运动性血睾酮降低过程中大鼠组织形态变化的观察

严　翊　谢敏豪

摘要：在大鼠以5%体重的负重的进行间歇游泳训练五周（TA组）（游泳5 min残菹1分钟，6组/日，6次/周）后，停训一周（TC组），继续训练一周：负荷不变（TD组）、负荷量加倍（5%体重的负重，2组/日，TE组）或强度增加（6%体重的负重，1组/日， TF组），观察各组大鼠心、肝、肾等脏器组织形态学的变化，并与同龄血睾酮正常的不训练大鼠（Sc组）或以5%体重的负重的进行间歇游泳训练一周大鼠（TG组）进行比较。结果显示随着训练时间、训练负荷和训练强度的增加，大鼠血睾酮降低的程度加剧，伴随有重要脏器的病理性变化的运动性血睾酮降低，应属病理性的变化。

关键词：血睾酮；间歇游泳训练；降低过程；组织形态

中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)02-0187-03

运动引起血睾酮变化主要受运动的负荷密度、负荷强度、负荷量、持续时间等因素的影响。运动员的血睾酮水平是反映其运动能力、肌肉力量、疲劳消除等的重要指标之一，因此血清睾酮已成为运动员身体机能评定中最常用、最成熟的内分泌指标。但是伴随着血睾酮水平的变化，机体内各重要脏器的变化鲜有报道，本研究希望从组织形态学角度探讨运动性血睾酮降低的性质。

1材料与方法

1.1实验动物与饲养条件成年SPF/VAF级雄性CD（SD）大鼠65只，体重200～250 g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司。许可证编号：SCXX（京）2002-0003，质量合格证号：NO 0043326。

动物分笼饲养，每笼5只，自由饮食。饲养间温度：(25±1)℃，湿度：40%～75%。每日光照时间为8:00～20:00。

1.2动物分组动物在一周适应性喂养，及一周适应性训练（每天无负重游泳60分钟，共六天）后，按表3-1随机分为对照组和运动组。

在训练过程中，一些因不能完成规定训练量的动物和中途死亡的动物被淘汰，最后每组各有11只动物做进一步的指标测试。

1.3运动方案

1.4动物宰杀与取材

大鼠经20％乌拉坦腹腔麻醉。称量体重后，迅速剖开腹腔，分离出腹主动脉，用10 mL注射器取血。制备1 mL抗凝血，待用。其余为非抗凝血，离心3 000 rpm，10 min，分离血清，在-20℃冰箱保存。每组取3只大鼠，迅速取出心脏左半侧、左侧肝脏、肾脏、睾丸，切割成直径约0.5 mm，长5 mm的标本块，置于中性福尔马林中固定，用于光镜（HE）标本的制作。

1.5测试指标与方法

1.5.1血清睾酮（T）、皮质酮（C）用睾酮、皮质酮碘标放免试剂盒（CT-RIA）（美国DSL公司），以γ－计数器（Beckman DP-5 500型，美国）测定血清睾酮和皮质酮浓度。

1.5.2光镜标本（HE）的制作固定后的组织经自来水冲洗、修整、脱水、透明、浸蜡、包埋，切片，常规HE染色：二甲苯(1)10 min → 二甲苯(2)5 min → 无水乙醇(1)1 min→ 无水乙醇(2)1 min → 95%乙醇1 min → 90%乙醇1 min → 85%乙醇1 min → 80%乙醇1 min → 70%乙醇1 min → 蒸馏水洗2 min → 苏木精染色3 min → 流动自来水洗1 min → 1%盐酸乙醇分色20 s→ 自来水冲洗1 min → 1%氨水返蓝30 s→ 蒸馏水冲洗1 min→ 1%伊红染色5 min → 自来水冲洗30 s→ 蒸馏水洗 → 85%乙醇20 s → 90%乙醇30 s → 95%乙醇(1)1 min → 95%乙醇(2)1 min → 无水乙醇(1)2 min → 无水乙醇(2)2 min→ 二甲苯(1)2 min→ 二甲苯(2)2 min → 中性树脂胶封片。

1.6数据处理与统计所有数据以平均数±标准差（X±SD）表示。数据处理采用SPSS for Windows11.5统计分析软件包进行。运动组与安静组之间的比较采用独立样本t检验分析；运动组之间的差异采用单因素方差分析（one-way ANOVA）进行处理，方差齐性时，用S-N-K复选项进行多重比较；方差不齐时，用Tamhane，s T2复选项进行多重比较。统计学显著性水平为0.05。

2结果

2.1实验大鼠的一般情况在整个实验期，各组大鼠的精神状态未出现异常情况，未发现掉毛，体毛凌乱、无光泽，大便形态改变等不良反应。

2.2大鼠血清睾酮、皮质酮浓度的变化TD、TE、TF组血清睾酮比TA组均有下降趋势，其中TE组有显著性降低（P<0.05）；而TC组有显著性升高（P<0.01）。TC、TD、TE、TF组间对比结果显示，TC组血清睾酮比其它三组均有非常显著性升高（P<0.01）。而TD、TE、TF组间的血清睾酮水平没有显著差异。TG组血清睾酮水平虽比运动前（Sa组）有非常显著性降低（P<0.01），但显著高于TD、TE、TF组（P<0.05）。

大鼠的血清皮质酮浓度仅在TC组比TG组有显著升高（P<0.05）。血清睾酮与皮质酮比值的变化趋势与血清睾酮的变化趋势一致（表2）。

2.3组织形态观察

2.3.1心脏TA组大鼠出现心肌细胞水肿，心肌间质轻度增宽，间质内血管明显扩张充盈。TC组症状较TA组有所减轻，而在TD、TE、TF组均出现灶状心肌细胞肌浆凝聚，TF组还出现了心肌细胞灶状明显凝聚。TG组心肌间质内毛细血管轻度扩张，心肌间质有轻度增生(图1)。

2.3.2肝脏TA组肝小叶内出现肝细胞灶状水肿，灶状肝细胞出血坏死，中等中性粒细胞浸润，部分汇管区有少量单核淋巴细胞浸润。与TA组相比，TC组肝细胞水肿和淤血程度减轻，而TE组出现了肝细胞嗜酸性变，点状肝细胞坏死，TF组出现中央静脉及肝血窦明显扩张、淤血。TG组肝细胞出现轻度水肿(图2)。

2.3.3肾脏TA组肾间质血管高度扩张充盈，肾小管灶状坏死，间质增生并伴有高度水肿。继续 一周的训练对肾脏组织结构的影响不大，仅TE、TF组出现肾小球大小不一。TG组肾脏结构清晰，肾小球毛细血管及肾间质内毛细血管有轻度扩张充盈，肾小球内未见炎细胞渗出，肾小球囊未见渗出，近曲小管、远曲小管和集合管未见异常(图3)。

2.3.4睾丸TA、TC、TG组睾丸组织形态未发生特殊病变。TD组睾丸组织出现灶状曲细精管生精细胞明显减少，官腔内精子消失，间质内细胞增生，灶状曲细精管上皮明显空泡变性，甚至坏死；TE组出现睾丸萎缩；TF组睾丸内成熟的精子数目减少(图4)。

3分析与讨论

由本实验结果可见大鼠以5％体重的负重进行一周间歇性游泳训练时，其血睾酮水平虽有显著下降，但其心、肝、肾等重要组织器管未发生病理性变化。

持续五周间歇性无氧游泳训练导致大鼠血清睾酮显著降低的同时，我们在光镜下观察到大鼠心、肝、肾等重要内脏器官出现了病理性变化：心肌细胞水肿；肝小叶内肝细胞灶状水肿，灶状肝细胞出血坏死，中等量中性粒细胞浸润，部分汇管区有少量单核淋巴细胞浸润；肾间质血管高度扩张充盈，肾小管灶状坏死，间质增生及高度水肿；肾小管内皮和间质细胞增。训练结束的一周时间里，这些组织结构的变化有所缓解，但不能完全恢复。

田振军等观察到6周的过度游泳训练会导致大鼠心脏肥大，室壁增厚，心室腔极度扩大，心室舒缩功能下降，心脏发生病理性变化［1］。张志胜等在大鼠六周过度负荷训练后，观察到心肌纤维化，心肌细胞缺氧性损伤，心脏向病理性变化发展［2］。周薇等观察到在光镜下运动性疲劳大鼠的肝细胞明显肿胀，肝窦变窄甚至消失，核变小，深染，汇管区及小叶间血管扩张淤血，并见肝小叶轮廓改变。随着疲劳程度的加深，病变有逐渐加重的趋势。电镜下肝细胞胞浆基质疏松，线粒体肿胀，嵴减少，粗面内质网扩张，糖元颗粒减少且随着疲劳程度的加深而加重，尤其在疲劳开始组脂滴明显增多，导致脂代谢障碍［3］。林华等也观察到七次性衰竭运动后小鼠肝细胞未受损肝糖元明显减少，脂滴增多，粗面内质网减少，滑面内质网与粗面内质网明显不规则扩张断裂［4］。本实验观察到继续一周训练，伴随运动性血睾酮降低的进一步发展，大鼠出现心肌细胞肌浆凝聚；肝细胞嗜酸性变，点状肝细胞坏死。TF组还出现了心肌缺氧和心衰的症状。

长时间大强度运动后实验动物的肾脏会出现肾小球毛细血管扩张充血，内皮细胞胞质内空泡增多呈蜂窝状，彼此相连，内皮小孔孔间距和孔径大小不等。肾小管出现近曲小管扩张，部分线粒体凝聚、肿胀和空泡化，部分内质网扩张呈管泡状，次级溶酶体较多，远曲小管细胞糖元颗粒多而明显［5］等组织结构的变化。本实验观察到，伴随运动性血睾酮降低的进一步发展，大鼠肾脏未发生进一步的病变。但在TF组的肾上腺出现了灶状皮质细胞脂肪变性。总之，五周间歇性无氧游泳训练后，继续增加负荷训练一周，大鼠心、肝、肾等重要组织器官的病理性变化程度加深。

Woody等让大鼠在36℃水温，每天游泳3 h，每周5 d，4个月后观察到大鼠的基础代谢率增加，但血浆睾酮无显著下降，同时睾丸精子数量也无显著变化［6］。Manna等通过大鼠四周无负重持续训练（每周五天，每天3 h），观察到大鼠睾丸、附睾、精囊萎缩，精子数量、活力减少，血浆睾酮、LH降低，睾丸内氧化应激酶活性降低，得出结论随着运动强度的加强，睾丸组织的氧化应激加剧，雄性生殖能力受到影响［7-9］。本实验则观察到五周运动后出现血睾酮降低时，睾丸组织结构也未发生显著病变。继续训练一周，睾丸组织结构则出现了一系列的病理性变化。如：TD组睾丸组织出现灶状曲细精管生精细胞明显减少，官腔内精子消失，间质细胞增生，灶状曲细精管上皮明显空泡变性，甚至坏死；TE组出现睾丸萎缩，TF组睾丸内成熟的精子数目减少。值得指出的是本研究在光镜下未观察到五周间歇游泳训练后睾丸组织的结构变化。分析其原因可能是:1） 睾丸组织对运动刺激的敏感程度低于心、肝、肾等组织，本实验的运动强度未达到使睾丸组织产生病理变化的刺激强度；2） 受光镜分辨率所限，未能观察到睾丸组织的微细结构的变化。

综合本研究结果可见，间歇性无氧游泳训练1周能导致大鼠血睾酮降低，但心、肝、肾、睾丸组织的形态学不会发生改变；训练5周引起血睾酮持续降低并伴有心、肝、肾重要脏器的病理性变化，此时睾丸组织未发生病理性变化；训练5周后停训一周、血睾酮恢复过程中，重要脏器病理变化亦有所缓解；对运动性低血睾酮大鼠强化训练，重要脏器病理变化加剧，睾丸的组织形态也发生了病理性变化。显然，伴随有重要脏器的病理性变化的运动性血睾酮降低，应属病理性的变化。

参考文献：

［1］ 田振军，熊正英，郭进，等. 大鼠游泳过度训练模型的建立及心室构型改建的研究［J］.陕西师范大学学报（自然科学版）,1996,24(3):104－109.

［2］ 张志胜.过度负荷对大鼠部分生化指标及心肌组织结构的影响［J］.中国体育科技,1999,35(11).

［3］ 周薇，王远金，殷劲.大鼠疲劳模型的建立及疲劳对肝脏结构和功能的影响［J］.成都体育学院学报, 1998,24(3):81－86.

［4］ 林华, 吕国枫；宫德正.衰竭运动小鼠肝损伤的实验性研究［J］.天津体育学院学报,1994,9(4):9－11.

［5］ 苏全生，徐明.运动对肾脏的影响［J］.现代康复,2001,5(1):14－15.

［6］ Woody CJ, Weber SL, Laubach HE, et al. The effects of chronic exercise on metabolic and reproductive functions in male rats. Life Sci, 1998,62(4):327-32.

［7］ Manna I, Jana K, Samanta PK. Effect of different intensities of swimming exercise on testicular oxidative stress and reproductive dysfunction in mature male albino Wistar rats. Indian J Exp Biol, 2004,42(8):816-22.

［8］ Manna I, Jana K, Samanta PK. Intensive swimming exercise-induced oxidative stress and reproductive dysfunction in male wistar rats: protective role of alpha-tocopherol succinate. Can J Appl Physiol, 2004,29(2):172-85.

［9］ Manna I, Jana K, Samanta PK. Effect of intensive exercise-induced testicular gametogenic and steroidogenic disorders in mature male Wistar strain rats: a correlative approach to oxidative stress. Acta Physiol Scand, 2003,178(1):33-40.