力竭游泳對(duì)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(yuǎn)，衣雪潔

(1.吉林大學(xué)體育學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012;2.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)體育部，吉林 長(zhǎng)春 130012;3.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系，遼寧 沈陽 110102)

力竭游泳對(duì)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(yuǎn)2，衣雪潔3

(1.吉林大學(xué)體育學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130012;2.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)體育部，吉林 長(zhǎng)春 130012;3.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)系，遼寧 沈陽 110102)

為探討力竭性運(yùn)動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)性腸功能紊亂及其氧化應(yīng)激損傷，將32只SD雄性大鼠隨機(jī)分為4組:即對(duì)照組(C);運(yùn)動(dòng)后即刻組(EX);運(yùn)動(dòng)后30min組(EX30);運(yùn)動(dòng)后60min組(EX60)，測(cè)定力竭性游泳后不同時(shí)相，腸組織勻漿MDA、游離巰基(Free－SH)和ATP含量。結(jié)果顯示，運(yùn)動(dòng)后腸組織MDA含量在運(yùn)動(dòng)后30min，60min顯著性增加(P＜0.01);運(yùn)動(dòng)后Free－SH含量在運(yùn)動(dòng)后30min(P＜0.05)和運(yùn)動(dòng)后60min后(P＜0.01)顯著下降;運(yùn)動(dòng)后30min組 ATP含量顯著下降(P＜0.01);運(yùn)動(dòng)后60min，Na+－K+－ATPase活性下降。結(jié)果提示，力竭運(yùn)動(dòng)使腸組織自由基產(chǎn)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(yùn)動(dòng)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(jī)體的重要消化器官，也是機(jī)體重要的免疫器官。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和體育競(jìng)賽中，運(yùn)動(dòng)性胃腸不適、功能失調(diào)或紊亂(胃腸道綜合癥)出現(xiàn)頻率較高。表現(xiàn)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(fā)生率較高的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有自行車、中長(zhǎng)跑、馬拉松項(xiàng)等。Keeffe［1］通過對(duì)707名馬拉松選手調(diào)查發(fā)現(xiàn):長(zhǎng)跑時(shí)下部胃腸癥狀較上部多見;運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后便意為最常見癥狀;其出現(xiàn)率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。女子出現(xiàn)下部胃腸癥狀者比男子多;長(zhǎng)跑時(shí)出現(xiàn)胃腸癥狀年輕人比中老年人多。

許多因素與運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)胃腸功能失調(diào)或紊亂有關(guān)，例如運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度過大、訓(xùn)練水平低、運(yùn)動(dòng)前進(jìn)餐時(shí)間、胃排空時(shí)間、飲食的種類、溫度、內(nèi)臟血流、時(shí)差、脫水和運(yùn)動(dòng)引起軀體應(yīng)激和心理應(yīng)激等。目前尚缺乏運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)源性自由基生成與腸組織功能變化關(guān)系的研究。探討運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的胃腸不適、功能失調(diào)及紊亂的機(jī)理具有一定的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和運(yùn)動(dòng)方式實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選用SD大鼠，體重300－350g，隨機(jī)將大鼠分為四組:對(duì)照組(C，n=8);運(yùn)動(dòng)后即刻組(EX，n=8);運(yùn)動(dòng)后30min組(EX30，n=8);運(yùn)動(dòng)后 60min 組(EX60，n=8)。運(yùn)動(dòng)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(guī)格為長(zhǎng)100cm×50cm×50cm，力竭判斷標(biāo)準(zhǔn)為大鼠持續(xù)下沉十秒不能露出水面為力竭標(biāo)準(zhǔn)。

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(zhì)后，將其制成組織勻漿，冷凍離心機(jī)上采用3 000－4 000rpm離心15min，取上清液待測(cè)。

1.3 丙二醛濃度測(cè)定采用建成試劑盒測(cè)定。

1.4 游離巰基的測(cè)定參照文獻(xiàn)［2］進(jìn)行。

1.5 組織勻漿ATP含量和Na+－K+－ATPase的測(cè)定:依參照文獻(xiàn)［2，3］進(jìn)行。

1.6 蛋白測(cè)定采用Bradford方法。

1.7 統(tǒng)計(jì)結(jié)果處理以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差、配對(duì)t檢驗(yàn)作數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果

一次性力竭游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)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(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組腸組織自由基代謝水平在運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)后即刻組含量增加(p＜0.05)，而在運(yùn)動(dòng)后30min和60min含量顯著下降(p＜0.05;p＜0.01);運(yùn)動(dòng)后30minATP 含量極顯著下降(p＜0.01);Na+－K+－ATPase活性在運(yùn)動(dòng)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(jī)體內(nèi)的自由基處于動(dòng)態(tài)平衡，一般不會(huì)造成組織傷害。但是如果自由基產(chǎn)生過多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機(jī)體自身清除能力，就會(huì)對(duì)生物膜中的多不飽和脂肪酸進(jìn)行攻擊，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)生物膜的結(jié)構(gòu)、功能產(chǎn)生消極影響［4－9］。目前，有關(guān)運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的自由基對(duì)機(jī)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(qiáng)度運(yùn)動(dòng)期間，因機(jī)體通過神經(jīng)－體液調(diào)節(jié)，心輸出量增加，且不均衡地分配到不同組織、器官中，運(yùn)動(dòng)可引起肌肉和內(nèi)臟血流的重新調(diào)配，即骨骼肌的血管擴(kuò)張，增加血流量，胃腸道發(fā)生血管收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)臟和胃部血流減少，即形成運(yùn)動(dòng)期血液重新分配。運(yùn)動(dòng)恢復(fù)期，伴隨著肌肉中的血流減少，又會(huì)使內(nèi)臟器官血流增加，出現(xiàn)相對(duì)缺血再灌注的過程。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，急性一次性力竭運(yùn)動(dòng)可以使腸組織自由基產(chǎn)生水平增加，尤其是運(yùn)動(dòng)后30min和60min顯著增加，而游離巰基含量在運(yùn)動(dòng)后即刻增加，運(yùn)動(dòng)后30min和60min極顯著下降，可能由于運(yùn)動(dòng)后即刻組機(jī)體內(nèi)總抗氧化能力暫時(shí)沒有降低，可能是應(yīng)激性增強(qiáng)所致，運(yùn)動(dòng)后30min和60min反而顯著下降，可能因?yàn)樽杂苫a(chǎn)進(jìn)一步增加，機(jī)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(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的相對(duì)缺血再灌注”所致。運(yùn)動(dòng)后30min，ATP含量極顯著下降(p＜0.01);Na+－K+－ ATPase活性在運(yùn)動(dòng)后60min極顯著降低可能與腸組織運(yùn)動(dòng)中“缺血”，ATP被大量消耗及運(yùn)動(dòng)后腸組織血液再灌注有關(guān)。

缺血再灌注引起的損傷可能是由黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生的自由基過多造成的［10］。在相對(duì)缺血期，組織中消耗ATP增加，AMP及次黃嘌呤則在這個(gè)期間得以大量積累;再灌注時(shí)，機(jī)體得到大量氧氣供應(yīng)，可迅速引起黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生大量氧自由基，導(dǎo)致了組織損傷?？梢?，ATP分解和自由基的產(chǎn)生使得Na+－K+－ATPase活性下降。同時(shí)，因?yàn)樽杂苫梢怨鬘a+－K+－ATPase中巰基，使巰基氧化、交聯(lián)，導(dǎo)致其活性下降或喪失。經(jīng)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(xué)觀察研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后即刻組腸組織未見異常，色白質(zhì)鮮;而運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)后60分鐘組明顯高于30分鐘組，腸組織大面積出現(xiàn)出血和血斑。運(yùn)動(dòng)造成的組織損傷可能是由于急性游泳的大鼠對(duì)水環(huán)境的不適應(yīng)，運(yùn)動(dòng)中灌注外源水、疲勞等引起運(yùn)動(dòng)中大鼠的胃腸強(qiáng)烈收縮或痙攣，造成運(yùn)動(dòng)期組織的一定程度的傷害或損傷，進(jìn)一步引起組織及毛細(xì)血管受損，運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期(再灌注期)的損傷加重可能主要由于化學(xué)性損傷所致。

運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)胃腸道各種癥狀常與胃排空、內(nèi)臟血流，高溫時(shí)脫水，飲料的性質(zhì)等因素有關(guān)。運(yùn)動(dòng)性胃腸道癥狀發(fā)生的確切原因還未完全清楚，可能與以下原因有關(guān):上消化道急性出血的最常見原因是潰瘍病。較少見的為運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的膽道內(nèi)出血。下消化道出血的原因研究較少，主要認(rèn)為與腸道在極量運(yùn)動(dòng)時(shí)缺血有關(guān)，同時(shí)由于高溫、脫水等影響，致使腸道管發(fā)生缺血性壞死，出現(xiàn)血便等癥狀。另一個(gè)可能原因是下部胃腸道在運(yùn)動(dòng)時(shí)被反復(fù)震動(dòng)引起損傷或出血。

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

FR損傷腸粘膜可能由于:氧自由基可使含－SH的蛋白質(zhì)，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(xì)胞凋亡或死亡，內(nèi)皮細(xì)胞受損，基質(zhì)膜膠原、透明質(zhì)酸降解，造成血管的通透性進(jìn)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(dǎo)致細(xì)胞損傷進(jìn)一步加重，引起NADH－COQ還原酶抑制而導(dǎo)致呼吸鏈電子傳遞損傷，使得恢復(fù)期 ATP生成受到抑制［7－9］?？梢?，急性一次性力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)腸功能的損害比較嚴(yán)重，運(yùn)動(dòng)時(shí)腸組織自由基產(chǎn)生增多，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化水平升高，對(duì)腸組織產(chǎn)生較大毒害后果，引起巰基氧化、交聯(lián)，激活磷脂酶［13，14］;FR對(duì)腸組織的直接或間接損害，導(dǎo)致膜的通透性增加;細(xì)胞骨架遭到破壞，細(xì)胞膜極化狀態(tài)發(fā)生改變，干擾線粒體氧化磷酸化偶聯(lián)［14］，導(dǎo)致ATP含量和Na+－K+－ATPase活性下降，影響酶蛋白活性及細(xì)胞功能，導(dǎo)致腸組織功能異常，這可能是造成運(yùn)動(dòng)性胃腸功能不適、失調(diào)或紊亂(胃腸道綜合癥)和運(yùn)動(dòng)性疲勞發(fā)生機(jī)制之一。

4 結(jié)論

一次性力竭游泳運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致腸組織FR產(chǎn)生增加，脂質(zhì)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(yùn)動(dòng)后30min和60min組腸組織脂質(zhì)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(yùn)動(dòng)后60min后顯著下降，這些可能與運(yùn)動(dòng)過程中存在相對(duì)“缺血－再灌注”過程有關(guān)，表現(xiàn)為相對(duì)再灌注期引起的損傷明顯大于相對(duì)缺血期，這些可能是造成運(yùn)動(dòng)性腸功能紊亂(胃腸道綜合癥Gastro－intestinal syndrome)和運(yùn)動(dòng)性疲勞原因之一。

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Effect of Exhaustive Swimming on the Activity of MDA，F(xiàn)ree －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，F(xiàn)REE－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?yàn)轶w育教學(xué)訓(xùn)練與健康促進(jìn)。

2011－04－26