力竭游泳對大鼠腸組織MDA、Free－SH、ATP含量及Na+－K+－ATPase活性的影響

何思淼，麻新遠，衣雪潔

(1.吉林大學體育學院，吉林 長春 130012;2.長春工業大學體育部，吉林 長春 130012;3.沈陽體育學院運動人體科學系，遼寧 沈陽 110102)

力竭游泳對大鼠腸組織MDA、Free－SH、ATP含量及Na+－K+－ATPase活性的影響

何思淼1，麻新遠2，衣雪潔3

(1.吉林大學體育學院，吉林 長春 130012;2.長春工業大學體育部，吉林 長春 130012;3.沈陽體育學院運動人體科學系，遼寧 沈陽 110102)

為探討力竭性運動引起的運動性腸功能紊亂及其氧化應激損傷，將32只SD雄性大鼠隨機分為4組:即對照組(C);運動后即刻組(EX);運動后30min組(EX30);運動后60min組(EX60)，測定力竭性游泳后不同時相，腸組織勻漿MDA、游離巰基(Free－SH)和ATP含量。結果顯示，運動后腸組織MDA含量在運動后30min，60min顯著性增加(P＜0.01);運動后Free－SH含量在運動后30min(P＜0.05)和運動后60min后(P＜0.01)顯著下降;運動后30min組 ATP含量顯著下降(P＜0.01);運動后60min，Na+－K+－ATPase活性下降。結果提示，力竭運動使腸組織自由基產生增加，自由基使得腸組織中游離巰基氧化，致使ATP含量下降，Na+－K+－ATPase活性下降可能是造成運動性腸功能紊亂的重要因素之一。

力竭性游泳;丙二醛;游離巰基;ATP;腸組織;鈉－鉀－ATP酶

胃腸道既是機體的重要消化器官，也是機體重要的免疫器官。在運動訓練和體育競賽中，運動性胃腸不適、功能失調或紊亂(胃腸道綜合癥)出現頻率較高。表現為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉(或便秘)和胃腸道出血。胃腸道綜合癥發生率較高的運動項目有自行車、中長跑、馬拉松項等。Keeffe［1］通過對707名馬拉松選手調查發現:長跑時下部胃腸癥狀較上部多見;運動員在運動中和運動后便意為最常見癥狀;其出現率與運動強度有關。女子出現下部胃腸癥狀者比男子多;長跑時出現胃腸癥狀年輕人比中老年人多。

許多因素與運動中和運動后出現胃腸功能失調或紊亂有關，例如運動強度過大、訓練水平低、運動前進餐時間、胃排空時間、飲食的種類、溫度、內臟血流、時差、脫水和運動引起軀體應激和心理應激等。目前尚缺乏運動狀態下運動源性自由基生成與腸組織功能變化關系的研究。探討運動誘導的胃腸不適、功能失調及紊亂的機理具有一定的理論價值和現實意義。

1 材料與方法

1.1 實驗動物和運動方式實驗動物選用SD大鼠，體重300－350g，隨機將大鼠分為四組:對照組(C，n=8);運動后即刻組(EX，n=8);運動后30min組(EX30，n=8);運動后 60min 組(EX60，n=8)。運動方式采用一次性力竭性游泳，水溫控制在32±1℃，大鼠游泳池規格為長100cm×50cm×50cm，力竭判斷標準為大鼠持續下沉十秒不能露出水面為力竭標準。

1.2 組織勻漿的制備大鼠斷頭取材，用干過濾紙吸干清洗后的組織塊，在相同部位取一定的組織塊，按1:10加入勻漿介質后，將其制成組織勻漿，冷凍離心機上采用3 000－4 000rpm離心15min，取上清液待測。

1.3 丙二醛濃度測定采用建成試劑盒測定。

1.4 游離巰基的測定參照文獻［2］進行。

1.5 組織勻漿ATP含量和Na+－K+－ATPase的測定:依參照文獻［2，3］進行。

1.6 蛋白測定采用Bradford方法。

1.7 統計結果處理以均數±標準差、配對t檢驗作數據處理。

2 結果

一次性力竭游泳運動對大鼠腸組織自由基代謝、游離巰基(Free－SH)、ATP含量和 Na+－K+－ATPase活性的影響與對照組相比，實驗組腸組織自由基代謝水平在運動后30min和60min組MDA含量顯著增高(p＜0.05;p＜0.01)。腸組織游離巰基含量在運動后即刻組含量增加(p＜0.05)，而在運動后30min和60min含量顯著下降(p＜0.05;p＜0.01);運動后30minATP 含量極顯著下降(p＜0.01);Na+－K+－ATPase活性在運動后 C 組:4.41 ±0.62，EX 組:4.23 ±0.41，EX30 組:3.57 ±0.59，EX60 組 4.38 ±0.91(單位:U*M*pi/mg*pro*hr)。60min極顯著降低(p＜0.01)。

3 分析與討論

機體內的自由基處于動態平衡，一般不會造成組織傷害。但是如果自由基產生過多，遠遠超過機體自身清除能力，就會對生物膜中的多不飽和脂肪酸進行攻擊，脂質過氧化反應增強，對生物膜的結構、功能產生消極影響［4－9］。目前，有關運動誘導的自由基對機體的影響大多集中在肝臟、心肌、骨骼肌等一些組織、器官中，胃腸組織研究較少。大強度運動期間，因機體通過神經－體液調節，心輸出量增加，且不均衡地分配到不同組織、器官中，運動可引起肌肉和內臟血流的重新調配，即骨骼肌的血管擴張，增加血流量，胃腸道發生血管收縮現象，導致內臟和胃部血流減少，即形成運動期血液重新分配。運動恢復期，伴隨著肌肉中的血流減少，又會使內臟器官血流增加，出現相對缺血再灌注的過程。

實驗結果顯示，急性一次性力竭運動可以使腸組織自由基產生水平增加，尤其是運動后30min和60min顯著增加，而游離巰基含量在運動后即刻增加，運動后30min和60min極顯著下降，可能由于運動后即刻組機體內總抗氧化能力暫時沒有降低，可能是應激性增強所致，運動后30min和60min反而顯著下降，可能因為自由基生產進一步增加，機體制止過氧化水平升高，而總抗氧化能力下降引起的，特別是“運動誘導的相對缺血再灌注”所致。運動后30min，ATP含量極顯著下降(p＜0.01);Na+－K+－ ATPase活性在運動后60min極顯著降低可能與腸組織運動中“缺血”，ATP被大量消耗及運動后腸組織血液再灌注有關。

缺血再灌注引起的損傷可能是由黃嘌呤氧化酶系統產生的自由基過多造成的［10］。在相對缺血期，組織中消耗ATP增加，AMP及次黃嘌呤則在這個期間得以大量積累;再灌注時，機體得到大量氧氣供應，可迅速引起黃嘌呤氧化酶系統產生大量氧自由基，導致了組織損傷。可見，ATP分解和自由基的產生使得Na+－K+－ATPase活性下降。同時，因為自由基可以攻擊Na+－K+－ATPase中巰基，使巰基氧化、交聯，導致其活性下降或喪失。經典缺血再灌注損傷理論，缺血期的損傷較再灌期的損傷要小。

解剖學觀察研究發現，運動后即刻組腸組織未見異常，色白質鮮;而運動后30分鐘組，尤其是胃腸壁，有明顯充血、血斑、組織呈紫紅色;腸組織損傷在運動后60分鐘組明顯高于30分鐘組，腸組織大面積出現出血和血斑。運動造成的組織損傷可能是由于急性游泳的大鼠對水環境的不適應，運動中灌注外源水、疲勞等引起運動中大鼠的胃腸強烈收縮或痙攣，造成運動期組織的一定程度的傷害或損傷，進一步引起組織及毛細血管受損，運動后恢復期(再灌注期)的損傷加重可能主要由于化學性損傷所致。

運動員出現胃腸道各種癥狀常與胃排空、內臟血流，高溫時脫水，飲料的性質等因素有關。運動性胃腸道癥狀發生的確切原因還未完全清楚，可能與以下原因有關:上消化道急性出血的最常見原因是潰瘍病。較少見的為運動誘發的膽道內出血。下消化道出血的原因研究較少，主要認為與腸道在極量運動時缺血有關，同時由于高溫、脫水等影響，致使腸道管發生缺血性壞死，出現血便等癥狀。另一個可能原因是下部胃腸道在運動時被反復震動引起損傷或出血。

力竭游泳后大鼠腸組織自由基產生增加，導致腸組織脂質過氧化水平升高，引起游離巰基含量降低，可能由于運動時血液重新分布，腸組織相對血液供應不足，通過黃嘌呤氧化酶氧化途徑產生FR(自由基)所致。運動時由于中性粒細胞粘附在腸道管壁中，中性粒細胞被激活后，出現爆發性呼吸，可產生大量自由基［10－12］。另外，在氧氣和血液供應充足情況下，正常的粘膜細胞線粒體在進行氧化過程產生能量時，在氧化呼吸鏈上進行單電子還原時，也可生成FR，此外，體內血紅蛋白和兒茶酚胺自氧化也可以產生FR。

FR損傷腸粘膜可能由于:氧自由基可使含－SH的蛋白質，如ATP酶、GSH(還原型谷胱甘肽)和一些蛋白酶抑制劑等失去活性，引起細胞凋亡或死亡，內皮細胞受損，基質膜膠原、透明質酸降解，造成血管的通透性進一步增加，膜磷脂受損，磷脂酶激活使游離脂肪酸(FFA)，溶血磷脂增加，導致細胞損傷進一步加重，引起NADH－COQ還原酶抑制而導致呼吸鏈電子傳遞損傷，使得恢復期 ATP生成受到抑制［7－9］。可見，急性一次性力竭運動對腸功能的損害比較嚴重，運動時腸組織自由基產生增多，導致脂質過氧化水平升高，對腸組織產生較大毒害后果，引起巰基氧化、交聯，激活磷脂酶［13，14］;FR對腸組織的直接或間接損害，導致膜的通透性增加;細胞骨架遭到破壞，細胞膜極化狀態發生改變，干擾線粒體氧化磷酸化偶聯［14］，導致ATP含量和Na+－K+－ATPase活性下降，影響酶蛋白活性及細胞功能，導致腸組織功能異常，這可能是造成運動性胃腸功能不適、失調或紊亂(胃腸道綜合癥)和運動性疲勞發生機制之一。

4 結論

一次性力竭游泳運動可導致腸組織FR產生增加，脂質過氧化水平升高，游離巰基下降，ATP含量和Na+－K+－ATPase活性下降，特別是在運動后30min和60min組腸組織脂質過氧化水平顯著升高，而游離巰基顯著降低，Na+－K+－ATPase活性在運動后60min后顯著下降，這些可能與運動過程中存在相對“缺血－再灌注”過程有關，表現為相對再灌注期引起的損傷明顯大于相對缺血期，這些可能是造成運動性腸功能紊亂(胃腸道綜合癥Gastro－intestinal syndrome)和運動性疲勞原因之一。

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Effect of Exhaustive Swimming on the Activity of MDA，Free －SH，ATP and Na+－K+－ATPase in Rats Intestinal Tissue

He Xi－miao
(Sports College，Jilin University，Changchun Jilin 130012)

In order to investigate the effects of oxidative stress on intestines function and the exercise induced intestines function disorder，32 male SD rats were divided into four groups(that is control group，immediate post－ exercise group，30 min post－ exercise group and 60 min post－ exercise group).The research measures the contents of MDA、FREE －SH and ATP contents in rats intestine tissues.The result shows that MDA content has significant increase at 30 min and 60 min after exhaustive swimming while FREE－SH contents has remarkable decrease in the 30 min post－exercise group and 60 min post－exercise group.At the same time，ATP content decline significantly in the 30 min postexercise group.The result suggests that increase of exercise induced free radicals led to FREE－SH of intestine cross link，which resulted in the decline of ATP content.These might be important factors of exercise induced intestine disorder.

exhaustive swimming，MDA，FREE－SH，ATP，intestine tissue，Na+－K+－ATPase

Document code:A

1001－9154(2011)06－00

G804.2

A

1001－9154(2011)06－0071－03

何思淼(1977—)，男，碩士，講師，主要研究方向為體育教學訓練與健康促進。

2011－04－26