不同持續(xù)時(shí)間離心運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌LDH和SDH的影響

陶霞張宇

（湖南商學(xué)院 體育教研部，湖南長(zhǎng)沙410205）

0 前言

琥珀酸脫氫酶（SDH）為線粒體的標(biāo)志酶，可催化琥珀酸生成延胡索酸即參與TCA循環(huán)，可用于評(píng)定運(yùn)動(dòng)員有氧氧化能力的高低。乳酸脫氫酶（LDH）分布于腎臟、骨骼肌、肝臟和心臟等器官，其活性大小可用來評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員無氧代謝能力的高低。耐力性運(yùn)動(dòng)員肌纖維中有氧代謝酶（SDH）活性高，而無氧代謝酶（LDH）活性低，速度性運(yùn)動(dòng)員則相反[1]。

王松[2]等研究發(fā)現(xiàn)有氧耐力訓(xùn)練對(duì)骨骼肌的影響與年齡有關(guān)，提示早期(幼兒時(shí)期)進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練可能是提高有氧運(yùn)動(dòng)能力的最佳時(shí)期。本文通過觀察3周、6周和9周離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)發(fā)育期大鼠股四頭肌LDH及SDH活性的變化，探討離心運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)發(fā)育期大鼠骨骼肌的影響及其時(shí)間適應(yīng)性變化。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物與分組

健康SD雄性大鼠48只（分8組，每組6只；發(fā)育期24只，3周齡；成年大鼠24只，3月齡），常規(guī)飼養(yǎng)。將發(fā)育期與成年大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組（NC組）、3W訓(xùn)練組（T3組）、6W訓(xùn)練組（T6組）、9W訓(xùn)練組（T9組）。以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動(dòng)物飼養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)期間室溫保持22℃±2℃相對(duì)濕度為50%±5%，自然光照，自由飲水，分籠飼養(yǎng)，堅(jiān)持1-2d換一次墊料。

1.2 運(yùn)動(dòng)方案

采用杭州立泰科技有限公司PT動(dòng)物實(shí)驗(yàn)跑臺(tái)，參照Bedford[3]的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方案。第一周為熟悉跑臺(tái)和適應(yīng)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷階段，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度逐漸增加(跑臺(tái)坡度由0°-10°，跑臺(tái)速度由10m/min逐漸增加到26.8m/ min，訓(xùn)練時(shí)間逐漸增加)，從第二周開始進(jìn)行正式訓(xùn)練，每次訓(xùn)練保持跑臺(tái)坡度為10°不變，跑臺(tái)速度在訓(xùn)練開始后1分鐘左右升到26.8m/ min，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為30min。每周訓(xùn)練5天，休息2天。運(yùn)動(dòng)時(shí)采用毛刷刺激大鼠尾部，必要時(shí)采用聲音刺激或電刺激，以保證運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)量。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)與方法

取待測(cè)樣品,稍解凍后,剪取股四頭肌肌腹紅白混合處組織約0.5g，稱重，用生理鹽水按1∶10稀釋后勻漿，以1000～2000r/min離心20分鐘(美國(guó)Sigma2K-15型低溫離心機(jī)),吸取上清液待測(cè)。以上步驟均在0～4℃條件下進(jìn)行。

股四頭肌SDH活性：采用紫外分光光度法(美國(guó)Beckman DU-640)測(cè)定10%腓腸肌勻漿液中SDH活性。DH試劑盒購(gòu)于北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司。

腓腸肌LDH活性：采用半自動(dòng)生化分析儀(Rayto公司，德國(guó))內(nèi)設(shè)的“速率法”測(cè)定0.5%腓腸肌勻漿液中LDH活性。

總蛋白濃度∶雙縮脲法。采用半自動(dòng)生化分析儀(Rayto公司，德國(guó))內(nèi)設(shè)的“終點(diǎn)法”測(cè)定。總蛋白試劑盒由北京鼎國(guó)昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件處理，結(jié)果用平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差）表示。兩組樣本平均差異的顯著性檢驗(yàn)（雙側(cè)t檢驗(yàn)），顯著水平取α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠股四頭肌SDH的變化

表1 大鼠股四頭肌SDH的變化情況(U/mgpro)

圖1

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：與NC組相比，發(fā)育組大鼠3W與6W組比較SDH升高（p＜0.05）；與成年組相比，3W與6W組SDH高于DT組（p＜0.05）。發(fā)育組與成年組比較3周與6周組SDH活性有明顯提高，9周組無明顯差異。

訓(xùn)練時(shí)間對(duì)SDH的影響如圖1所示，從時(shí)間上比較，DT組3W組SDH活性明顯高于6W、9W組（p＜0.05），而6W組又明顯高于9W組。MT組3W、6W組SDH活性與NC組相比呈下降趨勢(shì)但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，9W組SDH升高但亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。DT組隨著訓(xùn)練時(shí)間的延長(zhǎng)，其SDH酶活性曲線先上升后下降，在3周時(shí)達(dá)到最高峰。MT組先下降后上升，在9周時(shí)達(dá)到最高。

2.2 各組大鼠股四頭肌LDH的變化

表2 大鼠股四頭肌LDH的變化情況(U/100mgpro)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示：與NC組相比，DT組LDH均下降，但只有6W組具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與MT組相比，DT組LDH活性基本均高于MT組但無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

圖2

訓(xùn)練時(shí)間對(duì)LDH的影響如圖2所示：DT與MT組一樣在3W、6W、9W組的變化為先降低后升高，但均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。DT組與MT組LDH酶活性變化曲線呈相似性，隨著訓(xùn)練時(shí)間的延長(zhǎng)，其LDH酶活性曲線先下降后上升，在6周時(shí)達(dá)到最低，但DT組曲線幅度大于MT組。

3 討論與分析

3.1 離心運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠股四頭肌SDH活性的影響

琥珀酸脫氫酶(SDH)催化琥珀酸脫氫生成延胡索酸，是有氧代謝途徑中的催化酶之一，也是線粒體的標(biāo)志酶，它活性的高低能反映有氧氧化能力。王松[2]等探討有氧耐力訓(xùn)練對(duì)不同周齡大鼠骨骼肌代謝酶活性的影響,研究發(fā)現(xiàn)8周游泳訓(xùn)練后，可提高4周齡組、8周齡組、12周齡組大鼠骨骼肌SDH酶活性，且4周齡組、8周齡組效果更突出。這與本研究結(jié)果一致：發(fā)育組3周、6周訓(xùn)練SDH酶活性明顯升高，而成年組未見這種變化，相反還出現(xiàn)了SDH酶活性的降低（無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義）。且發(fā)育鼠3周、6周組SDH酶活性均明顯高于成年鼠。李開剛[4]等人采用不同的訓(xùn)練強(qiáng)度對(duì)大鼠進(jìn)行l(wèi)6周跑臺(tái)耐力訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)SDH的活性在各訓(xùn)練組均有不同程度的升高(P＜0.05)。Costill等[5]對(duì)從事田徑項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員肌肉SDH活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員SDH活性最高，短跑運(yùn)動(dòng)員輕微增加，而田賽運(yùn)動(dòng)員SDH活性與對(duì)照組無差別。這些結(jié)果均提示不同強(qiáng)度的耐力訓(xùn)練后,大鼠骨骼肌氧化酶活性，最適宜的變化出現(xiàn)在中等強(qiáng)度。本研究發(fā)現(xiàn)成年組3周、6周訓(xùn)練后出現(xiàn)了SDH酶活性的降低（無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義），分析其原因可能是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度過大。

于新凱[6]等研究表明1次運(yùn)動(dòng)后即刻大鼠血清CK、LDH活性迅速上升，然后逐漸下降；運(yùn)動(dòng)后7天雖明顯恢復(fù)，但仍未恢復(fù)到正常值。1周運(yùn)動(dòng)組大鼠血清CK、LDH活性的變化趨勢(shì)類似于1次運(yùn)動(dòng)組,但各點(diǎn)均低于1次運(yùn)動(dòng)組,而且在7天后恢復(fù)到正常值。說明運(yùn)動(dòng)初期產(chǎn)生的損傷得到修復(fù),肌肉可對(duì)同等強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)逐漸產(chǎn)生適應(yīng)一些。也有研究表明,訓(xùn)練可減少一次運(yùn)動(dòng)造成的肌肉損傷，降低血清肌肉酶的活性。三組受試者進(jìn)行兩次間隔分別為3、6、9周的下坡跑后發(fā)現(xiàn),前兩組在第二次運(yùn)動(dòng)后血清CK活性明顯降低;反復(fù)的等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)也發(fā)現(xiàn)有同樣的變化規(guī)律[7]。這與本研究的結(jié)果一致，發(fā)育期與成年大鼠進(jìn)行3周、6周大強(qiáng)度離心運(yùn)動(dòng)后均有變化，在訓(xùn)練9周后恢復(fù)到接近正常水平，由此表明在訓(xùn)練9周時(shí)會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性變化。

研究提示，離心運(yùn)動(dòng)能明顯提高發(fā)育期骨骼肌中的琥珀酸脫氫酶活性，越早進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練，機(jī)體越能表現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性和可塑性,從而為提高有氧運(yùn)動(dòng)能力打下更強(qiáng)的身體機(jī)能基礎(chǔ)。離心運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌代謝酶的影響，可隨著訓(xùn)練時(shí)間的增長(zhǎng)產(chǎn)生適應(yīng)性變化。

3.2 離心運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠股四頭肌LDH的影響

乳酸脫氫酶（LDH）是機(jī)體糖酵解供能系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一，催化丙酮酸加氫生成乳酸的可逆反應(yīng)(無氧酵解的終末步驟)。主要存在于骨骼肌內(nèi)，對(duì)保證肌肉在短暫缺氧時(shí)仍能獲取ATP至關(guān)重要，體現(xiàn)了糖酵解系統(tǒng)供能能力。

Gillespie的研究表明[8]在耐力訓(xùn)練后所有肌纖維的乳酸脫氫酶活性降低。Hickson等人[9]研究也發(fā)現(xiàn)，比目魚肌和腓腸肌的乳酸脫氫酶活性在經(jīng)過快跑和耐力跑訓(xùn)練后都顯著降低。李開剛[3]對(duì)大鼠進(jìn)行了16周不同強(qiáng)度的耐力訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，大鼠骨骼肌乳酸脫氫酶活性在各訓(xùn)練組不變或有降低的趨勢(shì)，而琥珀酸脫氫酶的活性在各組均有不同程度的增加。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與以上的研究類似，各訓(xùn)練組的乳酸脫氫酶活性都有所降低，且發(fā)育期大鼠的LDH變化曲線幅度大于成年大鼠。

目前常氧訓(xùn)練對(duì)LDH活性影響的研究結(jié)論存在爭(zhēng)議，這可能與選擇觀察的骨骼肌類型、觀察時(shí)間點(diǎn)及復(fù)制模型時(shí)采用的訓(xùn)練強(qiáng)度與訓(xùn)練周期不同有關(guān)。Vogt等人[10]證明,較高強(qiáng)度訓(xùn)練后(血乳酸4～6mM)，磷酸果糖激酶(PFK)mRNA表達(dá)明顯增強(qiáng),較低強(qiáng)度(血乳酸2～3mM)訓(xùn)練后，PFK mRNA表達(dá)呈減弱趨勢(shì)。還有研究認(rèn)為,極高強(qiáng)度訓(xùn)練才能提高糖酵解酶活性。毛杉杉[11]等研究未觀察到常氧訓(xùn)練條件下LDH活性的升高。Favero[12]等人對(duì)雌性SD大鼠建立6、16、26周耐力訓(xùn)練模型，分別于6、16、26周訓(xùn)練結(jié)束后取跖肌進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)6周和l6周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組LDH活性無變化，26周運(yùn)動(dòng)組LDH活性與對(duì)照組相比下降45%。王榮輝[13]等發(fā)現(xiàn)平原耐力訓(xùn)練3周后,大鼠排腸肌無氧代謝酶LDH活性無顯著性變化。本研究發(fā)現(xiàn)只有發(fā)育期大鼠訓(xùn)練6周時(shí)出現(xiàn)了LDH的顯著性降低。可能與本次實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方案的強(qiáng)度不夠有關(guān),該訓(xùn)練強(qiáng)度下所堆積的乳酸尚不足以刺激大鼠LDH活性升高或根本不足以刺激糖酵解途徑發(fā)揮作用。

4 小結(jié)

離心運(yùn)動(dòng)可引起發(fā)育期大鼠SDH先升高后降低，LDH先降低后升高。離心運(yùn)動(dòng)對(duì)發(fā)育期大鼠SDH、LDH的影響大于成年大鼠，且在運(yùn)動(dòng)6W時(shí)差異最大。越早進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練，機(jī)體越能表現(xiàn)出更強(qiáng)的適應(yīng)性和可塑性,從而為提高有氧運(yùn)動(dòng)能力打下更強(qiáng)的身體機(jī)能基礎(chǔ)。離心運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌代謝酶的影響，可隨著訓(xùn)練時(shí)間的增長(zhǎng)產(chǎn)生適應(yīng)性變化。

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