褪黑素對(duì)過(guò)度訓(xùn)練大鼠胃腸動(dòng)力及血漿中應(yīng)激激素水平的影響*

景會(huì)鋒， 王小梅

(延安大學(xué)體育學(xué)院， 陜西 延安 716000)

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褪黑素對(duì)過(guò)度訓(xùn)練大鼠胃腸動(dòng)力及血漿中應(yīng)激激素水平的影響*

景會(huì)鋒△， 王小梅

(延安大學(xué)體育學(xué)院， 陜西 延安 716000)

目的：探討褪黑素對(duì)過(guò)度訓(xùn)練大鼠胃腸動(dòng)力及血漿中應(yīng)激激素水平的影響。方法：成年SD大鼠30只，隨機(jī)分為對(duì)照組、過(guò)度訓(xùn)練組、褪黑素干預(yù)組(n=10)。在每次訓(xùn)練前30 min對(duì)照組和過(guò)度訓(xùn)練組大鼠灌服生理鹽水(15 ml/kg)、褪黑素干預(yù)組大鼠灌服褪黑素(15 ml/kg),每天1次,每周5次。過(guò)度訓(xùn)練組和褪黑素干預(yù)組大鼠進(jìn)行每周5次,共6周的過(guò)度訓(xùn)練。6周后，觀察各組大鼠胃內(nèi)殘留率、小腸推進(jìn)比、血漿中胃動(dòng)素(MTL)、降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)、皮質(zhì)醇(CORT)和兒茶酚胺(CA)水平。結(jié)果：與對(duì)照組相比，過(guò)度訓(xùn)練組大鼠胃內(nèi)殘留率、小腸推進(jìn)比、血漿中MTL、CORT和CA水平明顯升高(P<0.01)，血漿中CGRP濃度明顯降低(P<0.01)，經(jīng)過(guò)褪黑素干預(yù)后，大鼠胃內(nèi)殘留率、小腸推進(jìn)比、血漿中MTL、CORT和CA水平明顯降低(P<0.01)，血漿中CGRP濃度明顯升高(P<0.01)。結(jié)論：褪黑素對(duì)過(guò)度訓(xùn)練引起的胃腸道功能紊亂具有保護(hù)作用，MTL、CGRP、CORT和CA在其發(fā)病中均起重要作用。

褪黑素；過(guò)度訓(xùn)練；胃腸動(dòng)力；應(yīng)激激素；大鼠

適宜的應(yīng)激對(duì)機(jī)體適應(yīng)和生存有重要意義，而過(guò)度應(yīng)激會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生有害影響。過(guò)度訓(xùn)練是運(yùn)動(dòng)負(fù)荷與機(jī)體機(jī)能不相適應(yīng)，機(jī)體處于過(guò)度應(yīng)激，以至于疲勞連續(xù)積累而引起一系列的功能紊亂或病理狀態(tài)，已成為影響運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練和比賽的一個(gè)較為突出的問(wèn)題[1]。過(guò)度訓(xùn)練可引起機(jī)體出現(xiàn)一系列消化系統(tǒng)癥狀。褪黑素主要是由松果體合成和分泌的一

種神經(jīng)內(nèi)分泌激素，除了調(diào)節(jié)生物節(jié)律、改善神經(jīng)內(nèi)分泌免疫功能以外，它還是一種內(nèi)源性抗氧化劑，可顯著減輕氧化應(yīng)激對(duì)細(xì)胞和組織的損傷[2]。有關(guān)褪黑素在防治過(guò)度訓(xùn)練引起的胃腸道功能紊亂中的作用目前尚未報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)旨在觀察褪黑素對(duì)過(guò)度訓(xùn)練大鼠胃腸動(dòng)力的影響，并且通過(guò)測(cè)試血漿中應(yīng)激激素水平的變化探討其可能發(fā)病的機(jī)制，從而為防治過(guò)度訓(xùn)練引起的胃腸道功能紊亂提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

雄性SD大鼠30只(購(gòu)于西安交通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理中心)，3月齡，體重180～220 g，動(dòng)物室內(nèi)溫度20℃～29℃，相對(duì)濕度40%～55%，分籠飼養(yǎng)，自由飲水，飼嚙齒類普通飼料，褪黑素購(gòu)買于Sigma公司，胃動(dòng)素(motilin,MTL)；降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)、皮質(zhì)醇(cortisol,CORT)和兒茶酚胺(catecholamines, CA)水平采用放射免疫法測(cè)定，放射免疫分析藥盒均購(gòu)自中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院免疫技術(shù)研究所。CA是腎上腺素(epinephrine,E)和去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)的總稱。

1.2 方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組及訓(xùn)練方案 將30只大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)5 d后隨機(jī)分為3組(n=10)：對(duì)照組、過(guò)度訓(xùn)練組、褪黑素干預(yù)組。對(duì)照組: 不進(jìn)行任何訓(xùn)練，每天補(bǔ)充同劑量生理鹽水；過(guò)度訓(xùn)練和褪黑素干預(yù)組大鼠進(jìn)行每周5次，共6周的遞增負(fù)荷的訓(xùn)練。過(guò)度訓(xùn)練組灌服生理鹽水(15 ml/kg)，褪黑素組灌服褪黑素(15 ml/kg)，30 min后開(kāi)始訓(xùn)練，每天1次，每周5次。具體訓(xùn)練方案參照Bedford模型加以調(diào)整，末次訓(xùn)練按以下程序運(yùn)動(dòng)至力竭：Ⅰ級(jí)負(fù)荷：0°，8.2 m/min，15 min；Ⅱ級(jí)荷:5°，15 m/min，15 min；Ⅲ級(jí)負(fù)荷:10°，20 m/min，運(yùn)動(dòng)至力竭。力竭判斷標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)物跟不上預(yù)定速度(20 m/min)，臀部壓在籠具后壁，后肢隨皮帶后拖達(dá)30 s，毛刷刺激無(wú)效，降低負(fù)荷到Ⅱ級(jí)負(fù)荷讓大鼠繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，直至Ⅰ級(jí)負(fù)荷下也無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)即為力竭[3]。具體訓(xùn)練方案如表1。

Tab. 1 Training programmes of rats

1.2.2 觀察指標(biāo)測(cè)定 于末次訓(xùn)練后，三組大鼠分別經(jīng)口灌入2.5 ml灌胃液(以50 g/L 的炭末與100 g/L 的阿拉伯樹(shù)膠混合蒸餾水制成)，30 min后，按50 mg/kg的劑量腹腔注射2%的戊巴比妥鈉溶液麻醉，迅速分離頸總動(dòng)脈，采血4 ml，注入含乙二胺四乙酸鈉30 μl和10%抑肽酶40 μl的試管中，混勻，離心半徑12 cm，離心(3 000 r/min,10 min,4℃)，分離血漿，-20℃保存，采用放射免疫法測(cè)定血漿中MTL、CGRP、CORT和CA含量。然后快速剖腹取出胃腸道，結(jié)扎胃賁門(mén)和幽門(mén)，從賁門(mén)處至回腸末端分離胃腸，取賁門(mén)至回腸末端腸管，將其自然拉直鋪平，測(cè)量胃腸道全長(zhǎng)及灌胃液在胃腸道的推進(jìn)距離，計(jì)算灌胃液推進(jìn)距離占胃腸道全長(zhǎng)的百分比即小腸推進(jìn)比。取胃，用濾紙擦干后稱重，沿胃大彎剪開(kāi)，洗去胃內(nèi)容物擦干，稱重，計(jì)算胃內(nèi)殘留率。即胃內(nèi)殘留物占灌胃液的質(zhì)量百分比。

1.3 統(tǒng)計(jì)處理

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠胃腸動(dòng)力的變化

與對(duì)照組相比，過(guò)度訓(xùn)練組大鼠胃內(nèi)殘留率和小腸推進(jìn)比明顯升高(P<0.01)；與過(guò)度訓(xùn)練組相比，褪黑素干預(yù)組大鼠胃內(nèi)殘留率和小腸推進(jìn)比明顯降低(P<0.01，表2)。

GroupGastricemptyingrateSmallintestinalpropulsionratioControl56.37±8.665.23±9.7Overtraining72.46±1.1**89.16±4.1**Melatonininter-vention59.53±4.9##69.55±7.5##

**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsovertraining group

2.2 各組大鼠血漿中MTL，CGRP，CORT和CA水平的變化

與對(duì)照組相比，過(guò)度訓(xùn)練組大鼠血漿中MTL、CORT、CA(E和NE)水平明顯升高(P<0.01)，CGRP水平明顯降低(P<0.01)；與過(guò)度訓(xùn)練組相比，褪黑素干預(yù)組大鼠血漿中MTL、CORT、CA(E和NE)水平明顯降低(P<0.01)，CGRP水平明顯升高(P<0.01，表3)。

3 討論

過(guò)度訓(xùn)練可引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈應(yīng)激反應(yīng)，使消化系統(tǒng)功能紊亂。研究表明，適宜的運(yùn)動(dòng)加快胃腸傳輸，大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)抑制胃腸傳輸，且與胃腸激素分泌異常有關(guān)[4]。楊建昌等觀察了過(guò)度訓(xùn)練大鼠一周內(nèi)糞便顆粒數(shù)明顯減少[5]。也有文獻(xiàn)表明，過(guò)度訓(xùn)練引起腹瀉與便秘交替出現(xiàn)。關(guān)于過(guò)度訓(xùn)練對(duì)胃腸道功能影響的報(bào)道尚有爭(zhēng)議。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，過(guò)度訓(xùn)練大鼠胃內(nèi)殘留率和小腸推進(jìn)比均明顯高于對(duì)照

Tab. 3 Comparison of MTL,CGRP,CORT and CA levels among different groups ±s, n=10)

MTL: Motilin； CGRP: Calcitonin gene-related peptide; CORT: Cortisol; E: Epinephrine; NE: Norepinephrine

**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsovertraining group

組，血漿MTL水平升高、CGRP水平降低，表明運(yùn)動(dòng)應(yīng)激抑制胃排空，加速食物在小腸內(nèi)行進(jìn)，其可能是通過(guò)調(diào)節(jié)血漿內(nèi)胃腸激素來(lái)完成的。MTL主要生理活性為刺激胃腸運(yùn)動(dòng)及促進(jìn)胃蛋白酶分泌，加速胃排空和小腸傳輸，胃腸動(dòng)力學(xué)改變與MTL含量異常有關(guān)[6]。CGRP具有調(diào)節(jié)胃腸道血流以及動(dòng)力的作用，同時(shí)還能維持胞內(nèi)Ca2+穩(wěn)態(tài)[7]。在運(yùn)動(dòng)應(yīng)激時(shí)，MTL和CGRP分泌紊亂，產(chǎn)生胃運(yùn)動(dòng)亢進(jìn)、胃腸道缺血，導(dǎo)致胃腸蠕動(dòng)減弱，食物和消化液不能充分混合，部分食物滯留于胃竇部，使胃內(nèi)殘留率升高，進(jìn)入腸道的食物在腸道停留時(shí)間變短，小腸推進(jìn)速度加快，使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)在小腸的消化和吸收抑制，限制運(yùn)動(dòng)后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的攝取，嚴(yán)重影響機(jī)體恢復(fù)。

HPA軸在應(yīng)激性胃腸道功能紊亂的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用[8]。應(yīng)激時(shí)分泌量增多，被視為情緒或應(yīng)激強(qiáng)度的指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了腎上腺皮質(zhì)分泌的CORT和腎上腺髓質(zhì)分泌的E和NE含量，發(fā)現(xiàn)過(guò)度訓(xùn)練組大鼠血漿中CORT、E和NE分泌量明顯升高，這可抑制胃粘膜表皮細(xì)胞更新，使胃部血管收縮，胃腸道供血障礙, 促使胃腸動(dòng)力改變。其可能機(jī)制為：過(guò)度訓(xùn)練導(dǎo)致植物神經(jīng)活動(dòng)紊亂，交感神經(jīng)興奮，CORT、E和NE水平升高；大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中糖分解速度加快也會(huì)反饋性引起CORT、E和NE水平升高；過(guò)度訓(xùn)練產(chǎn)生大量自由基也會(huì)氧化損傷機(jī)體而激發(fā)炎癥反應(yīng)，使機(jī)體CORT、E和NE水平升高。褪黑素干預(yù)后血漿中CORT、E和NE水平明顯下降，說(shuō)明外源性的褪黑素可以抑制由過(guò)度訓(xùn)練引起的HPA軸的興奮作用。這可能與褪黑素的抗氧化作用有關(guān)，通過(guò)減弱自由基對(duì)機(jī)體的損傷，抑制機(jī)體CORT、E和NE含量的增加；褪黑素還可以調(diào)節(jié)植物神經(jīng)活動(dòng)，減弱HPA軸的活動(dòng)，使應(yīng)激激素含量維持相對(duì)穩(wěn)定。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明過(guò)度訓(xùn)練導(dǎo)致的消化系統(tǒng)功能紊亂與胃腸激素和血漿應(yīng)激激素水平分泌紊亂有關(guān)。褪黑素可抑制運(yùn)動(dòng)應(yīng)激所致血漿胃腸激素和應(yīng)激激素的紊亂，改善胃腸功能，從而防治運(yùn)動(dòng)應(yīng)激對(duì)消化系統(tǒng)的的損傷，但其本質(zhì)規(guī)律還有待進(jìn)一步研究。

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The experimental study on melatonin gastro intestinal motility and plasma levels of stress hormones in overtraining rat

JING Hui-feng△, WANG Xiao-mei

(Department of Physical Education, Yanan University， Yanan 716000, China)

Objective: To study the effect of melatonin on the gastrointestinal motility and plasma levels of the stress hormone in overtraining rats. Method: Thirty adult SD rats were randomly divided into three groups(n=10): control group, over-training group, melatonin intervention group. 30 min before each training, rats in the control and over-training groups were fed with normal saline (15 mg/kg) once a day and 5 times per week, while rats in the melatonin intervention group were administrated with melatonin, perfusion in the intervention group (15 mg/kg). Excessive training group and melatonin intervention group rats were subjected to excessive training at 5 times a week for 6 weeks. After 6 weeks, the gastric emptying rate, small intestinal propulsion ratio and levels of plasma motilin (MTL) and calcitonin gene-related peptide (CGRP), cortisol (CORT) and catecholamines (CA) were observed in all groups. Results: Compared with the control group, the gastric emptying rate, small intestinal propulsion ratio and levels of plasma MTL, CORT and CA were increased significantly (P<0.01) while the content of CGRP was reduced (P<0.01) in over-training group. After treated with melatonin, this trend was reversed, that was, the gastric emptying rate, small intestinal propulsion ratio and levels of plasma MTL, CORT and CA were surpressed significantly (P<0.01) while the content of CGRP was improved obviously (P<0.01) in over-training group. Conclusion: Melatonin plays an important role in protecting gastrointestinal tract from dysfunction, in which MTL, CGRP, CORT and CA are all involved.

melatonin; over-training; gastrointestinal; stress hormones; rats

2014-12-08

2015-02-25

G804.7

A

1000-6834(2015)05-411-03

10.13459/j.cnki.cjap.2015.05.008

△【通訊作者】Tel: 18329906898； E-mail： jinghuifeng112@126.com