低水溫游泳運(yùn)動對動脈粥樣硬化大鼠主動脈結(jié)構(gòu)及CRP、IL-6、ET的影響

王 禾，梁巧琴

（1.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動人體科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽110102；2.貴州民族大學(xué)體育學(xué)院，貴州貴陽550025）

?運(yùn)動人體科學(xué)

低水溫游泳運(yùn)動對動脈粥樣硬化大鼠主動脈結(jié)構(gòu)及CRP、IL-6、ET的影響

王 禾1，梁巧琴2

（1.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動人體科學(xué)學(xué)院，遼寧沈陽110102；2.貴州民族大學(xué)體育學(xué)院，貴州貴陽550025）

觀察低水溫游泳運(yùn)動對動脈粥樣硬化大鼠主動脈結(jié)構(gòu)及CRP、IL-6、ET的影響，探討低水溫游泳運(yùn)動對減輕動脈粥樣硬化慢性炎癥的作用。研究表明:低水溫游泳運(yùn)動可改善機(jī)體慢性炎癥狀態(tài)和維護(hù)血管內(nèi)皮完整性，其低水溫游泳組降低機(jī)體炎癥狀態(tài)優(yōu)于常溫游泳組，提示低水溫游泳運(yùn)動對改善動脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展具有一定調(diào)節(jié)作用。

低水溫游泳；動脈粥樣硬化；主動脈結(jié)構(gòu)；炎性因子；內(nèi)皮素

通過動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，觀察低水溫游泳與常溫游泳運(yùn)動的比較，探討不同運(yùn)動方式對改善或影響動脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的作用與效果，為冬泳科學(xué)健身和防治老年慢性疾病提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

實(shí)驗(yàn)材料取自7～8周齡健康雄性Wistar大鼠90只（沈陽醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物研究中心提供），分為正常對照組9只（給予國家標(biāo)準(zhǔn)動物混合飼料），建立動脈粥樣硬化模型組81只。建模方案［1-2］:在標(biāo)準(zhǔn)飼料中添加1%膽固醇、5%豬油、0.35%膽酸鈉和0.61%丙基硫氧嘧啶，按70萬單位／kg的總劑量灌胃給予維生素D3，分3d灌完，然后給予高脂膳食21d。

經(jīng)過高脂膳食21d后，取正常對照組和AS造模組各9只大鼠取材驗(yàn)?zāi)＃^察其血脂以及主動脈組織結(jié)構(gòu)的變化，以確定造模的成功。

表1 高脂飲食21d后兩組大鼠的血脂情況比較（mmol／L）

建模成功的標(biāo)準(zhǔn):AS組大鼠血清TC、TG和LDL均顯著高于正常對照組，且超出正常參考值范圍［3-4］，同時(shí)觀察AS組的主動脈組織學(xué)切片可見明顯的粥樣斑塊。兩組大鼠主動脈切片圖顯示，正常對照組大鼠的主動脈切片中，血管內(nèi)皮細(xì)胞排列規(guī)則，內(nèi)膜完整。而在AS組大鼠的主動脈切片中，血管內(nèi)皮細(xì)胞脊呈柳葉狀隆起，可見內(nèi)膜缺失、內(nèi)膜細(xì)胞脫落、潰瘍形成，結(jié)果提示AS動物模型建立成功。

建模成功后，將動脈粥樣硬化大鼠分為安靜對照4～8組（ASC）、常溫游泳4～8組（ASE）和低水溫游泳4～8組（ASW），每組12只。

圖2 對照組大鼠主動脈切片（30KV，100X）

運(yùn)動方案:安靜對照組（ASC）大鼠不進(jìn)行任何訓(xùn)練，常溫游泳組（ASE）和低水溫游泳組（ASW）在建模后進(jìn)行無負(fù)重游泳適應(yīng)性訓(xùn)練，水溫為（34± 2）℃，時(shí)間為10min／d，計(jì)3 d。正式實(shí)驗(yàn)，常溫游泳組（ASE）大鼠運(yùn)動50 min／d；低水溫游泳組（ASW）大鼠第1周為水溫（15±2）℃，運(yùn)動時(shí)間20 min／d，第2周起水溫為（6±2）℃、運(yùn)動時(shí)間7 min／d。之后維持此運(yùn)動量，運(yùn)動組均為5 d訓(xùn)練／周，運(yùn)動時(shí)間為4～8周，運(yùn)動期間繼續(xù)給予高脂飼料。

取材與指標(biāo)測試:分別于實(shí)驗(yàn)第4周末和第8周末，進(jìn)行各組大鼠取材。大鼠禁食12 h后，腹主動脈取血，經(jīng)高速冷凍離心10 min制備血清，迅速分離主動脈（從主動脈根部至腹主動脈分叉處），主動脈弓下約1 cm處取5 mm主動脈組織投入10%甲醛溶液中固定，于-80℃低溫冰箱儲存。指標(biāo)測試:采用酶免法測定CRP（試劑盒由上海亞培生物科技有限公司提供），放免法測定血清IL-6和血漿ET（試劑盒為北京普爾偉業(yè)生物科技有限公司）。大鼠主動脈掃描電鏡切片采用JEOL JSM-6360LV、（日本）、能譜儀（Thermo NORAN，vantage，美國）、CMIAS98A圖像分析系統(tǒng)（北京航空航天大學(xué)）觀察。數(shù)據(jù)處理以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用方差分析進(jìn)行組間差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 各組動脈粥樣硬化大鼠主動脈切片電鏡觀測圖比較（圖3-圖8）

圖3 ASC1組主動脈切片電鏡（30KV，100X）

圖4 ASE1組主動脈切片電鏡（30KV，100X）

由圖3-圖8可見，運(yùn)動時(shí)間及運(yùn)動方式不同，對不同組大鼠的主動脈結(jié)構(gòu)影響不一。1）動脈粥樣硬化安靜組:4周的大鼠主動脈可見內(nèi)皮細(xì)胞柳葉狀突起，內(nèi)皮細(xì)胞脊部分消失，表淺潰瘍樣變化，且有蟲蛀樣改變；8周的大鼠主動脈可見多處潰瘍、蟲蛀狀改變，但內(nèi)膜脫落情況較運(yùn)動4周的大鼠嚴(yán)重。2）動脈粥樣硬化常溫游泳組:運(yùn)動4周的大鼠主動脈可見部分內(nèi)膜細(xì)胞消失，細(xì)胞脊?fàn)钆帕杏袛嗬m(xù)狀，少量部位有內(nèi)膜脫落現(xiàn)象；運(yùn)動8周的大鼠主動脈可見內(nèi)皮細(xì)胞排列不規(guī)則，粗大不規(guī)則內(nèi)皮細(xì)胞脊樣隆起，有部分缺失、凹陷。3）動脈粥樣硬化低水溫游泳組:運(yùn)動四周的大鼠主動脈可見內(nèi)皮細(xì)胞排列紊亂，缺失、點(diǎn)狀凹陷，內(nèi)皮細(xì)胞脊部分消失；運(yùn)動八周的大鼠主動脈可見內(nèi)膜細(xì)胞大部分萎縮，細(xì)胞脊?fàn)钆帕邢А?/p>

圖5 ASW 1組主動脈切片電鏡（30KV，100X）

2.2 動脈粥樣硬化大鼠各組血清CRP、IL-6及血漿ET變化（表2-表4）

表2-表4的結(jié)果顯示:在4周組中，低水溫游泳組、常溫游泳組和安靜組相比，CRP水平表現(xiàn)出下降的趨勢，但差異不顯著；在8周實(shí)驗(yàn)組中，各組動脈粥樣硬化大鼠間CRP水平存在顯著性差異（P＜0.01）；但8周組與4周組相比，CRP水平差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 ASC2組主動脈切片電鏡（30KV，100X）

圖7 ASE2組主動脈切片電鏡（30KV，100X）

圖8 ASW 2組主動脈切片電鏡（30KV，100X）

低水溫組與常溫游泳組相比，血清IL-6水平有增高趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）；而在4周、8周運(yùn)動組中，低水溫組血清IL-6水平均高于對照組（P＜0.05和P＜0.01）；在4、8周低水溫組間相互比較，血清IL-6水平雖也存在升高的趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。

血漿ET水平在低水溫游泳4周組中顯著低于安靜對照組和常溫游泳組（P＜0.01），8周組中也出現(xiàn)相似的結(jié)果，而在低水溫游泳4周與8周組間的比較中，8周組ET水平降低顯著（P＜0.05）。

表2 四周組動脈粥樣硬化大鼠血清CRP、IL-6及血漿ET水平的比較

表3 八周組動脈粥樣硬化大鼠血清CRP、IL-6及血漿ET水平的比較

表4 四、八周低水溫組大鼠血清CRP、IL-6及血漿ET水平的比較

3 討論

3.1 低水溫游泳對動脈粥樣硬化大鼠主動脈結(jié)構(gòu)的影響

按照血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷和病變的程度，可將動脈粥樣硬化發(fā)展的病理過程劃分為以下幾個(gè)階段［5］:輕微損傷、脂質(zhì)條紋、粥樣斑塊和纖維斑塊期。其中血管內(nèi)皮受損和功能減退是促發(fā)動脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展的始動因素，在炎性引發(fā)以及漸進(jìn)損傷過程中，組織結(jié)構(gòu)呈現(xiàn):脂質(zhì)條紋（脂質(zhì)在內(nèi)皮下沉積）→粥樣斑塊（黏附分子增加）→纖維斑塊（平滑肌內(nèi)皮細(xì)胞下遷移）→斑塊破裂（內(nèi)皮完整性破壞，血栓形成）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，8周安靜對照組的內(nèi)皮細(xì)胞呈柳葉狀突起，脊部分消失，可見多處潰瘍和蟲蛀狀改變，損傷狀況較4周安靜對照組嚴(yán)重。常溫游泳和低水溫游泳4周組、8周組血管內(nèi)皮仍有部分缺失、凹陷和排列紊亂情況，但是內(nèi)膜細(xì)胞狀況優(yōu)于AS安靜對照4周組和8周組，說明常溫游泳運(yùn)動和低水溫游泳均可對動脈粥樣硬化大鼠的主動脈血管內(nèi)皮產(chǎn)生明顯的良性影響，減緩動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展過程，降低血管內(nèi)皮損傷和恢復(fù)內(nèi)皮的完整性，改善機(jī)體的炎癥狀態(tài)。

3.2 低水溫游泳對動脈粥樣硬化大鼠血清CRP、IL-6及血漿ET的影響

多數(shù)人都認(rèn)為動脈粥樣硬化是以慢性炎癥過程為基礎(chǔ)，炎性細(xì)胞因子、血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞及免疫因素等環(huán)節(jié)共同參與的綜合發(fā)生發(fā)展過程［6-7］，其中C-反應(yīng)蛋白、白介素-6以及內(nèi)皮素等起著重要的調(diào)節(jié)作用［12］。

C-反應(yīng)蛋白（CRP）是一種體內(nèi)發(fā)生炎癥以及組織感染后所產(chǎn)生的反應(yīng)蛋白［13-14］，正常人體內(nèi)含量甚微，但卻是機(jī)體非特異性炎癥反應(yīng)的敏感標(biāo)志物之一。目前，研究傾向于運(yùn)動能降低循環(huán)CRP水平，但也有少數(shù)報(bào)道有氧運(yùn)動對CRP水平?jīng)]有影響。運(yùn)動降低CRP的機(jī)制可概括為［8-9］:1）運(yùn)動能降低體脂水平；2）運(yùn)動提高胰島素的敏感性；3）長時(shí)間體育運(yùn)動減少體內(nèi)自由基；4）與炎癥的遺傳易感性有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，動脈粥樣硬化大鼠運(yùn)動后血清CRP水平均有下降，而低水溫游泳8周組下降更為明顯，說明長時(shí)間低水溫游泳運(yùn)動具有降低CRP含量和改善機(jī)體炎癥狀態(tài)的作用。

白介素-6（IL-6）被認(rèn)為是心血管事件的獨(dú)立標(biāo)志物，參與不穩(wěn)定斑塊的炎癥過程。許多文獻(xiàn)報(bào)道，運(yùn)動后IL-6濃度明顯升高［10-11］。IL-6釋放入血受幾種因素的調(diào)節(jié)，包括運(yùn)動強(qiáng)度，持續(xù)時(shí)間和運(yùn)動方式等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，運(yùn)動有促進(jìn)機(jī)體IL-6水平升高的趨勢，其中低水溫組和常溫游泳組均高于安靜對照組（P＜0.05和P＜0.01），且低水溫組高于常溫游泳組，而4、8周低水溫組間比較也存在升高趨勢，差異不顯著（P＞0.05）。可能與運(yùn)動介導(dǎo)IL-6的產(chǎn)生在長期運(yùn)動后會有適應(yīng)性的變化，即IL-6對運(yùn)動的反應(yīng)減弱有關(guān)［12-13］。此外，也有動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在應(yīng)激期IL-6水平的提高，是由腎上腺素水平的增高而引起的［14］。

內(nèi)皮素（ET）是一種具有收縮血管功能，促進(jìn)SMC增殖和提高心肌收縮力的調(diào)節(jié)肽。目前，關(guān)于運(yùn)動對ET分泌影響的報(bào)道不多，也存在學(xué)者研究的不同結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)顯示，運(yùn)動周期與運(yùn)動方式對ET影響具有顯著性意義（P＜0.05）。其中8周組大鼠ET值明顯低于4周組（P＜0.05）；低水溫組和常溫游泳組ET水平均顯著低于安靜組（P＜0.01），且低水溫游泳組低于常溫游泳組（P＜0.05）。有相關(guān)研究報(bào)道，耐力訓(xùn)練后ET水平明顯增高和大強(qiáng)度訓(xùn)練可使機(jī)體ET分泌增多，而本研究結(jié)果與上述不同，低水溫游泳和常溫游泳具有降低血漿ET水平的作用，其原因可能與NO反饋性抑制作用和血管內(nèi)皮細(xì)胞對運(yùn)動適應(yīng)性反應(yīng)有關(guān)［15-16］。此外，長期適宜的運(yùn)動可以引起內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞代謝活躍而改善其內(nèi)分泌功能。

4 結(jié)論

低水溫游泳運(yùn)動有改善機(jī)體慢性炎癥狀態(tài)和維護(hù)大鼠主動脈血管內(nèi)皮的完整性，提示低水溫游泳運(yùn)動對改善動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展具有一定調(diào)節(jié)作用。

［1］溫進(jìn)坤，韓 梅.一種快速建立大鼠動脈粥樣硬化模型的實(shí)驗(yàn)方法［J］.中國老年學(xué)雜志，2001，21（1）:50-52.

［2］郭延松，吳宗貴，楊軍柯.三種大鼠動脈粥樣硬化模型復(fù)制方法的比較［J］.中國動脈硬化雜志，2003，11（5）:465-469.

［3］孫敬方.動物實(shí)驗(yàn)方法學(xué)［M］.北京:人民衛(wèi)生出版社，2001:: 87.

［4］楊小毅.一種純系小鼠動脈粥樣硬化模型的建立［J］.中國動脈硬化雜志，1995，3（2）:182.

［5］溫紹軍，葉 平，李家增.動脈粥樣硬化與易損斑塊［J］.中華內(nèi)科雜志，2006，45（3）:259-260.

［6］任玉華，張曉剛.炎癥在動脈粥樣硬化發(fā)生與發(fā)展中的表現(xiàn)及作用［J］.心血管病學(xué)進(jìn)展，2008（5）:792-794.

［7］張紅霞，劉劍剛.動脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制和驗(yàn)證反應(yīng)關(guān)系研究進(jìn)展［J］.中國心血管雜志，2005，10（5）:385-387.

［8］鐘芝茵，周 喆.炎性標(biāo)志物與動脈粥樣硬化［J］.醫(yī)學(xué)綜述，2008，14（11）:1627-1629.

［9］胡江亭，張?zhí)N琨.運(yùn)動、C反應(yīng)蛋白與心血管疾病研究進(jìn)展［J］.中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志，2007，26（3）:374-380.

［10］Ostrowski K，Rohde T，Asp S，et al.Chemokines are elevated in plasma after strenuous exercise［J］.Eur J Cell Physiol，2001，84（6）:244-245.

［11］Toft AD，Ostrowski K，Asp S，et al.The effects of n-3 PUFA on the cytokine response to strenuous exercise［J］.JCell Physiol，2000，89（10）:2401-2405.

［12］劉大川.運(yùn)動與白細(xì)胞介素-6［J］.體育科學(xué)，2004，24（8）:46-48.

［13］何 偉.運(yùn)動與細(xì)胞因子的研究進(jìn)展［J］.體育科學(xué)，2005，25（7）:63-67.

［14］Ostrowski K，Hermann C，Bangash A，et al.A traum-like elevation of plasma cytokines in humans in response to treadmill running［J］. JPhysiol，1998，513（3）:889-894.

［15］金 麗，葛新發(fā).不同負(fù)荷訓(xùn)練對男子皮艇運(yùn)動員血清一氧化氮合酶的影響［J］.武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，35（5）:53.

［16］溫紹軍，葉 平.動脈粥樣硬化與易損斑塊［J］.中華內(nèi)科雜志，2006，45（3）:259-260.

責(zé)任編輯:郭長壽

Effects of Low Tem perature Sw imm ing on Aorta Structure and CRP，IL-6，ET in Atherosclerosis Rats

WANG He1，LIANG Qiaoqin2
（1.School of Sports Science，Shenyang Sport University，Shenyang 110102，Liaoning，China；2.School of Physical and Health，Guizhou University for Nationalities，Guiyang 550025，Guizhou，China）

The aim is to discusswhether low temperature sw imm ing can alleviate the chronic inflammatory reaction of AS，through observing the effects on aorta structure and CRP，IL-6，ET in atherosclerosis rats.Results show that low temperature sw imm ing can improve the state of chronic inflammation and preserve the integrity of vascular endothelia；the group w ith low temperature on reducing the body’s inflammation state is better than that of group w ith normal temperature，which proves that low temperature sw imm ing has a certain adjustment to improve the development of atherosclerosis.

low temperature sw imm ing；atherosclerosis；aorta structure；inflammatory factor；endothelin

G804.52

：A

：1004-0560（2014）02-0086-04

2013-12-10；

2014-02-25

國家體育總局重點(diǎn)研究領(lǐng)域攻課題（項(xiàng)目編號:201213074）。

王 禾（1957—），男，教授，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動醫(yī)務(wù)監(jiān)督。