Ziel der Studie war es, die Wirkung von 4-wöchigem aerobem Training in Kombination mit Anmizan auf synaptische Plastizitätsmarker und synaptische Ultrastruktur im Hippocampus bei einem Schlafentzug-Modell bei Ratten zu untersuchen und deren mögliche Wirkmechanismen zur Verbesserung von Lernen und Gedächtnis bei schlafentzogenen Ratten zu erforschen. 50 SD-Ratten wurden zufällig in fünf Gruppen eingeteilt: Kontrollgruppe, Modellgruppe, Aerobes Training + Modellgruppe, Anmizan + Modellgruppe (18,18 g∙kg^-1∙d^-1) und Aerobes Training + Anmizan + Modellgruppe (18,18 g∙kg^-1∙d^-1). Die Anmizan + Modellgruppe erhielt 4-wöchige orale Gabe von Anmizan, die Aerobes Training + Modellgruppe absolvierte 4 Wochen aerobes Training, die Aerobes Training + Anmizan + Modellgruppe erhielt 4 Wochen Anmizan kombiniert mit aerobem Training, danach wurde eine 72-stündige kontinuierliche Schlafentziehung mit der Multi-Plattform-Wassermethode durchgeführt. Nach Beendigung der Schlafentziehung wurde das Lern- und Gedächtnisvermögen der Ratten mit dem Morris-Wasserlabyrinth bewertet, morphologische Veränderungen der Hippokampusneuronen mit Hämatoxylin-Eosin (HE)-Färbung untersucht, die synaptische Ultrastruktur mittels Transmissionselektronenmikroskopie beobachtet, die Proteinexpressionsniveaus von BDNF, TrkB, CREB, PSD-95 und SYN mittels Western Blot gemessen und die relative mRNA-Expression von BDNF, TrkB und CREB mittels Real-Time PCR detektiert. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Modellgruppe eine signifikante Verlängerung der Plattform-Latenzzeit und der Gesamtschwimmstrecke (P<0,01), eine signifikante Verringerung der Anzahl der Plattformüberschreitungen und der Verweildauer im Zielquadranten (P<0,01), teilweise Schädigung der Hippokampusneuronen, Verringerung der Anzahl und ungeordnete Anordnung, verschwommene synaptische Spalten, Verdünnung der postsynaptischen Dichte, ungleichmäßige Dichte der synaptischen Vesikel, signifikante Abnahme der Protein- und mRNA-Expressionsniveaus von BDNF, TrkB und CREB (P<0,01), sowie deutlich verringerte Proteinexpression von PSD-95 und SYN (P<0,01). Im Vergleich zur Modellgruppe zeigten die Gruppen Anmizan + Modell, Aerobes Training + Modell und Aerobes Training + Anmizan + Modell eine Reduktion der Plattform-Latenzzeit und Gesamtschwimmstrecke, signifikante Zunahme der Plattformüberschreitungen und Verweildauer im Zielquadranten (P<0,05，P<0,01), Verringerung der Schädigung der Hippokampusneuronen, gleichmäßigere Anordnung, intaktere synaptische Struktur, Verdickung der postsynaptischen Dichte sowie gleichmäßige Dichte der synaptischen Vesikel, signifikante Erhöhung der Protein- und mRNA-Expressionsniveaus von BDNF, TrkB und CREB (P<0,05，P<0,01), und deutliche Erhöhung der Expression von PSD-95 und SYN (P<0,05，P<0,01). Fazit: Aerobes Training in Kombination mit Anmizan kann das Lernen und Gedächtnis bei schlafentzogenen Ratten verbessern; der Wirkmechanismus könnte mit der Regulation des BDNF/TrkB/CERB-Signalwegs, der Hochregulation von PSD-95 und SYN, sowie der Verbesserung synaptischer Strukturschäden zusammenhängen, wobei die kombinierte Intervention effektiver ist als Einzeltraining oder medikamentöse Behandlung.

Anmizan; aerobes Training; Schlafentzug; Lernen und Gedächtnis; synaptische Plastizität; brain-derived neurotrophic factor (BDNF)/tyrosin-kinase-Rezeptor B (TrkB)/zyklisches AMP-reaktives Elementbindungsprotein (CERB)