有氧運動對衰老大鼠胸主動脈形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

高 虹 許 競

(陜西學(xué)前師范學(xué)院體育部，陜西 西安 710100)

適宜運動可以延緩衰老，特別是對心血管系統(tǒng)有很大的影響〔1～3〕。運動對胸主動脈的形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響非常復(fù)雜。本研究旨在探討運動對抗大鼠衰老的胸主動脈形態(tài)結(jié)構(gòu)變化。

1 資料與方法

1.1動物及分組 離乳兩月齡雄性SD大鼠48只，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供，體重(200±10)g，體長(17.8±1.5)cm。動物房溫度(22±2)℃，濕度40%～60%，每日按自然晝夜照明，自由進(jìn)食飲水。動物飼料為實驗動物專用飼料，購自西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動物實驗中心，飲用水為自來水。大鼠購進(jìn)后均先適應(yīng)性喂養(yǎng)1 w，自由活動。將48只大鼠隨機(jī)分為正常對照(NC)組、D-衰老模型對照(AC)組、衰老模型訓(xùn)練(AE)組，各16只，在飼養(yǎng)和訓(xùn)練中，將每組分四籠，每周換墊料2次，每次1 600 g。

1.2動物模型的建立 NC組按常規(guī)喂養(yǎng)，不進(jìn)行任何訓(xùn)練，每日在頸背皮下注射一次生理鹽水(125 mg/kg)；AC組和AE組每日在頸背皮下注射一次D-半乳糖(125 mg/kg)〔4，5〕，共9 w。其中，AC組正常飼養(yǎng)，不進(jìn)行任何訓(xùn)練，AE組在第一周開始采用游泳運動模式進(jìn)行訓(xùn)練〔6，7〕。運動方式為無負(fù)重游泳，游泳池為塑料水桶，面積為1.13 m2，水深為50 cm，超過大鼠身長的2倍，水溫為34～36℃。在第1周每次游泳30 min，第2周每次運動40 min，第3周每次運動50 min，從第4周開始到第9周每次運動60 min，訓(xùn)練3 d/w，分別為周一、周三、周五，其他時間休息。在6 w和9 w訓(xùn)練結(jié)束即刻，分別對3組大鼠的胸主動脈進(jìn)行取樣。

1.3主要儀器及試劑 OLYMPUS DM2500型熒光研究顯微鏡、Leica-185型石蠟切片機(jī)、LeicaTp120型組織脫水機(jī)、LeicaHi1210型展片機(jī)、LeicaHi1220型烘片機(jī)、LeicaEG1160型組織包埋機(jī)等(德國產(chǎn))；恒溫水浴箱(北京醫(yī)療設(shè)備廠)；塑料水桶(面積為1.13 m2，水深為50 cm，超過大鼠身長的2倍，水溫為34～36℃)；動物解剖器械若干；麻醉劑(烏拉坦)。

1.4切片制作及觀察 大鼠腹腔麻醉后取出胸主動脈，放在冰生理鹽水中洗凈血漬，再用濾紙吸干水，取胸主動脈1.5 cm組織塊用紗布包扎標(biāo)號后置于已配好的10%的甲醛固定液內(nèi)，固定24 h；然后進(jìn)行脫水、透明、浸蠟、包埋、切片、染色、封固等步驟制作胸主動脈HE染色切片。制備好的大鼠胸主動脈切片，用OLYMPUS顯微鏡下觀察血管一般形態(tài)。在切片制作時，在連續(xù)切下的蠟帶中，按照將同一組織塊2張蠟片撈片于一個載玻片上，共8張；每組8個樣本。需要切片數(shù)目每隔8張取一張展片與撈片，然后進(jìn)行后續(xù)工序。將切片分別在10×4、10×20、10×40光鏡下進(jìn)行觀察。在每只大鼠的10張切片上，選擇染色清晰的5張切片，對切片進(jìn)行圖像分析測量。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)及獨立樣本t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1一般觀察指標(biāo) 9 w實驗結(jié)束后，AC組毛發(fā)發(fā)黃、干澀、行動遲緩、嗜睡。其他兩組毛色無顯著差別；AE運動前期有不適應(yīng)感，隨著運動訓(xùn)練的時間延長，表現(xiàn)不同程度的適應(yīng)。在后3 w的運動過程中由于運動時間的延長大鼠在運動后表現(xiàn)出不同程度的疲勞：活力下降、眼睛略微發(fā)白、食欲減小。并對少數(shù)持續(xù)性運動能力下降、大便過稀。

2.2胸主動脈的變化組間比較 表1可見，胸主動脈纖維所占百分比。6 w后，AC組動脈的活組織切片檢查中顯示出血管壁增厚硬化及膠原纖維排列改變且順序紊亂，是典型衰老血管癥狀。AE組動脈的活組織切片檢查中顯示出動脈組織的膠原纖維和彈力纖維重新排列有序并恢復(fù)彈性。同時膠原組織減少、排列整齊、血管柔韌度增加并且血管內(nèi)膜表面光滑有彈性。9 w后AE組與AC組比較有非常顯著差異(P<0.01)，說明適宜運動可以延緩動脈血管的衰老。

表1 單位面積上胸主動脈纖維所占百分比±s，n=16)

3 討 論

衰老是生物體成年后漸進(jìn)性、多系統(tǒng)、多器官與多種功能的退行性改變，是諸多病理、生理過程綜合作用的結(jié)果。衰老動物在外觀特征上會發(fā)生一些改變，出現(xiàn)諸如皮膚彈性下降、毛色枯黃、脫毛、行動遲緩、嗜睡及體重改變等現(xiàn)象。這些指標(biāo)雖不具有特異性，但能在一定程度上反映其衰老變化。本研究結(jié)果顯示有氧運動對衰老有延緩作用。

本文與其他研究表明，衰老可以使血管系統(tǒng)產(chǎn)生缺血和血流動力學(xué)改變等一系列變化，包括膠原纖維增生、彈力下降、動脈基底膜的增厚、血管順應(yīng)性降低〔8～10〕。本文顯示訓(xùn)練6 w后AE組大鼠主動脈內(nèi)皮細(xì)胞固縮、變性，由瘢痕組織代替，形成板層樣結(jié)構(gòu)。內(nèi)皮細(xì)胞表面有紅細(xì)胞黏附，提示內(nèi)皮細(xì)胞損傷，表面不光滑，導(dǎo)致微血栓形成。彈性膜中出現(xiàn)大量的膠原纖維，提示血管彈性降低，這可能是由于機(jī)體對運動負(fù)荷不適應(yīng)造成的。訓(xùn)練9 w后中負(fù)荷運動可以延緩動脈的衰老，維持血管彈性及通暢、降低血壓。

本研究說明長期有氧運動可以改善主動脈壁超微結(jié)構(gòu)的老化。有利于血管內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和動脈壁彈性的維持，在一定程度上可以阻止自由基及其過氧化反應(yīng)對血管內(nèi)皮細(xì)胞器造成的損害，從而保證細(xì)胞的生理功能，延緩動脈血管的衰老。

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