力竭性運動疲勞對小鼠血乳酸和血尿素及肝糖原的影響

葛穩博 梁文魁

摘 要：本文主要通過對小鼠跑輪運動的實驗，使小鼠達到力竭，并且產生運動性疲勞，從而研究力竭性運動產生的運動性疲勞對小鼠血乳酸、血尿素和肝糖原的影響。實驗以健康小鼠為研究對象，以一定負荷的跑輪來建立實驗模型。實驗組在常溫下每天跑輪30min，轉速為24r/min，對照組則不用參加運動，安靜即可，其余條件兩組相同。記錄兩組24h的體重、攝食量和飲水量。最后采用眼球取血、肝臟取材測量小鼠的血乳酸、血尿素、肝糖原等的生化指標。

關鍵詞：力竭性運動 血乳酸 血尿素 肝糖原 運動性疲勞

中圖分類號：G808 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2813（2018）04（a）-0016-02

1 前言

1.1 研究背景

隨著時代科技的不斷發展，運動員的競技運水平隨之增高，競爭也就越加激烈，運動負荷逐漸接近或超出運動員身體生理的極限，機體就會出現運動性疲勞。因此，近年來對于運動性疲勞的關注及研究也越來越多，對于提高運動成績、體育和醫學的發展起到了巨大推動作用。

1.2 研究目的

本實驗選用12周齡的昆明種雄性小鼠，通過力竭性運動使小鼠產生運動性疲勞，來探討研究力竭性運動前后，小鼠血乳酸、血尿素和肝糖原等生化指標的具體變化。

1.3 研究意義

凡是運動訓練不可避免都會產生運動性疲勞，血乳酸、血尿素和肝糖原是判斷運動性疲勞的生化指標。近年來，對運動性疲勞越來越重視。研究和掌握血乳酸、血尿素和肝糖原變化的一些規律和特征，對于提高身體素質和運動成績具有十分重要的意義[1]。

2 實驗與方法

2.1 實驗對象

選用的是12周齡昆明種雄性健康小鼠20只，該鼠種是河北醫科大學動物實驗室中心提供，體重大約是35～40g，國家標準級嚙齒類動物標準飼料，飲用的水為蒸餾水。小鼠分籠飼養，監測飲水與攝食量，自然光照，室溫（20±2）℃、濕度相對恒定，安靜無噪音。定期更換小鼠的墊料，清洗鼠籠、吸水瓶，讓小鼠有一個干凈的環境，保證小鼠的健康生長。

2.2 血標本、肝臟和肌肉的采集

小鼠進行力竭性運動后即刻，通過眼球取血，用離心管來獲得血標本，并立即放入離心機中離心，離心機中樣品的放置應對稱，否則將會影響離心機的正常工作，進而影響整個實驗的進程；打開小鼠的腹腔，切下一塊小鼠的肝臟。將獲得的動物肝臟放入裝有生理鹽水的培養皿中漂洗，洗去組織中的血液，漂洗的過程在低溫條件下進行，漂洗完成后，將肝臟放在吸水紙上吸凈肝臟上的生理鹽水。然后從小鼠的肝臟上切下一塊大小約3g的組織。在轉移剪碎的組織時要注意勻漿器保持垂直，盡量避免組織粘在勻漿器壁上。實驗取材過程中對小鼠的處置，符合中華人民共和國國家科學技術委員會頒發的《實驗動物管理條例》[2]。

2.3 血乳酸、血尿素和肝糖原的測定

（1）血尿素的測定：尿素被脲酶分解生成氨，氨在堿性的條件下被氧化生成氯胺。氯胺與苯酚及次氯酸在亞硝基鐵氰化鈉的催化下生成藍色的靛酚，標準液也需經過同樣的處理。這時與標準液進行對比，計算出血液中尿素的含量[3]。

尿素試劑測定盒的成分如下：

R1：脲酶試劑：6000U/L，穩定劑適量。

R2：緩沖劑：0.1mol/L磷酸鹽，pH8.0。

R3：顯色劑I：亞硝基鐵氰化鈉及苯酚10g/L。

R4：顯色劑Ⅱ：含次氯酸鈉5g/L；標準液：7.14mmol/L酶工作液的制備；取一份脲酶試劑與9份pH8.0緩沖液混勻。離心好的血液從離心機中取出，用移液管取出血清待用。取3只試管編號，按照下表進行操作。

各試管中試劑的加入量分別為（mmol/L）：

空白管：血清無、標準液無、蒸餾水0.02、酶工作液2.00、顯色劑Ⅰ2.00、顯色劑Ⅱ2.00。

標準管：血清無、標準液0.02、蒸餾水無、酶工作液2.00、顯色劑Ⅰ2.00、顯色劑Ⅱ2.00。

樣品管：血清0.02、標準液無、蒸餾水無、酶工作液2.00、顯色劑Ⅰ2.00、顯色劑Ⅱ2.00。

各試管充分混合后，放入37℃的水浴箱中水浴15分鐘，取出冷卻至室溫。在550nm波長下，以空白管調零，然后測試標準管和樣品管的吸光度。

公式為：血尿素（mmol/L）=樣品管吸光度/標準管吸光度×7.14。

注意事項如下。

①由于實驗過程要用到強酸，所以實驗后的廢液不能直接倒入水池，應該倒入廢液缸（燒杯）中；

②水浴時間影響顯色，應該嚴格控制時間。

③移液管用完之后一定要清洗，避免交叉感染。

（2）血乳酸的測定。

乳酸氧化酶將乳酸氧化生成過氧化氫，過氧化氫被氧化產生電子，乳酸濃度與電子流的強度有著密切關系，電子流強度與乳酸濃度有一個成正比的關系。乳酸分析儀監測電子流的強度與標準乳酸溶液進行比較，從而測定血乳酸的濃度。

（3）肝糖原的測定。

在濃硫酸的作用下，糖原可以發生變化。其產物與顯色劑作用形成藍色化合物。與同法處理的標準葡萄糖溶液比色定量[4]。因在濃堿溶液中糖原很穩定，故在顯色之前為了保留糖原先將組織放入濃堿中加熱以破壞其他成分[5]。

取干凈試管3支，按如下操作。

試劑（mL）溶液分別為：蒸餾水、標準葡萄糖溶液（0.05mg/mL）、肝臟制備液、0.2%蒽酮溶液。

空白管容量：1.0、無、無、2.5標準管容量：無、1.0、無、2.5樣品管容量：無、無、1.0。

混合均勻后，沸水浴10min，冷卻至室溫。在分光光度計620nm的波長處用空白管溶液調零，然后測定其余各管溶液的吸光度。

3 研究結果

運動組與安靜組小鼠血乳酸、血尿素和肝糖原含量的測量值分別為（mmoL/L）：

安靜組：2.67±0.52、3.67±0.45、3.02±3.24；運動組：2.20±0.41、5.65±0.79、0.77±0.19糖原在細胞能量需求增加時被分解為葡萄糖供細胞合成ATP利用。雖然肝糖原的儲備量并不大，但在神經、內分泌系統的調節下，能夠保證血糖含量的相對穩定[6]。

蛋白質主要是由氨基酸組成。體內可利用的氨基酸有兩個來源：一種是來源于食物蛋白質；另一種是來源于組織、細胞內蛋白質分解的氨基酸。體內的這兩種氨基酸主要用于合成細胞成分以實現自我更新，也用于合成激素、酶等生物活性物質[7]。蛋白質也可氧化分解為機體提供能量，成人的能量供應每天大約有18%由蛋白質提供。

肝糖原是存在于人體肝臟中的糖原。糖原在細胞能量需求增加時被分解為葡萄糖供細胞合成ATP利用。肌糖原是重要的能源物質，儲存在骨骼肌中。肌糖原也可以在機體急性運動，尤其在大強度運動中提供能量。

4 分析與討論

4.1 運動對血乳酸的影響

隨著運動強度的大小，運動后的血乳酸濃度也會發生變化。糖原或糖無氧酵解的產物是乳酸，它主要在骨骼肌中產生，機體的主要供能的判斷方式是通過測定運動后血乳酸濃度的大小[8]。在力竭性運動過程后會導致乳酸的大量累積以及機體糖原的迅速消耗，它的主要運動方式是無氧代謝為主。因此，在小鼠力竭性運動后即刻血乳酸濃度會升高。

4.2 運動對血尿素的影響

血尿素是蛋白質代謝的產物。在正常的情況下，蛋白質的分解代謝率較低，血尿素的含量維持在一個相對穩定的狀態；在力竭性運動的情況下，機體能量代謝平衡遭到破壞，糖原消耗過多、供應不足，蛋白質、氨基酸的分解代謝率有顯著升高，機體結構的蛋白以及功能蛋白分解加劇，腎臟功能下降致使尿素的清除能力下降，導致血尿素含量升高[8]。

4.3 運動對肝糖原的影響

機體可以利用的糖儲備有肌糖原和肝糖原。肝臟是調節血糖含量的重要器官，因為肝臟可以儲存糖原。當血糖濃度過高時，則葡萄糖合成糖原儲存于肝臟中；當血糖濃度過低時，則肝臟中的糖原分解形成葡萄糖進入血液，提高血糖的含量。國內外的大量資料顯示，力竭性運動可對小鼠肝臟的超微結構造成損害，肝糖原、肌糖原的減少[9]，并且隨著力竭性運動次數的增多而加重其程度。

本實驗中個別小鼠血乳酸、血尿素的含量出現安靜組大于運動組以及安靜組小鼠的肝糖原值小于運動組小鼠的情況，經過小組討論后認為，這種情況與個體差異以及在取材過程中小鼠的掙扎、焦慮等因素有關。在今后的實驗中應該注意，對同一小鼠運動前后的相關指標進行比較，以消除小鼠間的個體差異的影響。

參考文獻

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