發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)對(duì)SD大鼠頸主動(dòng)脈降鈣素基因相關(guān)肽和內(nèi)皮素-1的影響

柏中娟 李 昊 (重慶工商大學(xué)融智學(xué)院體育教研室，重慶 400033)

間歇訓(xùn)練法是指對(duì)動(dòng)作結(jié)構(gòu)和負(fù)荷強(qiáng)度、間歇時(shí)間提出嚴(yán)格的要求，以使機(jī)體處于不完全恢復(fù)狀態(tài)下，反復(fù)進(jìn)行練習(xí)的方法〔1〕。這種練習(xí)方法一直被用來(lái)鍛煉運(yùn)動(dòng)員的心血管功能及其機(jī)體的耐酸能力，而最近運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界正在開(kāi)展有關(guān)間歇訓(xùn)練法與心血管疾病和健康等方面的研究，并取得了一定的研究成果。但目前，大多數(shù)的研究都采用的是高強(qiáng)性間歇運(yùn)動(dòng)法，這種方法因其強(qiáng)度較高和間歇時(shí)間短，對(duì)心血管的應(yīng)激要求較高，常常在專業(yè)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練過(guò)程中運(yùn)用，而是否適用于其他人群，其中還有很多有爭(zhēng)論的地方。而本文研究的“發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)”它主要是發(fā)展有氧代謝供能能力和心血管功能的一種重要的訓(xùn)練方法。它與高強(qiáng)度的間歇運(yùn)動(dòng)比較，其強(qiáng)度較小，對(duì)體能的要求相對(duì)較低，因在練習(xí)中要在中上強(qiáng)度與低強(qiáng)度之間變換，故又比中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)的鍛煉效果好。當(dāng)前針對(duì)發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)與心血管功能的報(bào)道，還鮮為少見(jiàn)。因此，本研究將建立多種運(yùn)動(dòng)方式的動(dòng)物模型，采用放射免疫分析法來(lái)觀察不同運(yùn)動(dòng)時(shí)間的發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)和有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)SD大鼠血漿中降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)和內(nèi)皮素(ET)-1的影響，以便為發(fā)展性間歇訓(xùn)練法與心血管之間的關(guān)系提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組 選擇成年雄性SD大鼠50只(3月齡，全部由中國(guó)科學(xué)院上海實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)體重280～300 g，分籠飼養(yǎng)，每籠5只。室溫20℃ ～22℃，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行喂食，自由擇食和吸水。將其隨機(jī)分為5個(gè)組，即對(duì)照組、40 min有氧運(yùn)動(dòng)組、60 min有氧運(yùn)動(dòng)組、40 min間歇運(yùn)動(dòng)組和60 min間歇運(yùn)動(dòng)組。

1.2 運(yùn)動(dòng)模型的建立 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在動(dòng)物跑步機(jī)上進(jìn)行(FT-200，成都泰盟科技有限公司)。在大鼠進(jìn)行適應(yīng)性飼養(yǎng)1 w后，將其進(jìn)行 1 w的適應(yīng)性的跑臺(tái)的訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷:15 m/min，20 min/次，共 5 次。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度采用 Bedford〔2〕測(cè)試SD大鼠的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷來(lái)制定。有氧運(yùn)動(dòng)組分別采用兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)間:40 min和60 min。運(yùn)動(dòng)方法:以速度20 m/min，跑臺(tái)坡度10°的情況下訓(xùn)練7 w，5 d/w。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度:相當(dāng)于最大攝氧量76% ±2.8%。

發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)組采用兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)間:40 min和60 min。運(yùn)動(dòng)方法:以速度15 m/min下運(yùn)動(dòng)4 min后，緊接著又在30 m/min的情況下運(yùn)動(dòng)6 min(相當(dāng)于最大攝氧量92.3% ±2.8%)采用兩種負(fù)荷進(jìn)行交替訓(xùn)練，中間無(wú)間斷，跑臺(tái)坡度10°，5 d/w，共 7 w。

1.3 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定 各組在進(jìn)行最后一次運(yùn)動(dòng)后24～72 h，運(yùn)用0.4%戊巴比妥鈉(1 ml/100 g體重)麻醉后，頸主動(dòng)脈取血 3 ml，注入含有 10%EDTA-Na230 μl和抑膚酶 40 μl的塑料試管中，混勻。所有血液標(biāo)本立即低溫、分離血漿和血清(4℃，3 000 r/min，10 min)，暫存在 4℃的冰箱內(nèi)，并在 24 h 內(nèi)測(cè)定CGRP和ET-1的含量。采用放射免疫分析方法測(cè)定CGRP和ET-1濃度，操作程序嚴(yán)格按說(shuō)明進(jìn)行，測(cè)定儀器為GC-911型γ計(jì)數(shù)儀。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析，數(shù)據(jù)均以±s表示，運(yùn)用單因素方差分析進(jìn)行組間比較。

2 結(jié)果

2.1 不同形式運(yùn)動(dòng)對(duì)SD大鼠CGRP的影響 通過(guò)7 w的訓(xùn)練(表1)后發(fā)現(xiàn)，40 min有氧運(yùn)動(dòng)組血漿中CGRP的量雖然要稍高于對(duì)照組，但沒(méi)有出現(xiàn)顯著差異(P＞0.05);60 min有氧運(yùn)動(dòng)組和40 min間歇運(yùn)動(dòng)組血漿中CGRP的量要顯著高于對(duì)照組，并且兩組與對(duì)照組的比較均出現(xiàn)了比較顯著差異(P＜0.05);60 min間歇運(yùn)動(dòng)組的CGRP都顯著低于個(gè)各組并都存在特別顯著性的差異(P＜0.01)。

2.2 不同形式運(yùn)動(dòng)對(duì)SD大鼠ET-1的影響 通過(guò)7 w的訓(xùn)練(表1)后發(fā)現(xiàn)，40 min有氧運(yùn)動(dòng)組血漿中ET-1的量要低于對(duì)照組，但沒(méi)有出現(xiàn)顯著性的差異(P＞0.05);60 min有氧運(yùn)動(dòng)組和40 min間歇運(yùn)動(dòng)組血漿中ET-1的量要顯著低于對(duì)照組，并且均出現(xiàn)了比較顯著性的差異(P＜0.05);60 min間歇運(yùn)動(dòng)組的ET-1的量與各個(gè)組相比較都出現(xiàn)非常顯著的增長(zhǎng)(P＜0.01)。

表1 不同運(yùn)動(dòng)對(duì)各組大鼠血漿CGRP和ET-1水平的影響( ±s，n=10，pg/ml)

表1 不同運(yùn)動(dòng)對(duì)各組大鼠血漿CGRP和ET-1水平的影響( ±s，n=10，pg/ml)

與對(duì)照組比較:1)P＜0.05，2)P＜0.01;與60 min間歇運(yùn)動(dòng)組比較:3)P ＜0.05，4)P ＜0.01

組別CGRP ET-1對(duì)照組139.25±35.80 143.63±26.96 40 min有氧運(yùn)動(dòng)組 156.55±34.104) 135.59±27.924)60 min有氧運(yùn)動(dòng)組 172.21±32.721)4) 118.55±25.261)4)40 min間歇運(yùn)動(dòng)組 170.12±37.181)3) 115.10±24.031)4)60 min間歇運(yùn)動(dòng)組 88.62±21.982) 206.93±25.302)

3 討論

3.1 不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的間歇運(yùn)動(dòng)引起SD大鼠CGRP的變化分析 CGRP是由Amara和Rosenfold等在1982年發(fā)現(xiàn)的一種含有37種氨基酸殘基的多肽，它是較強(qiáng)的擴(kuò)血管物質(zhì)，它對(duì)心血管的作用主要有:舒張外周血管和冠狀血管;調(diào)節(jié)微血管的通透性;促進(jìn)新生血管的生成和抑制平滑肌細(xì)胞的增殖。目前有關(guān)運(yùn)動(dòng)與CGRP的報(bào)道，雖然還存在著一定的爭(zhēng)議，但大多數(shù)的研究還是比較支持中、低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)可以增加心血管中CGRP的分泌。

佟長(zhǎng)青等〔3〕人對(duì) SD大鼠進(jìn)行了7 w，64%最大攝氧量，6 d/w，45 min/d的訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)大鼠的主動(dòng)脈CGRP的含量與對(duì)照組有較大的增加。李悠悠等〔4〕人對(duì)3月齡大鼠進(jìn)行了8 w的訓(xùn)練后，發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈中的CGRP在小強(qiáng)度訓(xùn)練組和大強(qiáng)度訓(xùn)練組中都有顯著性的升高的。在金其貫等〔5〕在對(duì)大鼠進(jìn)行8 w的不同負(fù)荷的游泳訓(xùn)練后，發(fā)現(xiàn)，120 min訓(xùn)練組的血漿降鈣素基因相關(guān)肽含量顯著低于對(duì)照組，而60 min訓(xùn)練組與對(duì)照組相比，雖然有一定的下降但無(wú)顯著性的差異。李宏偉等〔6〕人運(yùn)用間歇運(yùn)動(dòng)法對(duì)SD大鼠實(shí)施3 w，速度30 m/min(相當(dāng)于75%VO2max)坡度0°，在間歇跑臺(tái)訓(xùn)練中，大鼠運(yùn)動(dòng)15 min，休息5 min，重復(fù)3次，60 min/d，訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)其血漿中的ADM沒(méi)有任何顯著性的變化，只是心肌中的ADM有比較顯著性的提高，可能是由于練習(xí)總時(shí)間過(guò)短和鍛煉強(qiáng)度過(guò)低而引起的，身體對(duì)其的適應(yīng)性變化不夠而引起的。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)能夠有效提高大鼠CGRP的分泌，并在時(shí)間效率上優(yōu)于有氧運(yùn)動(dòng)。發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需經(jīng)常變換運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度其運(yùn)動(dòng)效益上要大于有氧運(yùn)動(dòng)，故大鼠在運(yùn)動(dòng)中的缺血、缺氧、乳酸的增加和PH值的降低程度和運(yùn)動(dòng)后5-羥色胺的含量都要大于有氧運(yùn)動(dòng)，而上述幾點(diǎn)是導(dǎo)致CGRP的分泌的重要因素。

多個(gè)資料表明〔7，8〕，如果運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)大，心臟和血管中的CGRP水平反而會(huì)下降。這可能是因?yàn)殚g歇運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較大，而過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用這種負(fù)荷訓(xùn)練可能會(huì)導(dǎo)致身體的過(guò)度疲勞，從而產(chǎn)生過(guò)多的自由基與ET-1的分泌，兩者不但會(huì)造成大鼠心血管的損傷，而且還會(huì)增加CGRP的消耗。

3.2 不同運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的間歇運(yùn)動(dòng)引起SD大鼠ET-1的變化分析 ET-1主要能夠使血管平滑肌收縮和增殖、提高血壓并且還能夠促進(jìn)AngⅡ釋放，而AngⅡ的升高能夠刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞的合成并釋放更多的ET，呈正反饋調(diào)節(jié)，使縮血管的效應(yīng)更強(qiáng)。而有關(guān)運(yùn)動(dòng)與內(nèi)皮素的報(bào)告中，大多數(shù)的研究都比較支持運(yùn)動(dòng)能夠有效提高正常大鼠ET-1。

趙峰等〔9〕人對(duì)SD大鼠運(yùn)用90 min和180 min兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)間進(jìn)行了8 w，6 d/w的無(wú)負(fù)重游泳訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，其腹主動(dòng)脈中的ET含量與對(duì)照組相比，分別上升了11.94%和17.70%。章嵐等〔10〕人發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)14 w的無(wú)負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)每天運(yùn)動(dòng)1 h和2 h的訓(xùn)練組的ET-1都出現(xiàn)了升高的趨勢(shì)，但與對(duì)照組相比只有2 h的運(yùn)動(dòng)組有特別顯著差異，并且也高于1 h運(yùn)動(dòng)組。周亮〔11〕等人發(fā)現(xiàn)運(yùn)用跑臺(tái)訓(xùn)練對(duì) SD大鼠進(jìn)行了4 w，6 d/w，30 min/d的三種強(qiáng)度的訓(xùn)練(小、中等和中上強(qiáng)度)后發(fā)現(xiàn)，中等和中上強(qiáng)度與對(duì)照組比較都有了一定的增加，但均未出現(xiàn)顯著差異。有關(guān)間歇運(yùn)動(dòng)與內(nèi)皮素的研究，洪長(zhǎng)青等〔12〕采用了高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)法，負(fù)自體重5%重物游泳，每游6 min休息4 min，每天連續(xù)進(jìn)行10組，后通過(guò)電鏡觀察其心臟中有肌絲斷裂和Z線紊亂的現(xiàn)象，提示運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過(guò)大會(huì)造成心臟和血管內(nèi)皮的損傷。

而在本文的實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)7 w的發(fā)展性的間歇運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，40 min間歇運(yùn)動(dòng)組和60 min有氧運(yùn)動(dòng)組血漿中ET-1的含量顯著低于對(duì)照組。與有氧運(yùn)動(dòng)相比，發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)在訓(xùn)練過(guò)程中會(huì)使運(yùn)動(dòng)中機(jī)體的內(nèi)環(huán)境更加惡劣，會(huì)比相同運(yùn)動(dòng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)強(qiáng)，體內(nèi)5-羥色胺、γ氨基丁酸〔13〕的分泌也必然會(huì)增多，這兩個(gè)激素會(huì)明顯降低機(jī)體交感神經(jīng)的張力，從而抑制兒茶酚胺的分泌;另外，訓(xùn)練后機(jī)體的適應(yīng)性改變，會(huì)讓機(jī)體的血容量增加〔14，15〕從而刺激右心房的壓力感受器，使交感神經(jīng)張力進(jìn)一步降低〔16〕，提示7 w的40 min發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)能夠降低循環(huán)中兒茶酚胺分泌，降低交感神經(jīng)的興奮度，從而較少ET的分泌，其效果要優(yōu)于相同時(shí)間的有氧運(yùn)動(dòng)。

本文發(fā)現(xiàn)發(fā)展性間歇運(yùn)動(dòng)因運(yùn)動(dòng)負(fù)荷較大，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)會(huì)造成了大鼠的過(guò)度疲勞。過(guò)度疲勞會(huì)提高交感神經(jīng)的張力增加和兒茶酚胺的分泌;另外，它還會(huì)使心肌毛細(xì)血管的密度降低，從而發(fā)生心肌缺血缺氧，使心肌細(xì)胞膜發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化損傷，而損傷會(huì)導(dǎo)致心肌細(xì)胞中的AngⅡ大量逸出〔17〕，使血漿中的AngⅡ含量升高而導(dǎo)致更多的內(nèi)皮素的分泌。

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