維生素C對急性運(yùn)動后橄欖球運(yùn)動員血清NO、NOS影響的研究

【摘 要】通過測定10名男子橄欖球運(yùn)動員急性運(yùn)動前后靜脈血清中NO含量、NOS（cNOS和iNOS）活性，并同步檢測血清iNOSmRNA的表達(dá)水平，觀察VC對NO、NOS的影響，并探討可能機(jī)制。

【關(guān)鍵詞】急性運(yùn)動；維生素C；一氧化氮；一氧化氮合酶；氧化損傷

【中途分類號】R135 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1004—7484（2013）10—0129—02

1 前言

橄欖球運(yùn)動是一項對抗性強(qiáng)、體力消耗大、競爭激烈的運(yùn)動項目。伴隨著橄欖球成為2016年奧運(yùn)會預(yù)選項目，我國橄欖球事業(yè)又迎來一個新的發(fā)展契機(jī)。

一氧化氮（nitric oxide， NO）作為一種具有雙重作用氣體信號分子和效應(yīng)分子，其對于運(yùn)動的影響作用猶如一把“雙刃劍”。低濃度的NO能保護(hù)細(xì)胞，參與機(jī)體抗感染和炎癥等防御機(jī)制；過量的NO會刺激機(jī)體產(chǎn)生大量強(qiáng)氧化物質(zhì)，誘導(dǎo)和加重組織細(xì)胞損傷，造成內(nèi)環(huán)境紊亂，引發(fā)運(yùn)動疲勞的發(fā)生[1]。因此，研究NO在橄欖球運(yùn)動員運(yùn)動疲勞中的作用，對于提高橄欖球運(yùn)動員運(yùn)動能力，防止運(yùn)動疲勞導(dǎo)致的損傷以及提高橄欖球競技水平都有著十分重要的意義。

VC作為經(jīng)典的抗氧化劑，其最大的特點(diǎn)就是具有極強(qiáng)的還原性，對脂質(zhì)過氧化過程有一定的保護(hù)作用。有研究稱，VC可以通過抑制iNOSmRNA的表達(dá)，減少NOS的產(chǎn)生，最終使得NO生成降低[2]。那么VC對于橄欖球運(yùn)動員而言，短時間急性運(yùn)動所引起的NO急劇增加是否具有抑制作用，VC是否會抑制iNOSmRNA的表達(dá)？

2 實(shí)驗(yàn)對象與分組

選取中國農(nóng)業(yè)大學(xué)男子橄欖球隊運(yùn)動10名。采用自身對照的方法，分別在安靜狀態(tài)（CG）、力竭運(yùn)動后即刻（EG）和補(bǔ)充Vc并運(yùn)動后即刻（VC + EG），各個狀態(tài)分別進(jìn)行各項指標(biāo)的采集與測定。被試者年齡在20-24歲之間，平均身高178.10±3.57cm，平均體重78.20±3.48kg，運(yùn)動水平均達(dá)國家2級以上。身體均健康，實(shí)驗(yàn)前一個月內(nèi)未服用任何藥物，實(shí)驗(yàn)前一天和實(shí)驗(yàn)當(dāng)天統(tǒng)一控制受試者飲食。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1運(yùn)動方案

依據(jù)田野等人的運(yùn)動方案，采用跑臺遞增負(fù)荷運(yùn)動方式建立急性運(yùn)動人體疲勞的模型。運(yùn)動在Valiant跑臺上完成。測試要求：受試者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室靜坐30分鐘，測定安靜時心率；在跑臺上以5000m/h的速度慢跑3分鐘作為準(zhǔn)備活動；開始遞增跑臺運(yùn)動，起始速度為8000m/h，坡度為0%；每2分鐘增加2.5%的坡度遞增運(yùn)動強(qiáng)度；連續(xù)運(yùn)動至力竭，經(jīng)過反復(fù)鼓勵仍不能堅持為止[3]。測試期間動態(tài)實(shí)時監(jiān)測受試者運(yùn)動過程中的心率（HR）以及攝氧量（VO2）、呼吸商（RQ）等指標(biāo)，以判定是否達(dá)到力竭，并記錄運(yùn)動至力竭時間。測試前要求受試者測試前24小時內(nèi)不參加劇烈的體力活動，禁止吸煙，測試時間統(tǒng)一安排在上午10點(diǎn)開始。

3.2 Vc的補(bǔ)充

Vc每天以口服的方式，每次給予被試者500mg，連續(xù)補(bǔ)充7天[4]。每天補(bǔ)充時間定在預(yù)定實(shí)驗(yàn)開始前2個小時，即上午8點(diǎn)[5]。

3.3生化指標(biāo)及測試方法

血漿NO含量和NOS（cNOS和iNOS）活性的測試方法（采用南京建成生物

工程研究所的試劑盒），iNOSmRNA基因表達(dá)采用RT-PCR方法進(jìn)行測試（試劑購自北京百泰克生物技術(shù)有限公司）。所有試驗(yàn)操作均嚴(yán)格按照試劑盒操作說明進(jìn)行。

3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件包對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果均以 Mean±SD表示。多組計量資料采用單因素方差分析（one-Way ANOVA）分析，選擇Tukey比較各組間差異。組間比較采用配對樣本t檢驗(yàn)（Paired-Samples T Test），P<0.05和P<0.01表示顯著性差異。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1各組運(yùn)動員血清NO含量和NOS（cNOS和iNOS）活性的變化

與CG相比，EG、VC+EG運(yùn)動員血清iNOS水平顯著增高（P<0.05），NO含量、NOS活性水平增高非常顯著（P<0.01），而cNOS活性雖有增高但卻無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；與EG相比，VC+EG運(yùn)動員血清中NO含量、NOS活性水平呈現(xiàn)非常顯著性降低（P<0.01），而iNOS活性水平顯著降低（P<0.05），cNOS活性雖略有降低但無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。（見表1）

4.2各組運(yùn)動員血清中iNOSmRNA基因表達(dá)的測定

從圖1看出，CG運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因未見表達(dá)。與CG相比，EG和VC +EG運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因均有不同程度表達(dá)，并且EG運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因表達(dá)量明顯高于VC+EG。與EG相比，VC+EG運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因表達(dá)顯著降低。

如表2所示，與CG相比，EG和VC +EG運(yùn)動員血清iNOSmRNA表達(dá)增高非常顯著（P<0.01）；與EG相比，VC+EG運(yùn)動員血清iNOSmRNA表達(dá)顯著降低（P<0.05）。

5分析討論

5.1急性運(yùn)動對橄欖球運(yùn)動員血清NO含量、NOS活性的影響

Tony ashton [5]等研究表明，急性運(yùn)動促使機(jī)體產(chǎn)生的大量NO與活性自由基通過間接作用所發(fā)揮的細(xì)胞毒性作用，能造成內(nèi)環(huán)境紊亂，產(chǎn)生疲勞。本研究與前人研究結(jié)果一致。而我們知道體內(nèi)NO是L-Arg經(jīng)由NOS催化生成這一既定事實(shí)，NOS是NO合成的限速酶， 二者存在著必然的依存關(guān)系[6]。故檢測NOS活性變化可以在很大程度上反應(yīng)NO的變化。

目前普遍認(rèn)為急性運(yùn)動激活內(nèi)皮與骨骼肌的NOS，使NO生成量的增加。張靚[7]等的大鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，急性力竭運(yùn)動后，大鼠主動脈的iNOS活性顯著上升。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，急性運(yùn)動后即刻，NOS活性增高，iNOS活性增高，cNOS呈增高趨勢，但無統(tǒng)計學(xué)意義。故急性運(yùn)動引起的NO過度增高，是由于iNOS的表達(dá)增高所致。

5.2 Vc對橄欖球運(yùn)動員血清NO含量、NOS活性的影響

VC作為典型的抗氧化劑已經(jīng)得到了普遍的認(rèn)同，同時也是血液中最有效的抗氧化劑。由于它是供氫體，也可使被氧化的維生素E和巰基恢復(fù)成還原型，故也可以起到間接抗氧化作用[8]。有報道VC體內(nèi)抗氧化作用優(yōu)于體外，其在體內(nèi)可能通過其他間接途徑發(fā)揮抗氧化作用，而不僅是直接清除氧自由基[9]。

劉益敏[10]研究發(fā)現(xiàn)，VC可以拮抗石英粉塵引起的肺泡毒性作用，抑制NO以及NOS的活性，從而降低脂質(zhì)過氧化造成的損傷。本研究結(jié)果顯示，與EG相比，補(bǔ)充VC+EG運(yùn)動員血清NO含量顯著下降，NOS活性也呈現(xiàn)出顯著下降，其中iNOS活性降低明顯。

5.3 Vc對橄欖球運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因表達(dá)影響

實(shí)驗(yàn)證明，iNOS活性增高，會導(dǎo)致大量NO合成，生成O2-。在宏觀上機(jī)體會出現(xiàn)低血壓性休克；在細(xì)胞水平，會導(dǎo)致細(xì)胞損傷；接著會進(jìn)一步出現(xiàn)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)病理性變化，如細(xì)胞核酸的亞硝?；⒚摪被?、氧化和DNA結(jié)構(gòu)的破壞。不僅如此，O2-還會與NOS反應(yīng)生成強(qiáng)氧化劑ONOO-，進(jìn)一步造成蛋白、核酸、酶類等的損傷[11]。

孫紅梅[11]等發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動會導(dǎo)致大鼠心肌與血清中iNOS活性增高，對心血管系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致大鼠運(yùn)動能力下降。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，補(bǔ)充VC后橄欖球運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因表達(dá)量顯著降低，故此VC通過抑制iNOSmRNA基因表達(dá)從而降低了NOS活性，進(jìn)而減少了NO的含量，抑制了NO帶來的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，延緩了運(yùn)動疲勞的發(fā)生。

通過以上的實(shí)驗(yàn)，可以得出一個初步的結(jié)論，VC通過阻遏iNOSmRNA基因過度表達(dá)，降低了NOS的活性，從而抑制了急性運(yùn)動后NO的過度增加，使得氧化應(yīng)激的級聯(lián)損傷得到了一定程度的控制和調(diào)節(jié)。

主要結(jié)論如下：

5.3.1急性運(yùn)動可以導(dǎo)致人體血清中NO含量過度增高，iNOS的活性增高是造成NO過度增高的主要原因。而Vc能夠顯著抑制iNOS活性，降低NOS活性，從而起到減少NO含量的作用。

5.3.2 RT-PCR試驗(yàn)顯示，與EG相比，補(bǔ)充Vc+EG運(yùn)動員血清iNOSmRNA基因表達(dá)下降明顯。這一結(jié)果提示Vc降低急性運(yùn)動后NO的過度增加，可能是Vc通過阻遏iNOSmRNA基因表達(dá)，抑制了iNOS的活性所致。這樣從基因水平上對Vc減少NO含量的原因作了一個初步的解釋。

參考文獻(xiàn)：

[1] 單玲玲，張?zhí)N坤.一氧化氮的雙重作用及在運(yùn)動中的效應(yīng)[J].中國臨床康復(fù)，2006，10（44）：149-151.

[2] 張 軍，張 敬，石紅軍，等.維生素C對染鎳肺泡巨噬細(xì)胞iNOS的影響[J].中國公共衛(wèi)生，2003，19（7）：790-792.

[3] 田 野.運(yùn)動生理學(xué)高級教程[M].高等教育出版社，2003，8.

[4] 熊正英，張全江.維生素C抗氧化作用及其在運(yùn)動中的應(yīng)用[J]. 陜西師大學(xué)報：自然科學(xué)版，1998，28 （4）：109-112.

[5] Tony Ashton， Lan S Young， Gareth W Davison. Exercise-induced endotoxemia： the effect of ascorbic acid supplementation[J]. Free Radical Biology Med， 2003， 35（5）：284–291.

[6] 劉艷秋，周愛儒.血管內(nèi)皮生長因子與一氧化氮[J].生理科學(xué)進(jìn)展，2000，31（1）：269-271.

[7] 張 靚，黃叔懷.不同運(yùn)動負(fù)荷對大鼠cNOS和iNOS活性的影響及其機(jī)理探討[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志，2002，21（1）：23-26.

[8] 翟惠敏，李亞潔.氧自由基對腦損傷的作用和維生素的防護(hù)作用[J].南方護(hù)理學(xué)報，2001，8（1）：18.

[9] 葛穎華，鐘曉明.維生素C和維生素E抗氧化機(jī)制及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].吉林醫(yī)學(xué)，2007，28（5）：707-708.

[10] 劉益敏，張 敬，朱華鳳等.維生素C對肺泡巨噬細(xì)胞NOS的影響[J].中國公共衛(wèi)生， 2004，3（3）：295-296.

[11] 孫紅梅.不同運(yùn)動負(fù)荷對大鼠心肌與血清一氧化氮及其合酶的影響[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)，2008，27（2）：213-215.