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        艾灸神闕穴對不同程度力竭運動大鼠海馬區(qū)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的影響?

        2020-03-03 12:50:44許曉康周小紅張治方呂天元梁玉磊馬小順
        關鍵詞:力竭神闕穴亞組

        許曉康,周小紅,張治方,呂天元,祝 婕,高 飛,梁玉磊△,馬小順△

        (1. 河北中醫(yī)學院,石家莊 050200; 2. 河北省刺灸法效應特異性重點研究室,石家莊 050091; 3. 河北省中醫(yī)院,石家莊 050017)

        在競技運動訓練中,訓練負荷越大疲勞現(xiàn)象越容易出現(xiàn),疲勞狀態(tài)的恢復直接影響到運動員的訓練進程及成績,因此預防運動疲勞和促進疲勞恢復成為體育和醫(yī)療領域共同研究的主要課題。根據(jù)疲勞發(fā)生部位可分為中樞性疲勞和外周性疲勞,中樞性疲勞是由運動引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)不能產(chǎn)生和維持足夠的神經(jīng)沖動,以滿足運動所需的現(xiàn)象[1]。研究表明,這種疲勞的發(fā)生與腦組織中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)變化密切相關[2-4]。

        之前課題組研究發(fā)現(xiàn),艾灸神闕穴可有效延長力竭運動大鼠的游泳時間,改善機體血清丙二醛(malondialdehyde, MDA)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)濃度及天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase, AST)、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase, ALT)和乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase, LDH),緩解疲勞狀態(tài)[5-7]。為進一步探討艾灸神闕穴抗中樞性疲勞的作用機制,本研究以不同程度力竭大鼠為研究對象,觀察艾灸神闕穴對力竭運動大鼠海馬組織單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(Dopamine,DA)、去甲腎上腺素(Norepinephrine,NE)的含量變化。

        1 材料與方法

        1.1 動物與分組

        SPF級雄性SD大鼠72只,體質(zhì)量(200±10)g,購于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司(許可證號SCXK(京)2012-0001)。分籠飼養(yǎng),每籠4只,飼養(yǎng)室溫度保持在20~24 ℃,濕度50%左右,明暗各12 h(光照07∶00~19∶00),所有動物自由進食水。大鼠適應性喂養(yǎng)7 d,并分別于第3、6天適應游泳1次,每次3 min。所有動物實驗均遵循河北中醫(yī)學院實驗動物管理相關規(guī)定。

        按照隨機數(shù)字表將大鼠隨機分為正常組8只、模型組和艾灸組各32只,根據(jù)造模和治療持續(xù)時間,模型組與艾灸組再隨機分為模型1次亞組、模型4次亞組、模型7次亞組、模型10次亞組和艾灸1次亞組、艾灸4次亞組、艾灸7次亞組、艾灸10次亞組,每亞組各8只。

        1.2 主要試劑與儀器

        5-羥色胺(5-HT)試劑盒、多巴胺(DA)試劑盒、去甲腎上腺素(NE)試劑盒,均由上海森雄科技實業(yè)有限公司提供。

        自制恒溫水箱(Φ200×80 cm)、艾條(Φ7 mm×11.7 cm,河南南陽漢醫(yī)艾絨有限公司);自制艾灸專用大鼠盒[8](國家實用新型專利ZL201120193244.8);高效液相色譜系統(tǒng)(Waters Corporation)等。

        1.3 模型制備

        適應性喂養(yǎng)7 d后參照文獻[9]制造力竭運動模型。將模型組和艾灸組大鼠置于恒溫水箱(水深50 cm,水溫30±2 ℃),尾根部束體質(zhì)量5%的鉛皮(套在距基1~5 cm處),行力竭運動(力竭標準為大鼠游泳動作明顯失調(diào),不能再堅持,并下沉水過鼻尖5 s,無力返回水面)。

        模型與艾灸各亞組按照上述方法進行相應次數(shù)的力竭運動,1次力竭運動后隔日進行第2次力竭運動。

        1.4 干預方法

        艾灸1次亞組:1次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中,溫和灸神闕穴[10]15 min,僅治療1次。

        艾灸4次亞組:每次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中,溫和灸神闕穴[10]15 min,隔日1次,共治療4次。

        艾灸7次亞組:每次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中,溫和灸神闕穴[10]15 min,隔日1次,共治療7次。

        艾灸10次亞組:每次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中,溫和灸神闕穴[10]15 min,隔日1次,共治療10次。

        模型1次亞組:1次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min,不進行艾灸,僅1次。

        模型4次亞組:每次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min,不進行艾灸,隔日1次,共4次。

        模型7次亞組:每次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min,不進行艾灸,隔日1次,共7次。

        模型10次亞組:每次力竭運動結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min,不進行艾灸,隔日1次,共10次。

        正常組:將大鼠置于自制艾灸專用大鼠盒中15 min,隔日1次,共10次,不施其他任何干預。

        1.5 指標檢測

        1.5.1 力竭時間 由專人記錄模型各亞組、艾灸各亞組大鼠最后一次的力竭運動時間,以秒為單位,精確到0.1 s。

        1.5.2 生化指標檢測 各亞組大鼠力竭運動后24 h斷頭處死,正常組與第10次亞組大鼠同時處死,迅速在冰面上取出全腦, 用冰冷的生理鹽水洗凈、濾紙吸干,立即分離海馬腦區(qū)置液氮中凍存?zhèn)溆?。采用高效液相色譜電化學法(HPLC-ECD)測定5-HT、DA、NE含量,所有生化指標檢測均由河北中醫(yī)學院科研中心完成。

        1.6 統(tǒng)計學方法

        2 結(jié)果

        2.1 各組大鼠力竭運動時間比較

        表1顯示,與模型1次亞組比較,模型4次亞組大鼠力竭運動時間明顯延長(P<0.01),模型7次亞組和模型10次亞組均明顯縮短(P<0.01)。與相應模型亞組比較,艾灸1次亞組和艾灸4次亞組大鼠力竭運動時間變化無差異(均P>0.05),艾灸7次亞組和艾灸10次亞組大鼠力竭運動時間均明顯延長(均P<0.01)。

        2.2 各組大鼠海馬區(qū)5-HT、DA、NE含量比較

        與正常組比較,模型1次亞組的5-HT、DA、NE含量均明顯升高(P<0.01);模型4次亞組和模型7次亞組的5-HT、NE含量均明顯升高(P<0.05或P<0.01),DA含量差異不明顯(P>0.05);模型10次亞組的5-HT含量明顯升高(P<0.01),DA含量明顯降低(P<0.01),NE含量差異不明顯(P>0.05);艾灸1次亞組、艾灸4次亞組、艾灸7次亞組、艾灸10次亞組的5-HT、DA、NE含量均明顯升高(P<0.05或P<0.01)。

        與模型1次亞組比較,模型4次亞組、模型7次亞組和模型10次亞組的NE含量均明顯降低(P<0.01),模型7次亞組和模型10次亞組的5-HT含量均明顯升高(P<0.01),DA含量均明顯降低(P<0.01);與模型4次亞組比較,模型7次亞組和模型10次亞組的5-HT含量均明顯升高(P<0.01),DA、NE含量均明顯降低(P<0.01);與模型7次亞組比較,模型10次亞組NE含量明顯降低(P<0.01),DA/5 -HT值持續(xù)下降。

        與艾灸1次亞組比較,艾灸4次亞組、艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的NE含量均明顯升高(P<0.01),艾灸10次亞組的DA含量升高(P<0.05),與艾灸4次亞組比較,艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的NE含量均明顯升高(P<0.01);與艾灸7次亞組比較,艾灸10次亞組的NE含量明顯升高(P<0.01);DA/5 -HT值呈上升趨勢。

        表1顯示,與相同干預次數(shù)的模型亞組比較,艾灸1次亞組變化不明顯(P>0.05);艾灸4次亞組的NE含量明顯升高(P<0.01);艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的5-HT含量顯著降低(P<0.01),DA、NE含量明顯升高(P<0.01)。

        表1 各組大鼠力竭游泳時間與海馬區(qū)5-HT、DA、NE含量比較

        注:與正常組比較:##P<0.05,#P<0.01;與模型1次亞組比較:△P<0.01;與模型4次亞組比較:▲P<0.01;與模型7次亞組比較:※※P<0.05,※P<0.01;與模型10次亞組比較:○P<0.01;與艾灸1次亞組比較:●●P<0.05,●P<0.01;與艾灸4次亞組比較:◇P<0.01;與艾灸7次亞組比較:◆P<0.01

        3 討論

        反復力竭運動可導致機體出現(xiàn)運動性疲勞,而中樞性疲勞在運動性疲勞的發(fā)展過程中起主導作用[11]。海馬是前腦神經(jīng)中樞的重要組成部分,承擔著學習記憶、運動調(diào)控和神經(jīng)內(nèi)分泌等重要功能, 因其為缺血缺氧最為敏感的部位之一,海馬是應激易累及損傷的主要靶區(qū)[12],過度運動應激導致的神經(jīng)損傷與修復也常常發(fā)生在此腦區(qū)[13]。研究表明[3、14],長時間的運動可導致中樞神經(jīng)細胞突觸間隙5-HT含量增加,過多的5-HT外溢后激活軸突始段的 5-HT1A 受體,該受體被激活后則抑制運動神經(jīng)元動作電位發(fā)生,并進一步抑制肌肉的收縮,從而降低中樞向外周發(fā)放的沖動,引起運動能力的降低。而DA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中一種興奮性遞質(zhì)[15],能激發(fā)并促進肌肉協(xié)調(diào)能力,調(diào)節(jié)肌緊張,使機體做好運動準備,大腦皮層沖動的觸發(fā)便發(fā)動某動作,并增強運動能力。在持續(xù)運動中,隨著疲勞的發(fā)生發(fā)展,DA被大量消耗[16]。也有研究證實,DA合成和分解的代謝功能減退與運動能力下降關系密切[17]。有研究也發(fā)現(xiàn),力竭運動或長時間大強度運動后,大鼠海馬組織DA含量下降的同時DA/5-HT值也明顯降低,認為 DA/5-HT比值變化更能準確反映機體中樞疲勞狀況[18]。NE是海馬部位神經(jīng)營養(yǎng)因子之一,可促使神經(jīng)元功能活躍,維持機體運動需求[19]。研究表明,即性運動使腦組織處于相對缺血缺氧狀態(tài),NE含量隨力竭程度而增加,反復力竭使得腦組織處于絕對缺氧缺血狀態(tài),此時NE含量則隨力竭程度而降低[20]。

        力竭運動屬于中醫(yī)“勞”的范疇?!端貑枴づe痛論篇》載:“勞則氣耗……勞則喘息汗出,外內(nèi)皆越,故氣耗矣?!鄙耜I穴隸屬任脈,穴居臍中?!陡呤絿樉难ń狻方忉尀椋骸氨狙ㄔ谀殻殲橄忍熘Y(jié)蒂,又為后天之氣舍”[21],具有調(diào)和陰陽、扶正祛邪之功。研究表明,隔藥灸臍可以提高衰老大鼠腦單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量[22],同時艾灸可以為能量缺乏的病態(tài)細胞提供活化能[23],促進衰老小鼠海馬神經(jīng)元的再生、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)營養(yǎng)因子的合成,維持神經(jīng)元的正常功能[24]。

        實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),模型4次亞組大鼠力竭游泳時間明顯長于模型1次亞組、模型7次亞組和模型10次亞組,呈先上升后下降的拋物線狀,可能是由于大鼠運動后肌肉功能得到鍛煉,耐力增強,進而游泳時間延長。反復幾次力竭運動后,機體恢復能力下降,游泳時間隨之縮短。同時發(fā)現(xiàn),模型1次亞組和模型4次亞組大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-HT、DA、NE含量明顯升高,猜測可能由于機體為防止過度疲勞或損傷,啟動了損傷的自身保護和修復功能,維持機體運動,但此時DA/5 -HT值呈下降趨勢。隨著大鼠反復力竭運動,DA/5 -HT值持續(xù)下降。機體進入中樞性疲勞狀況,中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生了同方向抑制性趨勢調(diào)控反應[4],模型7次亞組和模型10次亞組大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-HT含量持續(xù)升高,DA、NE含量呈下降趨勢,此期損傷再無法通過自身修復得以維持,運動能力明顯下降。筆著觀察到在艾灸4次亞組中,力竭時間略有延長,5-HT含量下降,DA、 NE含量開始升高,DA/5 -HT值下降。在艾灸7次亞組和艾灸10次亞組中,力竭時間明顯延長,5-HT含量顯著降低,DA、NE的含量明顯升高,DA/5 -HT值呈上升趨勢,說明艾灸神闕穴可以通過調(diào)節(jié)反復力竭運動大鼠海馬區(qū)神經(jīng)遞質(zhì)含量,促進神經(jīng)細胞的功能恢復,改善機體疲勞狀態(tài),尤其當機體處于中樞性運動疲勞無法通過自身恢復時作用更明顯。

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