摘要:目的:探討運動對慢性復合性應激大鼠前額葉皮層bax、bal-2及caspase3蛋白表達的影響。方法:雄性35只SD大鼠,隨機分為三周對照組(C組)8只、模型組(M組)27只,C組常規(guī)飼養(yǎng),M組進行三周慢性疲勞綜合征(CFS)建模。建模結束后,C組、M組隨機各選取6只進行取材;剩余模型組大鼠隨機分為模型對照組(MC組)、模型運動組(ME組)。采用力竭游泳、束縛、禁食禁水、睡眠剝奪四種應激因素建立CFS模型。采用無負重游泳進行有氧運動干預。采用Western Blotting 方法檢測大鼠前額葉皮層bax、bal-2及caspase3蛋白的表達。結果:與C組相比,M組大鼠前額葉皮層Bax、caspase3蛋白表達非常顯著性增加 (P<0.01),Bcl-2蛋白表達增加,但無顯著性差異;與MC組相比,ME組大鼠前額葉皮層Bcl-2、caspase3蛋白表達非常顯著性增加(P<0.01);Bax蛋白表達下降,但無顯著性差異。 結論:慢性疲勞綜合征可引起大鼠前額葉皮層Bax、caspase3蛋白的表達,有氧運動可以促進抗凋亡蛋白Bcl-2的表達,抑制Bax蛋白的表達。
關鍵詞:慢性疲勞綜合征;有氧運動;凋亡
中圖分類號:R339.4 ????文獻標識碼:A
在21世紀,阿爾茲海默癥、帕金森氏癥等神經退行性疾病的發(fā)病率越來越高。醫(yī)學雜志《柳葉刀》,曾表示:到2030年,阿爾茲海默癥將會是醫(yī)療和社會體系的重要負擔。社會環(huán)境的迅速發(fā)展變化引起機體應激可能是導致神經退行性疾病的因素之一。凋亡相關蛋白是神經退行性病變中的重要通路。有氧運動可促進大腦皮層神經元再生,大部分研究證明運動預干預、造模期間的有氧運動干預、運動聯(lián)合藥物治療可以有效的阻止神經元的凋亡蛋白的表達,促進神經元的再生。本研究模擬現(xiàn)實生活中人們生活空間狹小、身體疲勞、睡眠不足、飲食不規(guī)律的生活現(xiàn)象,建立慢性疲勞綜合征(Chronic fatigue syndrome,CFS,)旨在研究有氧運動對發(fā)病后大鼠凋亡相關蛋白表達的影響。為有氧運動對神經退行性疾病的預防和早期治療效果,及大眾健身提供理論支持。
1材料與方法
1.1實驗動物及分組
8周齡SPF級健康雄性SD大鼠35只,購于廣州中醫(yī)藥大學實驗動物中心[動物生產許可證:SCXK(粵)2013-0034],體重為180-220g。采用國家標準嚙齒類動物干燥飼料喂養(yǎng)。動物飼養(yǎng)環(huán)境:溫度25?℃,相對濕度50%-65%,12h光暗交替,大鼠游泳水溫為32?℃。大鼠適應性喂養(yǎng)一周后隨機分為空白對照組(C組,n=8)、模型組(M組,n=27);體重分別為(220.81?.4)g和(219.89?.24)g,組間對比無顯著性差異(P>0.05)。C組常規(guī)飼養(yǎng),不進行任何干預;M組大鼠適應性游泳3d(1次/d,10min/次)后進行3周CFS建模,建模期間,大鼠意外死亡3只。建模結束后C組、M組各隨機選取6只大鼠進行取材;剩余M組大鼠隨機分為模型對照組(MC組,n=9)、模型運動組(ME組,n=9)。
1.2干預方式及取材
1.2.1 ?CFS建模方案
CFS大鼠建模方法參照文獻[1]并根據(jù)預實驗結果,采用復合應激制備模型。本研究旨在模擬人們軀體疲勞、高壓、飲食不規(guī)律、睡眠不足的實際情況,采用力竭游泳、束縛、禁食禁水、睡眠剝奪四種應激方式建立應激性CFS大鼠模型。每周建模6天,以兩天為一個周期。
睡眠剝奪采用小平臺法;束縛應激采用自制束縛筒,大鼠可以自由呼吸,但是身體活動被限制,尾巴外露;力竭游泳采用負重體重5%進行力竭游泳,其判斷標準為大鼠鼻尖下沉10s ,無法自主游出水面;夜間禁食禁水。
1.2.2有氧運動方案
有氧運動方案選用無負重游泳(水溫32?℃),20min開始,前兩天每天遞增5min,以后每天遞增10min到60min,第二、三周,每天60min。
1.3實驗取材
實驗結束24h后,所有大鼠禁食12h,根據(jù)大鼠體重腹腔注射質量分數(shù)為10%的水合氯醛(0.35-0.4ml/kg)進行腹腔麻醉,然后斷頭取腦,將前額葉皮質取出用錫紙包埋立即放入液氮中,-80℃保存,待測指標,整個過程均在冰面上快速進行操作,兩次取材由同一人員操作。
1.4指標檢測與方法
采用Western Blotting 方法檢測各組大鼠海馬組織中bax、bal-2及caspase3蛋白的表達量。
1.5數(shù)據(jù)處理
運用SPSS21.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料統(tǒng)計結果以均數(shù)北曜疾睿▁眘)表示,采用單因素方差分析檢驗,P<0.05為具有統(tǒng)計學意義,P<0.01為具有極顯著性差異。
2研究結果
2.1 CFS建模大鼠前額葉皮層Bax、Bcl-2及caspase3蛋白的表達
由表1可知,與C組相比, M組大鼠前額葉皮層組織中促凋亡蛋白Bax、caspase3表達非常顯著性增加(P<0.01),抗凋亡蛋白Bcl-2表達增加,但無顯著性差異(P>0.05)。
2.2有氧運動對CFS建模大鼠前額葉皮層Bax、Bcl-2及caspase3蛋白表達的影響
由表2可知,與MC組相比,ME組大鼠前額葉皮層Bcl-2、caspase3蛋白表達非常顯著性增加(P<0.01);Bax蛋白表達下降,但無顯著性差異(P>0.05)。說明運動可以有效促進抗凋亡蛋白Bcl-2的表達。
3分析與討論
由于目前CFS發(fā)病機制尚不清楚,大多數(shù)研究都是觀察CFS患者發(fā)病的癥狀、體征等一般狀況,詢問并分析患者主訴癥狀發(fā)生的各種原因模擬進行動物建模,建模方式各異,如有研究采用注射脂多糖、布魯氏桿菌、多聚肌胞苷酸等造成動物機體免疫紊亂進而誘發(fā)慢性疲勞綜合征,這種建模方法是模擬毒感染引發(fā)的CFS或者是臨床CFS患者表現(xiàn)出的免疫紊亂現(xiàn)象,主要進行對癥治療的研究,在國內比較少見。大部分研究都采用應激建模,研究者認為應激建模更符合臨床CFS患者發(fā)病原因;一般采用單因素建模、雙因素建模、多因素復合應激建模。本研究模擬現(xiàn)代生活中人們所面臨的多種應激:身體疲勞、飲食不規(guī)律、睡眠缺失、壓力大,采用力竭游泳、禁食禁水、睡眠剝奪、束縛四種應激方式進行生理-心理雙重應激建立CFS大鼠模型,研究有氧運動對CFS的作用效果。
在細胞凋亡過程中,Bcl-2家族和caspase家族發(fā)揮著重要的作用,Bcl-2是抗凋亡基因,Bax和Caspase3是促凋亡基因。本研究中,CFS大鼠前額葉皮層組織中促凋亡蛋白Bax、caspase3表達非常顯著性增加,抗凋亡蛋白Bcl-2表達無顯著性差異,這與一般研究結果相同; CFS大鼠有氧運動后前額葉皮層Bcl-2、caspase3蛋白表達非常顯著性增加,Bax蛋白表達無顯著性變化,說明運動可以有效促進抗凋亡蛋白Bcl-2的表達;而caspase3及Bax蛋白表達情況可能與有氧運動時間有關,研究發(fā)現(xiàn),運動形式、運動量和運動時間對 Bcl-2、Bax、Caspase3 的蛋白表達以及細胞凋亡會產生不同影響,短時間大強度或力竭運動會使促凋亡蛋白表達升高,抗凋亡蛋白表達降低; 而長期規(guī)律運動才能有效抑制細胞的凋亡,保護機體免受外界刺激誘發(fā)的細胞損傷。本文有氧運動干預時間為3周,抑制促凋亡基因的表達效果較弱,在后續(xù)研究中進一步深入研究和探討。
4結論
慢性疲勞綜合征可引起大鼠前額葉皮層促凋亡基因Bax、caspase3蛋白的表達,有氧運動可以促進抗凋亡基因Bcl-2蛋白的表達,抑制Bax蛋白的表達。
作者簡介:李艷榮(1993.01-),女,漢族,山西臨汾人,巢湖學院體育學院助教,碩士;研究方向:運動與健康。
參考文獻
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