老年人普遍存在记忆、认知功能的下降。导致老年大脑记忆、认知功能下降的机制是多方面的。其中,血管因素可能是造成老年大脑功能衰退的重要机制之一。大脑毛细血管是脑血管树的最细小分支互相吻合而成的一个三维网状结构,对调节大脑微环境、维持局部脑血流量起重要作用,毛细血管周围微环境中神经元的正常功能活动、神经冲动的有效传递等均有赖于毛细血管完整的形态结构。已有大量的定性研究深入细致的观察了老年大脑不同部位毛细血管形态的变化,如毛细血管扭曲、球形改变及线样改变等大体形态的变化,以及内皮细胞萎缩,基膜增厚,足细胞退化等超微结构改变。而关于大脑毛细血管的定量研究较少,且多限于大脑皮质、海马等部位。近年来,运用新的体视学方法的研究发现正常老年大脑并不存在显著性大脑皮质神经元死亡。那么,皮质毛细血管是否发生老年性改变?尽管有过此方面的研究,但这些研究的结果差异较大,且均没有贯彻现代体视学方法的原理。此外,运用体视学方法的研究结果表明老年大脑白质体积发生显著性萎缩,白质内有髓神经纤维的总长度显著下降。此时,白质毛细血管发生了那些改变?国内外尚未见报道。因此,基于对以往皮质毛细血管老年性改变的研究不足之处的总结以及对白质毛细血管老年性改变这一空白区域的补充,本实验以大鼠作为动物模型,利用体视学定量研究方法和免疫组化技术对大脑皮质、白质内毛细血管的老年性改变进行了研究。第一部分大鼠大脑皮质毛细血管老年性改变的体视学研究1材料与方法1.1雌性Long-Evans大鼠,青年组(7月龄)10只,老年组(27月龄)10只。1.2将大鼠麻醉灌注固定后,从每只大鼠随机抽取一侧大脑半球,制作2 mm厚的连续脑组织块,从每个脑块切取一张4μm厚的各向同性切片,进行免疫组化染色。在100倍油镜下从每张切片皮质区域随机选取3-5个视野拍照,每只动物共拍摄30张照片。1.3运用体视学方法分别计算出大鼠大脑皮质总体积、皮质体积皱缩率、皮质内毛细血管长度密度和总长度、体积密度和总体积、表面积密度和总表面积。2结果2.1青年组、老年组雌性大鼠皮质由于组织处理引起的体积皱缩率分别是53.9±7.3%及48.8±8.8%。青年组大鼠大脑组织处理前皮质总体积为457.5±37.0 mm~3,老年组大鼠大脑组织处理前皮质总体积为426.3±63.6 mm3,两组之间无显著性差异(p>0.05)。2.2青年组大鼠皮质毛细血管的总长度为331.9±62.2 m,老年组大鼠皮质毛细血管的总长度为281.6±61.5 m。两组大鼠皮质毛细血管的总长度无显著性差异(p >0.05)。2.3青年组大鼠皮质毛细血管的总体积为6.7±1.2 mm3,老年组大鼠皮质毛细血管的总体积为6.0±1.2 mm3。两组大鼠皮质毛细血管的总体积无显著性差异(p >0.05)。2.4青年组大鼠皮质毛细血管的总表面积为46.5±9.8 cm2,老年组大鼠皮质毛细血管的总表面积为41.7±9.4 cm2。两组大鼠皮质毛细血管的总表面积无显著性差异(p >0.05)。第二部分大鼠大脑白质毛细血管老年性改变的体视学研究1材料与方法1.1雌性Long-Evans大鼠,青年组(7月龄)10只,老年组(27月龄)10只。1.2将大鼠麻醉灌注固定后,从每只大鼠随机抽取一侧大脑半球,制作2 mm厚的连续脑组织块,从每个脑块切取一张4μm厚的各向同性切片,进行免疫组化染色。在100倍油镜下拍每张切片的整个白质区域,拍得4-6个视野,每只动物共拍摄30张照片。1.3运用体视学方法分别计算出大鼠大脑白质总体积、白质体积皱缩率、白质内毛细血管长度密度和总长度、体积密度和总体积、表面积密度和总表面积。2结果2.1青年组、老年组雌性大鼠白质由于组织处理引起的体积皱缩率分别是46.4±8.8%及46.1±7.3%。青年组大鼠大脑组织处理前白质总体积为91.7±12.1 mm~3,老年组大鼠大脑组织处理前白质总体积为78.0±16.4 mm~3,老年组比青年组显著降低了14.9%(p < 0.05)。2.2青年组大鼠白质毛细血管的总长度为34.4±7.8 m,老年组大鼠白质毛细血管的总长度为23.3±5.1 m。老年组比青年组显著降低了32.2%(p <0.01)。2.3青年组大鼠白质毛细血管的总体积为0.81±0.13 mm~3,老年组大鼠白质毛细血管的总体积为0.54±0.14 mm~3。老年组比青年组显著降低了33.2%(p <0.01)。2.4青年组大鼠白质毛细血管的总表面积为5.6±1.0 cm2,老年组大鼠白质毛细血管的总表面积为3.8±0.89 cm2。老年组比青年组显著降低了31.7%(p <0.01)。全文结论1.本研究首次把新的体视学方法和免疫组化技术结合起来定量研究大鼠大脑皮质毛细血管、白质毛细血管的老年性改变。2.大鼠大脑皮质毛细血管总长度、总体积及总表面积不存在显著的老年性改变。3.老年大鼠白质毛细血管总长度、总体积及总表面积显著降低。4.首次获得了青年及老年雌性大鼠大脑皮质毛细血管及白质毛细血管的总长度、总体积及总表面积的基本数值,这些数值为今后运用该动物模型探讨中枢神经系统退化性疾病对皮质、白质内毛细血管的影响提供了重要的参考数据。