《Biology》：Aerobic and Resistance Exercise Modalities Ameliorate Hippocampal Plasticity and Neurocognitive Changes Induced by Receiving Nandrolone Decanoate in Rats (Physiological, Biochemical, and Histological Study)
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合成代谢雄激素类固醇（AAS），如诺龙（ND），常用于增强身体表现和肌肉质量。然而，其滥用与多种不良健康影响相关，尤其对海马体，影响学习、工作记忆和认知功能。本研究旨在探讨ND、有氧运动、抗阻运动以及ND与有氧或抗阻运动联合对记忆和认知功能的潜在影响。此外，研
合成代谢雄激素类固醇（AAS），如诺龙（ND），常用于增强身体表现和肌肉质量。然而，其滥用与多种不良健康影响相关，尤其对海马体，影响学习、工作记忆和认知功能。本研究旨在探讨ND、有氧运动、抗阻运动以及ND与有氧或抗阻运动联合对记忆和认知功能的潜在影响。此外，研究旨在探索记忆和认知功能变化的可能潜在机制。成年雄性大鼠被分为四组：对照组（GI）、仅ND处理组（GII）、仅运动组（GIIIa和GIIIb）以及运动+ND联合处理组（GIVa和GIVb）。运动包括为期8周的跑步机有氧训练和爬梯抗阻训练，单独或与ND联合。通过改良巴恩斯迷宫（Modified Barnes Maze）和T-迷宫（T-maze）测试评估认知功能。通过氧化应激标志物、海马脑源性神经营养因子（BDNF）水平、海马神经生长因子（NGF）表达以及组织学检查评估海马完整性。ND显著损害空间学习和记忆，增加氧化应激，降低海马BDNF水平，并减少海马中NGF表达。运动显著减轻了这些有害影响。有氧运动带来最显著的改善，恢复了认知功能，增强了抗氧化防御，提高了海马BDNF水平，增加了海马NGF表达，并保护了海马结构。抗阻训练也具有神经保护作用，但效果弱于有氧运动。总之，有氧和抗阻运动均通过增强抗氧化防御和促进神经元完整性，对ND诱导的神经毒性发挥保护作用。所观察到的神经保护益处表明，体育锻炼可作为预防或减少与合成代谢类固醇滥用相关的认知障碍的一种潜在非药物方法。
**研究背景与目的**
海马体是负责记忆形成的关键脑区，其齿状回（DG）亚区在成年神经发生、模式分离和可塑性中起核心作用。合成代谢雄激素类固醇（AAS，如诺龙Decanoate，ND）在运动员和健身爱好者中滥用率高达16.8%，但在临床上有限用于治疗骨质疏松和肌肉萎缩疾病。然而，高剂量AAS可导致中枢神经系统结构和功能改变，尤其损害海马依赖性学习、记忆和认知功能。现有研究表明，ND可诱导氧化应激、促炎细胞因子升高及神经变性，而体育锻炼（有氧或抗阻运动）已被证实能促进神经可塑性、增强脑源性神经营养因子（BDNF）表达并改善认知。目前尚缺乏不同运动模式对ND所致神经毒性保护作用的系统比较。因此，本研究旨在探讨中等强度有氧跑步机训练和抗阻爬梯训练对ND处理大鼠的认知功能、氧化应激标志物、海马BDNF和神经生长因子（NGF）表达及组织形态学变化的影响，并阐明其潜在机制。论文发表在《Biology》。
**关键技术与方法**
研究人员将36只成年雄性Sprague-Dawley大鼠（200-250 g，9周龄，来自Zagazig大学兽医医学院实验动物房）随机分为6组：对照组（GI，n=6，注射花生油）、ND组（GII，n=6，15 mg/kg/day ND肌注，每周5次，共8周）、有氧运动组（GIIIa，n=6，跑步机训练，10-20 m/min，25-30 min/session，每周5次）、抗阻运动组（GIIIb，n=6，爬梯训练，80°倾斜，8次爬升/session，尾部负重递增）、有氧+ND组（GIVa，n=6）和抗阻+ND组（GIVb，n=6）。主要技术方法包括：改良巴恩斯迷宫（Modified Barnes Maze）测试空间学习与记忆（获取试验AT1-AT6及探测试验PT1-PT2）、T-迷宫自发交替测试工作记忆、旋转杆（Rotarod）测试运动协调；生化检测：血清超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）水平（ELISA）、海马组织匀浆BDNF水平（ELISA）；组织学：H&E染色观察齿状回颗粒细胞层（GCL）厚度，免疫组化检测NGF表达，并使用ImageJ进行形态计量分析。所有数据用SPSS 23.0进行ANOVA和LSD事后检验，效应量报告η2值。
**研究结果**
**3.1 行为学评估结果**
**3.1.1 改良巴恩斯迷宫测试**
通过记录获取试验（AT1-AT6）的逃避潜伏期和错误次数，发现ND组（GII）在所有试验中潜伏期和错误数均显著高于对照组（GI）（p<0.001），表明ND严重损害空间学习。有氧（GIIIa）和抗阻（GIIIb）运动组均显著缩短潜伏期并减少错误数，优于对照组（p<0.05），且两种运动模式间无显著差异（p>0.05）。联合运动组（GIVa和GIVb）部分改善ND诱导的损害，但仍差于单独运动组（p<0.001），其中有氧运动（GIVa）保护效果优于抗阻运动（GIVb）。探测试验（PT1和PT2）评估空间参考记忆，结果一致：ND组潜伏期延长（p<0.001），运动组最短，联合组介于中间。效应量（η2=0.972-0.991）显示处理效应极强。
**3.1.2 改良T-迷宫测试**
通过自发交替正确率评估工作记忆，ND组（GII）正确率显著低于对照组（p<0.001）。两种运动组（GIIIa和GIIIb）正确率显著提高（p<0.001和p<0.05），两者无显著差异。联合组（GIVa和GIVb）部分改善，但低于运动组（p<0.001），且有氧组（GIVa）优于抗阻组（GIVb）（p<0.05）。效应量η2=0.884。
**3.1.3 旋转杆测试**
通过跌落潜伏期评估运动协调与平衡，ND组（GII）潜伏期显著缩短（p<0.001）。运动组（GIIIa和GIIIb）潜伏期最长，显著优于对照组（p<0.001）。联合组（GIVa和GIVb）优于ND组但未达到运动组水平，且两种运动联合模式间无显著差异。效应量η2=0.968。
**3.2 生化检测**
血清分析显示：ND组（GII）海马BDNF水平显著降低，MDA水平显著升高，SOD活性显著降低（均p<0.05-0.001）。运动组（GIIIa和GIIIb）BDNF和SOD显著升高，MDA显著降低，优于对照组（p<0.001），且有氧运动在抗氧化方面优于抗阻运动（p<0.001）。联合组（GIVa和GIVb）部分逆转ND的生化改变，但未达到运动组水平。效应量η2=0.992-0.998。
**3.3 组织病理学研究**
H&E染色显示：ND组（GII）齿状回颗粒细胞层（GCL）厚度显著减少，伴有大量扩张毛细血管和退变神经元。有氧运动组（GIIIa）GCL厚度增加、神经元排列紧密；抗阻运动组（GIIIb）GCL厚度正常、神经元紧密。联合组（GIVa）GCL厚度中等改善，退变神经元减少；GIVb轻度改善。免疫组化NGF表达：ND组GCL中NGF免疫阳性细胞数量显著减少，弱阳性；运动组（GIIIa）中至强阳性，GIIIb轻度阳性；联合组弱阳性，但优于ND组。形态计量分析证实，GII的GCL厚度和NGF阳性细胞数显著低于所有其他组（p<0.05），有氧运动组最高，联合组介于中间。
**讨论与结论**
讨论部分指出，ND通过诱导氧化应激（MDA升高、SOD降低）、抑制神经营养因子（BDNF和NGF）以及引起海马结构退化（GCL变薄、神经元丢失）来损害认知功能。这些效应与人类AAS滥用者的神经影像学改变一致。有氧和抗阻运动通过增强抗氧化防御、上调BDNF和NGF表达、保护海马形态来发挥神经保护作用，其中有氧运动效果更优，符合其已知的对海马环路的高敏感性。研究局限性包括：仅使用雄性大鼠、样本量较小、缺乏分子层面深入分析，以及动物模型与人类AAS滥用模式的差异。但研究整合了行为、生化、组织学及免疫组化证据，支持体育锻炼可作为对抗AAS滥用所致神经毒性的非药物干预手段。
**结论**（翻译原文）：本研究通过行为学、生化、组织学和免疫组化结果的综合证据表明，运动作为一种可及的非药物方法，具有减轻AAS滥用所致神经学后果的潜力。未来研究需考察不同剂量和时程AAS暴露的剂量-反应关系，建议在雌性大鼠中评估性别差异，并探索运动与其他神经保护剂联合使用的协同效应。
