經(jīng)皮穴位電刺激對(duì)大運(yùn)動(dòng)量耐力訓(xùn)練大鼠血清睪酮和尿素氮含量及ATP酶活力的影響

具紫勇,游世晶,王珂,劉世敏,夏勇,李藝,何金森

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經(jīng)皮穴位電刺激對(duì)大運(yùn)動(dòng)量耐力訓(xùn)練大鼠血清睪酮和尿素氮含量及ATP酶活力的影響

具紫勇1,游世晶1,王珂2,劉世敏1,夏勇1,李藝1,何金森1

(1.上海中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院,上海 201203;2.生物芯片上海國(guó)家工程研究中心,上海 201203)

觀察經(jīng)皮穴位電刺激(TEAS)對(duì)大運(yùn)動(dòng)量耐力訓(xùn)練大鼠血清睪酮(T)和尿素氮(BUN)含量及骨骼肌ATP酶活力的影響。將40只雄性SD大鼠隨機(jī)分為正常組、模型組、正常刺激組、治療1組、治療2組,每組8只。模型組和治療組的大鼠進(jìn)行8星期大運(yùn)動(dòng)量跑臺(tái)訓(xùn)練,治療1組、治療2組的大鼠分別于跑臺(tái)訓(xùn)練前1 h和跑臺(tái)訓(xùn)練后1 h采用TEAS干預(yù)手段,刺激大鼠后足三里和環(huán)跳穴,正常刺激組不進(jìn)行跑臺(tái)訓(xùn)練,刺激方法同治療組。8星期跑臺(tái)訓(xùn)練結(jié)束后,檢測(cè)大鼠血清T和BUN含量及骨骼肌ATP酶活力的影響。TEAS能顯著降低大鼠血清BUN的含量,升高血清T含量與骨骼肌ATP酶的活力,與模型組相比有顯著性差異(＜0.05)。TEAS能顯著降低大鼠血清BUN的含量,升高血清T的含量與骨骼肌ATP酶的活力,起到防治運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用。

經(jīng)皮穴位電刺激;大鼠;運(yùn)動(dòng)耐受性;睪酮;尿素氮;三磷酸腺苷酶

運(yùn)動(dòng)性疲勞是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中的常見病,對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞及其恢復(fù)的研究已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)中亟待解決的課題之一。經(jīng)皮穴位電刺激(transcutanclus electrical acupoint stimulation,TEAS),是將歐美國(guó)家的經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法與針灸穴位相結(jié)合,通過皮膚將特定的低頻脈沖電流輸入人體以治療疾病的方法。TEAS具有安全、無創(chuàng)傷、易操作、便于攜帶等優(yōu)勢(shì),同時(shí)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)TEAS對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞的影響[1],因此在防治運(yùn)動(dòng)性疲勞方面得到廣泛應(yīng)用[2-5]。運(yùn)動(dòng)后血清睪酮(T)和尿素氮(BUN)含量及ATP酶活力變化在一定程度上反映了骨骼肌的損傷情況,是評(píng)定肌肉承受刺激和骨骼肌微細(xì)損傷及其適應(yīng)與恢復(fù)的重要敏感指標(biāo)。因此本實(shí)驗(yàn)采用大鼠跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)疲勞模型,觀察TEAS對(duì)大運(yùn)動(dòng)量耐力訓(xùn)練大鼠血清T和BUN含量及ATP酶活力的影響,探討TEAS是否具有防治運(yùn)動(dòng)性骨骼肌損傷和運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

40只純種SD雄性大鼠,清潔級(jí),體重200～220 g,由上海中醫(yī)藥大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。飼養(yǎng)溫度18～21℃,相對(duì)濕度40%～60%,12 h光照維持,自由攝食飲水。大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1星期后,每天以10 m/min的速度進(jìn)行適應(yīng)性跑臺(tái)練習(xí),連續(xù)3 d,15 min/d。練習(xí)后,將大鼠按體重隨機(jī)分為5組,正常組、模型組、正常刺激組、治療1組、治療2組,每組8只。

1.2 運(yùn)動(dòng)方案

訓(xùn)練強(qiáng)度參照Bedford的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)[6],大鼠以15 m/min連續(xù)15 min的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷訓(xùn)練,速度隔日增加2 m/min,時(shí)間增加5 min,當(dāng)強(qiáng)度遞增至38 m/min連續(xù)60 min時(shí),維持此負(fù)荷訓(xùn)練至8星期結(jié)束,每星期訓(xùn)練6 d。訓(xùn)練中使用小木棍或毛刷刺激動(dòng)物尾部,使動(dòng)物保持在跑道前1/3處,以保證運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。運(yùn)動(dòng)過程中未使用聲、光、電刺激,以避免大鼠的應(yīng)激反應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

1.3 干預(yù)方法

各組大鼠分別于后足三里、環(huán)跳穴用電動(dòng)剃毛器備皮,用75%乙醇局部消毒,注意避免皮膚損傷。環(huán)跳穴在后肢髖關(guān)節(jié)后上緣;足(后)三里穴在后肢后外側(cè),當(dāng)腓骨小頭下約5 mm處[7]。

1.3.1 正常組

常規(guī)飼養(yǎng),每天將大鼠俯臥于自制大鼠固定器上15 min,不加任何干預(yù)措施。

1.3.2 模型組

共8星期大運(yùn)動(dòng)量跑臺(tái)運(yùn)動(dòng),同樣方法固定,不加任何干預(yù)措施。

1.3.3 正常刺激組

不進(jìn)行8星期大運(yùn)動(dòng)量跑臺(tái)運(yùn)動(dòng),每天將大鼠俯臥于自制大鼠固定器上,分別于足三里、環(huán)跳穴放一直徑約0.5 cm的電極,再將電極片與韓氏HANS- 200E穴位神經(jīng)刺激儀相連,選用疏密波模式,刺激頻率2～15 Hz,強(qiáng)度2.5 mA,時(shí)間15 min。

1.3.4 治療1組

大鼠于跑臺(tái)訓(xùn)練前進(jìn)行經(jīng)皮穴位電刺激干預(yù),干預(yù)結(jié)束后1 h再進(jìn)行跑臺(tái)運(yùn)動(dòng),干預(yù)方法同正常刺激組,共8星期。

1.3.5 治療2組

大鼠從跑臺(tái)訓(xùn)練第2星期起,每次訓(xùn)練后1 h進(jìn)行經(jīng)皮穴位電刺激干預(yù),干預(yù)方法同正常刺激組,共7星期。

1.4 取材及處理

末次訓(xùn)練治療后各組大鼠禁食不禁水,用2%戊比巴妥鈉30 mL/kg腹腔注射麻醉后,腹主動(dòng)脈取血,分離血清待測(cè)。同時(shí)迅速取右后肢腓腸肌(盡可能去除脂肪組織和結(jié)締組織),稱適量的腓腸肌加0.9%生理鹽水,按W(g):V(m)=1:10制成勻漿,分離上清液,4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5 指標(biāo)檢測(cè)

大鼠血清T和BUN及骨骼肌ATP酶活力。實(shí)驗(yàn)試劑由南京建成生物工程研究所提供,具體檢測(cè)過程嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,并對(duì)各觀察指標(biāo)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)。組間比較,符合正態(tài)分布者,采用單因素方差分析(-),不符合正態(tài)分布,采用多個(gè)獨(dú)立樣本比較的秩和檢驗(yàn)()。以＜0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

8星期訓(xùn)練后,模型組、治療1組、治療2組大鼠血清T與骨骼肌ATP酶活力明顯低于正常組,血清BUN含量明顯高于正常組(＜0.05),正常刺激組與正常組大鼠的血清T和BUN含量及骨骼肌ATP酶活力無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(＞0.05);治療1組和治療2組大鼠血清T和BUN含量及骨骼肌ATP酶活力與模型組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(＜0.05);治療1組和治療2組大鼠之間檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(＞0.05)。詳見表1。

表1 各組大鼠血清T和BUN及骨骼肌ATP酶活力比較 (±s)

注:與正常組比較1)＜0.05;與模型組比較2)＜0.05

3 討論

運(yùn)動(dòng)性疲勞可歸于中醫(yī)學(xué)“虛損”范疇,其病因病機(jī)主要與氣血精液耗傷有關(guān)。足三里為足陽明胃經(jīng)合穴和胃下合穴,為補(bǔ)虛要穴,具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、增強(qiáng)抗病能力、調(diào)理脾胃、補(bǔ)中益氣、通經(jīng)活絡(luò)、疏風(fēng)化濕、扶正祛邪的作用。環(huán)跳為足少陽、太陽經(jīng)之交會(huì)穴,此兩經(jīng)與腰腿部關(guān)系最密切,《針灸大成》:“主冷風(fēng)濕痹,不仁,風(fēng)疹遍身,半身不遂,腰胯痛,蹇膝,不得轉(zhuǎn)側(cè)伸縮?！惫蚀碳ぷ闳锖铜h(huán)跳可使下肢運(yùn)動(dòng)和感覺功能得到改善,具有利腰腿、通經(jīng)絡(luò)之功效。因此,本實(shí)驗(yàn)選擇足三里和環(huán)跳穴作為防治運(yùn)動(dòng)性骨骼肌疲勞的穴位。

睪酮在人體內(nèi)有合成同化和雄性作用[8],對(duì)力量、速度及對(duì)抗性項(xiàng)目而言是個(gè)很重要的代謝激素。睪酮主要作用是“刺激雄性器官發(fā)育并維持其功能,且促使和維持雄性第二性征的出現(xiàn)。睪酮對(duì)代謝也有重要作用,與運(yùn)動(dòng)能力、肌肉力量的增長(zhǎng)和疲勞的消除關(guān)系密切”[9]。

本研究結(jié)果也可看出經(jīng)過數(shù)星期大運(yùn)動(dòng)耐力訓(xùn)練后,模型組、治療1組、治療2組大鼠血清T含量顯著下降,與正常組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(＜0.05),證實(shí)了過度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可引起機(jī)體疲勞,運(yùn)動(dòng)能力下降。而治療1組和治療2組能顯著減少血清T含量下降,與模型組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(＜0.05),從而改善大鼠疲勞狀態(tài),增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力。因此,我們推測(cè)TEAS大鼠后三里和環(huán)跳可通過增加機(jī)體內(nèi)源性激素分泌,增強(qiáng)機(jī)體的功能,從而延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生。

血尿素氮(BUN)是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物,是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)時(shí)體內(nèi)蛋白質(zhì)分解代謝的常用指標(biāo)。在正常生理?xiàng)l件下,蛋白質(zhì)和氨基酸等含氮物質(zhì)在分解代謝中先脫下氨基,然后在肝臟轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩?BUN經(jīng)血液循環(huán)從腎臟排出體外。當(dāng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí),體內(nèi)能量平衡遭到破壞,蛋白質(zhì)及氨基酸的分解代謝加強(qiáng),尿素生成增多,使BUN含量升高。但一般來說,30 min以內(nèi)的運(yùn)動(dòng),BUN變化較小,只有在長(zhǎng)時(shí)間較大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí),BUN的變化范圍明顯,而且身體對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性越差,則產(chǎn)生的BUN越多[10-11]。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,8星期訓(xùn)練結(jié)束后,模型組、治療1組、治療2組的大鼠血清BUN含量明顯高于正常組(＜0.05),說明大鼠骨骼肌蛋白質(zhì)和氨基酸氧化分解供能加強(qiáng),肌肉能量平衡被破壞,而治療1組和治療2組大鼠血清BUN明顯低于模型組(＜0.05),說明TEAS大鼠后三里和環(huán)跳穴可以降低大鼠骨骼肌蛋白質(zhì)供能比例,保持肌肉力量,延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生。

ATP酶存在于組織細(xì)胞及細(xì)胞器的膜上,是生物膜上的一種蛋白酶,它在物質(zhì)運(yùn)送、能量轉(zhuǎn)換以及信息傳遞方面具有重要的作用,機(jī)體在缺氧或病理狀態(tài)下,ATP酶活力發(fā)生一系列轉(zhuǎn)變,ATP酶活力的大小是各種細(xì)胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標(biāo)[12]。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,模型組與正常組相比,大鼠骨骼肌內(nèi)ATP酶活力顯著降低(＜0.05),說明此種大負(fù)荷的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)較大地影響了大鼠骨骼肌內(nèi)ATP酶的活力,導(dǎo)致骨骼肌ATP能量供應(yīng)下降,細(xì)胞內(nèi)外離子濃度的變化,從而影響動(dòng)作電位降低。治療1組、治療2組與模型組相比,ATP酶活性都有所升高(＜0.05),說明TEAS大鼠足三里、環(huán)跳穴可以防止因過度訓(xùn)練導(dǎo)致骨骼肌ATP酶活力降低,保證骨骼肌能量供應(yīng)和正常興奮收縮,延緩骨骼肌疲勞的發(fā)生。

綜上所述,不論在跑臺(tái)訓(xùn)練前還是在跑臺(tái)訓(xùn)練后進(jìn)行TEAS大運(yùn)動(dòng)量耐力訓(xùn)練大鼠足三里、環(huán)跳穴,均可防止因過度訓(xùn)練導(dǎo)致骨骼肌細(xì)胞的損傷,說明TEAS干預(yù)手段可起到防治運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用。

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Effect of Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation on Serum Testosterone, Blood Urea Nitrogen, and ATPase in Rats under Strenuous Endurance Training

-1,-1,2,-1,1,1,-1.

1.-,,201203,; 2.,201203,

To investigate the effect of transcutaneous electrical acupoint stimulation (TEAS) on serum testosterone (T), blood urea nitrogen (BUN), and skeletal muscle ATPase in rats under strenuous endurance training.Forty male SD rats were randomized into a normal group, a model group, a normal stimulation group, treatment group 1 and treatment group 2, 8 rats each. Rats in model and treatment groups all received an 8-week strenuous platform training; in treatment group 1 and treatment group 2, rats’ points Zusanli (ST36) and Huantiao (GB30) were stimulated by TEAS 1 h before and after platform training; normal stimulation group didn’t receive platform training but the same stimulation as the treatment groups. After 8-week platform training, the effect on serum T, BUN, and skeletal muscle ATPase was measured.TEAS significantly decreased BUN content, increased serum T content and skeletal muscle ATPase activity of rats, which were significantly different from those in the model group (＜0.05).TEAS can significantly decrease BUN content, increase serum T content and skeletal muscle ATPase activity, and thus works to prevent and treat sports fatigue.

Transcutaneous electrical acupoint stimulation; Rats; Exercise tolerance; Testosterone; Blood urea nitrogen; Adenosine triphosphatases

1005-0957(2013)04-0313-03

R2-03

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2013.04.313

2012-12-20

上海高校選拔優(yōu)秀青年教師科研專項(xiàng)基金(SZY10007)

具紫勇(1979 - ),男,講師,博士

何金森(1952 - ),男,教授,博士生導(dǎo)師