遞增負荷跑臺運動大鼠心肌一氧化氮/一氧化氮合酶的增齡變化

丁海麗 謝鳳香 楊澎湃 張英杰

(北京體育大學運動人體科學學院，北京 100084)

遞增負荷跑臺運動大鼠心肌一氧化氮/一氧化氮合酶的增齡變化

丁海麗1謝鳳香2楊澎湃1張英杰1

(北京體育大學運動人體科學學院，北京 100084)

目的 探討遞增負荷跑臺運動大鼠心肌一氧化氮(NO)及一氧化氮合酶(NOS)的增齡變化特征。方法 54只不同周齡健康大鼠分為3周齡、6周齡和52周齡組，每組又各分為安靜對照組、勻速運動組和遞增負荷運動組。遞增負荷運動模型參考Bedford的跑臺遞增負荷模型進行。8 w后測定每組大鼠心肌NO含量、結構型NOS(cNOS)和誘導型NOS(iNOS)的活性。結果 勻速運動組與遞增負荷運動組NO均較安靜對照組明顯增加(P<0.01)，且遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組(P<0.05)；遞增負荷運動組cNOS 較勻速運動組與安靜對照組明顯增加(P<0.01或P<0.05)；勻速運動組與遞增免負荷運動組NO、cNOS均較安靜對照組明顯增加(P<0.01)，且遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組(P<0.01)；勻速運動組與遞增負荷運動組NO均較安靜對照組明顯增加(P<0.01)；勻速運動組與遞增負荷運動組cNOS均較安靜對照組明顯增加(P<0.01或P<0.05)，且遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組(P<0.01)。結論 遞增負荷運動和勻速運動均可以提高大鼠心肌NO含量及cNOS活性，對iNOS作用不明顯。年輕大鼠中，遞增負荷運動對NO、cNOS的調節(jié)作用均優(yōu)于勻速運動；老年大鼠中，遞增負荷運動對cNOS的調節(jié)作用優(yōu)于勻速運動。

遞增負荷運動；一氧化氮；一氧化氮合酶

一氧化氮(NO)和一氧化氮合酶(NOS)在調節(jié)心功能中發(fā)揮重要作用〔1，2〕，研究證實〔3～5〕，運動訓練可以平衡心血管系統(tǒng)NO、NOS的含量，表現(xiàn)出很強的運動適應性，這與運動負荷、運動強度、訓練水平等均有一定關系。本實驗觀察遞增負荷跑臺運動后不同周齡大鼠NO、NOS的變化情況，并與勻速跑臺運動進行比較，探討其可能作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組 54只不同周齡健康雄性SD大鼠，根據(jù)開始跑臺訓練的周齡不同，分為3周齡、6周齡和52周齡組，每組又各分為安靜對照組、勻速運動組和遞增負荷運動組，每組6只。實驗動物由四川大學華西醫(yī)學院動物研究中心提供。大鼠自購回后在標準嚙齒目動物飼養(yǎng)籠分籠喂養(yǎng)，每籠3～5只，自由飲水進食。進食保證通風條件良好，室溫控制在20℃～25℃，相對濕度40%～60%，自然光照。

1.2 運動方案 運動方式采用跑臺運動，運動負荷參考Bedford的跑臺遞增負荷模型進行，在其運動模型基礎上有所改動，運動負荷強度有所下降，保持一個遞增負荷的運動，對大鼠進行遞增負荷運動的刺激，但不達到力竭。在正式運動之前，首先進行3 d適應性跑臺訓練，跑臺坡度為5%，第1天跑速為6 m/min，第2天跑速為10 m/min，第3天跑速為12 m/min，每次20 min。正式訓練后，遞增負荷運動組大鼠每周訓練5 d，每天1次，起始跑臺速度為8 m/min，跑臺坡度為5%，時間為5 min，5 min后，速度調整為10 m/min，以此類推，每間隔5 min速度遞增2 m，直至速度增加為20 m/min。勻速運動組：每周訓練5 d，每天一次，速度始終保持在12 m/min。按照此運動方案使大鼠運動過程持續(xù)8 w。安靜對照組：正常籠內飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件與兩個運動組相同，不運動。小動物跑臺(杭州立泰)為 DSPT202 型。

1.3 取材 大鼠末次跑臺訓練結束，稱重后用3%戊巴比妥鈉麻醉處死，迅速解剖大鼠，取左心室，在冰生理鹽水中浸泡，洗去殘血，濾紙吸干水分，用生理鹽水制成10%勻漿，室溫放置30 min，低溫離心(4 000 r/min，10 min)，取上清液備用。所有標本置于-20℃冰箱保存待測。

1.4 指標測試與方法 NO檢測采用硝酸還原酶法，NOS檢測采用比色法，所有測定均按試劑盒說明進行。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS17.0軟件行雙因素方差分析。

2 結 果

2.1 各組大鼠心肌NO含量比較 3周齡大鼠中，遞增負荷運動與勻速運動組NO含量均較安靜對照組明顯增加(P<0.01)；且遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組(P<0.05)。6周齡大鼠中，遞增負荷運動與勻速運動組均較安靜對照組明顯增加(P<0.01)；且遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組(P<0.05)。52周齡大鼠中，遞增負荷運動與勻速運動組心肌NO含量均較安靜對照組明顯增加(P<0.05)。安靜和勻速運動時，各周齡大鼠無明顯變化；遞增負荷運動時，3周齡大鼠和6周齡大鼠明顯高于52周齡大鼠(P<0.05)。見表1。

表1 各組大鼠心肌NO含量比較

與同齡安靜對照組比較：1)P<0.01，2)P<0.05；與同齡勻速運動比較：3)P<0.05，4)P<0.01；與同運動方式52周齡比較：5)P<0.05,6)P<0.01,表2同

2.2 各組大鼠心肌cNOS活性比較 3周齡大鼠中，遞增負荷運動組明顯高于安靜對照組(P<0.01)，遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組(P<0.05)。6周齡大鼠中，遞增負荷運動組與勻速運動組均較安靜對照組明顯增加(P<0.01)；且遞增負荷運動組明顯高于勻速運動。52周齡大鼠中，遞增負荷運動組明顯高于勻速運動組和安靜對照組(P<0.05,P<0.01)，勻速運動組明顯高于安靜對照組(P<0.05,P<0.01)。安靜和勻速運動時，各周齡大鼠無明顯變化；遞增負荷運動時，3周齡和6周齡明顯低于52周齡。見表2。

表2 各組大鼠心肌cNOS活性比較

2.3 各組大鼠心肌iNOS活性的水平 相同運動時，52周齡大鼠心肌iNOS活性明顯高于6周齡及3周齡(P<0.01)；而相同周齡大鼠中，勻速運動和遞增負荷運動較安靜時無明顯變化(P>0.05)。見表3。

表3 各組大鼠心肌iNOS活性水平比較

與同運動方式52周齡比較：1)P<0.01

3 討 論

NO是一種強有力的內源性舒血管因子，具有舒張血管，降低血壓，抑制血管平滑肌細胞增殖和血小板黏附等生理作用，搏動性血流和血管剪切應力是調節(jié)NO釋放的兩個決定性因素〔2，6〕。研究證實〔7，8〕，運動可以上調大鼠心肌NO含量。本實驗提示遞增負荷運動對年輕大鼠效果更佳。其原因可能為：大鼠經(jīng)過6 w的遞增負荷跑臺運動后，心血管系統(tǒng)發(fā)生了適應性的變化，且運動時，血流重新分配，血管剪切應力增加，從而使心血管內皮細胞和其他細胞產(chǎn)生NO〔9〕。有文獻報道〔10～14〕，運動引起NO分泌增加的機制可能與運動引起血管內皮細胞NOS的激活或NOS mRNA表達上調有關；短時間運動導致NO濃度增加，認為是運動時產(chǎn)生的血管內切應力增加提高NOS活性；長時間持久性運動則通過NOS mRNA表達上調增加血管內皮和骨骼肌NOS含量使NO濃度增加。

iNOS最早從鼠類巨噬細胞中分離純化出來，其誘導調節(jié)主要發(fā)生在轉錄水平，一般在生理狀態(tài)下，機體iNOS的表達水平較低或缺乏。研究表明〔15〕，iNOS在力竭運動、大負荷運動后、持續(xù)低氧訓練后被過度激活，可能是由于此幾類運動后，血液中白細胞介素-1、干擾素-γ、腫瘤壞死因子等炎性細胞因子大量合成和釋放，這些細胞因子可以促進心肌、血清中iNOS基因的轉錄和表達。

本研究發(fā)現(xiàn)遞增負荷運動和勻速運動均可以提高大鼠心肌NO含量及cNOS活性，對iNOS作用不明顯。從整體情況看，年輕大鼠中，遞增負荷運動對NO、cNOS的調節(jié)作用均優(yōu)于勻速運動；老年大鼠中，遞增負荷運動對cNOS的調節(jié)作用優(yōu)于勻速運動，而對NO的調節(jié)作用與勻速運動無差異。中青年人可采取遞增負荷進行運動，但老年人應考慮多方面因素，根據(jù)自身功能狀態(tài)選擇適宜的遞增負荷運動。

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〔2016-07-24修回〕

(編輯 苑云杰/曹夢園)

國家體育總局運動醫(yī)學重點實驗室暨運動醫(yī)學四川省重點實驗室資助基金(No.2015CTYY007)；四川省科技廳應用基礎計劃項目(No.2015JY0155)；四川省教育廳資助項目(No.14ZB0260)

丁海麗(1983-)，女，博士，主要從事運動性疲勞研究。

R493

A

1005-9202(2017)11-2636-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.11.015

1 成都體育學院運動醫(yī)學與健康學院 2 河南護理職業(yè)學院