任可欣，陶 袁

(吉林師范大學 a.體育學院；b.數(shù)學學院，吉林 四平 136000)

?

不同強度健步走鍛煉對中老年人血清一氧化氮含量的影響

任可欣a，陶 袁b

(吉林師范大學 a.體育學院；b.數(shù)學學院，吉林 四平 136000)

探討不同強度的運動對中老年人血清一氧化氮和一氧化氮合酶的影響，進而尋找預防心血管疾病最適宜的運動強度。通過實驗分析，認為中老年人在進行健身運動時，比較適宜的運動強度是100-120次/分。此種強度的運動可以增加體內(nèi)NO含量，進而有效地預防心血管疾病的發(fā)生。

一氧化氮；一氧化氮合酶；運動強度；中老年人

一氧化氮(Nitric Oxide)是血管內(nèi)皮細胞分泌的舒張因子。人體隨著年齡的增長，內(nèi)皮細胞凋亡導致NO產(chǎn)生減少，損害內(nèi)皮依賴性舒張功能，進而引起動脈粥樣硬化等多種心血管疾病的發(fā)生[1,2]。

大量研究證明，運動是預防和治療心血管疾病的有效措施[3,4]，但關(guān)于有效的適宜運動強度的相關(guān)報道，還不多見。本文較深層次探討了不同強度的運動對中老年人血清一氧化氮和一氧化氮合酶的影響，進而尋找預防心血管疾病的最適宜的運動強度。

一、研究對象和研究方法

1.研究對象

本實驗選取吉林省四平市某社區(qū)居民36人，隨機分為小強度組(L組)、中等強度組(M組)大強度組(H組)，每組12人。受試者年齡55-62歲，職業(yè)為教師、醫(yī)生、干部等，均身體健康，排除高血壓、高血脂、心血管疾病、糖尿病等慢性器質(zhì)性病變，均未進行過任何形式的有規(guī)律的體育鍛煉。兩組基本情況列于表1，各指標間無明顯的統(tǒng)計學差異(P>0.05)。

表1 研究對象的基本情況(n=12)

L，小強度組(low);M，中等強度組(middle);H，大強度組(high)。

2.研究方法

(1)運動形式。健步走。

(2)運動強度。以運動心率、主觀感覺疲勞等級表(RPE)和行走速度相結(jié)合的方式控制運動強度[5]。本實驗中L組(小強度組)心率控制在100～110次/分。M組(中等強度組)心率控制在110～120次/分。H組(大強度組)心率控制在120～130次/分。在正式實驗前進行1周的適應性訓練，使受試者掌握以脈搏、RPE和行走速度綜合控制運動強度的方法。

(3)運動的時間與頻率。每周4次，每次45分鐘，其中達到靶心率的時間為30分鐘，共計12周。

(4)實驗方法。實驗前發(fā)放基本情況調(diào)查表；進行身高、體重、安靜時心率、血壓的測量；與受試者簽訂合作協(xié)議。凡身體健康、無規(guī)律運動史和無煙酒嗜好者參加本實驗。采血前24 h內(nèi)要求低硝酸鹽飲食(如少食火腿、腌肉等)，采血前12 h不進食任何食物。受試者進入實驗室休息15分鐘后抽取安靜狀態(tài)下肘靜脈血4 ml，離心分離血清，立即測量NO含量和TNOS、cNOS、iNOS活性。采血當日，受試者在專門教練的指導下開始健步走。12周后，再抽取三組受試者安靜狀態(tài)下肘靜脈血4ml，進行同樣處理，測量NO含量和cNOS、iNOS活性。所有受試者在實驗期間都不服用外源性NO藥物(如硝酸甘油、硝普鈉、利尿劑、阿司匹林等)。

(5)檢測指標及方法。NO含量用硝酸還原酶法測定，NOS活性用分光光度計法測定(每毫升血清每分鐘生成1 nmol NO為一個酶活力單位)。試劑盒購于南京建成生物工程研究所，實驗儀器為荷蘭威圖Ⅱ型半自動生化分析儀。

(6)統(tǒng)計學方法。全部數(shù)據(jù)用spss18.0統(tǒng)計分析軟件進行處理分析，結(jié)果以均數(shù)±標準差(X±SD)表示。均值差異的顯著性檢驗組間采用非配對t檢驗，組內(nèi)采用配對t檢驗。顯著水平P<0.05，極顯著水平P<0.01。

二、結(jié) 果

小強度組(L)、中等強度組(M)和大強度組(H)實驗前血清NO含量和NOS活性無差異。實驗后，3個組血清NO含量與鍛煉前相比較均有增加，其中小強度組鍛煉前后NO含量有極顯著性差異(P<0.01)，中等強度組鍛煉前后NO含量有顯著性差異(P<0.05)，大強度組沒有明顯差異。

實驗后，3個組TNOS活性與鍛煉前相比較均有增加，其中小強度組鍛前后TNOS活性有極顯著性差異(P<0.01)，中等強度組鍛煉前后TNOS活性有顯著性差異(P<0.05)，大強度組沒有明顯差異。

3個組cNOS活性與鍛煉前相比較均有增加，其中小強度組鍛煉前后cNOS活性有極顯著性差異(P<0.01)，中等強度組鍛煉前后cNOS活性有顯著性差異(P<0.05)，大強度組沒有明顯變化。

小強度組和中等強度組iNOS活性鍛煉前后沒有明顯變化，大強度組iNOS活性鍛煉后比鍛煉前有所增加，但沒有統(tǒng)計學差異，見表2。

表2 實驗過程中NO含量(μmol/l)和NOS活性(U/ml)的變化(n=12)

*與實驗前比較P<0.05；△與實驗前比較P<0.01。L，小強度組(low);M，中等強度組(middle);H，大強度組(high)。

三、分析與討論

1.不同強度健步走對血清NO含量和TNOS活性的影響

在人體細胞內(nèi)，內(nèi)源性NO是以左旋精氨酸(L-arginine)和O2為底物，在NOS(一氧化氮合酶)的催化下合成的。在心血管系統(tǒng)，NO具有調(diào)節(jié)血壓、擴張血管、抑制血小板聚集和白細胞黏附、抑制血管平滑肌細胞增殖的作用,因此在防止心血管疾病的發(fā)生發(fā)展方面發(fā)揮重要的保護作用[6]。中老年人隨著年齡的增長，內(nèi)皮細胞功能會出現(xiàn)異常，其主要機制為增齡伴隨內(nèi)皮細胞凋亡導致NO產(chǎn)生減少。因此如何增加中老年人體內(nèi)NO含量是預防心血管疾病的關(guān)鍵。

搏動性血流和血管剪切應力(shear stress)是調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞分泌NO的兩個重要的刺激因素。本實驗結(jié)果顯示中小強度組鍛煉前后血清NO含量和TNOS活性有顯著變化，且小強度組的變化更顯著(P<0.01)。中老年人經(jīng)過12周適宜負荷健步走鍛煉后，心血管系統(tǒng)發(fā)生適應性變化,改變血流對心血管內(nèi)皮細胞的機械作用，導致內(nèi)皮細胞的剪切應力改變，血管剪切應力改變使細胞膜上的Ca2+依賴型K+通道開放，導致細胞內(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[7]。

血清中NO含量不僅取決于它的合成，還取決于NO的降解。NO的主要降解途徑是與超氧陰離子(O-2)發(fā)生反應。SOD(超氧化物歧化酶)是生物體內(nèi)唯一的底物為O-2的抗氧化酶，它能歧化O-2生成O2和H2O2[8]。大強度組鍛煉前后NO含量雖有增高，但沒有統(tǒng)計學差異，可能與大強度運動后SOD含量降低有關(guān)[9]。

2.不同強度健步走對cNOS和iNOS活性的影響

NOS是NO合成的限速因子，目前已克隆出三種NOS基因，即內(nèi)皮細胞NOS(eNOS)、神經(jīng)NOS(nNOS)和誘生型NOS(iNOS)。其中eNOS和nNOS需Ca2+激活，具Ca2+/CaM依賴性，又合稱為結(jié)構(gòu)型NOS(cNOS)，主要出現(xiàn)在血管內(nèi)皮細胞和神經(jīng)細胞，生理的狀態(tài)下即有表達，但其催化生成的NO量很少，釋放迅速，持續(xù)時間短。iNOS為Ca2+/CaM非依賴性酶，主要靠酶基因啟動和表達的誘導。iNOS誘導合成的NO量大，持續(xù)時間長，主要在病理情況下起作用。

本研究顯示，中老年人經(jīng)過12周中小強度的健步走可以明顯的增高cNOS的活性，而不明顯增加iNOS活性。據(jù)國外學者報道，小豬經(jīng)16周的運動訓練后,其分離的冠脈阻力血管內(nèi)皮細胞eNOS基因表達明顯上調(diào)[10]。小鼠經(jīng)4周中等強度的運動訓練后,腓腸肌纖維中nNOS基因表達為訓練前240 %[11]。eNOS和nNOS基因表達增強的結(jié)果使cNOS活性升高,進而TNOS的活性增強，NO的合成量增加。

本實驗過程中，各組均未見iNOS有明顯的升高。iNOS在生理狀態(tài)下不大量表達，iNOS一旦誘導生成，會導致體內(nèi)NO的大量生成，除了引起強烈的血管舒張和血壓降低,導致休克發(fā)生以外,還因生成過氧化亞硝酸陰離子(ONOO-)，而對機體組織器官造成損傷。所以，NO對人體是一把“雙刃劍”，在低濃度調(diào)節(jié)生理功能，在高濃度則誘導或加重組織細胞損傷。本實驗結(jié)果說明，中小強度的健步走鍛煉是通過上調(diào)cNOS基因表達而不是iNOS的表達刺激NO合成，此種運動強度對人體發(fā)揮的可能是保護作用。

四、結(jié) 論

中老年人經(jīng)過12周中低強度健步走鍛煉后，可以明顯提高體內(nèi)NO含量，并且NO含量的增加是通過上調(diào)cNOS基因表達而不是iNOS的表達。因此建議，中老人在進行健身運動時，比較適宜的運動強度是100-120次/分，尤其是100-110次/分效果最佳。此種強度的運動可以增加體內(nèi)NO含量，進而有效地預防心血管疾病的發(fā)生。

[1] 李鵬，馮毅.一氧化氮在心血管疾病中的作用[J].醫(yī)學綜述,2010(1):31-33.

[2] WOND，ZhUSN，CHENM，et al.RelativeReduction of Endothelial Nitric-Oxide Synthase Expression and Transcription in Atherosclerosis- Prone Regions of the MouseAorta and inanin Vitro Model of Disturbed Flow[J]．American Joumal of Pathology，2007，171：1691-1704.

[3] 劉香蘭,章嵐,楊華.有氧運動對中老年輕度高血壓病患者循環(huán)內(nèi)皮細胞數(shù)量、內(nèi)皮素- 1 和一氧化氮含量的影響[J]. 山東體育學院學報,2009(25):48-50.

[4] 張洪俠,劉善云,李寧,等.耐力運動對ApoE 基因敲除小鼠一氧化氮系統(tǒng)的影響及其對AS形成的干預作用[J].天津體育學院學報,2010(25):122-124.

[5] 王松濤,王安利,王正珍等. 不同強度健步走鍛煉對老年男子身體成分和血脂影響的比較[J].中國運動醫(yī)學,2007(24):599-601.

[6] 鄧次妮,沈潞華.一氧化氮合酶/ 一氧化氮系統(tǒng)與心血管疾病[J]. 心血管病學進展, 2007 (28) : 603-606

[7] 孫紅梅.不同運動負荷對大鼠心肌超微結(jié)構(gòu)及一氧化氮與一氧化氮合酶的影響[J].北京體育大學學報,2008(31):936-938.

[8] FUKAI T , SIEGFRIED M R, MASUKO U F, et al. Regulat ion of th e vascular extracellular superoxide dismutase by nitric oxide and exercise training[J] . J Clin Invest , 2000, 105(11) : 1631- 1639.[9] 倪耀華,王秀業(yè).不同運動強度對血漿氧自由基代謝水平的研究[J] .四川體育科學,2000(89):15-16.

[10] WOODMAN CR, MUL LER JM, LAUGHLIN MH et al. Induction of nitric oxide synthase mRNA in coronary resistance arteries is olated from exercise trained pigs[J].Am J Physi ol . 1997 Dec; 273(6Pt2) : H2575-9.

[11] VAS SILAKOPOULOS T, DECKMAN G, KEBBEW AR M et al. Regulat ion of nitric oxide production in limb and ventilatory muscles during chronic exercise training[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol . 2003 Mar; 284(3) : L452-457.

(責任編輯 董邦國)

Effects of Different Walking Intensity on the Serum of the Middle-aged and the Aged

REN Ke-xin1, TAO Yuan2

(1.College of Physical Education, Jilin Normal University; 2. College of Mathematics, Jilin Normal University, Siping Jilin 136000, China)

This paper discusses the effect of different exercise intensity on the nitric oxide and nitric oxide synthase of the middle-aged and the aged with the purpose of getting the most appropriate training intensity for them to guard against cardiovascular disease. Experiments have demonstrated that the most suitable sports intensity for them to exercise their bodies is between 100 and 120 times per minutes. Such intensity can enhance the content of NO in their bodies and prevent them from contracting cardiovascular disease.

NO ; NOS ; exercise intensity; the middle aged and the aged

2016-08-25；最后

2016-09-10

吉林省教育廳“十二五”社會科學研究課題(吉教科文合字(2015)第155號)。

任可欣(1976-)，女，吉林四平人，副教授，主要從事中老年運動保健與康復研究。

2096-1383(2016)06-0600-03

G804.5

A