白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏功能的保护作用

张 琳，熊正英，郝选明，邓树勋，肖 鹏

白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏功能的保护作用

张 琳1，熊正英2，郝选明3，邓树勋3，肖 鹏1

目的：探讨白藜芦醇对大强度运动后大鼠肾脏功能的保护作用。方法：将24只两月龄SD大鼠随机分为安静对照组、运动组、运动+白藜芦醇组，每组8只，运动组在活动跑台上进行大强度跑台训练。实验持续8周后，测试肾脏各项指标。结果：大强度运动可造成大鼠肾脏中MDA、总NOS、iNOS、NO显著升高，总SOD、CuZn-SOD、GSH-Px、cNOS、Na+K+-ATPase、Ca2+-ATPase显著下降。补充白藜芦醇可使大鼠运动后肾脏中MDA、总 NOS、iNOS、NO下降，总 SOD、CuZn-SOD、Mn-SOD、GSH-Px、cNOS、Na+，K+-ATPase、Ca2+-ATPase水平升高。结论：白藜芦醇可增强肾脏的抗氧化能力，保持肾脏酶活性。提示白藜芦醇对大强度运动后肾脏功能有良好保护作用。

白藜芦醇；大强度运动；抗氧化酶；一氧化氮；一氧化氮合酶；ATP酶；肾脏

肾脏是机体重要的排泄器官和调节器官，对维持机体内环境的稳定起着重要作用。许多研究表明，运动时能引起肾血流量或肾小球滤过率的降低[1]，引起运动性蛋白尿、血尿等。长时间剧烈运动出现运动性肾缺血可导致肾功能异常。因此，如何减缓运动对肾的损伤，探讨运动性肾损伤机制有着极大的现实意义。白藜芦醇是一种多酚类化合物，具有较强的抗自由基、抗氧化作用[2-3]。前期研究表明，白藜芦醇在运动医学领域有着广阔的应用前景[4]，有效地减轻运动后自由基的损伤[5-9]。Sener G等实验表明，白藜芦醇可消除自由基，提高抗氧化酶的活性而保护缺血再灌注引起的肾脏过氧化性损伤[10]。本文拟观察白藜芦醇对大强度运动大鼠肾组织自由基代谢、一氧化氮（NO）系统、ATPase活性影响，探讨白藜芦醇保护运动性肾损伤的可能性及其机制。

1 材料与方法

1.1 实验对象

雄性清洁级SD大鼠24只，两月龄，体重180~220 g，购于陕西中医研究所实验动物饲养中心，同时购入基础饲料，标准啮齿类动物饲养笼分笼喂养，自由进食和饮水。动物饲养室内温度22~26℃，湿度44%~72%，照明随自然变化。

1.2 动物分组

动物适应性饲养1周后，正式实验前3天，所有大鼠均进行5~10 min跑台运动，速度为5~10 m/min，坡度为0，以熟悉跑台，并筛选动物，剔除不良鼠后进行随机分组，分为安静对照组（A）、运动组（B）、运动+白藜芦醇组（C），每组 8只。

1.3 动物给药

白藜芦醇购自西安天行健生物工程公司，纯度99%；使用前用生理盐水溶解，浓度为5 mg/mL，置于4℃冰箱保存。给药：灌胃时间为每天上午 9∶00－11∶00，C 组给予白藜芦醇 50 mg/kg 灌胃，体积为0．01 mL/g；A组和B组小鼠给予等体积的生理盐水。

1.4 运动方案

A组不运动，安静饲养。B和C组于动物跑台上先进行5周的递增负荷训练，然后进行3周的大强度跑台训练。前5周运动方案为：坡度为0，速度分别为15 m/min，22 m/min，27 m/min，31 m/min和35 m/min，每周6天，每天持续25 min，周日休息。后3周大强度跑台训练方案为：坡度为0，速度为35 m/min，每周7天，每天持续35 min。

1.5 实验取材

B组和C组在8周训练实验结束后次日晨麻醉处死，无菌取肾脏，置于冰生理盐水中洗净血液，用滤纸吸干，－80℃保存备用。A组取材与B、C组相同。

1.6 样品制备

肾脏组织匀浆液制备：称取适量湿组织加生理盐水按W∶V=1∶9制成10%匀浆，于4℃6 000 r/min离心15 min，取上清液。测定ATPase和NO组织匀浆液制备采用4℃，1 000 r/min离心10 min。

1.7 测试方法

SOD测定采用黄嘌呤氧化酶法，GSH－Px测定采用DTNB法，过氧化氢酶（CAT）测定采用可见光法，MDA测定采用TBA法，ATPase测定采用定磷法，一氧化氮（NO）测定采用硝酸还原酶法，一氧化氮合酶（NOS）测定采用NADPH黄递酶法，组织蛋白测定采用考马斯亮兰法（均为南京建成生物工程研究所测试盒）。

1.8 统计处理

统计分析使用PASW Statistics 17．0版统计分析软件完成，数值均以平均数±标准差（±SD）表示。多组之间的比较采用单因素方差分析（One－Way ANOVA），组间比较用T检验进行显著性分析，以P＜0．05为差异显著性。

2 实验结果

2.1 补充白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏抗氧化能力的影响

运动组肾脏总SOD，CuZn－SOD，GSH－Px，CAT与安静组相比较显著性下降（P＜0．01）；运动+白藜芦醇组总 SOD，CuZn－SOD，GSH－Px与运动比较显著上升，仍低于安静组（P＜0．05 或P＜0．01），CAT 活性上升较为明显，接近安静组水平（P＞0．05）。各组Mn－SOD活性无显著性差异（P＞0．05）。运动组活性显著低于安静组和运动+白藜芦醇组（P＜0．05），运动+白藜芦醇组与运动组相比显著上升（P＜0．05），与对照组无显著性差异。各组CAT活性无显著性差异（P＞0．05）。运动组MDA含量明显高于安静组和运动+白藜芦醇组（P＜0．01），表明白藜芦醇可有效地减轻大强度运动对肾脏造成的损伤（见表1）。

注：*表示与安静组有显著性差异（P＜0．05）；**表示与安静组有极显著性差异（P＜0．01）；Δ表示与运动组有显著性差异（P＜0．05）；ΔΔ表示与运动组有极显著差异（P＜0．01）（下同）。

2.2 补充白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏NO、NOS的影响

运动组肾脏组织NO含量，总NOS和iNOS活性明显高于安静组和运动+白藜芦醇组（P＜0．05 或 P＜0．01），运动+白藜芦醇组明显恢复，仍高于安静对照组水平（P＜0．05 或 P＜0．01）。运动组肾脏组织cNOS活性明显低于安静组和运动+白藜芦醇组（P＜0．01），运动+白藜芦醇组cNOS明显上升，与安静组相比较无显著性差异（P＞0．05）（见表 2）。

Tab.2 Levels of NO、NOS in kidney of every group rats（n=8）表2 各组肾脏NO、NOS测定结果测定结果 安静组 运动组 运动+白藜芦醇组NO/（μmol·g prot－1）0．14±0．080．28±0．09*0．25±0．07*总NOS/（u·mg prot－1）0．54±0．060．71±0．09**0．66±0．08*iNOS/（u·mg prot－1）0．18±0．080．49±0．09**0．36±0．09**△cNOS/（u·mg prot－1）0．36±0．030．22±0．02**0．30±0．04△△

2.3 补充白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏ATP酶活性的影响

运动组引起肾脏组织 Na+，K+－ATPase 和 Ca2+－ATPase 活性极显著性下降（P＜0．01），补充白藜芦醇可以抑制这一现象，运动+白藜芦醇组ATP酶活性与运动组比较上升（P＜0．05），仍低于安静对照组水平（P＜0．05）（见表 3）。

表3 各组肾脏ATP酶测定结果Tab.3 Levels of ATPase in kidney of every group rats测定结果 安静组 运动组 运动+白藜芦醇组Na+，K+－ATPase/（μmolpi·mg prot/hour－1） 0．38±0．03 0．30±0．03** 0．34±0．06*△Ca2+－ATPase/（μmolpi·mg prot/hour－1） 0．42±0．07 0．27±0．04** 0．37±0．08*△（n=8）

3 分析讨论

3.1 补充白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏自由基代谢的影响

剧烈运动后自由基诱导肾脂质过氧化物增加，诱发肾功能损伤[11]。许多研究表明通过抗氧化治疗可提高抗氧化酶的活性，有效地清除自由基，降低脂质过氧化反应，减轻氧化性损伤。de Jesus Soares T等报道，白藜芦醇提高抗氧化酶活性，降低脂质过氧化反应而保护丙三醇引起的肾损伤[12]。Cadenas S等实验表明了白藜芦醇能防止由KBrO3引起的肾DNA的氧化损伤，从而起到抗突变的作用[13]。本研究中，运动组与安静组、运动+白藜芦醇组相比，总 SOD、CuZn－SOD 、GSH－Px、CAT 活性均显著下降，MDA 明显升高（P＜0．01 或 P＜0．05）。说明大强度运动明显降低了抗氧化酶的活性，使脂质过氧化程度增加；而补充白藜芦醇提高了大强度运动大鼠肾脏组织总SOD、CuZn－SOD、GSH－Px、CAT 活性，MDA 显著下降（P＜0．01 或 P＜0．05）。这表明补充白藜芦醇可提高大强度运动后肾脏组织抗氧化酶活性，清除自由基，减少脂质过氧化产物的生成，从而对肾脏功能起保护作用。

3.2 补充白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏NO、NOS的影响

在急性缺血性肾损伤（AFR）中，NO及NOS有着双重作用：一方面cNOS生成的NO有助于肾血流量和肾小球滤过率的维持；另一方面iNOS过量产生的NO及其毒性代谢产物可引起严重的组织损伤。Noiri E等发现特异性抑制iNOS表达可部分通过阻止过量NO及其毒性产物对肾小管上皮细胞的致命性损伤，促进上皮细胞再生而缓解AFR的损害[14]。本实验结果显示，运动组大鼠肾脏中NO含量显著高于安静组，总NOS和iNOS活性均显著高于安静组，cNOS活性显著低于安静组，表明大强度运动导致cNOS失活，诱发iNOS活性增加，促使NO过量生成。其机制可能是运动时血管扩张使肌肉血流量增加，增大的切应力刺激内皮生成NO，进一步促进血管舒张。另外，长时间大强度运动状态下炎性细胞浸润，刺激巨噬细胞和神经胶质细胞，造成组织细胞iNOS大量表达，产生过量NO[15]。Ara C等研究表明，白藜芦醇可降低NO活性，减轻氧化应激，保护胆汗郁积诱导的肾脏损伤[16]。本研究中，补充白藜芦醇组大鼠在大强度运动后，肾脏NO、总NOS、iNOS下降，cNOS活性上升，表明白藜芦醇可通过抑制iNOS的活性，从而降低运动中NO总量的生成。其机制可能是：白藜芦醇的抗氧化功能可直接清除运动中产生的自由基，可以保护细胞膜内外的氧化还原状态，调节NO－NOS体系的平衡，减轻NO介导的细胞毒性作用。

3.3 补充白藜芦醇对大强度运动大鼠肾脏ATPase的影响

大强度运动可能通过下面几个方面影响肾组织ATPase活性：（1）运动时，由于血液重新分配，肾血流量急骤下降，肾脏的这种不完全缺血状况形成了“运动性肾缺血”。运动停止后，肾血供应恢复形成运动缺血的“再灌注”。肾脏缺血以及再灌注致使ATP合成障碍，含量不足；（2）运动时产生的大量氧自由基可直接破坏ATPase结构，氧化ATPase活性中心二硫键巯基，以及攻击细胞膜引发脂质过氧化，引起膜流动性改变，导致ATPase活性降低；（3）Ca2+超载激活磷脂酶A2，使磷脂酰胆碱及磷脂酰乙胺醇大量降解，磷脂降解产物直接或间接阻断ATPase的离子结合位点；（4）兴奋性氨基酸通过N－甲基－D－天－冬氨酸（NMDA）受体对酶产生一定影响。因此，缺血期酶介导的脂质溶解和再灌注期自由基引起的脂质过氧化是ATPase下降的主要原因。

本实验中，运动后肾脏 Na+、K+－ATPase 和 Ca2+－ATPase 活性显著降低（P＜0．01），运动+白藜芦醇组 Na+、K+－ATPase 和 Ca2+－ATPase活性上升。说明大强度运动明显降低了肾脏ATPase活性，造成严重的肾功能损伤。而补充白藜芦醇可以有效地抑制大强度造成的肾脏ATPase的下降，对ATPase有保护作用。Toklu H Z等也报道白藜芦醇可提高抗氧化酶活性，抑制脂质过氧化，提高ATPase活性，减轻高血压引起的肾损伤[17]。因此，白藜芦醇对肾脏ATPase的保护作用可能与抗氧化作用有关：白藜芦醇具有增加抗氧化酶的活性，清除氧自由基，抑制细胞脂质过氧化作用，从而保护膜脂质，提高ATPase的活性，保护肾脏功能。

4 小 结

大强度运动可导致肾脏过氧化性损伤，补充白藜芦醇对肾脏功能有良好保护作用。其机制可能是白藜芦醇能减少机体中自由基生成，增强肾脏的抗氧化能力，减轻肾脏的脂质过氧化程度，保持运动后肾脏细胞膜及功能酶活性的稳定，减缓了大强度运动造成的肾脏过氧化损伤。

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Protective Effects of Resveratrol on Kidney in Intensive Exercise Rats

ZHANG Lin1，XIONG Zhengying2，HAO Xuanming3，DENG Shuxun3，XIAO Peng1
（1.School of Life Science，South China Normal University，Guangzhou 510631，China；2.Institute of Physical Education and Exercise Biology，Shanxi Normal University，Xi’an 710062，China；3.School of PE&Sports Science，South China Normal University，Guangzhou 510631，China）

Objective：To examine the protective effects of resveratrol on kidney in intensive exercise rats.Method：Twenty-four 2-month old SD mice were selected and divided into control group，exercise group，and exercise+resveratrol group randomly.There were eight mice in each group.Mice of exercise group were trained on intensive treadmill for eight weeks.Followings indicators of kidney were detected.Results：Levels of renal MDA，total NOS，iNOS，NO increased significantly in rats after intensive exercise;while those of total SOD，CuZn-SOD，GSH-Px，cNOS，Na+K+-ATPase，Ca2+-ATPase decreased significantly in rats after intensive exercise.The supplement of resveratrol degraded levels of renal MDA，total NOS，iNOS，NO after intensive exercise;while raised those of total SOD，CuZn-SOD，GSH-Px，cNOS，Na+，K+-ATPase，Ca2+-ATPase after intensive exercise.Conclusion：The study demonstrated that resveratrol could enhance renal antioxygen and enzymatic activity which suggested the protective effects of resveratrol on renal function in intensive exercise rats.

resveratrol;intensive exercise;antioxidase;nitric oxide;nitric oxide synthase；ATP ase；kidney

G 804.23

A

1005-0000（2011）03-0208-03

2010-11-29；

2011-04-25；录用日期：2011-04-30

陕西省自然科学基金项目（项目编号：2003C137）

张 琳（1971-），女，河南南阳人，讲师，华南师范大学在站博士后，主要研究方向为运动营养与免疫。通讯作者：郝选明（1954-），男，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为运动免疫学。E-mail：hxm@scnu.edu.cn

1.华南师范大学生命科学学院，广东广州510631；2.陕西师范大学体育学院暨运动生物学研究所，陕西西安710062；3.华南师范大学体育科学学院，广东广州510631。