低強度有氧耐力運動對被動吸煙大鼠肝組織炎性因子的影響

劉祥梅

摘 要 目的：從肝組織炎性因子含量探討低強度有氧耐力運動對吸煙機體肝臟的影響作用。方法：將48只健康雄性成年SD大鼠按體重分層隨機分為對照組（C）、吸煙組（S）、運動組（E）、運動吸煙組（ES），S、ES組被動吸煙，E、ES組進行9周有氧耐力運動，檢測大鼠肝組織IL-1、IL-6、TNF- 含量，并進行2析因方差分析。結(jié)果：IL-1的含量S組顯著高于C組（P<0.05）、ES組顯著高于C和E組（P<0.05），IL-6的含量E和ES組略高、S組略低于C組（P>0.05），TNF-的含量E組和ES組顯著地高于C和S組（P<0.05～0.01）。析因方差分析顯示，吸煙因素對IL-1含量升高（P<0.05），運動因素對肝組織TNF-含量升高作用明顯（P<0.01）。結(jié)論：香煙煙霧促使肝組織IL-1增高與IL-6含量偏低，可能有炎癥發(fā)生與脂質(zhì)代謝減低，低強度有氧耐力運動對肝臟有保健作用，對抗吸煙于肝臟的不利作用。

關(guān)鍵詞 有氧耐力運動 被動吸煙 肝臟 IL-1 IL-6 TNF-

中圖分類號：R114 文獻標識碼：A

The Impact of Low-intensity Aerobic Endurance Exercise on the Organizational Inflammatory Cytokines in Rat Liver Passive Smoking

LIU Xiangmei

（College of Sports， Hu'nan Normal University， Changsha， Hu'nan 410012）

Abstract Objective： To investigate the influence of low-intensity aerobic exercise on smoking body inflammatory liver from hepatic tissue factor content. Methods： 48 healthy adult male SD rats were randomly divided into two groups stratified （C）， smokers （S）， the exercise group （E）， sports smoking group （ES）， S， ES group of passive smoking， E， ES group nine weeks of aerobic endurance exercise， to detect IL-1， IL-6， TNF- content in liver tissue， and 2 2 factorial analysis of variance. Results： IL-1 content in S group was significantly higher than in group C （P<0.05）， ES group was significantly higher than the C and E groups （P<0.05）， slightly higher content of E and ES group， S group， IL-6 is slightly lower than in group C （P>0.05）， TNF- levels in group E and ES group was significantly higher than the C and S group （P<0.05 ～ 0.01）. Factorial analysis of variance showed that smoking factors on IL-1 levels increased （P<0.05）， the movement of factors of hepatic tissue TNF- levels increased significantly effect （P<0.01）. Conclusion： Cigarette smoke prompted liver tissue with low IL-1 increased IL-6 content， there may reduce inflammation and lipid metabolism， low-intensity aerobic exercise on liver health effects against the adverse effects of smoking on the liver.

Key words aerobic endurance exercise; passive smoking; liver; IL-1; IL-6; TNF-

國內(nèi)外研究證實，吸煙對機體有多方面的危害，①有氧運動對肝臟有一定的保護作用。②但吸煙或被動吸煙與有氧運動共同作用于機體時，對肝臟影響的研究報道很少，本實驗復(fù)制大鼠被動吸煙和低強度有氧運動模型，初步探究香煙煙霧和有氧運動二者共同作用于機體，肝臟炎性細胞因子IL-1、IL-6和TNF-的變化，為運動保健提供實驗依據(jù)。

1 研究材料和方法

1.1 實驗動物和分組

健康成年雄性SD大鼠，體重160～200 g。購自湖南農(nóng)業(yè)大學動物中心（許可證號湘scxk，2003-003），為清潔級實驗動物。以國家標準嚙齒類動物飼料分籠飼養(yǎng)，自由飲食和飲水。實驗期間室溫為18～27℃，相對濕度40%～55%，每日光照12 h。大鼠靜養(yǎng)與觀察三日，在坡度為0暗吶芴ㄉ轄興俁任0 m/min的適應(yīng)性運動15 min，篩選能訓練的大鼠48只。按體重分層隨機分為控制對照組（C）、被動吸煙組（S）、有氧運動組（E）、被動吸煙及有氧運動組（ES），每組12只。

1.2 被動吸煙方案

S、ES組置于自制半密閉玻璃箱中，燃燒某煙廠生產(chǎn)的過濾嘴香煙，焦油含量12mg，煙氣煙堿量1.0mg，一氧化碳量14mg。每周6天，共持續(xù)9周，上午進行，每支煙燃燒5～8 min，20支/d。玻璃箱規(guī)格為70cm00cm0cm，其上方有一直徑為20 cm加蓋通風口，側(cè)方有兩個直徑為10㎝的無蓋通風口。吸煙過程中，通風口打開與外界相通，防止病理性缺氧病變。C組和E組不進行被動吸煙。

1.3 運動方案

C、S組大鼠不進行運動，ES組吸煙日下午和E組進行相同運動訓練，方案參考Bedford等的稍加改進，在杭州立泰科技有限公司提供的PT動物實驗跑臺上進行坡度為0、跑速18 m/min的訓練，每天1次，每周6天，共進行9周。運動持續(xù)時間第一周10min，第二周20min，第三周30min，第4至9周均進行40min。

1.4 取材及檢測

最后一次實驗后24小時，各組均稱重后經(jīng)腹腔注射2%戊巴比妥鈉（30～40ml/kg）麻醉脫臼處死，立即剖腹剝離周圍脂肪和結(jié)締組織剪取右肝組織，冰生理鹽水沖洗后濾紙吸干，取1g左右剪碎，勻漿并離心，取上清液檢測各指標。用美國BoRid全自動酶標儀雙抗體夾心ELISA法測定炎性細胞因子IL-1、IL-6、TNF-濃度，然后根據(jù)組織蛋白含量計算每克蛋白中相應(yīng)細胞因子含量，試劑盒購于上海森雄科技實業(yè)有限公司。

1.5 統(tǒng)計學分析

實驗數(shù)據(jù)使用SPSS for Windows 11.5版統(tǒng)計軟件處理，進行One-Way ANOVA分析，LSD多重比較。有氧運動和被動吸煙對所測指標的交互作用采用2析因方差分析。

2 結(jié)果

肝組織內(nèi)IL-1含量，S組顯著高于C組（P<0.05），ES組顯著高于C、E組（P<0.05），E組略高于C組，ES組略高于S組，S組略高于E組，均差異不具顯著性（P>0.05）。IL-6含量由低至高依次為S、C、E、ES組，各組間無顯著性差異（P>0.05）。TNF-含量，E和ES組非常顯著地高于C組（P<0.01）;與S組比較，E組非常顯著地升高（P<0.01），ES組顯著升高（P<0.05）（見表1）。

如表2，析因方差分析表明，吸煙對肝組織IL-1增高作用明顯（P<0.05），運動的作用不顯著，兩因素的交互作用不明顯（P>0.05）;吸煙和運動對肝組織內(nèi)IL-6的作用不顯著，兩因素交互作用不明顯（P>0.05）;運動對肝TNF-含量影響非常顯著（P<0.01），吸煙的影響及兩因素交互作用不明顯（P>0.05）。

表1 各組大鼠肝組織IL-1、IL-6、TNF-含量（盨）

（注：與C組比較，*表示差異顯著（P<0.05），**表示差異非常顯著（P<0.01）;與運動組比較，▲表示差異顯著（P<0.05），▲▲表示差異非常顯著（P<0.01）;與吸煙運動組比較，#表示差異顯著（p<0.05）， ##表示差異非常顯著（P<0.01）。）（下同）

表2 運動與吸煙大鼠肝組織IL-1、IL-6和TNF-含量析因方差分析

3 分析與討論

IL-1局部低濃度與免疫調(diào)節(jié)相關(guān)，協(xié)同刺激APC和T細胞活化，促進B細胞增殖和分泌抗體。大量產(chǎn)生與內(nèi)分泌效應(yīng)相關(guān)，能誘導(dǎo)肝臟急性期蛋白合成，參與炎癥的損害。③研究表明3周以上長期適量的有氧運動可以正向調(diào)節(jié)IL-1的分泌，從而更好地激活并提高大鼠的免疫系統(tǒng)功能。④⑤慢性吸煙或被動吸煙IL-1上升則使機體處于持續(xù)炎癥狀態(tài)，導(dǎo)致非酒精性脂肪性肝臟疾病發(fā)生。⑥本實驗9周有氧訓練大鼠的IL-1濃度升高趨勢，反映適量運動后肝內(nèi)相關(guān)免疫功能可能適度增強，有益于保護肝組織。吸煙和吸煙運動組IL-1濃度顯著升高，且吸煙運動組有高于吸煙組的趨勢，有可能吸煙使肝組織處于持續(xù)炎癥狀態(tài)，有氧運動下香煙煙霧的不良刺激加重。IL-1在肝臟能量代謝的調(diào)節(jié)中起重要作用，病理下抑制肝細胞內(nèi)ATP含量和酮體比（KBR），引起碳水化合物和能量代謝顯著改變肝功能不良，與脂肪肝炎的肝損害關(guān)系密切。⑦我們分析吸煙引起肝IL-1含量升高時有氧運動，肝糖原大量損耗且代謝產(chǎn)物增多，肝細胞負荷增大，對肝危害作用可能加重。

IL-6的主要作用是促進B細胞增生分化和分泌抗體，對肝細胞、T細胞、神經(jīng)組織、造血系統(tǒng)也具有廣泛效應(yīng)，⑧它在運動介導(dǎo)機能調(diào)節(jié)方面具有重要作用，因而被稱為運動因子（exercise factor）。⑨大強度運動后血清含量水平24小時內(nèi)持續(xù)下降，說明機體的免疫調(diào)節(jié)能力、防御能力和抗腫瘤效應(yīng)普遍下降;⑩低強度長時間運動則引起升高，并是誘導(dǎo)骨骼肌IL-6表達上升的主要原因。 而本實驗顯示9周低強度有氧運動后大鼠肝組織IL-6含量輕微上升，可能是有氧運動有益于預(yù)防脂肪肝和提高肝抗缺血缺氧損害能力的機制之一。有研究報道被動吸煙的青年人及實驗小鼠血清IL-6含量明顯升高， 肝內(nèi)含量及表達少有報道，本實驗顯示校正常偏低，吸煙有害肝臟導(dǎo)致肝臟疾病發(fā)生可能與此密切相關(guān)。本實驗的運動及吸煙組依然呈現(xiàn)略偏高，我們認為低強度有氧耐力運動基于IL-6含量水平有關(guān)的益于肝臟作用可能沒有因吸煙降低。換而言之，吸煙易形成非酒精性脂肪性肝病，若同時堅持低強度有氧運動可能有對抗作用。

目前，運動對于不同組織TNF-含量水平影響的研究結(jié)果很不一致。Starkie等提出運動時血漿TNF-變化與IL-6存在密切關(guān)系，長期的有氧訓練可提高大鼠血漿TNF-水平。 運動對于肝組織TNF-含量影響鮮有報道，本實驗顯示9周低強度有氧運動后顯著增高。低強度有氧運動有益于肝組織的報道眾多，且可預(yù)防大鼠脂肪肝和肝癌。 TNF-可通過激活細胞外信號調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK），導(dǎo)致細胞內(nèi)CAMP升高，促使脂肪分解，還有殺傷腫瘤細胞作用， 結(jié)果可能提示適宜有氧運動益于肝臟的作用與肝內(nèi)TNF-升高有關(guān)，并可能是有氧運動降脂控重預(yù)防脂肪肝和肝癌的重要機制。適宜有氧運動使肝內(nèi)TNF-含量上升，運動及運動吸煙機體肝內(nèi)含量明顯高于吸煙機體，反映低強度有氧運動后肝內(nèi)TNF-含量益于肝臟的變化，不會因為吸煙而降低。

4 結(jié)論

香煙煙霧使肝組織IL-1含量增高和IL-6含量偏低而不利于肝臟，低強度有氧運動對肝臟有保健作用，但若同時吸煙會增加IL-1含量，運動者應(yīng)戒煙及遠離香煙煙霧。

注釋

① 李義平，王平，王亞文.香煙主流煙霧與側(cè)流煙霧對小鼠致突變作用的研究[J].中國公共衛(wèi)生，2001.17（8）：707-708.

② 龍強，潘玲，張家意，等.有氧運動對小鼠肝臟SOD活性的影響[J].凱里學院學報，2010.28（6）：89-91.

③ Shih- Pei Chang ， Yu- Huang Chen， Weng- Cheng Chang， et al. Increase of Anti- ox idatio n by Ex erci se in the Liver of Obese Zucker Rats[J]. Clinical and Experimental， Pharmacology and Physio logy，2004（31）：506-511.

④ 陳乾坤，姜格寧，丁嘉安，等.大鼠肺缺血再灌注損傷后前炎癥細胞因子IL-1 mRNA的表達分析[J].復(fù)旦大學報醫(yī)學版，2008.35（4）：560-563.

⑤ 劉波，戴國鋼，馬建，等.大強度運動和中醫(yī)治療對兔膝關(guān)節(jié)軟骨IL-1、TNF、PGE2的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志，2005.23（3）：304-306.

⑥ 趙子建.有氧運動對大鼠白細胞介素IL-1的影響[J].成都體育學院學報，2012.38（6）：681-682.

⑦ 張忠淘，王宇，奧村忠芳.IL-1 通過誘導(dǎo)一氧化氮的產(chǎn)生抑制肝細胞能量代謝[J].中華肝膽外科雜志，2002.8（5）：290-293.

⑧ 閆芬，李穎，劉樹欣，等.運動引起的白細胞介素6的 改變與鐵調(diào)素的調(diào)控[J].河北師范大學學報/自然科學版，2011.35（3）：305-308.

⑨ PEDERSEN B K， ST EENSBERG A， FI SCH ER C， et al. Sear ching for the Exercise Factor ： Is IL-6 a Candidate？ [J].J Muscle Res Cell Mo til，2003.24（3）：113-119.

⑩ 黃文英，張媛，徐亨屹.大強度運動與慢性心理應(yīng)激對大鼠血清IL-1 、IL-2、IL-6含量的影響[J].中國運動醫(yī)學雜志，2008.27（1）：93-96.

王今越，丁樹哲，劉偉，等.運動與IL-6的研究進展[J].體育科學，2007.27（6）：60-67.

劉愛玲，馬紅，王文麗，等.被動吸煙對青年人血管內(nèi)皮舒張功能和血清白細胞介素-6水平的影響[J].鄭州大學學報，2007.42（2）：261-263.

Starkie， Sisse Rye Ostrowski， Sune Jauffred， et al. Exercise infusion inhibit endotoxin TNF- and IL-6 induced production in humans. The FASEB Journal，2003.17（8）：884-886.

陳劍鋒.不同負荷運動對急性心理應(yīng)激大鼠血清IL-6和TNF-a含量的影響[D].江蘇：揚州大學，2006.

Langin D， Arner P. Importance of TNFalpha and neutral lipases in human adipose tissue lipolysis[J]. Trends Endocrinol Metab，2006.17（8）：314-320.