跑步運(yùn)動(dòng)對(duì)小鼠端粒長(zhǎng)度和體內(nèi)氧化抗氧化的影響

張淑靜 王玥 周雨玫 陳琳 高譽(yù)珊 黃翔 孫燕 鄭豐杰 李宇航

摘要? 目的：觀察跑步運(yùn)動(dòng)對(duì)小鼠端粒長(zhǎng)度和體內(nèi)氧化抗氧化的影響，探討中醫(yī)學(xué)“流水不腐，戶樞不蠢”運(yùn)動(dòng)養(yǎng)生觀的現(xiàn)代生物學(xué)機(jī)制。方法：選取并將8周齡雄性ICR小鼠隨機(jī)分為3組（未施加運(yùn)動(dòng)組，運(yùn)動(dòng)1組，運(yùn)動(dòng)2組），兩運(yùn)動(dòng)組按2種不同的運(yùn)動(dòng)量，每天跑步，共運(yùn)動(dòng)8周后取材。熒光定量PCR的方法檢測(cè)血液細(xì)胞和肝臟組織中基因端粒的長(zhǎng)短變化，化學(xué)法測(cè)定試劑盒檢測(cè)肝臟組織中還原型胱甘肽（GSH）/氧化型谷胱甘肽（GSSG）比值的變化，總超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）、心肌組織中蛋白質(zhì)羰基和丙二醛（MDA）的水平，用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）試劑盒檢測(cè)心肌組織中8-異前列腺素F2α（Direct 8-iso-PGF2α8）的水平和8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷（8-OHdG）的水平。結(jié)果：運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組血液細(xì)胞中端粒的長(zhǎng)度均長(zhǎng)于未施加運(yùn)動(dòng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）;肝臟組織中端粒的長(zhǎng)度，雖長(zhǎng)于未施加運(yùn)動(dòng)組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。運(yùn)動(dòng)1組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，小鼠肝組織中GSH/GSSG的比值變大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05），運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）;運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，肝組織中過(guò)氧化氫酶（CAT）的水平升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05），3組小鼠肝組織中總超氧化物歧化酶（SOD）水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，8-OHdG水平、蛋白質(zhì)羰基水平、異前列腺素F2α水平均降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。運(yùn)動(dòng)1組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，丙二醛水平降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05），運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。結(jié)論：一定強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)可以升高抗氧化防御作用，降低氧化損傷，減緩端粒的縮短速度。

關(guān)鍵詞? 中醫(yī)養(yǎng)生;跑步運(yùn)動(dòng);端粒;氧化抗氧化水平;氧化損傷;小鼠;過(guò)氧化氫酶;氧化物歧化酶

Effects of Running on Telomere Length and Oxidative Antioxidant Level in Mice

Zhang Shujing，Wang Yue，Zhou Yumei，Chen Lin，Gao Yushan，Huang Xiang，Sun Yan，Zheng Fengjie，Li Yuhang

（School of Preclinical Medicine，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100029，China）

Abstract Objective： To observe the effects of running exercise on telomere length and the oxidation and antioxidation level in mice，and to explore the modern biological mechanism of exercise in the traditional Chinese medicine. Methods： Eight-week-old male ICR mice were randomly divided into three groups （no exercise group，exercise group 1，and exercise group 2）.The two exercise groups were given different amount of daily running for 8 weeks.The quantitative real-time PCR method was used to detect the change of telomere length in blood cells and liver tissue.The chemical assay kit was used to detect the change of glutathione （GSH）/oxidized glutathione （GSSG） in liver tissue，and to detect the change in total superoxide dismutase （SOD），catalase （CAT），protein carbonyl and malondialdehyde （MDA） content in myocardial tissue.The content of 8-isoprostaglandin F2α and 8-hydroxydeoxyguanosine （8-OHdG） in cardiac muscle tissue were detected using the ELISA kits. Results： Compared with the non-exercise group，the length of telomere in the blood cells of exercise group 1 and exercise group 2 was significantly longer than that of the no exercise group （ P <0.05 or? P <0.01）.Although longer than the no exercise group，the length of telomeres in liver was not statistical significant.The ratio of GSH/GSSG in liver tissue of mice in exercise group 1 was higher than that in no exercise group，and there was no significant difference between exercise group 2 and non-exercise exercise group.Compared with the non-exercise group，the contents of catalase （CAT） in the liver tissue were significantly higher in exercise group 1 and exercise group 2，the difference was statistically significant （ P <0.05 or? P <0.01）.No significant difference was found in the total superoxide dismutase （SOD） content in the tissues.Compared with no exercise group，the levels of 8-OHdG，protein carbonyl，and isoprostaglandin F2α in exercise group 1 and exercise 2 group were significantly decreased （ P <0.05 or? P <0.01）.Compared with the no exercise group，the content of malondialdehyde in the exercise group 1 was decreased，and the difference was statistically significant （ P <0.05），while there was no significant difference between the exercise group 2 and the no exercise exercise group. Conclusion： A certain intensity of exercise can increase the antioxidant defenses，reduce oxidative damage，and slow down the telomere′s shortening.

Key Words? Traditional Chinese medicine regimen; Running; Telomere; Oxidation and antioxidant level; Oxidative damage; Mice; Catalase; Oxide dismutase

中圖分類號(hào)：R228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? doi： 10.3969/j.issn.1673-7202.2019.02.016

后漢著名醫(yī)家華陀曾創(chuàng)“五禽戲”防病治病，他說(shuō)：“人體欲得勞動(dòng)，但不當(dāng)使極爾，動(dòng)搖則谷氣得消，血脈流通，病不得生，譬猶戶樞不朽是也”[1]?！秴问洗呵铩分幸嘤蓄愃朴涊d：“流水不腐，戶樞不蠢，動(dòng)也。形氣亦然，形不動(dòng)則精不流，精不流則氣郁”[2]。均在強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)與健康的關(guān)系，運(yùn)動(dòng)能促使經(jīng)脈內(nèi)氣血通暢，使人體各個(gè)部位都得到氣血津液的滋養(yǎng)。如果缺乏運(yùn)動(dòng)，就會(huì)像《素問(wèn)·調(diào)經(jīng)論篇》指出：“血?dú)獠缓?，百病乃變化而生”。由此可?jiàn)，中醫(yī)強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)養(yǎng)生對(duì)于保持健康、延年益壽等具有重要意義。

端粒是真核生物染色體末端的一種保護(hù)性帽狀結(jié)構(gòu)，它是一段DNA重復(fù)序列，隨著細(xì)胞分裂逐漸縮短。端粒長(zhǎng)度在出生時(shí)最大，隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸減小，當(dāng)端粒長(zhǎng)度縮短到某一數(shù)值時(shí)，細(xì)胞會(huì)停止分裂、走向凋亡[3-4]，因此被認(rèn)為是年齡老化的生物標(biāo)志物。端粒長(zhǎng)度的變化對(duì)于確定個(gè)體的壽命和年齡相關(guān)疾病的變化是非常重要的，最近有研究發(fā)現(xiàn)白細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度可能與健康運(yùn)動(dòng)生活正相關(guān)，并與包括癌癥[5]，心血管疾病[6]，肥胖[7]，糖尿病[8-11]，慢性疼痛和壓力在內(nèi)的幾種與年齡相關(guān)的疾病風(fēng)險(xiǎn)有一定的負(fù)相關(guān)[12-14]。流行病研究顯示，運(yùn)動(dòng)員與經(jīng)常參加體育鍛煉者較其他人群擁有更長(zhǎng)的端粒[15]，既往研究亦表明，適量的運(yùn)動(dòng)可以提高人體功能，增強(qiáng)人體免疫力，改善身體健康，與老齡化和一些慢性病的風(fēng)險(xiǎn)密切有關(guān)[16]。因此，基于端粒長(zhǎng)度在衰老中的重要性以及與健身運(yùn)動(dòng)活動(dòng)的關(guān)聯(lián)性，本研究通過(guò)對(duì)比檢測(cè)不同跑步運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下，小鼠端粒長(zhǎng)度的變化，小鼠體內(nèi)氧化抗氧化水平的變化，探討運(yùn)動(dòng)后小鼠端粒長(zhǎng)短的變化的可能的作用機(jī)制以及與中醫(yī)理論的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 動(dòng)物 選取8周齡的ICR小鼠，雄性，21只，體質(zhì)量20～22 g，購(gòu)置斯貝福（北京）生物技術(shù)有限公司，動(dòng)物合格證號(hào)SCXK（京）2016-0002：適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d，自由飲水和進(jìn)食。運(yùn)動(dòng)組小鼠每d運(yùn)動(dòng)1次，每周運(yùn)動(dòng)6 d，期間自由飲水和進(jìn)食，運(yùn)動(dòng)8周。

1.1.2 試劑與儀器 血液細(xì)胞基因組提取試劑盒購(gòu)自天根生物（貨號(hào)：DP304-02），POWER SYBRGREEN（貨號(hào)：4367659）購(gòu)自Invitrogen公司，應(yīng)用Primer5軟件設(shè)計(jì)引物并交由上海英濰捷基生物技術(shù)有限公司合成。GSH/GSSG檢測(cè)試劑盒購(gòu)自碧云天生物（貨號(hào)：S0053），總超氧化物歧化酶（SOD）（貨號(hào)：A001-3）、過(guò)氧化氫酶（CAT）（貨號(hào)：A007-2）、丙二醛（MDA）（貨號(hào)：A003-1）和蛋白質(zhì)羰基含量測(cè)定試劑盒（貨號(hào)：A087-2）購(gòu)自南京建成生物制品研究所，8羥基脫氧鳥(niǎo)苷（8-OHdG）ELISA檢測(cè)試劑盒為abcam（貨號(hào)：ab201734）、Direct 8-iso-PGF2αELISA試劑盒購(gòu)自ENZO公司（貨號(hào)：ADI-900-091）、小鼠的運(yùn)動(dòng)在平板跑步機(jī)上進(jìn)行，小鼠跑步機(jī)為眾實(shí)迪創(chuàng)跑步機(jī)（型號(hào)：ZS-PT型）。

1.2 方法

1.2.1 分組與模型制備 選取并將8周齡雄性ICR小鼠21只并隨機(jī)分為3組，未施加運(yùn)動(dòng)組，運(yùn)動(dòng)1組，運(yùn)動(dòng)2組，每組7只。根據(jù)Hafstad等[17]及Kemi等[18]小鼠運(yùn)動(dòng)的耗氧量參數(shù)，制定中等強(qiáng)度持續(xù)訓(xùn)練（Moderate Intensity Continuous Training，MIT）及高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練（High Intensity Interval Training，HIT），設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)1組及運(yùn)動(dòng)2組。

1.2.2 干預(yù)方法 1）運(yùn)動(dòng)1組：選取小鼠最大耗氧量的65% ～70%的速度中間值，即15 m/min，每天運(yùn)動(dòng)2 h，每周運(yùn)動(dòng)6 d。2）運(yùn)動(dòng)2組：選取小鼠最大耗氧量的85% ～90%的速度中間值，即21 m/min。由于小鼠難以維持此速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此選取了間歇運(yùn)動(dòng)法，即16 m/min運(yùn)動(dòng)5 min后升高速度至26 m/min，5 min后減速到16 m/min，循環(huán)進(jìn)行，總運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2 h，每周運(yùn)動(dòng)6 d。

小鼠跑步運(yùn)動(dòng)過(guò)程，經(jīng)實(shí)驗(yàn)人員設(shè)置參數(shù)并監(jiān)視下，在跑步機(jī)上完成。小鼠運(yùn)動(dòng)期間自由飲水和進(jìn)食，運(yùn)動(dòng)8周。

1.2.3 檢測(cè)指標(biāo)與方法

1）標(biāo)本的采集 運(yùn)動(dòng)8周后，采用小鼠摘眼球取血法，4 ℃靜置2 h后，3 000 r/min離心10 min，分離血清和血細(xì)胞;冰上打開(kāi)腹腔、胸腔，分離小鼠肝臟、心臟組織置于凍存管中，保存于-80 ℃低溫保存箱。

2）熒光定量PCR檢測(cè)端粒長(zhǎng)短 用DNA提取試劑盒提取全血細(xì)胞和肝組織中的DNA，測(cè)濃度后配平，用熒光染料POWER SYBRGREEN進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR實(shí)驗(yàn)，PCR反應(yīng)體系為20 μL：其中SYBRGREEN 10 μL、上下游引物（10 μmol/L）各0.4 μL，DNA原液（2 μg）稀釋10倍后加入2 μL，ddH2O 7.2 μL。PCR反應(yīng)條件如下：95 ℃預(yù)變性10 min;95 ℃變性5 s，60 ℃退火30 s（退火同時(shí)讀取熒光數(shù)值），共40個(gè)循環(huán)。熔解曲線：擴(kuò)增循環(huán)結(jié)束后，95 ℃，15 s，60 ℃，1 min（讀取熒光數(shù)值）;從60 ℃至95 ℃，每增加0.3 ℃，讀取1次吸光值，最后95 ℃，15 s。讀取Ct值，計(jì)算△Ct值（Ct目的基因-Ct內(nèi)參ACTIN）、△△Ct值（△Ct處理-△Ct對(duì)照）、2-△△Ct值[相對(duì)表達(dá)量（Relative Qualification，RQ）]。熒光定量PCR引物如下：Tel，F(xiàn)orward Primer 5′-CGGTTTGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTTTGGGTT-3′，Reverse Primer 5′-GGCTTGCCTTACCCTTACCCTTACCCTTACCCTTACCCT-3′;36B4，F(xiàn)orward Primer 5′-ACTGGTCTAGGACCCGAGAAG-3′，Reverse Primer 5′-TCAATGGTGCCTCTGGAGATT-3′。

3）化學(xué)法測(cè)定肝組織中還原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）比值變化、總超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）的水平 10%肝組織勻漿的制備：用生理鹽水制備10%肝組織勻漿，3 000 r/min，離心10 min，取上清。還原型谷胱甘肽（GSH）和氧化型谷胱甘肽（GSSG）比值的測(cè)定：取上清加入相關(guān)試劑在412 nm處檢測(cè)吸光度值，與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較，得到總谷胱甘肽含量，另一部分加入GSH清除試劑后，在412 nm處檢測(cè)吸光度值，獲得GSSG含量。SOD測(cè)定過(guò)程：取1 cm光徑石英比色皿，紫外240 nm，雙蒸水調(diào)零備用。取經(jīng)過(guò)處理的肝組織勻漿（稀釋10倍）20 μL加入比色皿底部，用移液器加入3 mL底物反應(yīng)溶液，快速?zèng)_入比色皿中，240 nm處立即測(cè)定吸光度，記下OD1值，1 min后再次測(cè)一次吸光度，記下OD2數(shù)值，按照公式計(jì)算SOD濃度。CAT測(cè)定過(guò)程：按照南京建成研究所說(shuō)明書測(cè)定孔和測(cè)定空白孔各加入20 μL待測(cè)肝組織上清，測(cè)定孔加入20 μL酶工作液，測(cè)定空白孔加入20 μL酶稀釋液;然后每孔加入200 μL底物應(yīng)用液，混勻，37 ℃孵育20 min，450 nm測(cè)定吸光度值并計(jì)算CAT的濃度。

4）化學(xué)法測(cè)定心肌組織中丙二醛（MDA）和蛋白質(zhì)羰基水平 MDA測(cè)定過(guò)程：取40 mg心肌組織放入含有蛋白去除試劑的試管內(nèi)，制備成10%的組織勻漿，經(jīng)3 000 r/min，離心15 min后，取組織勻漿上清，按照南京建成丙二醛測(cè)試盒進(jìn)行，在532 nm處測(cè)得吸光度值，計(jì)算丙二醛水平。蛋白質(zhì)羰基水平檢測(cè)：取40 mg心肌組織，按試劑盒中提供的試劑一制備10%的勻漿，冰水浴條件下機(jī)械勻漿，2 500 r/ min，離心10 min，取上清進(jìn)行測(cè)定。部分上清按照南京建成試劑盒步驟進(jìn)行操作后，370 nm波長(zhǎng)測(cè)定各管吸光度值，并計(jì)算蛋白質(zhì)羰基水平。

5）用ELISA試劑盒檢測(cè)心肌組織中異前列腺素（Direct 8-iso-PGF2α8）和羥基脫氧鳥(niǎo)苷（8-hydroxy-2′-deoxyguanosine，8-OHdG）水平 異前列腺素的檢測(cè)按照ENZO公司ELISA試劑盒的操作進(jìn)行。制備10%的心肌組織勻漿，取上清100 μL加入50 μL 10N氫氧化鈉，45 ℃溫育2 h后加入50 μL 37%鹽酸，調(diào)整pH值至6～8。樣品稀釋10倍后加入試劑盒內(nèi)提供的96孔板中，放入抗體后室溫孵育2 h。洗滌3次后加入顯色劑，室溫孵育45 min后立刻加入50 μL的終止液來(lái)終止反應(yīng)，405 nm測(cè)得吸光度并計(jì)算心肌中異前列腺素水平。羥基脫氧鳥(niǎo)苷的檢測(cè)按照Abcam的ELISA試劑盒操作進(jìn)行。配置標(biāo)準(zhǔn)品，樣品稀釋100倍后加入試劑盒提供的96孔板中，加入抗體后室溫孵育1 h后洗滌3次，加入顯色劑避光孵育30 min后，立刻加入50 μL的終止液，450 nm測(cè)得吸光度值并計(jì)算心肌組織中8-OHdG水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（? ±s ）表示，3組間比較采用方差分析，以 P <0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組小鼠全血細(xì)胞中端粒長(zhǎng)短比較 血液細(xì)胞中端粒的長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，均顯著變長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。肝臟組織中端粒的長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，雖有變長(zhǎng)的趨勢(shì)，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。見(jiàn)表1。小鼠的全血細(xì)胞和肝組織中DNA端粒（Tel）基因和36B4基因的qRT-PCR的擴(kuò)增曲線和熔解曲線。見(jiàn)圖1。

2.2 3組小鼠肝組織中氧化/抗氧化比較 3組小鼠肝組織中GSH/GSSG比值，運(yùn)動(dòng)1組與未施加運(yùn) 動(dòng)組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。3組小鼠肝組織中SOD水平，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。3組小鼠肝組織中CAT水平，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。見(jiàn)表2。

2.3 3組小鼠心肌組織中8-OHdG含量、小鼠心肌組織中蛋白質(zhì)羰基含量、小鼠心肌組織中異前列腺素F2α水平、小鼠心肌組織中丙二醛（MDA）水平比較 心肌組織中8-OHdG的表達(dá)，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，8-OHdG的表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。蛋白質(zhì)羰基的表達(dá)量，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，蛋白質(zhì)羰基的表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。異前列腺素F2α的表達(dá)，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，異前列腺素F2α的表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）。丙二醛的表達(dá)，運(yùn)動(dòng)1組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，丙二醛的表達(dá)降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P <0.05）;運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（ P >0.05）。

3 討論

體育鍛煉影響端粒長(zhǎng)度有幾種可能的機(jī)制，包括氧化抗氧化失衡，炎性反應(yīng)和骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞含量的變化等[15]。由于端粒DNA富含極易受到氧化損傷的GGG片段，容易遭受損傷，出現(xiàn)雙鏈斷裂、長(zhǎng)度縮短，因此，氧化抗氧化失衡是影響端粒長(zhǎng)度最重要的因素之一。生物體在氧化代謝中會(huì)產(chǎn)生一些活性氧基團(tuán)或分子（ROS，包括超氧化物O2-，氫氧游離基OH·等），這些化合物具有高度的化學(xué)反應(yīng)性，可以破壞細(xì)胞中的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA，長(zhǎng)期積累，最終造成細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變。由于ROS是在氧化代謝中產(chǎn)生，生物的新陳代謝速率越高，ROS產(chǎn)生越多，則老化越快[19-20]。機(jī)體內(nèi)同時(shí)存在抗氧化酶系統(tǒng)，可以還原ROS，減少其對(duì)機(jī)體的損傷。適當(dāng)?shù)捏w育運(yùn)動(dòng)可能通過(guò)高表達(dá)抗氧化酶，升高氧化損傷的閾值，起到保護(hù)作用。因此運(yùn)動(dòng)主要通過(guò)調(diào)節(jié)氧化-抗氧化水平來(lái)達(dá)到對(duì)端粒的保護(hù)作用。

機(jī)體內(nèi)存在的抗氧化酶系統(tǒng)主要包括超氧化物歧化酶（SOD），可以將超氧化物變成過(guò)氧化氫（H2O2）和氧;過(guò)氧化氫酶（CAT），催化過(guò)氧化氫生成氧和水;以及谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GPX）等，這些酶降低細(xì)胞中ROS水平，減少其對(duì)DNA損傷。其中，SOD是生物體有效清除活性氧的重要酶類之一，被稱為生物體抗氧化系統(tǒng)的第一道防線[21]。CAT存在于細(xì)胞的過(guò)氧化物體內(nèi)，也是生物防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一，其研究可以追溯到19世紀(jì)初[22]。GSH是一種普遍存在的非酶類抗氧化物，它主要用于避免抗壞血酸和α-生育酚被氧化而失去功能，同時(shí)也是兩類重要的抗氧化酶家族谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶的輔酶。GSH結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)活潑的巰基-SH，易被氧化脫氫，可以還原被氧化的物質(zhì)而自身被氧化成GSSG，因此GSH/GSSG可以體現(xiàn)機(jī)體氧化還原的平衡狀態(tài)，比值的增加通常代表機(jī)體抗氧化水平相對(duì)氧化水平的升高[23]。

機(jī)體氧化損傷的情況通常測(cè)定細(xì)胞內(nèi)DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)被氧化的程度。8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷是活性氧自由基等攻擊DNA分子中鳥(niǎo)嘌呤堿基中第8位碳原子而產(chǎn)生的一種氧化物，是國(guó)際上公認(rèn)的評(píng)價(jià)機(jī)體DNA氧化損傷的生物標(biāo)志物[24-25]。蛋白質(zhì)羰基化是蛋白質(zhì)氧化損傷中的一種，其本身是抗氧化過(guò)程中的一種不可逆的化學(xué)修飾，指的是氨基酸殘基側(cè)鏈?zhǔn)艿窖踝杂苫糇詈筠D(zhuǎn)變成羰基產(chǎn)物[26]，氧化劑包括自由基和一些非自由基物質(zhì)容易攻擊含有碳-碳雙鍵的脂質(zhì)，特別是多不飽和脂肪酸，丙二醛是脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程中最易生成的產(chǎn)物[27]，異前列腺素F2α（8-iso-prostaglandin F2α，8-iso-PGF2α）是自由基攻擊細(xì)胞膜脂質(zhì)花生四烯酸使其發(fā)生裂解所產(chǎn)生的小分子脂類，是一種前列腺素的衍生物[28]。因此，可以通過(guò)檢測(cè)以上指標(biāo)來(lái)確定體內(nèi)氧化-抗氧化損傷的狀態(tài)。

本研究中，我們用實(shí)時(shí)PCR檢測(cè)肝組織和血液細(xì)胞中端粒的長(zhǎng)度，統(tǒng)計(jì)分析顯示，肝臟組織中端粒的長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，雖有變長(zhǎng)的趨勢(shì)，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;血液細(xì)胞中端粒的長(zhǎng)度，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，均顯著變長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示運(yùn)動(dòng)可以減緩端粒的縮短速度。然而運(yùn)動(dòng)2組相對(duì)于運(yùn)動(dòng)1組，強(qiáng)度增加，對(duì)端粒的保護(hù)作用卻并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的升高。

機(jī)體氧化抗氧化指標(biāo)中，小鼠肝組織中GSH/GSSG的比值，運(yùn)動(dòng)1組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較顯著升高，運(yùn)動(dòng)組2與未施加運(yùn)動(dòng)組比較有升高趨勢(shì)。小鼠肝組織中過(guò)氧化氫酶（CAT）水平，運(yùn)動(dòng)1組和運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較均顯著升高。GSH/GSSG的比值變大和過(guò)氧化氫酶水平升高，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)小鼠機(jī)體內(nèi)抗氧化水平的提高。跑步運(yùn)動(dòng)組和未施加運(yùn)動(dòng)組比較，肝組織中總超氧化物歧化酶（SOD）水平呈減低趨勢(shì)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)意義，提示SOD可能并不是運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)的敏感指標(biāo)，尚有待進(jìn)一步研究。

心肌組織中8-OHdG的表達(dá)反映DNA氧化損傷程度、蛋白質(zhì)羰基的表達(dá)反映蛋白質(zhì)氧化損傷程度、異前列腺素F2α的表達(dá)反映脂質(zhì)氧化損傷程，運(yùn)動(dòng)組1和運(yùn)動(dòng)組2與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，此3項(xiàng)指標(biāo)表達(dá)降低，說(shuō)明適度運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌具有保護(hù)作用。丙二醛的表達(dá)反映脂質(zhì)氧化損傷程度，運(yùn)動(dòng)組1與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，表達(dá)降低;運(yùn)動(dòng)2組與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，雖差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但呈下降趨勢(shì)，同樣說(shuō)明適度運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌具有保護(hù)作用。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，跑步運(yùn)動(dòng)的小鼠與未施加運(yùn)動(dòng)組比較，端粒相對(duì)較長(zhǎng)，其機(jī)制可能與運(yùn)動(dòng)升高體內(nèi)抗氧化酶的表達(dá)、改變氧化-抗氧化平衡、降低氧化損傷有關(guān)。下一步本課題組將著眼于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與端粒長(zhǎng)度的關(guān)系、端粒長(zhǎng)度與壽命的關(guān)系等開(kāi)展研究，從而進(jìn)一步深入探討中醫(yī)學(xué)“流水不腐，戶樞不蠢”運(yùn)動(dòng)養(yǎng)生觀的現(xiàn)代生物學(xué)機(jī)制。

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