李鋒 曹卉 曹建民

摘 要：目的：觀察補(bǔ)充蝦青素能否介導(dǎo)核因子E2相關(guān)因子2（Nrf2）信號通路，緩解長時程、大強(qiáng)度運動誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，降低腎臟細(xì)胞凋亡水平，保護(hù)大鼠腎臟結(jié)構(gòu)/功能的正常。方法：7周齡SD雄性大鼠，適應(yīng)性飼養(yǎng)及訓(xùn)練后隨機(jī)分為對照組（C組，10只），大強(qiáng)度訓(xùn)練組（HT組，15只），蝦青素+大強(qiáng)度訓(xùn)練組（HTA組，15只）。C組無運動干預(yù)，HT和HTA組進(jìn)行6周遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練。訓(xùn)練期間HTA組以蝦青素溶液灌胃，每天1次，劑量為20 mg/kg/d，其他組灌胃等體積大豆油。末次訓(xùn)練結(jié)束后24 h取材，測定血清肌酐（Cr）和尿素氮（BUN）水平，測定腎臟凋亡指數(shù)、B細(xì)胞淋巴瘤因子-2（Bcl-2）、Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bax）、Nrf2、p-Nrf2、血紅素加氧酶-1（HO-1）蛋白表達(dá)及腎臟組織總抗氧化能力（T-AOC）、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）濃度。結(jié)果：與C組相比，HT組大鼠腎臟組織形態(tài)發(fā)生病理改變，血清Cr和BUN水平升高（P<0.01），腎臟細(xì)胞凋亡水平及腎臟Bax蛋白表達(dá)增強(qiáng)（P<0.01），Bcl-2蛋白表達(dá)減少（P<0.01），Nrf2蛋白表達(dá)變化無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05），但p-Nrf2、HO-1蛋白表

關(guān)鍵詞：蝦青素;大強(qiáng)度運動;氧化應(yīng)激;核因子E2相關(guān)因子2（Nrf2）;大鼠

Abstract：Objective： To observe whether supplementation of astaxanthin can mediate Nrf2 pathway and alleviate renal injury in rats after 6-week high-intensity exercise. Methods： 7-week SD male rats were divided into 3 groups randomly： control group （C group， n=10）， high intensity training group （HT group， n=15）， astaxanthin and high intensity training group （HTA group， n=15） after adaptive feeding and exercise. There was no exercise intervention in C group， the HT and HTA group underwent 6-week incremental load treadmill exercise. During the training period， the rats in HTA group were administered astaxanthin 20 mg/kg intragastrically daily， the other groups were administered equal amount of soybean oil. The serum creatinine （Cr） and blood urea nitrogen （BUN）， myocardial apoptosis index， the expression of myocardial B cell lymphoma-2 protein （Bcl-2）， Bcl-2 associated x protein （Bax）， nuclear factor erythroid 2-related factor 2 （Nrf2）， heme oxygenase-1 （HO-1）， myocardial malonaldehyde （MDA）， superoxide dismutase （SOD）and total antioxidative capacity （T-AOC） activity were detected at 24 hours after the last training. Results： Compared with C group， histopathological changes in kidney were observed in HT group， serum Cr and BUN levels increased （P<0.01）， renal apoptosis and Bax expression in the kidney were enhanced （P<0.01）， Bcl-2 expression decreased（P<0.01）， there was no statistical difference in Nrf2 （P>0.05）， but p-Nrf2 and HO-1 expression decreased （P<0.01 orP<0.05）， SOD and T-AOC activity decreased （P<0.01）， MDA concentration increased （P<0.01）. Compared with the HT group， histopathological changes in kidney were significantly relieved in HTA group， serum Cr and BUN levels increased （P<0.01）， renal apoptosis and Bax expression in the kidney decreased （P<0.01）， Bcl-2， Nrf2， p-Nrf2 and HO-1 expression increased （P<0.05 orP<0.01）， SOD and T-AOC activity increased （P<0.05 orP<0.01）， MDA concentration decreased （P<0.05）. Conclusion： These results demonstrate that supplementation of astaxanthin can mediate Nrf2 pathway， up-regulate the protein expression of Nrf2 and HO-1， increase the activity of SOD and T-AOC， and reduce the degree of oxidative stress and apoptosis of rat kidney cells induced by 6-week high-intensity exercise training， and alleviate the occurrence of renal injury effectively.

Key words：astaxanthin; high-intensity exercise; oxidative stress; nuclear factor erythroid 2-related factor 2 （Nrf2）; rat

蝦青素是一種萜烯類不飽和化合物，天然存在于多種海洋生物和微生物中。蝦青素中由羥基和酮基構(gòu)成的共軛雙鍵，能夠通過提供電子，將自由基轉(zhuǎn)化為更為穩(wěn)定的產(chǎn)物，終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一種功能強(qiáng)大的抗氧化劑[1]。現(xiàn)有研究已證實，蝦青素具有對抗氧化應(yīng)激和炎癥的作用，可以有效地預(yù)防心血管疾病，抗癌，調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)[1]。長時程、大強(qiáng)度運動中腎臟血流急劇下降，運動后血液的大量回流，伴隨著缺血再灌注過程，氧化應(yīng)激水平也隨之增強(qiáng)，極易引發(fā)腎臟損傷[2]。核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Nrf2）信號通路是目前發(fā)現(xiàn)的最重要的內(nèi)源性抗氧化應(yīng)激通路。正常生理狀態(tài)下，Nrf2處于非活化狀態(tài)，位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)與kelch樣ECH相關(guān)蛋白1（kelch-like ECH-associated protein-1，Keap1）結(jié)合;氧化應(yīng)激狀態(tài)下，Nrf2活化后與keap1解離進(jìn)入細(xì)胞核與抗氧化反應(yīng)元件（antioxidant response element，ARE）相互作用，調(diào)控下游血紅素加氧酶1（heme oxygenase-1，HO-1）及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）等抗氧化酶的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，從而實現(xiàn)對抗氧化應(yīng)激損傷的保護(hù)作用[3]。有研究表明，蝦青素可以促進(jìn)Nrf2的核轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)錄活性，并上調(diào)SOD、HO-1的表達(dá)，淬滅較高水平的活性氧簇（reactive oxygen species，ROS），最終抑制腎小球系膜細(xì)胞中高糖誘導(dǎo)的腎纖維化[4]。同時，蝦青素預(yù)處理通過改善B淋巴細(xì)胞瘤因子-2（B cell lymphoma-2 protein，Bcl-2）蛋白家族表達(dá)，可以顯著減輕脂肪肝缺血再灌注損傷中的損傷程度[5]。目前，蝦青素對運動性腎臟損傷的保護(hù)作用的相關(guān)研究較少。本研究通過在6周大強(qiáng)度訓(xùn)練期間對大鼠進(jìn)行蝦青素補(bǔ)充，探討蝦青素能否通過介導(dǎo)Nrf2通路，延緩大強(qiáng)度運動訓(xùn)練誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，有效抑制大鼠腎臟細(xì)胞的過度凋亡，進(jìn)而保護(hù)腎臟結(jié)構(gòu)/功能的正常，為蝦青素在長時程、大強(qiáng)度運動訓(xùn)練致運動性腎損傷防控中的應(yīng)用提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗對象和分組

SPF級雄性SD大鼠，體重202.41±9.52 g，7周齡，購自中華人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實驗動物中心（動物生產(chǎn)合格證編號SCXK（軍）2012-0004）。北京體育大學(xué)SPF級動物實驗室飼養(yǎng)，溫度（22±2）℃，相對濕度55%～75%，正常晝夜節(jié)律。

大鼠在進(jìn)行4 d適應(yīng)性喂養(yǎng)后，以10 m/min，坡度0 °，10 min/d的運動量進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練，篩選以剔除不能完成訓(xùn)練及運動能力較差的大鼠，按照數(shù)字隨機(jī)分組法將40只大鼠隨機(jī)分為3組：安靜對照組（C組，10只），大強(qiáng)度訓(xùn)練組（HT組，15只）和蝦青素+大強(qiáng)度訓(xùn)練組（HTA組，15只）。HT組、HTA組大鼠因訓(xùn)練強(qiáng)度及疲勞恢復(fù)等原因出現(xiàn)死亡情況，最終HT組剩余12只，HTA組剩余13只。

1.2 訓(xùn)練和營養(yǎng)補(bǔ)充方案

C組正常飼養(yǎng)，不進(jìn)行運動干預(yù);HT和HTA組進(jìn)行6周遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練，訓(xùn)練方案（見表1）。第2周訓(xùn)練開始，每次從10 m/min開始，每5 min速度增加5 m/min，直至本周目標(biāo)速度。最后一周大鼠若無法維持目標(biāo)速度，則運動至力竭。

訓(xùn)練期間，HTA組每天訓(xùn)練后進(jìn)行1次蝦青素（純度>95%，購自Santa Cruz Biotechnology公司）灌胃，使用食用大豆油（購自益海嘉里食品營銷有限公司）作為溶劑，配置濃度為4 mg/ml的蝦青素溶液，通過預(yù)實驗及文獻(xiàn)[6-7]確定灌胃劑量為20 mg/kg/d，灌胃體積為5 ml/kg，C組和HT組灌胃等體積食用大豆油。

1.3 樣本采集

末次訓(xùn)練結(jié)束后24 h處死大鼠。2%戊巴比妥鈉溶液腹腔注射麻醉大鼠，腹總動脈取血5 ml并放入促凝管中，靜置2 h待血清和血細(xì)胞分離后，將其放入4 ℃的低溫離心機(jī)進(jìn)行3 000 rpm離心15 min，取上層血清分裝后置-20 ℃冰箱中保存待查。

取左側(cè)腎臟置于預(yù)冷的生理鹽水中洗凈血污，準(zhǔn)確稱取重量，按照組織重量/勻漿介質(zhì)1 ∶ 9的比例加入PBS緩沖液，充分研磨制成10%的腎臟組織勻漿液，5 000 rpm離心5 min取上清待測。另取右側(cè)腎臟浸入4%多聚甲醛中固定。

1.4 指標(biāo)測試

1.4.1 腎臟組織病理學(xué)評價

將腎臟從多聚甲醛固定液中取出，流水洗滌12 h后進(jìn)行梯度酒精脫水、透明，石蠟包埋制成4 μm切片，HE染色后在400倍光鏡下，觀察腎臟組織病理學(xué)變化。

1.4.2 腎臟細(xì)胞凋亡指數(shù)

采用TUNEL法檢測腎臟細(xì)胞凋亡指數(shù)。將腎臟從固定液中取出，流水洗滌12 h，梯度酒精脫水后透明，石蠟包埋，制成石蠟切片。將組織切片上機(jī)在掃描儀的鏡頭下逐步移動，邊移動邊成像進(jìn)而將組織切片上所有的組織信息都掃描成像。用Pannoramic Viewer軟件進(jìn)行400倍放大后截取任意部位圖片，掃描完成后進(jìn)入Quant Center分析軟件自動識別，切片上細(xì)胞核呈深棕色為強(qiáng)陽性，棕黃色為中度陽性，淺黃色為弱陽性，藍(lán)色為陰性。通過對每個組織點進(jìn)行識別分析出強(qiáng)陽性、中度陽性、弱陽性、陰性的面積（單位：像素）及陽性百分比，隨后進(jìn)行細(xì)胞凋亡指數(shù)（H-score）評分，從而對其進(jìn)行半定量分析。H-score=（弱陽性細(xì)胞密度×1）+（中陽性細(xì)胞密度×2）+（強(qiáng)陽性細(xì)胞密度×3）[8-9]。TUNEL試劑盒購自瑞士Roche公司。

1.4.3 蛋白質(zhì)免疫組化測試

采用免疫組化法檢測腎臟Nrf2、Nrf2磷酸化（pS40）、HO-1、Bcl-2相關(guān)X蛋白（Bcl-2 Associated X Protein，Bax）和Bcl-2的蛋白表達(dá)水平。將制好的石蠟切片脫蠟水化后進(jìn)行抗原修復(fù)，避光、室溫孵育25 min，脫色洗滌3次后進(jìn)行血清封閉，封閉后加入一抗、二抗進(jìn)行DAB顯色，顯色終止隨后脫水封片。于顯微鏡下隨機(jī)選取5個高倍鏡視野（×400），每個視野隨機(jī)計數(shù)100個細(xì)胞，計算其中陽性細(xì)胞數(shù)得到平均值，按照著色深淺對蛋白表達(dá)情況進(jìn)行分級：無著色為陰性，黃色為弱陽性，棕色為中陽性，棕褐色為強(qiáng)陽性。按照著色強(qiáng)度和著色范圍用H-socre方法進(jìn)行半定量分析，H-score計算方法同1.4.2。Nrf2、Nrf2磷酸化（pS40）、HO-1、Bax和Bcl-2的一抗、相應(yīng)二抗和DAB顯色劑，購自Sigma及Servicebio公司。

1.4.4 其他指標(biāo)的測試

采用Jaffe苦味酸法測定血清肌酐（creatinine，Cr），采用二乙酰-肟法測定血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN），試劑盒購自北京華英生物技術(shù)研究所。采用酶聯(lián)免疫吸附法測定腎臟總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）、SOD活性以及丙二醛（malondialdehyde，MDA）濃度，酶聯(lián)免疫試劑盒購自美國BD公司。以上指標(biāo)的測試過程均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

使用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)，結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間分析采用單因素方差分析，P<0.05表示為顯著性差異，P<0.01表示為非常顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 蝦青素和運動干預(yù)后大鼠腎臟組織病理學(xué)變化

光鏡下觀察顯示（圖1），C組大鼠腎臟組織形態(tài)正常，腎小球未出現(xiàn)淤血、變性和水腫現(xiàn)象，腎小管管腔內(nèi)未發(fā)現(xiàn)管型;HT組大鼠腎臟組織形態(tài)較C組發(fā)生顯著改變，腎小球可見淤血，腎小管嚴(yán)重?fù)p傷，上皮細(xì)胞可見水腫、空泡變性和管腔擴(kuò)張現(xiàn)象，管腔中有多種管型出現(xiàn);HTA組大鼠腎臟組織形態(tài)較HT組有所改善，但腎小管上皮細(xì)胞仍輕度水腫、空泡變性和管腔擴(kuò)張出現(xiàn)，但管腔內(nèi)無蛋白管型和細(xì)胞管型出現(xiàn)。

2.2 蝦青素和運動干預(yù)后大鼠血清Cr和BUN濃度變化

本研究的結(jié)果顯示（表2），與C組比較，HT組血清Cr和BUN水平均顯著升高（P<0.01）;與HT組比較，HTA組血清Cr和BUN水平均顯著性降低（P<001）。從結(jié)果可以看出，本研究采用的6周遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練誘發(fā)了大鼠腎臟功能損傷，而訓(xùn)練期間的蝦青素干預(yù)有效地緩解了大鼠腎臟功能損傷。

2.3 蝦青素和運動干預(yù)后大鼠腎臟Nrf2、p-Nrf2和HO-1蛋白表達(dá)變化

本研究的結(jié)果顯示（表3、圖2），與C組比較，HT組腎臟Nrf2表達(dá)無明顯差異（P>0.05），但p-Nrf2和HO-1表達(dá)均呈現(xiàn)顯著下降（P<0.01或P<0.05）;與HT組比較，HTA組的Nrf2、p-Nrf2和HO-1表達(dá)均顯著上調(diào)（P<0.01或P<0.05）。

2.4 蝦青素和運動干預(yù)后大鼠腎臟SOD、T-AOC活性和MDA濃度變化

本研究的結(jié)果顯示（表4），與C組比較，HT組的SOD、T-AOC的活性均顯著降低（P<0.01），同時MDA的濃度顯著升高（P<0.01）。與HT組比較，HTA組的SOD、T-AOC的活性均較HT組顯著升高（P <0.01），同時MDA的濃度顯著下降（P<0.05），但與C組相比仍存在顯著差異（P<0.01）。由此說明，本研究的大強(qiáng)度訓(xùn)練誘發(fā)了氧化應(yīng)激反應(yīng)，ROS產(chǎn)生增多，導(dǎo)致腎臟抗氧化狀態(tài)失衡，訓(xùn)練期間蝦青素的干預(yù)通過激活Nrf2通路促進(jìn)了抗氧化酶活性增強(qiáng)，進(jìn)而改善了腎臟的氧化應(yīng)激水平。

2.5 蝦青素和運動干預(yù)后大鼠腎臟細(xì)胞凋亡水平變化

TUNEL染色結(jié)果顯示（表5、圖3），與C組比較，HT組和HTA組腎臟細(xì)胞凋亡H-score顯著性升高（P<0.01）;與HT組比較，HTA組腎臟細(xì)胞凋亡H-score顯著性降低（P<0.01）。這表明大強(qiáng)度訓(xùn)練誘發(fā)了腎臟細(xì)胞的過度凋亡，而訓(xùn)練期間的蝦青素干預(yù)在一定程度上抑制了腎臟細(xì)胞的過度凋亡，但與正常水平仍存在顯著性差異。

2.6 蝦青素和運動干預(yù)后大鼠腎臟Bax和Bcl-2蛋白表達(dá)變化

從凋亡相關(guān)蛋白表達(dá)變化可知（表6、圖4），促凋亡蛋白Bax表達(dá)，HT組較C組顯著升高（P<0.01）;HTA組較HT組顯著性下降（P<0.01），但較C組仍顯著升高（P<0.01）。抑制凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，HT組較C組顯著下降（P<0.01），HTA組較HT組顯著升高（P<0.05），且與C組無統(tǒng)計學(xué)差異（p>0.05）。通過分析Bcl-2/Bax比值后發(fā)現(xiàn)，HT組較C組顯著下降（P<0.01），而HTA組較HT組顯著升高（P<0.01），但仍低于C組（P<0.01）。

3 分析與討論

腎臟作為高灌注器官，對缺血缺氧極其敏感，長時程、大強(qiáng)度運動引發(fā)的缺血再灌注過程，超越了腎臟的自我調(diào)節(jié)能力，加劇了腎組織損傷程度。Cr是肌酸代謝的產(chǎn)物，釋放到血液中，最終隨尿液排出，其濃度變化主要由腎小球的濾過能力決定，血清Cr濃度升高意味著腎實質(zhì)受損。尿素是蛋白質(zhì)代謝的主要終產(chǎn)物，主要通過腎臟排泄，當(dāng)腎實質(zhì)發(fā)生損傷時，腎小球濾過率降低，血清BUN水平升高。因此常將血清Cr和BUN作為明確腎臟損傷程度的指標(biāo)[10]。研究表明[11-12]，長時程、大強(qiáng)度運動可導(dǎo)致大鼠出現(xiàn)運動性腎臟損傷，表現(xiàn)為血清Cr和BUN水平升高。其主要誘因為：長時程、大強(qiáng)度運動刺激腎臟增加對水和鈉的重吸收，使腎臟對能量和氧氣的需求增加，而此時腎臟中血液灌注減少，極易引發(fā)缺血缺氧反應(yīng)，造成腎臟結(jié)構(gòu)/功能損傷[13-14]。本研究發(fā)現(xiàn)HT組血清Cr和BUN水平較C組顯著升高，同時結(jié)合大鼠腎臟組織形態(tài)的比較，說明6周遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練對大鼠腎臟結(jié)構(gòu)/功能造成損傷。

Nrf2是抑制氧化應(yīng)激和維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，Nrf2的靶基因包含HO-1及SOD等大量抗氧化酶，參與解毒、修復(fù)、去除受損蛋白、抑制炎癥等過程[15-16]。非運動狀態(tài)下，胞漿中的Nrf2可與其負(fù)調(diào)節(jié)因子Keap1形成二聚體抑制Nrf2表達(dá)水平[17]。運動狀態(tài)下，產(chǎn)生大量的ROS，使Keap1結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加速解偶聯(lián)作用，進(jìn)而刺激Nrf2從胞漿轉(zhuǎn)移至胞核，導(dǎo)致核內(nèi)的Nrf2蛋白表達(dá)升高，通過Nrf2/ARE信號通路，廣泛激活下游抗氧化應(yīng)答過程，發(fā)揮清除自由基的作用，增強(qiáng)細(xì)胞存活[18]。但運動對Nrf2表達(dá)的調(diào)節(jié)作用，存在一定劑量效應(yīng)。有文獻(xiàn)報道[19]，適宜的運動可以通過提高Nrf2水平，改善氧化應(yīng)激水平和腎臟功能。但在本研究中，盡管與C組相比，HT組腎臟細(xì)胞的Nrf2水平無明顯變化，但其磷酸化水平顯著降低，下游的HO-1的表達(dá)水平、SOD和T-AOC的活性均顯著降低，同時MDA濃度顯著升高。說明長時程、大強(qiáng)度運動可誘導(dǎo)機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)，自由基大量生成的同時無法及時清除，在一定程度上抑制了Nrf2通路發(fā)揮抗氧化作用并引發(fā)了機(jī)體氧化還原狀態(tài)失衡。過量的ROS是加劇細(xì)胞凋亡的重要信號，有研究表明腎缺血再灌注可通過促凋亡途徑引發(fā)腎損傷[20]。細(xì)胞凋亡是基因控制下自主地、有序地細(xì)胞死亡過程，是機(jī)體為了更好地適應(yīng)生存環(huán)境而采取的調(diào)控措施。Bcl-2蛋白家族廣泛參與細(xì)胞凋亡過程[21]，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的Bcl-2蛋白家族按功能可以分為兩類，一類具有抑制凋亡作用，如Bcl-2;另一類具有促進(jìn)凋亡作用，如Bax。Bcl-2/Bax相對比值的變化與細(xì)胞凋亡關(guān)系密切[22]。在本研究中，HT組腎臟細(xì)胞凋亡水平和促凋亡蛋白Bax表達(dá)水平均較C組顯著升高，而抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)水平顯著降低，說明6周遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練加劇了腎臟細(xì)胞的凋亡。由此可知，當(dāng)Nrf2不能正常編碼抗氧化酶類蛋白時，HO-1蛋白表達(dá)量顯著下降，抗氧化酶SOD和T-AOC活性顯著降低，同時脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MAD濃度顯著升高，Bcl-2/Bax比值顯著降低，機(jī)體抗氧化能力受損加重腎臟細(xì)胞損傷程度，增強(qiáng)凋亡水平。

磷酸化修飾是調(diào)節(jié)Nrf2功能的重要途徑，當(dāng)Nrf2蛋白上第40位絲氨酸發(fā)生磷酸化時，可導(dǎo)致其與Keap1解離[23-24]，使抗氧化元件ARE及其保護(hù)性蛋白的合成過程被激活，調(diào)節(jié)腎臟氧化應(yīng)激過程[25]。本研究中，HTA組血清Cr和BUN水平較HT組顯著下降，腎臟Nrf2、p-Nrf2和HO-1的表達(dá)水平、SOD和T-AOC活性均較HT組顯著升高，MDA濃度下降。上述結(jié)果說明當(dāng)腎臟遭受氧化攻擊時，蝦青素作為Nrf2的激動劑，可以通過提高Nrf2蛋白表達(dá)水平及磷酸化水平，有效改善大鼠腎臟氧化應(yīng)激狀態(tài)。付凱等[26]的研究中，2周蝦青素補(bǔ)充可以顯著提高發(fā)生缺血再灌注損傷腎臟中的SOD活性，并降低MDA水平。潘雷[27]的研究認(rèn)為，天然蝦青素可上調(diào)Nrf2/ARE信號通路中相關(guān)基因的mRNA和蛋白在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，這可能是其發(fā)揮抗氧化應(yīng)激保護(hù)作用的機(jī)制之一。Zhu等[28]的研究也發(fā)現(xiàn)，蝦青素通過促進(jìn)Nrf2核轉(zhuǎn)位并增加其下游蛋白HO-1和SOD的表達(dá)，降低MDA生成，減輕糖尿病大鼠腎臟纖維化程度。與此同時，本研究中Bax蛋白表達(dá)水平顯著下降，Bcl-2蛋白表達(dá)水平及Bcl-2/Bax比值均顯著升高，說明訓(xùn)練期間的蝦青素干預(yù)有效抑制了大強(qiáng)度運動誘導(dǎo)的腎臟細(xì)胞的過度凋亡，進(jìn)而減輕了腎實質(zhì)損傷。蝦青素改善細(xì)胞凋亡情況的機(jī)制可能與其激活Nrf2信號傳導(dǎo)途徑，進(jìn)而調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白表達(dá)水平有關(guān)。在Niture等[29]的研究中，Nrf2可直接與Bcl-2的抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合，通過上調(diào)其表達(dá)，阻止細(xì)胞凋亡。Fan等[30]在體外和體內(nèi)實驗中均發(fā)現(xiàn)，蝦青素預(yù)處理通過調(diào)節(jié)Bcl-2家族蛋白表達(dá)，可以阻斷同型半胱氨酸誘導(dǎo)的線粒體功能障礙和氧化損傷，減少同型半胱氨酸誘導(dǎo)的心臟毒性。Guo等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，蝦青素通過減輕氧化應(yīng)激和線粒體相關(guān)的細(xì)胞凋亡，可以減輕大鼠嚴(yán)重?zé)齻笤缙诩毙阅I損傷。本研究結(jié)果說明，蝦青素可以通過介導(dǎo)Nrf2信號通路，改善腎臟氧化應(yīng)激狀態(tài)和細(xì)胞凋亡水平，對大強(qiáng)度運動誘導(dǎo)的大鼠腎臟損傷發(fā)揮保護(hù)作用，蝦青素與運動性腎臟損傷的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

4 小結(jié)

本研究證實，6周大強(qiáng)度運動訓(xùn)練可加劇腎臟氧化應(yīng)激反應(yīng)及細(xì)胞凋亡，腎臟結(jié)構(gòu)/功能出現(xiàn)損傷。訓(xùn)練期間的蝦青素補(bǔ)充可通過介導(dǎo)Nrf2通路上調(diào)Nrf2/p-Nrf2和HO-1表達(dá)，提高下游II相解毒酶HO-1蛋白表達(dá)及抗氧化酶SOD和T-AOC活性，減少促凋亡蛋白Bax表達(dá)，增強(qiáng)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，緩解腎臟細(xì)胞的過度凋亡，保護(hù)腎臟結(jié)構(gòu)/功能的正常。

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