缚 8h（过夜）以上，连续 12 天造成小鼠束缚应激失眠