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长期耐力运动对大鼠心肌和骨骼肌中NO，GSH及MDA水平的影响

作者:时间:2011-03-25 13:56:40 来源:www.ksfbw.com 阅读次数:1070次 ]

【摘要】　　目的：观察长期耐力运动对心肌和腓肠肌中一氧化氮（NO）、谷胱甘肽（GSH）和氧化应激水平的影响及其差异。方法：雌性SD大鼠随机分为运动组（n=10）和静息组（n=10）,在运动组游泳3个月后取心肌和腓肠肌测定其NO含量、GSH含量和丙二醛（MDA）含量。结果：与静息组相比，运动组腓肠肌中NO水平显著升高（P<0.01）,但心肌中两组比较差异无统计学意义；腓肠肌中GSH含量显著降低（P<0.05），而心肌中两组比较差异无统计学意义；腓肠肌中MDA含量两组比较差异无统计学意义, 但心肌中显著升高（P<0.05）。结论：腓肠肌和心肌中的NO代谢、GSH代谢及氧化应激水平对长期耐力运动的适应性反应存在差异；长期耐力运动期间，心肌中脂质过氧化反应较明显，而腓肠肌中GSH在对抗氧化应激反应中发挥了重要作用。

【关键词】一氧化氮；氧化应激；心肌；腓肠肌；耐力运动

　　［Abstract］Objective: To analyze the possible difference of the effects of the endurance exercise on the level of the nitric oxide(NO), glutathion (GSH) and oxidative stress between in the cardiac muscle and in the gastrocnemius muscle(GAST). Methods： The SD female rats were randomly divided into two groups: an excise group(n=10) and a sedentary group(n=10). The rats in the exercise group swam for three months. At the end of the experimental period(3 months), the rats were killed and then the cardiac muscle and the GAST were remove to analyze the contents of NO, GSH and malonaldehyde(MDA). Results： Compared with the sedentary group, the NO contents of the excise group was increased significantly in the GAST(P<0.01), but not in the cardiac muscle; the GSH contents of the excise group was decreased significantly in the GAST(P<0.05), but not in the cardiac muscle; the MDA level of the excise group was increased significantly in the cardiac muscle(P<0.05), but not in the GAST. Conclusion： The NO, GSH and oxidative stress have a different adaptive response to the longterm endurance exercise between in the cardiac muscle and in the GAST. During longterm endurance exercise, the lipid peroxidation reaction to exercise can be stronger in the cardiac muscle than in GAST, and the GSH may play an important role in the GAST through its consumption.

　　［Key words］nitric oxide; oxidative stress; cardiac muscle; gastrocnemius; endurance exercise

骨骼肌是最直接参与运动的器官之一,心肌是维持血压平稳的主要器官，因此，骨骼肌和心肌在运动期间发挥了关键性的作用。在长期耐力运动期间，两者都要发生一系列适应性反应，包括通过肥厚、结构性和功能性自身调节等变化增强收缩力，因此，两者的适应能力已经成为体能和运动损伤的研究焦点。由于一氧化氮（NO）是心肌和骨骼肌的关键性调节因子，谷胱甘肽（GSH）在对抗氧化应激中发挥重要作用，而丙二醛（MDA）是评估脂质过氧化应激的主要指标，因此，在研究骨骼肌和心肌对运动训练的适应性机制和运动损伤方面上述3个指标被频繁使用。然而，当前研究中存在两个方面的问题，一是研究结果不一致甚至矛盾。例如，有报道［1］运动导致骨骼肌中NO含量升高，另有报道［2］运动导致骨骼肌和心肌中NO含量下降。又如，运动后心肌中GSH含量升高［3］或下降［4］。再如，运动后骨骼肌中MDA升高［5］、心肌中MDA升高［6］或无变化［4］。另一方面是不少研究中采用的跑台运动模型，这种模型的关键缺点是由于凭借电刺激驱动动物跑步，因此，研究结果掺杂了应激因素的影响。中国论文发表

　　在本研究中，采用大鼠长期游泳模型，观察了长期耐力运动情况下心肌和骨骼肌中NO，GSH与氧化应激水平的变化并比较了两个器官间变化的差异。

1 材料与方法

　　1.1 实验动物与分组

　　雌性SD大鼠20只，体质量180～200 g，饲养于带不锈钢底的标准大鼠笼内，每笼5～6只，喂去离子水，饲料为通用标准大鼠饲料，室温（23±1）℃，相对湿度（50±5）％，12h/12h光-暗节律（7:00～19:00）。大鼠随机分成运动组和对照组，每组10只。

　　1.2 运动方法

　　运动组大鼠在80 cm×50 cm×80 cm的玻璃水缸中游泳，水深50 cm，水温（34±1）℃。每天游泳1次，每周5天（周六、周日休息）。每次游泳持续时间为：第1周30 min，第2周60 min，第3周起固定为120 min。运动期为3个月。静息组除运动外,其余处理与运动组相同。

　　1.3 动物处理

　　大鼠禁食12～24 h后用乙醚麻醉大鼠，断头取血。然后迅速取心肌与腓肠肌，液氮速冻，并存放于-70℃冰箱内待测。

　　1.4 分析方法

　　每组有8个大鼠样本进入检测分析。冻存心肌和腓肠肌组织常温下解冻后用超声匀浆器匀浆制成10％匀浆液，低温离心取上清液。NO含量采用硝酸还原酶法测定。GSH含量利用二硫代二硝基甲酸与巯基化合物反应产生一种黄色化合物，然后比色法测定。MDA含量采用硫代巴比妥酸法测定。采用双缩脲法进行蛋白定量。以上测定均采用商用试剂盒（南京建成生物工程研究所提供）。

1.5 统计方法

实验数据采用SPSS 13.0统计软件处理, 结果用均值±标准差（±s）表示，组间样本均值差异用t检验进行统计学分析，显著性水平定为P<0.05。

　　2 结果

　　2.1长期耐力运动状态下心肌和腓肠肌中NO含量变化

结果如图1所示，运动组心肌（cardiac muscle, CM）中NO含量与静息组相比差异无统计学意义，腓肠肌（gastrocnemius muscle, GM）中NO含量显著高于静息组（P<0.01）。结果表明，大鼠3个月运动训练引起腓肠肌NO含量升高，但对心肌NO含量无明显影响。
2.2 长期耐力运动状态下心肌和腓肠肌中GSH含量变化

结果如图2所示，与静息组相比，运动组大鼠心肌中GSH含量无显著差异,而腓肠肌中GSH含量显著低于静息组（P<0.05）。结果表明，大鼠3个月运动训练引起腓肠肌GSH含量降低，但对心肌GSH含量无明显影响。

　　2.3 长期耐力运动状态下心肌和腓肠肌中MDA含量变化

结果如图3所示，运动组心肌中MDA含量显著高于静息组（P<0.05），而腓肠肌中MDA含量与静息组相比差异无统计学意义。结果表明，大鼠3个月运动训练对腓肠肌MDA含量无明显影响，但可导致心肌MDA含量升高。

　　3 讨论

    本研究观察到，在大鼠3个月游泳训练后，腓肠肌中NO水平显著高于静息组，但心肌中NO含量无显著变化。对于腓肠肌中NO含量显著升高，该结果与当前大多数报道的研究结果一致；而对于心肌中NO含量无显著变化，该结果与先前其他实验室报道的结果不同［7］，后者观察到心肌中NO含量显著增加。对于腓肠肌和心肌中NO代谢对长期耐力运动反应的不同，其原因尚难以解释，可能是由于NO来源或NO清除机制方面存在的差别所致。例如，骨骼肌中的NO可以来自于平滑肌内皮、神经末梢、肌肉本身三者的合成，在长期运动期间，骨骼肌纤维肥厚更明显，血流量也较大，可能对血管形成较强的切应力，从而NO合成更多［8］。

　　MDA是脂质过氧化的中间产物，MDA值可反应脂质过氧化水平的变化。本研究观察到，长期运动后心肌中MDA水平显著性升高，结果与沙继斌等［9］研究结果一致，而与Ravi Kiran等［10］研究结果不同，后者观察到运动后心肌中MDA水平下降。在本研究中观察到腓肠肌中MDA没有显著性改变，与许云霞等［11］和Kon等［12］的研究观察一致, 但与任昭君［13］研究观察不同，后者观察到运动可降低大鼠骨骼肌MDA水平。研究结果之间的差异原因可能与实验设计、运动的强度和时间不同有关。

　　关于长期耐力运动状态下心肌脂质过氧化水平变化比腓肠肌更明显的原因：①可能与结构和能量代谢特点有关。例如，心肌和骨骼肌在线粒体含量，肌纤维组成和代谢特征存在一定差异，从而在自由基生成及脂质过氧化的水平等方面对运动的适应反应不同。②可能与NO代谢差别有关。例如，本研究中已经观察到，长期运动情况下腓肠肌NO含量增加，心肌中NO含量变化不明显，而NO属于氮自由基，可能参与了氧化应激机制。③可能与抗氧化应激系统活性不同有关，例如，GSH作为体内的重要保护因子对保护生物膜及生物大分子免受自由基损伤起着极其重要的作用，GSH量的多少是衡量机体抗氧化能力大小的重要因素。本研究中已经观察到，在长期运动情况下腓肠肌中GSH含量显著降低，而心肌中没有显著变化，因此，腓肠肌中GSH含量的下降可能是由于GSH在参与对抗自由基方面被大量消耗，从而更多地对腓肠肌发挥保护作用。④可能与铁代谢的差别有关。例如，我们先前的研究显示长期运动可增加心脏器官的游离铁含量［14-16］，游离铁通过Fenton反应产生羟自由基，致使心肌脂质过氧化水平上升。尽管当前不清楚长期运动期间腓肠肌铁代谢的变化，但是，由于NO可以优先与游离铁结合，降低其毒性作用，而长期运动后腓肠肌中NO显著升高，因此，可以推测腓肠肌中游离铁介导的羟自由基生成及其引起的脂质过氧化反应可能弱于心肌中的反应。中国论文发表

总之，本研究结果表明，腓肠肌和心肌的NO合成、GSH含量和过氧化应激反应在对长期耐力运动的适应性方面存在差异；长期耐力运动期间，心肌中脂质过氧化反应较明显，而腓肠肌中GSH在对抗氧化应激反应中发挥了重要作用。

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