不同運(yùn)動負(fù)荷對大鼠主要器官NO和NOS的影響

劉成艷 ，梁蓓蓓，劉華鋼，黃志平，韋 蕾，楊小英

1.廣西壯族自治區(qū)體育科學(xué)研究所，廣西南寧 530031；2.廣西醫(yī)科大學(xué)，廣西南寧 530021；3.廣西體育高等專科學(xué)校，廣西南寧 530021

NO是1987年由Furchgott等發(fā)現(xiàn)的一種氣體活性小分子。從其發(fā)現(xiàn)之初起，NO就成為當(dāng)代生物醫(yī)學(xué)研究的一大熱點(diǎn)。NO化學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，能以多種特異的方式控制多種細(xì)胞功能或生理功能，在心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)中都有重要作用。近年來，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于運(yùn)動對NO、NOS影響的研究報道很多，但多為對單個器官組織的研究，本文擬同時對不同運(yùn)動負(fù)荷時多個重要器官組織中NO、NOS影響的進(jìn)行研究，探討運(yùn)動中NO、NOS的變化趨勢及其對機(jī)體可能產(chǎn)生的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

60只雄性SD大鼠 （廣西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心），6周齡，分籠飼養(yǎng)，每籠 5 只，自由飲食，室溫（18±2）℃，光照時間7:00～19∶00。動物適應(yīng)性訓(xùn)練后經(jīng)篩選分為3組：即安靜對照組[n=20，體重（219.28±6.47） g]；中等運(yùn)動強(qiáng)度運(yùn)動組[n=20，體重（225.16±5.38）g]；（3）運(yùn)動疲勞組[n=20，體重（223.82±5.82） g]。

1.2 分組和運(yùn)動方式

1.2.1 安靜對照組20只，常規(guī)飼養(yǎng)，不加干預(yù)。

1.2.2 中等強(qiáng)度運(yùn)動組20只，進(jìn)行中等強(qiáng)度游泳訓(xùn)練，大鼠每周游泳5次，每天游泳1次。第一次下水游泳10 min，以后逐日增加，第1周末時游泳至30 min，第2周末時游泳至60 min，此后維持這一運(yùn)動量直至游滿8周。

1.2.3 運(yùn)動疲勞組20只，建立運(yùn)動性疲勞的模型。大鼠第一次下水游泳10 min，以后逐日增加，第1周末時游泳至60 min，第 2周末時游泳至 90 min，第 3周起進(jìn)行高強(qiáng)度訓(xùn)練，第3周開始大鼠尾部負(fù)重1%體重重物，每天游泳90 min。第4周開始大鼠尾部負(fù)重2%體重的重物，每天游泳90 min，第5周開始大鼠尾部負(fù)重3%體重的重物，每天游泳90 min，第6周開始大鼠尾部負(fù)3%體重的重物，每天游泳120 min，第7、8周維持第 6周的運(yùn)動量，直至游滿 8周。大鼠每周游泳6 d，每天游泳1次。運(yùn)動性疲勞的動物模型參考文獻(xiàn)[1]。

1.3 樣本收集

1.3.1 樣本收集及測定 大鼠末次游泳訓(xùn)練后24 h，稱重，按1 ml/100 g體重劑量腹腔注射10%水合三氯乙醛溶液麻醉大鼠后處死，腹主動脈取血，迅速取心、腦及股外肌組織置于0～4℃冰生理鹽水中洗凈血液，并用濾紙吸干水分，裝入內(nèi)徑4 mm的塑料樣品管中，立即投入液氮中保存待用。安靜對照組大鼠不運(yùn)動，安靜稱重取材。組織勻漿制備：稱取適量組織（0.1～1.0 g）按 W（組織塊質(zhì)量，g）∶V（勻漿介質(zhì)，ml）為1∶9的比例加入預(yù)冷的勻漿介質(zhì)（0.8%NaCl 溶 液 、pH=7.4、0.01、0.000 1 mol/L EDTA-2Na、0.01 mol/L蔗糖溶液）于研缽中，用眼科小剪快速剪碎組織塊（以上全部操作在冰水浴中進(jìn)行）。手工研磨后傾入試管中，3 000 r/min低溫離心10～15 min，分離棄去下面沉淀，提取上清液4℃冷藏或-20℃冰凍備用（投入液氮中保存待用）。血清處理：取主動脈血，于37℃水浴槽中水浴30 min后，3 000 r/min離心10 min，分離出血清待用。NO和NOS均采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒以及自動生化分析儀測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，采用方差分析檢驗(yàn)，以P＜0.05為具有顯著性差異，P＜0.01為具有高度顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 不同運(yùn)動負(fù)荷對大鼠不同組織NO含量的影響

見表1。

表1 不同運(yùn)動負(fù)荷對不同組織NO含量的影響（μmol/gprot）

表1結(jié)果顯示，同安靜對照組比較，進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動后大鼠體內(nèi)各組織的NO含量都有不同程度的升高，血清NO升高最明顯，與對照組比較有極顯著性差異（P＜0.01），腦和股外肌含量升高幅度也較大，有顯著性差異（P＜0.05），而血清和腦組織運(yùn)動疲勞組的NO則比中等運(yùn)動強(qiáng)度組明顯下降 （P＜0.05）；心肌中NO含量變化則僅僅表現(xiàn)為升高趨勢，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理無顯著性差異。與安靜對照組相比，運(yùn)動疲勞組大鼠的血清、心肌組織、股外肌組織中NO含量呈上升趨勢，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而腦組中NO則輕微下降趨勢，但無顯著性差異。

2.2 不同運(yùn)動負(fù)荷對不同組織總NOS活性的影響

見表2。

表2 不同運(yùn)動負(fù)荷對不同組織總NOS活性的影響（U/mgprot）

表2結(jié)果顯示，大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度后，各組織中的總NOS均有升高的趨勢，其中腦組織中NOS升高最明顯，與安靜對照組比較，腦組織中NOS明顯升高，有極顯著性差異（P＜0.01），血清和股外肌中的總NOS活性也顯著高于對照組（P＜0.05）；中等強(qiáng)度運(yùn)動和運(yùn)動疲勞后心肌的總NOS均無明顯的變化。運(yùn)動疲勞后各組織的總NOS與安靜對照組相比無明顯變化，血清和腦組織的NOS有升高的趨勢，心肌和股外肌的總NOS則稍有下降，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而血清和腦組織運(yùn)動疲勞組的NO則比中等運(yùn)動強(qiáng)度組明顯下降（P＜0.05）。

3 討論

近年來，越來越多的研究證實(shí)，運(yùn)動會引起機(jī)體內(nèi)NO復(fù)雜的變化，NO對機(jī)體產(chǎn)生的作用是一把“雙刃劍”，在低濃度pmol水平時調(diào)節(jié)生理功能，是一種重要的信息傳遞物質(zhì)[2-3]，運(yùn)動中，NO水平升高對機(jī)體有良好的調(diào)節(jié)作用，可以顯著地舒張血管，NO作為內(nèi)源性抗通透因子，能改善冠脈血管的屏障功能，降低血管的通透性。NO介導(dǎo)性血小板活化因子和緩激肽誘導(dǎo)的微血管通透性增加，可能起到保護(hù)內(nèi)臟器官組織結(jié)構(gòu)和功能的作用，從而提高機(jī)體運(yùn)動后的恢復(fù)能力。在高濃度nmol水平則誘導(dǎo)或加重組織細(xì)胞損傷，具有細(xì)胞毒性作用[4]。運(yùn)動產(chǎn)生過多的NO將會導(dǎo)致機(jī)體能量代謝水平低下，ATP合成不足，細(xì)胞大量凋亡，影響肌肉收縮能力，基因表達(dá)異常，使機(jī)體運(yùn)動能力下降。因此使機(jī)體NO含量控制在適宜的范圍內(nèi)，使其既發(fā)揮提高運(yùn)動能力的正面效用，又減少NO對運(yùn)動能力影響的負(fù)面作用。孫紅梅[5]報道，適宜負(fù)荷的游泳訓(xùn)練可以提高大鼠心肌、血清中NO的水平。劉翔等[6]報道，運(yùn)動對照組大鼠血清及所測各組織中NO含量顯著高于安靜對照組，所測各組織cNOS和總NOS活性均顯著低于安靜對照組，iNOS活性均顯著高于安靜對照組，說明長時間的力竭性運(yùn)動導(dǎo)致cNOS失活，誘發(fā)iNOS活性增加，促使NO過量生成。

本實(shí)驗(yàn)研究顯示，中等強(qiáng)度運(yùn)動時，同安靜對照組比較，進(jìn)行中等強(qiáng)度運(yùn)動后大鼠體內(nèi)各組織的NO含量都有不同程度的變化，血清NO升高最明顯，腦和股外肌含量升高幅度也較大，而血清和腦組織運(yùn)動疲勞組的NO相比中等運(yùn)動強(qiáng)度組明顯下降；心肌中NO含量變化則僅僅表現(xiàn)為一種趨勢。大鼠進(jìn)行中等強(qiáng)度后，各組織中的總NOS均有升高的趨勢，其中腦組織中NOS升高最明顯，與安靜對照組比較，腦組織中NOS明顯升高。血清和股外肌中的總NOS活性也顯著高于對照組，而血清和腦組織運(yùn)動疲勞組的NO則比中等運(yùn)動強(qiáng)度組明顯下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，運(yùn)動后NO、NOS的變化趨勢與已有報道基本一致。

綜上所述，運(yùn)動可以引起機(jī)體內(nèi)NO和NOS的變化，不同的運(yùn)動負(fù)荷對大鼠體內(nèi)不同組織中NO和NOS影響不同，適宜運(yùn)動使機(jī)體的NO含量控制在適宜的范圍內(nèi)，使其既發(fā)揮提高運(yùn)動能力的正面效用，又減少NO對運(yùn)動能力影響的負(fù)面作用。

[1]朱全,浦宗,張敏.游泳方法建立大鼠模擬過度訓(xùn)練模型[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志,1998,(2):25.

[2]關(guān)永源,林默君.一氧化氮的藥理學(xué)作用[J].新醫(yī)學(xué),1999,30(1):55-57.

[3]Chin-Dusting JP,Kaye DM.Restoration f nitric oxide function in human hyperlipidaemia,congestive heart failure and liver cirrhosis[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,1998,25(9):645-652.

[4]王新會.一氧化氮作用的雙重性及其引發(fā)的思考[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué),1999,20(2):28-29.

[5]孫紅梅.不同運(yùn)動負(fù)荷對大鼠心肌超微紅構(gòu)及一氧化氮與一氧化氮合酶的影響[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2008,31(7):936-938.

[6]劉翔,熊正英.茜草提取物對大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練大鼠不同組織NONOS體系及運(yùn)動能力的影響[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志,2008,27(4):478-480.