袁 靜，江 奔，黃元汛

(1.湖北師范大學(xué) 體育學(xué)院，湖北 黃石 435002；2.湖北大學(xué) 體育學(xué)院，湖北 武漢 430062)

中等強度游泳訓(xùn)練對大鼠骨骼肌細胞凋亡的影響

袁 靜1，江 奔1，黃元汛2

(1.湖北師范大學(xué) 體育學(xué)院，湖北 黃石 435002；2.湖北大學(xué) 體育學(xué)院，湖北 武漢 430062)

運動對照實驗法、邏輯分析法對大鼠進行中等強度游泳訓(xùn)練，檢測雄性SD大鼠股四頭肌細胞在運動過程中凋亡的變化以及股四頭肌超氧化物歧化酶(SOD)活性，丙二醛(MDA)含量的的變化，研究中等強度游泳訓(xùn)練對大鼠骨骼肌細胞凋亡的影響，自由基代謝平衡與細胞凋亡的相關(guān)性，結(jié)果顯示：安靜對照組及各運動組大鼠的體重都相應(yīng)增加了；大鼠股四頭肌細胞凋亡變化隨著負荷的遞增凋亡的細胞增多，大鼠股四頭肌組織SOD活性水平、MDA含量隨著負荷的遞增而增加到一定程度后恒定并大幅度下降。

中等強度； 游泳訓(xùn)練； 骨骼??； 細胞凋亡

1．研究目的

通過中等強度游泳訓(xùn)練，檢測雄性SD大鼠股四頭肌細胞在運動過程中凋亡的變化以及股四頭肌超氧化物歧化酶(SOD)活性，丙二醛(MDA)含量的的變化，研究中等強度游泳訓(xùn)練對大鼠骨骼肌細胞凋亡的影響，自由基代謝平衡與細胞凋亡的相關(guān)性，為制定合理的訓(xùn)練計劃及運動訓(xùn)練的評定提供理論依據(jù)。

2．研究對象與方法

2.1 實驗方法

2.1.1 實驗動物及喂養(yǎng) 健康雄性昆明大鼠30只，體重140.87±12.768g，6周齡，由華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院動物中心提供，動物許可證編號為SCXR(鄂)2004-0007，動物級別為清潔級。

2.1.2 運動負荷與動物實驗分組飼養(yǎng) 依據(jù)參考文獻及預(yù)實驗確定中等強度模型為每天游泳90min一次，經(jīng)過適應(yīng)性喂養(yǎng)和適應(yīng)性游泳后采取無負重游泳，第一天由30min游泳一次，經(jīng)過5d遞增至90min，每天遞增15min。實驗分組如表1 .

表1 實驗動物分組

2.1.3 實驗取樣及檢測指標 運動組A、B、C、D、E組分別在末次游泳后取戊巴比妥(45mg/kg)腹腔麻醉。并取右后腿股四頭肌。檢測指標為：大鼠的體重(W)、大鼠股四頭肌肌肉細胞凋亡TUNEL(T)、股四頭肌肌肉超氧化物歧化酶(SOD)和股四頭肌肌肉丙二醛(MDA)。

2.1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)處理方法 實驗數(shù)據(jù)采用SPSS 統(tǒng)計學(xué)軟件進行one-way ANOVA 檢測進行數(shù)據(jù)分析，顯著性水平為P<0.05，非常顯著性水平為P<0.01，實驗數(shù)據(jù)將用平均數(shù)±標準差表示。

3．結(jié)果與分析

3.1 中等強度運動過程中各階段大鼠體重比較變化分析

表2 各組大鼠體重的變化 單位：g

目前很多學(xué)者都用體重變化來衡量大鼠有氧運動負荷的合理性。有文獻研究表明(1984)，體重持續(xù)下降與過度疲勞或過度訓(xùn)練有關(guān)。本實驗的研究結(jié)果表明，15d中等強度游泳訓(xùn)練過程中，大鼠的體重呈增長趨勢。第5d各運動組體重與對照組A組體重相比，有明顯差異性，P<0.05。到第10d，A、D、E組各組之間無明顯差異。第15d時A組、D組、E組體重相比，無明顯差異。提示中等強度游泳前期各運動組與安靜對照組相比，在第5d的時間，各組與對照組差異明顯，這可能是因為實驗在秋冬季節(jié)，安靜對照組在前期無運動情況下對實驗飼養(yǎng)環(huán)境需要更多的適應(yīng)時間，而其它運動組運動幫助下快速適應(yīng)環(huán)境，實驗設(shè)定的中等強度負荷比較適中不會導(dǎo)致運動過度疲勞，因而體重相對增長。說明中等強度負荷對大鼠體重的增重有一定影響。

3.2 中等強度運動各階段大鼠骨骼肌細胞凋亡影響

表3 各組大鼠股四頭肌細胞凋亡指數(shù)的變化

結(jié)果顯示各組細胞凋亡指數(shù)，兩兩相比，都具有明顯差異性，P<0.05. A組無明顯細胞凋亡；B組大鼠運動30min后取標本，細胞陽性率在(10.32±0.88)%，隨著運動強度的逐增加，C組開始發(fā)現(xiàn)明顯細胞凋亡情況，細胞核開始固縮，陽性率在(20.17±0.94)%，后期到D組，運動量達到極限，細胞陽性率在(45.64±1.03)%，E組凋亡呈現(xiàn)下降趨勢，陽性率在(25.43±0.75)%. 王長青等(2002)在對大鼠游泳訓(xùn)練后骨骼肌細胞凋亡的研究中發(fā)現(xiàn)游泳6天組骨骼肌細胞凋亡率最高，當?shù)接斡?2d組時，細胞凋亡下降，但仍高于安靜對照組，說明細胞的凋亡與運動持續(xù)的不同時間段有影響，在運動負荷不大的情況下，細胞凋亡隨時間推移下降。周未艾等研究指出(2002)大鼠股四頭肌肌細胞在一定程度上出現(xiàn)隨運動負荷增加而細胞凋亡增多的趨勢。黃穎峰，徐曉陽(2005)研究指出大鼠恒定負荷耐力訓(xùn)練會隨著時間推移降低細胞凋亡率，顯示機體對運動的適應(yīng)，同時提出運動訓(xùn)練即會導(dǎo)致骨骼肌細胞凋亡也能恢復(fù)骨骼肌細胞。對于中等強度，細胞的凋亡可能會伴隨著負荷的遞增而增加，但當運動負荷恒定，機體適應(yīng)后，細胞的凋亡可能會隨之下降，但具體什么時間的恒定還有待進一步研究。

3.3 中等強度運動過程中氧自由基代謝平衡與細胞凋亡的影響

表4 各組大鼠股四頭肌SOD活性水平變化

超氧化物歧化酶SOD(黃穎峰、徐曉陽，2004)是一種源于生命體的活性物質(zhì)，能消除生物體在新陳代謝過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)。一定量的運動能清除體內(nèi)的自由基，但是過量的運動后(如力竭游泳)，機體內(nèi)會產(chǎn)生大量的自由基，這些過多的自由基會對機體造成傷害。SOD作為體內(nèi)能清楚自由基的重要酶類，其酶的活性越高則其清除自由基的能力越強。本實驗發(fā)現(xiàn)中等強度游泳訓(xùn)練過程中，D組10天游泳組SOD活性最差，與安靜對照組A組及其它運動組B組、C組和E組都有顯著性差異，其它各組SOD水平也略呈下降水平A>B>C>E。這可能是因為整個中等強度運動過程中都沒有一天休息，SOD活性水平隨負荷遞增而降低，當D組游泳至第10天時，身體機能已經(jīng)產(chǎn)生疲勞，因此降到最低點，而到E組第15天時，大鼠身體機能已經(jīng)能夠適應(yīng)此模型的負荷，可通過自身調(diào)節(jié)提高SOD活性。

丙二醛MDA(1990)是超氧陰離子自由基攻擊體內(nèi)不飽和脂肪酸等發(fā)生脂質(zhì)過氧化生成的氧化終末產(chǎn)物，其性質(zhì)較穩(wěn)定，在生物體內(nèi)，如果丙二醛過多，會引起蛋白質(zhì)、核酸等生命大分子的交聯(lián)聚合，且具有細胞毒性。因此MDA的水平是間接反映機體自由基產(chǎn)生的水平和體內(nèi)脂質(zhì)過氧化代謝情況的重要指標，同時也被認為是脂質(zhì)損傷的重要指標。本實驗發(fā)現(xiàn)A、B、C、D、E組中，D組中股四頭肌肌肉組織MDA含量最高，與其它4個組相比，具有明顯的差異性。MDA含量隨著負荷的遞增而增加，而到D組10d游泳組時，MDA含量增幅加大，最后E組MDA含量又大幅下降。提示MDA含量與運動負荷及持續(xù)時間相關(guān)，MDA含量隨負荷及時間的遞增而增加，當D組游泳至第10d時到達最高峰，而E組第15d時MDA含量又下降?？赡芤彩谴笫髾C體隨著對運動負荷適應(yīng)能抑制自由基的產(chǎn)生。

4. 結(jié)論

4.1. 中等強度游泳訓(xùn)練與體重變化得關(guān)系說明適宜的運動不會降低體重，反而能增重。

4.2 大鼠骨骼肌細胞的凋亡會隨運動負荷及持續(xù)時間的遞增而增加，但對于中等強度的適宜負荷，機體能通過自身調(diào)節(jié)清除凋亡的細胞，抑制正常細胞的凋亡。

4.3 大鼠骨骼肌組織SOD活性隨著運動負荷及持續(xù)時間的遞增而降低，而當中等強度負荷適中，負荷恒定時，機體能通過適應(yīng)運動負荷來清除體內(nèi)自由基從而提高SOD活性水平。

4.4 通過中等強度游泳訓(xùn)練與大鼠MDA含量的關(guān)系中可以發(fā)現(xiàn)MDA含量也是隨著運動負荷及運動時間的持續(xù)的遞增而增加的，當機體適應(yīng)恒定運動負荷時，機體能自主清除體內(nèi)氧自由基并抑制它的生成，使MDA含量降低。

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2016—11—02

湖北省教育廳2016年度科研項目B2016158

袁 靜(1984— )，湖北武漢人，碩士，講師，主要研究方向為運動人體科學(xué).

黃元汛(1954— )，湖北武漢人，教授，主要研究方向為運動人體科學(xué).

G301

A

2096-3149(2017)01- 00012-03

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.01.003