楊小英 梁蓓蓓 劉華鋼 黃志平 劉成艷 韋蕾 李建恒

(1.廣西壯族自治區(qū)體育科學(xué)研究所 南寧 530031; 2.廣西醫(yī)科大學(xué) 南寧 530021;3.廣西體育高等專科學(xué)校 南寧 530012; 4.廣西體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校 南寧 530012)

NO是一種作用于平滑肌細(xì)胞,使血管平滑肌舒張,從而擴(kuò)張血管,調(diào)節(jié)血流有效改善組織缺血缺氧狀況的信使分子和效應(yīng)分子。近年來,運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界關(guān)于NO與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的研究較多。但關(guān)于不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對心肌組織N0含量、總NOS和nNOS、eNOS、iNOS活性的系統(tǒng)影響尚未見報(bào)道,本文擬對不同負(fù)荷時(shí)心肌組織上述成分的變化進(jìn)行系統(tǒng)研究,為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供更為科學(xué)的理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象與分組

60只雄性SD大鼠(購自廣西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心),6周齡,分籠飼養(yǎng),每籠5只,自由飲食,光照時(shí)間7∶00～19∶00。動(dòng)物適應(yīng)性訓(xùn)練后經(jīng)篩選分為3組:即安靜對照組、中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組和運(yùn)動(dòng)疲勞組,每組大鼠各20只。

1.2 運(yùn)動(dòng)方式

(1)安靜對照組20只。常規(guī)飼養(yǎng),不加干預(yù)。

(2)中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組20只。進(jìn)行中等強(qiáng)度游泳訓(xùn)練,大鼠每周游泳5次,每天游泳1次。第1次下水游泳10min,以后逐日增加,第1周末時(shí)游泳至30min,第2周末時(shí)游泳至60min,此后維持這一運(yùn)動(dòng)量直至游滿8周。

(3)運(yùn)動(dòng)疲勞組20只。建立運(yùn)動(dòng)性疲勞的模型。運(yùn)動(dòng)性疲勞的動(dòng)物模型參見朱權(quán)的文獻(xiàn)[1]。

1.3 樣本收集

1.3.1 樣本收集 大鼠末次游泳訓(xùn)練后24h,稱重,后即麻醉處死,按1mL/100g體重劑量腹腔注射10%水合三氯乙醛溶液麻醉大鼠,迅速取心肌組織置于0～4°C冰生理鹽水中洗凈血液,并用濾紙吸干水分,裝入內(nèi)徑4mm的塑料樣品管中,立即投入液氮中保存待用。安靜對照組大鼠不運(yùn)動(dòng),安靜稱重取材。組織勻漿制備:稱取適量組織(0.1～1g)按W(組織塊質(zhì)量,g)∶V(勻漿介質(zhì),mL)為1∶9的比例加入預(yù)冷的勻漿介質(zhì)(0.8%NaCl溶液、pH7.4、0.01mol/L、0.0001mol/L EDTA-2Na、0.01mol/L蔗糖溶液)于研缽中,用眼科小剪快速剪碎組織塊(以上全部操作在冰水浴中進(jìn)行)。手工研磨后傾入試管中,3000轉(zhuǎn)/min低溫離心10～15min,分離棄去下面沉淀,提取上清液4℃冷藏或-20℃冰凍備用(投入液氮中保存待用)。

1.4 心肌組織的測定

均采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒測定心肌組織N0含量、總NOS和nNOS、eNOS、iNOS 活性,具體方法全部參照試劑盒附帶的方法說明進(jìn)行操作。

表1 不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對心肌組織NO、總NOS、nNOS、eNOS、iNOS含量的影響[(n=20,umol/L或umol/gprot),(±s)]

表1 不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對心肌組織NO、總NOS、nNOS、eNOS、iNOS含量的影響[(n=20,umol/L或umol/gprot),(±s)]

注:*P<0105,**P<0101,與安靜對照組相比

組織 對照組 中等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度 運(yùn)動(dòng)疲勞組NO 2.16±0.81 2.37±0.72 2.21±0.55 NOS 0.99±0.037 1.276±0.07 1.248±0.061 eNOS 0.359±0.027 0.387±0.036 0.289±0.016 nNOS 0.378±0.032 0.368±0.027 0.343±0.021 iNOS 0.253±0.012 (0.521±0.031)** (0.616±0.022)**

1.5 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果

2.1 不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對大鼠心肌組織NO、總NOS、nNOS、eNOS、iNOS含量的影響(表1）

表1結(jié)果顯示:同安靜對照組比較,進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)后,心肌中NO和NOS總含量變化則僅僅表現(xiàn)為一種上升趨勢,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理后沒有顯著性差異?？偟膩砜?大鼠各組織NO濃度的變化情況與NOS的變化情況基本一致。大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后心肌組織的eNOS活性水平較安靜對照組比較稍升高,而疲勞運(yùn)動(dòng)后則稍下降,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。nNOS在各運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)變化不明顯。大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)后心肌組織的iNOS活性水平顯著升高(P<0.01),而疲勞運(yùn)動(dòng)組與中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組比較無顯著意義。

3 討論

大量實(shí)驗(yàn)證明,適宜運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體供能、需能基本平衡,內(nèi)環(huán)境基本保持穩(wěn)定,運(yùn)動(dòng)中適宜的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷可使心肌細(xì)胞發(fā)生適應(yīng)性生理變化,能夠維持心臟的正常供能、供血、供氧;而過度負(fù)荷及過度訓(xùn)練可導(dǎo)致心肌缺血、缺氧,影響心肌的正常功能,使機(jī)體的內(nèi)環(huán)境破壞增強(qiáng),無法維持心臟的正常供能、供血、供氧,最終導(dǎo)致心肌細(xì)胞的損傷;同時(shí)血流動(dòng)力學(xué)的改變也是過度訓(xùn)練中的一個(gè)很明顯的特點(diǎn),過度訓(xùn)練中發(fā)生的劇烈的心血管系統(tǒng)反應(yīng)而導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷。不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷引起的不同程度的心肌細(xì)胞的改變從而導(dǎo)致心血管系統(tǒng)NO-NOS體系的變化。NO是一種內(nèi)源性血管舒張因子,已有的研究表明,適量負(fù)荷運(yùn)動(dòng),通過增強(qiáng)cNOS活性改善心血管功能;而大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)引起iNOS的活性升高,可能是不利于心血管功能的因素。NO作為內(nèi)皮細(xì)胞依賴性的血管調(diào)節(jié)物質(zhì),主要松馳平滑肌、能促進(jìn)血管平滑肌舒張,擴(kuò)張血管,調(diào)節(jié)周圍血管阻力,調(diào)控冠狀動(dòng)脈循環(huán)。

研究證實(shí),搏動(dòng)性血流和血管剪切應(yīng)力是調(diào)節(jié)NO釋放的兩個(gè)決定性因素[2]。Shen.W報(bào)道[3]:大鼠在適宜負(fù)荷后,主要是心血管系統(tǒng)發(fā)生適應(yīng)性變化,改變血流對心血管內(nèi)皮細(xì)胞的機(jī)械作用,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞的剪切應(yīng)力改變,血管剪切應(yīng)力改變使細(xì)胞膜上的Ca2+依賴型K+通道開放,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+增多,Ca2+通過鈣調(diào)素CaM激活NOS,調(diào)節(jié)NO的合成,使NO分泌增加。大鼠在遞增負(fù)荷游泳訓(xùn)練后主要是白細(xì)胞介素-1、腫瘤壞死因子等炎性細(xì)胞因子釋放可促進(jìn)血管和心肌細(xì)胞中iNOS基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),從而促進(jìn)NO的大量合成和釋放。大鼠在遞增負(fù)荷的游泳訓(xùn)練,尤其是過度訓(xùn)練后,血液中細(xì)胞因子大量生成,通過促進(jìn)血管和心肌細(xì)胞中iNOS基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)NO的生成。由些可見,NO生成除機(jī)械刺激和化學(xué)刺激兩方面因素使NO生成增加外,還受血漿中NO前體-L-Arg的含量和L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及NO清除率的影響。因此,搏動(dòng)性血流和血管剪切應(yīng)力增強(qiáng)、血液NE、Ach、BK生成增加、炎性細(xì)胞因子增多及心血管系統(tǒng)L-Arg跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)能力增強(qiáng)都可使NO合成增加。

不同的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷對心肌組織的NO和NOS會產(chǎn)生影響。孫紅梅報(bào)道[4]:適宜負(fù)荷的游泳訓(xùn)練可以提高大鼠心肌、血清中NO水平和cNOS活性升高。而大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)引起的iNOS的活性升高,長時(shí)間過度負(fù)荷的游泳訓(xùn)練可以使大鼠心肌、血清中iNOS活性升高。張靚報(bào)道[5]:適量負(fù)荷運(yùn)動(dòng),通過增強(qiáng)cNOS活性改善心血管功能;而大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)引起的iNOS的活性升高,可能是不利于心血管功能的因素。

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)后,心肌中NO和NOS總含量有上升趨勢;大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后心肌組織的eNOS、nNOS活性水平較安靜對照組比較稍上長,而疲勞運(yùn)動(dòng)后則稍下降;大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)后心肌組織的iNOS活性水平顯著升高。與已有報(bào)道基本相符,部分研究結(jié)果的差異可能與實(shí)驗(yàn)控制等因素有關(guān)。

4 結(jié)語

中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)后,大鼠心肌中NO和NOS總含量有上升趨勢;中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后大鼠心肌組織的eNOS、nNOS活性水平較安靜對照組比較稍上長,而疲勞運(yùn)動(dòng)后則稍下降。大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)和疲勞運(yùn)動(dòng)后心肌組織的iNOS活性水平顯著升高。參考文獻(xiàn)

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