中等負(fù)荷跑臺訓(xùn)練對衰老模型大鼠心肌相關(guān)生化指標(biāo)的影響

牛育鴻白石1韓文華2

(延安大學(xué)西安創(chuàng)新學(xué)院醫(yī)學(xué)系，陜西西安710100)

摘要〔〕目的觀察中等負(fù)荷跑臺訓(xùn)練對D-半乳糖致衰老大鼠心肌的影響。方法將離乳兩月齡雄性SD大鼠40只隨機分為正常對照組9只、衰老模型對照組9只，衰老模型訓(xùn)練(Ⅰ組)11只和衰老模型訓(xùn)練(Ⅱ組)11只，6 w后，檢測心肌丙二醛(MDA)含量，超氧化物歧化酶(SOD)活性。結(jié)果四組大鼠心肌SOD活性及MDA含量組間比較均有顯著差異(P<0.05)，而衰老模型訓(xùn)練Ⅰ組心肌相關(guān)指標(biāo)要優(yōu)于衰老模型訓(xùn)練Ⅱ組大鼠。結(jié)論中等負(fù)荷的運動訓(xùn)練能延緩心臟衰老，清除心臟部分氧自由基，增強SOD的活性，隔天訓(xùn)練要比每天訓(xùn)練更能提高心肌SOD活性、降低心肌MDA含量。

關(guān)鍵詞〔〕中等負(fù)荷訓(xùn)練；衰老；心肌；超氧化物歧化酶(SOD)；丙二醛(MDA)

中圖分類號〔〕G804.7〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕A〔

1西安體育學(xué)院運動人體科學(xué)系2從化市中醫(yī)院肛腸科

第一作者：牛育鴻(1980-)，男，碩士，講師，主要從事人體解剖學(xué)教學(xué)研究。

人類隨著衰老的發(fā)生，臟腑器官的功能隨之也明顯下降，出現(xiàn)衰退的表現(xiàn)，心臟作為人體的“動力泵”其變化可作為器官衰老的重要標(biāo)志。目前，普遍通過構(gòu)建衰老動物模型的方法來研究衰老的機制，常用D-半乳糖(D-gal)注射法進(jìn)行造?！?〕，其機制是在一定時間內(nèi)，連續(xù)給動物注射大劑量的D-gal，使機體細(xì)胞內(nèi)半乳糖濃度增高，在醛糖還原酶催化下，還原成半乳糖醇，這種物質(zhì)不能被細(xì)胞進(jìn)一步代謝，而堆積在細(xì)胞內(nèi)，影響正常滲透壓，導(dǎo)致細(xì)胞腫脹，功能障礙，代謝紊亂，最終導(dǎo)致衰老的發(fā)生〔2〕。本實驗旨在通過建立D-gal衰老大鼠模型，觀察在中等負(fù)荷不同頻率跑臺運動下大鼠心肌相關(guān)抗氧化酶指標(biāo)，從而反映在中等負(fù)荷運動當(dāng)中，機體心臟的抗氧化能力，為選擇合理的運動頻率延緩器官衰老提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1材料及方法

1.1研究對象離乳兩月齡雄性SD大鼠40只，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供，體重(200±10)g，體長為(17.8±1.5)cm。動物房維持在溫度(22±2)℃，濕度40%~60%，每日按自然晝夜照明，自由進(jìn)食飲水。動物飼料為實驗動物配合飼料，購自西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動物實驗中心。

1.2分組大鼠購進(jìn)后均先適應(yīng)性喂養(yǎng)1 w，自由活動。將大鼠隨機分成四組，即正常對照組(NC組)9只、衰老模型對照組(AC組)9只、衰老模型訓(xùn)練Ⅰ組(AEⅠ組)11只、衰老模型訓(xùn)練Ⅱ組(AEⅡ組)11只。每組大鼠分兩籠，共8籠，大鼠每天按50 g/只給量，每天早上每籠大鼠補足250 g飼料，每周換墊料兩次。

1.3模型建立NC組按常規(guī)喂養(yǎng)，自由活動、飲食，不進(jìn)行任何訓(xùn)練，每日在頸背皮下注射一次生理鹽水(125 mg/kg)〔3〕，共6 w；AC組按常規(guī)喂養(yǎng)，自由活動、飲食，不進(jìn)行任何訓(xùn)練，每日在頸背皮下注射一次D-gal(125 mg/kg)，共6 w；AE組按常規(guī)喂養(yǎng)、飲食，并從第1周開始均采用動物跑臺運動模式，參照Bedford 運動負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)〔4，5〕，選擇運動強度在中等負(fù)荷強度下，采用國產(chǎn)鼠類跑臺進(jìn)行訓(xùn)練，跑臺坡度為0度。AEⅠ組每周訓(xùn)練3 d，分別為周一、周三、周五，其他時間休息；AEⅡ組每周訓(xùn)練6 d，周日休息。兩組大鼠均日訓(xùn)練1次，共訓(xùn)練6 w。運動組在訓(xùn)練的6 w內(nèi)第1周每次運動15 min，從10~20 m/min的負(fù)荷依次遞增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min)；第2周每次運動20 min，從10~25 m/min的負(fù)荷依次遞增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min，25 m/min×5 min)；第3周每次運動30 min，從10~25 m/min的負(fù)荷依次遞增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min，25 m/min×15 min)；從第4周以后3 w中每次運動40 min，從10~25 m/min的負(fù)荷依次遞增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min，25 m/min×25 min)。

1.4心肌超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的測定大鼠腹腔麻醉后取出心臟，放在冰生理鹽水中洗凈血漬，再用濾紙吸干水，待稱重完畢及取完左心室心肌制作切片外，稱取心肌組織0.1 g，加入1 ml 0.86%冷生理鹽水，進(jìn)行勻漿，制成10%的心肌勻漿液，迅速放入全自動高速冷凍離心機里，以3 500 r/min離心15 min，取50 μl上清液，將其稀釋形成1%的心肌勻漿。采用南京建成出品的測試SOD和MDA測試盒進(jìn)行測試。SOD活性的測定采用黃嘌呤氧化酶法。MDA測定采用硫代巴比妥酸(TBA)法。

1.5統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件行t檢驗及單因素方差分析。

2結(jié)果

四組大鼠心肌SOD活性及MDA含量組間均有顯著差異(P均<0.05)，AC組大鼠心肌SOD活性相對最低，而MDA含量最高；NC組大鼠心肌SOD活性相對最高，MDA含量最低；AEⅠ組和AEⅡ組大鼠心肌SOD活性和MDA含量介于前二者之間，而AEⅠ組心肌相關(guān)指標(biāo)要優(yōu)于AEⅡ組大鼠(P<0.05)。見表1。

表1　各組心肌SOD活性、MDA含量比較

與NC組比較：1)P<0.05；與AC組比較：2)P<0.05；與AEⅠ組比較：3)P<0.05

3討論

自由基誘發(fā)細(xì)胞膜或細(xì)胞器中不飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用，是生物學(xué)衰老的重要原因之一。過氧化脂質(zhì)的分解產(chǎn)物之一便是MDA，通過MDA的測定可以間接反映氧自由基水平和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的強弱〔6〕。SOD是機體內(nèi)源性抗衰老物質(zhì)，可以通過歧化作用清除體內(nèi)氧自由基，從而減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，維持生物膜結(jié)構(gòu)及功能〔7〕。

NC組大鼠心肌SOD活性相對最高，按照大鼠生長特點看，12 w大鼠已進(jìn)入成熟期，也是機體機能最旺盛時期。AC組心肌SOD活性相對最低，表明給動物連續(xù)注射D-gal，使其轉(zhuǎn)化成半乳糖醇，其不能被細(xì)胞進(jìn)一步代謝而堆積在細(xì)胞內(nèi)，影響正常滲透壓，導(dǎo)致細(xì)胞腫脹，功能障礙，代謝紊亂；同時，D-gal在體內(nèi)氧化時產(chǎn)生大量自由基，超過機體的清除能力，引發(fā)脂質(zhì)過氧化的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，最終機體衰老，表現(xiàn)為SOD活性的下降。本文AEⅠ組、AEⅡ組大鼠心肌SOD活性較AC組升高，表明中等負(fù)荷的運動訓(xùn)練在一定程度上可以清除心臟中的氧自由基，而AEⅡ組較AEⅠ組大鼠心肌SOD活性低，說明每天的運動訓(xùn)練對心臟自由基的清除能力低于隔天訓(xùn)練。在運動負(fù)荷及運動頻率的選擇上應(yīng)考慮這種差異，適宜的運動負(fù)荷和運動頻率能夠延緩心臟衰老。

MDA是細(xì)胞受到自由基攻擊產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物，隨著機體的衰老，MDA含量會逐漸增加。MDA可與含有游離氨基的蛋白質(zhì)、磷脂酞乙醇胺及核酸等形成schiff堿，而使生物分子之間發(fā)生交聯(lián)。MDA水平的高低代表了體內(nèi)自由基的多少，同時也能顯示機體的老化程度。

本文NC組MDA含量相對最小，由于NC組是自然生長大鼠，且12 w后為性成熟期，是機體代謝能力相對最強時期，所以心肌MDA的含量也較小；AC組MDA含量最大，說明D-gal致使大鼠心臟自由基大量堆積，老化程度加劇。AEⅠ組、AEⅡ組大鼠心肌MDA含量較AC組小，但比NC組大，說明在D-gal的影響下心臟自由基的含量通過中等強度運動可以清除，但是清除自由基的比率AEⅠ組較AEⅡ組高，表明中等負(fù)荷隔天訓(xùn)練效果要比每日訓(xùn)練好，提示在制定運動強度及運動頻率上要適合機體的機能水平。這樣才可更好地保護(hù)心臟免受自由基的攻擊，預(yù)防心臟疾病，提高機體健康水平。

綜上，中等負(fù)荷的運動訓(xùn)練能延緩心臟衰老，清除心臟部分氧自由基，增強SOD的活性，并對心肌有良好的重建和改善作用。而隔天訓(xùn)練要比每天訓(xùn)練更能提高心肌SOD活性、降低心肌MDA含量。

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〔2014-04-17修回〕

(編輯安冉冉/曹夢園)