魏源，李良鳴，邢文華，楊則宜

(1.廣州體育學(xué)院，廣東廣州 510500;2.北京體育大學(xué)，北京 100084;3.國家體育總局運動醫(yī)學(xué)研究所，北京 100029)

運動性骨骼肌微損傷和修復(fù)的機制研究*

魏源1，李良鳴1，邢文華2，楊則宜3

(1.廣州體育學(xué)院，廣東廣州 510500;2.北京體育大學(xué)，北京 100084;3.國家體育總局運動醫(yī)學(xué)研究所，北京 100029)

為了探討運動性骨骼肌微損傷和修復(fù)的機制。以大鼠離心運動為運動方式，觀察運動后即刻、運動后24 h、運動后48 h和運動后72 h血清CK、血清MDA、尿液3－MH、骨骼肌組織葡萄糖－6－磷酸脫氫酶(G6PDH)和β－葡萄糖苷酸酶(GUS)等指標的變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)離心運動后，血清CK活性和MDA含量升高，均在運動后24 h達峰值，但它們的變化沒有顯著的相關(guān)關(guān)系;(2)離心運動后，尿3－MH含量急劇上升并在即刻達峰值，48 h以后開始恢復(fù);(3)離心運動后即刻骨骼肌β－葡萄糖苷酸酶含量急劇上升并達峰值，G6PDH含量明顯上升，在運動后24 h達峰值。揭示了:一次性離心運動能引起延遲性骨骼肌微損傷，其發(fā)生的原因可能與化學(xué)因素有關(guān)。

延遲性肌肉酸痛;運動性骨骼肌微損傷;離心運動;大鼠;代謝學(xué)說

人們對運動性肌肉延遲性酸痛進行了大量研究，發(fā)現(xiàn)它和骨骼肌微損傷有密切關(guān)系，并提出了骨骼肌微損傷的各種假說［1－3］。本研究擬通過運動性骨骼肌微損傷動物模型，探討機體運動后血清酶和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物、尿液中蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物的含量以及骨骼肌組織中炎癥反應(yīng)標志物的變化情況與骨骼肌微損傷的關(guān)系，以從“代謝學(xué)說”角度的不同層面來探討骨骼肌微損傷和修復(fù)發(fā)生的原因;以期為運動訓(xùn)練和大眾健身服務(wù)提供理論依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 實驗對象與分組 40只270－300g雄性SD(Sprange－Dawley)大鼠，由北京緯通利華實驗動物技術(shù)有限公司提供。按體重隨機分為:安靜組(A)、運動后即刻(B1)、運動后24H(B2)、運動后48H(B3)、運動后72H(B4)等5個組，每組8只。自由飲食，室溫22±3℃。

1.2 動物運動模型 無訓(xùn)練大鼠進行一次間歇性下坡跑運動，速度為16 m/min，坡度為 －160°，5 min運動，2 min休息，總運動時間為 120 min［2］。運動過程中采用不使用電刺激。各組動物分別于運動后即刻、運動后24 h、運動后48 h或運動后72 h用20%烏拉坦腹腔麻醉(0.78－1g/kg體重)，解剖開腹腔，迅速取材，制作標本。安靜組動物不進行運動，其他處理同上。

1.3 實驗方法

1.3.1 血清肌酸激酶(CK)活性的測定

依肌酸激酶酶偶聯(lián)試劑盒法［4］，采用德國產(chǎn)Eppendorf ECOM－F6124型半自動生化分析儀測定(F=8095):1ml工作液+20ul血清，延遲1 min，測定其1 min內(nèi)在340 nm時吸光度變化。CK酶試劑盒由北京中生生物工程高技術(shù)公司提供。

1.3.2 血清丙二醛(MDA)含量的測定

采用南京建成生物工程研究所提供的丙二醛(MDA)測定試劑盒和Phamacia LKB.Biochrom4060型紫外－可見分光光度計，用TBA法測定［5］。

1.3.3 股四頭肌組織勻漿蛋白含量的測定

采用南京建成生物工程研究所提供的考馬斯亮蘭蛋白測定試劑盒和Phamacia LKB.Biochrom4060型紫外－可見分光光度計，用考馬斯亮蘭法測定。

1.3.4 尿液3－甲基組氨酸(3－MH)含量的測定

采用美國產(chǎn)Waters Millennieon－2010型高效液相色譜儀，在色譜柱:Wydac C4反相柱(150mm×4.6mm)，流動相A:0.1%三氟乙酸(TFA)，流動相B:0.1%TFA乙晴，996光電二極管紫外眾列檢測器等色譜條件下用反相高效液相色譜法［6］(HPLC)檢測尿3－MH水平。

1.3.5 股四頭肌組織葡萄糖 －6－磷酸脫氫酶(G6PDH)和β－葡萄糖苷酸酶(GUS)含量的測定

葡萄糖－6－磷酸脫氫酶(G6PDH)測定方法:按Lee［7］的方法。酶活性定義為25℃時，每分鐘，每克濕組織還原1umolNADPH的量。所測數(shù)據(jù)用蛋白定量進行修正。

β－葡萄糖苷酸酶(GUS)測定方法:參照Rosenfeld等［8］的方法。酶活性單位定義為每分鐘催化底物中釋放1umol p－硝基苯基的量。所測數(shù)據(jù)用蛋白定量進行修正。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

所有實驗數(shù)據(jù)用Microsoft Office Excel2003進行整理和儲存，結(jié)果用平均值±標準差(Mean±SD)表示。儲存數(shù)據(jù)用SPSS for Windows11.5統(tǒng)計軟件作進一步的分析，對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(One－Way ANOVA)，對部分指標進行相關(guān)分析。顯著性水平為α=0.05(P﹤0.05)。

2 結(jié)果與討論

2.1 血液中肌肉酶活性和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量的變化

大鼠血清CK在運動后即刻升高了54.01%，但變化不明顯;運動后24 h升高了429.94%(P＜0.05)，達到峰值;但運動后48 hCK仍比安靜時升高了213.54%(P＜0.05);48 h后CK才開始恢復(fù)，至72 h后僅比安靜時升高了145.03%(P＞0.05)。說明大鼠離心運動后，血清CK活性升高，在運動后24 h達峰值，48 h以后逐漸開始恢復(fù)，揭示了24－48 h是損傷末期和恢復(fù)早期(變化情況見表2.1)。

大鼠血清MDA在運動后即刻升高了41.06%(P＜0.05);至運動后24 h達峰值，升高了106.29%(P＜0.05);運動后48 h升高了97.25%(P＜0.05);運動后72 h升高了60.90%(P＜0.05)。說明大鼠離心運動后，血清MDA含量升高，在運動后24 h達峰值，48 h以后還沒開始恢復(fù)，72 h以后才逐漸開始恢復(fù)，揭示了自由基對膜的損傷具有延遲性(變化情況見表2.1)。

各組大鼠CK和MDA的相關(guān)分析可知:各組兩者的相關(guān)在α=0.05水平上都無統(tǒng)計意義，說明自由基對膜的攻擊不是CK等血清酶漏出的主要原因，但隨著時間的推移，P值逐漸減小，說明自由基變化還可能是損傷后的表現(xiàn)。

表2.1 運動后血清CK、MDA值的變化

2.2 尿液中肌肉蛋白質(zhì)降解產(chǎn)物3－甲基組氨酸含量的變化

大鼠尿3－MH在運動后即刻明顯升高并達峰值，比安靜時升高了195.23%(P＜0.05);至運動后24 h仍比安靜時顯著要高，比安靜時升高了151.06%(P＜0.05);運動后48 h雖比安靜時升高了101.99%，但其變化已不具有顯著性(P＞0.05);運動后72 h僅比安靜時升高了28.38%(P＞0.05)。說明大鼠離心運動后，尿3－MH含量急劇上升并達峰值，運動后24 h仍居高不下，48 h以后開始恢復(fù)，揭示了離心運動可引起蛋白質(zhì)降解增加，并在48 h后開始恢復(fù)(變化情況見表2.2)。

表2.2 離心運動后大鼠尿液3－MH含量的變化

2.3 骨骼肌組織中β－葡萄糖苷酸酶和葡萄糖－6－磷酸脫氫酶含量的變化

大鼠骨骼肌β－葡萄糖苷酸酶在運動后即刻明顯升高并達峰值，比安靜時升高了261.34%(P＜0.05);運動后24 h比安靜時升高了249.93%(P＜0.05);運動后48 h比安靜時升高了242.75%(P＜0.05);運動后72 h仍沒有恢復(fù)還比安靜時升高了220.64%(P＜0.05)。說明大鼠離心運動后，骨骼肌β－葡萄糖苷酸酶含量急劇上升并達峰值，直至運動后72 h仍沒能恢復(fù)(變化情況見表2.3)。

大鼠骨骼肌G6PDH在運動后即刻比安靜時升高了115.91%(P＜0.05);運動后24 h繼續(xù)升高并達峰值，比安靜時升高了130.68%(P＜0.05);運動后48 h比安靜時升高了107.95%(P＜0.05);運動后72 h仍沒有恢復(fù)還比安靜時升高了115.91%(P＜0.05)。說明大鼠離心運動后，骨骼肌G6PDH含量明顯上升，至運動后24 h達峰值，直至運動后72 h仍不能恢復(fù)，甚至還稍有上升(變化情況見表2.3)。

揭示了離心運動引起骨骼肌微損傷的早期就伴隨炎癥反應(yīng)，且其恢復(fù)期比較長。

表2.3 運動后骨骼肌組織中β－Glucuronidase、G6PDH值的變化

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)的血清CK酶活性和MDA含量的變化、尿液蛋白質(zhì)降解物3－MH含量的變化、骨骼肌組織中炎癥反應(yīng)標志物G6PDH和GUS含量的變化從“代謝學(xué)說”角度間接說明了離心運動引起骨骼肌微損傷和修復(fù)的現(xiàn)象。

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［8］Rosenfeld M.G.，Kreibich G.，Sabatini D.D.，Kato K.Biosynthesis of lysosomal enzymes［J］.Methods Enzymol.1983，96:764－765.

Research on Mechanism of the Micro－injury and Repair of the Skeletal Muscle after Eccentric Exercise

WEI Yuan1，LI Liang － ming1，XING Wen － hua2，YANG Ze － yi3

(1.Guangzhou Physical Education Institute，Guangzhou 510500，China;2.Beijing Sports University，Beijing 100084，China;
3.Research Institute of Sports Medicine，Beijing 100029，China)

Objective:To research on mechanism of the micro－injury and repair of the skeletal muscle after eccentric exercise.Methods:40 male SD rats were randomly divided into five groups:no－exercise control group，post－exercise 0hour group，post－exercise 24hours group，post－exercise 48hours group，post－exercise 72hours group，which every group has 8 rats.Exercise groups rats had to interval eccentric－exercise of 120minutes，which the speed was 16metre/mintues，grade was －160，rest 2 minutes after exercise 5 minutes.Rats were slay respectively Serum CK、serum MDA、muscle G6PDH and muscle β－GUS were determined.Results:(1)Serum CK and MDA enhanced after eccentric exercise.Them reached peak in 24 hours post－exercise，serum CK gradually resumed in 48 hours and serum MDA resumed in 72 hours post－exercise;(2)The content of urine 3－MH sharply enhanced and reached peak in o hour，and begin to resume in 48 hours;(3)The content of skeletal β － GUS sharply enhanced and reached peak in o hour，but can not resume in 72 hours.The content of skeletal G6PDH obviously enhanced and reached peak in 24 hour，but could not resume in 72 hours.Conclusion:One acute eccentric exercise could induce delay skeletal micro－injury，and the reason was likely for the cooperation with factors of chemistry.

delayed onset muscle soreness，exercise skeletal muscle micro － injury，eccentric exercise，rats，metabolize theory

G804.22

A

1007－323X(2010)05－0096－03

2010－05－07

魏源(1971－)，男，湖南岳陽人，副教授

研究方向:運動營養(yǎng)生化和優(yōu)秀運動員機能評定

國家科技攻關(guān)計劃奧運科技專項“重點體能項目運動員消除疲勞及綜合體能恢復(fù)系統(tǒng)的研究和建設(shè)”(2002BA904B16)子項目，廣州體育學(xué)院院管科研重點課題“運動性骨骼肌微損傷及修復(fù)的激素－受體機制研究”(06ZD04)。