不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動對動脈粥樣硬化大鼠血漿ET-1、NO濃度的影響

吳翊馨 張海平 蘇勝林 (沈陽體育學(xué)院運(yùn)動人體科學(xué)學(xué)院，遼寧 沈陽 110102)

動脈粥樣硬化(AS)的始動原因是血管內(nèi)皮功能出現(xiàn)功能障礙。內(nèi)皮功能障礙最具有代表性的血清指標(biāo)是內(nèi)皮素(ET-1)和一氧化氮(NO)〔1〕。ET-1和NO是內(nèi)皮細(xì)胞分泌的人體內(nèi)最強(qiáng)的縮血管活性肽和舒血管活性多肽〔2〕。在生理條件下，內(nèi)皮細(xì)胞所分泌的ET、NO應(yīng)該處于一種平衡狀態(tài)，對調(diào)節(jié)機(jī)體血流、血壓穩(wěn)定、維持血管正常生理具有重要的生理意義〔3〕。當(dāng)內(nèi)皮損傷及功能紊亂時，ET-1和NO濃度改變，引起血管舒縮功能發(fā)生障礙。因此可通過檢測ET-1和NO的含量來評價內(nèi)皮功能〔4〕。本文通過研究血漿中ET-1、NO濃度變化以及形態(tài)學(xué)觀察，探討ET-1、NO在AS形成過程中的致病機(jī)制及有氧運(yùn)動對他們之間的影響，從而揭示不同強(qiáng)度有氧運(yùn)動對AS的內(nèi)皮損傷、血管內(nèi)分泌功能方面影響的可能機(jī)制。

1 對象和方法

1.1 研究對象 將120 g健康純種雄性Wistar大鼠100只隨機(jī)分配五組:對照組(NC組，普通飼料組)、高脂組(AS組，高脂膳食)、運(yùn)動 1 h組(S1.0 組，運(yùn)動 1 h+高脂膳食)、1.5 h組(S1.5 組，運(yùn)動1.5 h+高脂膳食)、2 h 組 (S2.0 組，運(yùn)動2 h+高脂膳食)。NC 組喂基礎(chǔ)飼料，AS、S1.0、S1、5、S2.0 組大鼠先按VitD370萬IU/kg體重的總劑量進(jìn)行灌喂，分3 d完成，之后飼喂高脂飼料15 g/d，共8 w。高脂飼料配方〔5〕:2%膽固醇，0.5%膽酸鈉，3%豬油，0.2%丙基硫氧嘧啶和94.3%的基礎(chǔ)飼料，膽固醇(分析純)購于上海新興化學(xué)試劑公司，膽酸鈉購于德國Serva公司，丙基硫氧嘧啶為上海復(fù)興制藥有限公司原料藥(質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合C.P.2000版藥典)，維生素D3注射液購于上海第九制藥廠動物飼養(yǎng)在帶不銹鋼蓋底的塑料籠中，每籠5只，自由飲水，溫室19℃ ～23℃，自然采光。

1.2 方法 S1.0、S1.5、S2.0組從實(shí)驗日起每周進(jìn)行5 d游泳訓(xùn)練，從10 min/d起，每天遞增10 min直至60、90、120 min/d，持續(xù)8 w〔6〕。游泳器具為3個100×60×70 cm3的玻璃魚缸，水溫(30±2)℃，水深50 cm，每只大鼠游泳面積＞300 cm2，在大鼠游泳過程中用木棒驅(qū)趕不游泳大鼠，以防漂浮水面。

1.3 組織形態(tài)學(xué)觀察 全程分離主動脈，取出置4%多聚甲醛中固定，常規(guī)脫水，透明，浸蠟，石蠟包埋，光鏡下觀察各組主動脈弓、大動脈及血管內(nèi)皮組織形態(tài)學(xué)改變。

1.4 血漿ET-1測定 于大鼠主動脈取血0.5～0.8 ml，置于含有抗凝劑(100 g/L乙二胺四乙酸二鈉溶液15 μl，抑肽酶20 μl)的已編號聚苯乙烯試管中，搖勻，4℃ 3 000/min離心10 min，分離血漿，用放射免疫法檢測血漿ET-1水平，試劑盒由解放軍總醫(yī)院東亞免疫技術(shù)研究所提供，由沈陽體育學(xué)院中心實(shí)驗室協(xié)助測定。

1.5 NO代謝產(chǎn)物硝酸鹽的測定 由于體內(nèi)NO化學(xué)性質(zhì)活潑，在體內(nèi)代謝產(chǎn)物的半衰期很短，只有數(shù)秒，就轉(zhuǎn)化為相對穩(wěn)定的代謝產(chǎn)物硝酸鹽。本研究中即采用硝酸還原酶法，將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，加入Griesse顯色劑，顯色后用分光光度計在540 nm波長處測量吸光度，再根據(jù)公式計算得出硝酸鹽的濃度，以此來反映體內(nèi)血漿NO濃度。

2 結(jié)果

2.1 各組動物主動脈經(jīng)蘇木精-伊紅(HE)染色在顯微鏡觀察NC組內(nèi)膜、中膜、外膜分界清晰，管腔面由單層內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋，細(xì)胞完整;中膜平滑肌細(xì)胞、彈力纖維分界清晰，排列規(guī)整;AS組可見明顯粥樣斑塊期病灶，纖維組織增生伴片狀或點(diǎn)狀鈣化，中膜明顯萎縮，呈較典型的成熟AS斑塊;S1.0管壁層次尚清楚，內(nèi)膜細(xì)胞完整，中膜平滑肌細(xì)胞、彈力板排列規(guī)整;S1.5組管壁層次清晰，內(nèi)膜完整，中膜平滑肌細(xì)胞以及彈力板排列整齊，無斷裂現(xiàn)象，內(nèi)皮下間隙增寬。S2.0組動脈壁厚薄不均，中膜平滑肌排列紊亂，部分彈力板纖維破壞。見圖1。

2.2 有氧運(yùn)動對AS模型大鼠血漿中ET-1、NO濃度的影響經(jīng)過8 w高脂膳食后，AS組血漿中ET-1濃度明顯高于NC組(P＜0.05)。與 AS比較，S1.0組 ET-1濃度水平雖降低，但無統(tǒng)計學(xué)意義;S1.5、S2.0 組 ET-1 濃度明顯降低(P＜0.05)。AS組血漿中 NO濃度明顯低于 NC組(P＜0.05)。與 AS比較，S1.0組血漿中NO濃度雖然升高，但無統(tǒng)計學(xué)意義;S1.5、S2.0組血漿中NO濃度明顯升高(P＜0.05)。見表1。

圖1 各組動物主動脈經(jīng)HE染色顯微鏡觀察(×100)

表1 有氧運(yùn)動前后AS模型大鼠血漿ET-1、NO濃度變化(s)

表1 有氧運(yùn)動前后AS模型大鼠血漿ET-1、NO濃度變化(s)

與 NC 組比較:1)P＜0.05;與 AS組比較:2)P＜0.05

組別 n ET-1(pg/ml)NO(μmol/L)20 46.69±17.21 331.34±37.84 AS 組 18 77.07±17.941) 228.63±37.801)S1.0 組 13 64.40±10.83 248.44±44.90 S1.5 組 17 59.79±13.652) 319.90±31.972)S2.0 組 15 62.26±6.502) 291.31±49.322)NC組

3 討論

已有實(shí)驗報道，AS發(fā)生早期，其主要表現(xiàn)為血管內(nèi)皮損傷，內(nèi)皮細(xì)胞膜破損后，釋放出大量ET-1入血，血漿ET-1升高。血漿ET-1升高后，反過來加重血管內(nèi)皮損傷，破壞內(nèi)皮的完整性和內(nèi)皮的自我修復(fù)〔7〕。同時，血漿ET-1以自分泌旁分泌的方式作用于血管平滑肌細(xì)胞使其增生增厚，促進(jìn)血管AS的發(fā)生發(fā)展。血管內(nèi)皮損傷另一特征是NO生成減少或以非活性形式釋放出來，作用于損傷的血管內(nèi)皮上，信息傳遞功能出現(xiàn)障礙，不能發(fā)揮NO舒張血管、抑制血小板黏附形成血栓等抗 AS的生物學(xué)效應(yīng)〔8〕。

本研究發(fā)現(xiàn)，作為血管內(nèi)分泌系統(tǒng)分泌的血管舒縮活性肽ET-1、NO含量發(fā)生改變，與血管內(nèi)皮損傷以及AS的發(fā)生發(fā)展有直接的關(guān)系。AS組大鼠血漿ET-1含量顯著升高，NO含量顯著下降正是由于血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，血管平滑肌細(xì)胞暴露出來產(chǎn)生的，而ET-1和NO作為一對有舒縮血管功能的生理拮抗劑在失衡狀態(tài)下，反過來有可能加重血管內(nèi)皮損傷。調(diào)整血漿ET-1、NO含量到正常水平對治療血管內(nèi)皮損傷、AS有重要作用。

本研究結(jié)果說明運(yùn)動訓(xùn)練對ET-1、NO分泌有影響，不同強(qiáng)度的運(yùn)動量對ET-1、NO的分泌影響是不同的。另外也說明有氧運(yùn)動有使AS大鼠血漿ET-1、NO向正常水平恢復(fù)的趨勢，使ET-1、NO向有利于抗AS的方向發(fā)展。

與此對應(yīng)，S1.0、S1.5、S2.0 三個運(yùn)動組管壁結(jié)構(gòu)重新構(gòu)建，血管內(nèi)皮完整性和功能紊亂得到恢復(fù)，提示血漿ET-1/NO呈不同程度的降低/升高與血管內(nèi)皮完整性和功能紊亂恢復(fù)有關(guān);S1.0、S2.0組管壁仍有部分病理改變存在，所以血漿ET-1、NO含量雖然向正常水平恢復(fù)，但不如S1.5顯著;運(yùn)動1.5 h可能是預(yù)防、治療AS大鼠的最佳運(yùn)動強(qiáng)度。

大量實(shí)驗已經(jīng)證實(shí)，長時間、規(guī)律的有氧運(yùn)動能夠改善機(jī)體缺血、缺氧、血管剪切力等理化因素，可以增加機(jī)體的心肺功能，改善機(jī)體通氣、換氣能力，增加最大攝氧量，使機(jī)體組織產(chǎn)生反應(yīng)性和結(jié)構(gòu)適應(yīng)性變化。因此作者推測，有氧運(yùn)動可能正是由于通過對這些理化因素的干預(yù)而影響了AS血漿中ET-1、NO的濃度，運(yùn)動才對人體產(chǎn)生有益的影響。運(yùn)動組大鼠血漿ET-1、NO向抗AS方向發(fā)展，這可能就是機(jī)體對運(yùn)動產(chǎn)生的適應(yīng)性反應(yīng)的結(jié)果。

綜上，運(yùn)動具有糾正ET-1、NO的平衡失調(diào)(血漿ET-1降低/NO升高)，使AS大鼠縮血管活性物質(zhì)降低，舒血管物質(zhì)的增加，調(diào)節(jié)舒縮平衡，減輕內(nèi)皮損傷，達(dá)到防治 AS的作用。

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