乔 柱,常 波
(1.郑州大学体育学院,河南郑州 450044;2.沈阳体育学院运动人体科学学院,辽宁沈阳 110102)
◂运动人体科学
针刺减控体重对大鼠抗疲劳能力的影响
乔 柱1,常 波2
(1.郑州大学体育学院,河南郑州 450044;2.沈阳体育学院运动人体科学学院,辽宁沈阳 110102)
目的:观察针刺和两种传统减控体重方法——缓降法和急降法对实验大鼠体重、体脂和抗疲劳能力的影响。方法:将40只SPF级成年雄性SD大鼠随机分为空白组、针刺组、缓降组和急降组,应用动物跑台实验模拟运动员日常训练,检测四组大鼠的体重、体脂和负重游泳力竭时间,并采用ELISA法、蒽酮法检测各组大鼠血清乳酸脱氢酶(LDH)、血清肌酸激酶(CK)、肝糖原和肌糖原含量的变化。结果:针刺组、缓降组和急降组大鼠的体重、体脂量和脂体比均显著低于空白组(P<0.01),急降组大鼠的体重、体脂量和脂体比显著低于针刺组和缓降组(P<0.01);针刺组大鼠的力竭游泳时间显著高于空白组、缓降组和急降组(P<0.01),缓降组和急降组大鼠的力竭游泳时间显著低于空白组(P<0.05,P<0.01);针刺组大鼠的血清CK和LDH含量均显著低于空白组、缓降组和急降组(P<0.05,P<0.01),空白组大鼠的血清CK和LDH含量显著低于缓降组和急降组(P<0.01);针刺组大鼠的肝糖原和肌糖原含量均显著高于空白组、缓降组和急降组(P<0.05,P<0.01),缓降组和急降组大鼠的肝糖原和肌糖原含量显著低于空白组(P<0.05,P<0.01),急降组大鼠的肝糖原含量显著低于缓降组(P<0.05)。结论:针刺有显著的减重及消脂效果,并对实验大鼠的血红蛋白和血清睾酮含量有积极影响,说明针刺可使机体运动能力显著提高,而缓降法和急降法则使机体运动能力出现不同程度的下降。
针刺;减重;抗疲劳
本研究应用动物跑台实验模拟运动员日常训练,通过观察大鼠体重、体脂、负重游泳力竭时间、血清乳酸脱氢酶(LDH)、血清肌酸激酶(CK)、肝糖原和肌糖原含量等指标,旨在比较针刺和两种传统减控体重方法——缓降法和急降法在机体抗疲劳能力方面的优劣。
1.1 实验动物
实验选用SPF级成年SD雄性大鼠40只,整个实验过程中均饲养于屏障实验环境(温度18℃ ~22℃,相对湿度40%~85%)之内。实验动物及实验环境均由广州中医药大学实验动物中心提供。普通饲料和高糖饲料均由广州市花都区花东信华实验动物养殖场提供。
1.2 实验仪器和试剂
ZH-PT型动物实验跑台、大鼠肌酸激酶(CK)ELISA试剂盒、大鼠乳酸脱氢酶(LDH)ELISA试剂盒。
1.3 适应性训练和分组
将40只大鼠(180~200g)适应性喂养7天,第8~10天再进行为期3天的适应性训练,即每日完成10min的跑台运动。在此期间实验人员将跑台刺激强度和刺激频率调至最适宜的值(刺激强度35V,刺激频率10Hz,延迟1s),其余参数与正式实验相同(即速度15m/min,坡度5°)。适应性训练完成后休息1天,在此期间进行分组,所有大鼠按体重随机分为4组,即空白组、针刺组、缓降组和急降组,每组10只。第12天开始正式实验。正式实验开始之前全部大鼠予普通饲料喂养,饮水不限。
1.4 干预方案
空白组:每日完成30min跑台运动,运动后30min内葡萄糖灌胃(6g/kg/d,2ml/只);高糖饲料喂养,饮水正常,持续六周。
针刺组:每日完成30min跑台运动,运动后30min内葡萄糖灌胃(6g/kg/d,2ml/只);高糖饲料喂养,饮水正常,针刺治疗,持续六周。
缓降组:每日完成45min跑台运动,运动后30min内葡萄糖灌胃(2g/kg/d,1ml/只);普通饲料喂养,饮水正常,持续六周。
急降组:前五周每日完成30min跑台运动,运动后30min内葡萄糖灌胃(6g/kg/d,2ml/只),高糖饲料喂养,饮水正常;第六周每日完成60min跑台运动,运动后30min内葡萄糖灌胃(1g/kg/d,0.5ml/只),普通饲料喂养,饮水量减为平时饮水量的1/3。
大鼠每7天称一次体重,以便及时调整葡萄糖灌胃用量。
普通饲料配方(质量比):玉米31%,小麦18%,豆粕21%,稻谷4%,黄豆2%,麸皮10%,蛋黄粉3%,鱼粉6%,预混料3.5%,植物油1.5%,多种维生素1%。
高糖饲料配方(质量比):普通饲料80%,蔗糖20%。跑台参数:速度15m/min,坡度5°。
针刺选穴:足三里、中脘、三阴交。根据《常用实验动物针灸穴位》,足三里(后三里)位于大鼠膝关节后外侧,腓骨小头下约5mm处,用0.30×13mm毫针直刺7mm;中脘位于脐上约20mm,用0.30×13mm毫针直刺2mm;三阴交在后肢内踝尖直上10mm,用0.30×13mm毫针直刺5mm。在足三里、三阴交两穴给予电针(G6805-1型电针仪)刺激,疏密波(14次/分),电流强度以肢体轻微抖动为度,每日一次,每次20min;在中脘穴给予毫针针刺,施以捻转法平补平泻,留针20min,每隔5min行针一次。
负重游泳实验:于末次跑台运动结束后的次日,将各组大鼠尾根部缠绕相当于大鼠体重10%的铅丝,置于游泳箱中(水温25℃)游泳,记录大鼠游泳至力竭(在水下10s不能上浮)的时间,该时间即为大鼠的游泳时间。从末次跑台运动结束至处死之前,各组大鼠的饮食、灌胃、针刺等干预与跑台实验最后一天相同。
1.5 取材
各组大鼠全部实验结束18h后断头处死,采血,血液样本以3 000rpm离心10min,分离血清,同时剪取双侧股四头肌和肝中叶,密封于-80℃深冻冰箱保存待测;分离大鼠肾周脂肪、睾周脂肪和肠系膜周脂肪。
1.6 实验指标检测
1.6.1 观察实验大鼠一般情况 观察实验过程中大鼠神态、活跃度、毛发光泽度等。
1.6.2 体重、体脂量和脂体比 各组大鼠在断头处死之前称重,采血后取下脂肪组织在电子天平上准确称重。
体脂量=肾周脂肪+睾周脂肪+肠系膜周脂肪
脂体比(%)=(肾周脂肪+睾周脂肪+肠系膜周脂肪)/体重×100%
1.6.3 乳酸脱氢酶、肌酸激酶、肝糖原和肌糖原 使用大鼠血清、肝脏和肌肉组织及相应试剂,用ELISA法检测大鼠血清肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)含量。
大鼠肝糖原和肌糖原采用蒽酮法检测。基本原理:用浓碱和加热破坏各种活性物质,保留糖原(糖原在浓碱溶液中非常稳定),糖原在浓硫酸的作用下脱水生成糖醛衍生物,后者与蒽酮作用生成蓝色化合物,该化合物在620nm有最大吸收峰。测试过程:定量称取大鼠股四头肌(50~80mg)和肝脏(35~65mg)加3倍体积的浓碱溶液,封口,置沸水溶液100ul加水至1ml,在冰水浴中加入2ml蒽酮显色剂(2g蒽酮/升浓硫酸),充分混匀后,置沸水浴中5min,冷却后,以空白管调零,测各样品和葡萄糖标准溶液(同法处理)在620nm外的吸收光度,计算糖原含量。测试仪器为721型分光度计。
1.7 数理统计法
2.1 一般情况观察
实验过程中,空白组和针刺组大鼠神态活跃、动作灵活、毛色光泽,而缓降组和急降组大鼠出现不同程度的精神萎靡、活动减少、毛色黯淡粗糙。空白组、针刺组大鼠体态匀称,而急降组大鼠明显体态消瘦。
2.2 各组大鼠体重、体脂量和脂体比的比较
实验结束后,针刺组、缓降组和急降组大鼠的体重、体脂量和脂体比均显著低于空白组(P<0.01)。急降组大鼠的体重、体脂量和脂体比显著低于针刺组和缓降组(P<0.01),针刺组大鼠的体重、体脂量和脂体比同缓降组相比均无统计学意义(P>0.05)(表1)。
表1 实验后各组大鼠体重、体脂量和脂体比(±s)
表1 实验后各组大鼠体重、体脂量和脂体比(±s)
注:与空白组比较**P<0.01;与急降组比较##P<0.01。
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实验结果提示,针刺和缓降、急降两种传统方案均对实验大鼠有明显的减重和消脂的作用(P<0.01),但急降法的效果比针刺和缓降法更加显著(P<0.01)。
2.3 各组大鼠力竭游泳时间的比较
实验结束后,针刺组大鼠的力竭游泳时间显著高于空白组、缓降组和急降组(P<0.01),缓降组和急降组大鼠的力竭游泳时间显著低于空白组(P<0.05,P<0.01),缓降组和急降组大鼠的力竭游泳时间之间的差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。
表2 各组大鼠力竭游泳时间的比较(±s)
表2 各组大鼠力竭游泳时间的比较(±s)
注:F=18.871,P<0.01;与空白组比较 * P<0.05,**P<0.01;与针刺组比较,##P<0.01。
组别 n t(min)空白组 10 77.26 ±13.34##针刺组 10 94.56 ±13.90**缓降组 10 64.69 ±11.07*##急降组 10 56.36 ±9.59**##
实验结果显示,针刺对大鼠的力竭游泳时间有显著的延长作用(P<0.01),而缓降法和急降法使其显著缩短(P<0.05,P <0.01)。
2.4 各组大鼠血清肌酸激酶(CK)含量的比较
实验结束后,针刺组大鼠的血清CK含量显著低于空白组、缓降组和急降组 (P<0.05,P<0.01),空白组大鼠的血清CK含量显著低于缓降组和急降组(P<0.01),缓降组和急降组大鼠血清CK含量之间的差异无统计学意义(P>0.05)(表3)。
表3 各组大鼠血清肌酸激酶(CK)含量的比较(±s)
表3 各组大鼠血清肌酸激酶(CK)含量的比较(±s)
注:F=33.152,P<0.01;与空白组比较*P<0.05,**P<0.01;与针刺组比较#P <0.05,##P <0.01。
组别 n CK(U/L)空白组 10 325.52±11.49#针刺组 10 308.40±16.79*缓降组 10 375.87±19.18**##急降组 10 369.15±22.97**##
实验结果显示,针刺对大鼠的血清CK含量有明显的降低作用(P<0.05),而缓降法和急降法使其显著升高(P<0.01)。
2.5 各组大鼠血清乳酸脱氢酶(LDH)含量的比较
实验结束后,针刺组大鼠的血清LDH含量显著低于空白组、缓降组和急降组 (P<0.05,P<0.01),空白组大鼠的血清LDH含量显著低于缓降组和急降组(P<0.01),缓降组和急降组大鼠血清LDH含量之间的差异无统计学意义(P>0.05)(表4)。
表4 各组大鼠血清乳酸脱氢酶(LDH)含量的比较(±s)
表4 各组大鼠血清乳酸脱氢酶(LDH)含量的比较(±s)
注:F=59.096,P<0.01;与空白组比较 * P<0.05,** P<0.01;与针刺组比较 #P <0.05,##P <0.01。
组别 n LDH(U/L)空白组 10 600.95±16.57#针刺组 10 576.92±18.60*缓降组 10 673.34±18.10**##急降组 10 668.18±25.11**##
实验结果显示,针刺对大鼠的血清LDH含量有明显的降低作用(P<0.05),而缓降法和急降法使其显著升高(P<0.01)。
2.6 各组大鼠肝糖原含量的比较
实验结束后,针刺组大鼠的肝糖原含量显著高于空白组、缓降组和急降组 (P<0.05,P<0.01),缓降组和急降组大鼠的肝糖原含量显著低于空白组(P<0.05,P<0.01),急降组大鼠的肝糖原含量显著低于缓降组(P<0.05)(表5)。
表5 各组大鼠肝糖原含量的比较(±s)
表5 各组大鼠肝糖原含量的比较(±s)
注:F=17.310,P<0.01;与空白组比较 *P<0.05,** P<0.01;与针刺组比较 #P<0.01,##P<0.01;与急降组比较 △P<0.05。
组别 n 肝糖原(mg/gwl)空白组 10 32.88±2.68#针刺组 10 35.54±3.42*缓降组 10 29.79 ±2.35*##△急降组 10 27.06±2.65**##
实验结果显示,针刺对实验大鼠的肝糖原消耗有明显的减缓作用(P<0.05),而缓降法和急降法则加速了肝糖原的消耗(P<0.05,P<0.01),其中急降组的肝糖原消耗更甚于缓降组(P<0.05)。
2.7 各组大鼠肌糖原含量的比较
实验结束后,针刺组大鼠的肌糖原含量显著高于空白组、缓降组和急降组 (P<0.05,P<0.01),缓降组和急降组大鼠的肌糖原含量显著低于空白组(P<0.01),急降组大鼠的肌糖原含量显著低于缓降组(P<0.05)(表6)。
表6 各组大鼠肌糖原含量的比较(±s)
表6 各组大鼠肌糖原含量的比较(±s)
注:F=27.454,P<0.01;与空白组比较 *P<0.05,** P<0.01;与针刺组比较 #P<0.01,##P<0.01;与急降组比较 △P<0.05。
组别 n 肌糖原(mg/gwl)空白组 10 3.32±0.19#针刺组 10 3.59±0.24*缓降组 10 2.93 ±0.22**##△急降组 10 2.70±0.29**##
实验结果显示,针刺对实验大鼠的肌糖原消耗有明显的减缓作用(P<0.05),而缓降法和急降法则加速了肌糖原的消耗(P<0.01),其中急降组的肌糖原消耗更甚于缓降组(P<0.05)。
乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)存在于骨骼肌以及各种脏器中,是组织细胞糖酵解过程中的关键酶。大强度负荷训练中,运动员全身肌肉高度紧张,呼吸及血液循环加快,能量消耗增多,身体处于相对缺氧的状态,乳酸等酸性代谢产物在肌肉组织中堆积,pH降低和细胞内环境改变等,容易导致组织细胞膜通透性增强或破裂,细胞内LDH向血液溢出增多,其溢出程度可以反映机体运动量的大小以及运动损伤的程度。
肌酸激酶(creatine kinase,CK)是骨骼肌细胞能量代谢的重要酶,广泛存在于骨骼肌、心肌和脑组织中,其中骨骼肌含量占98%。正常情况下,肌细胞膜结构完整、功能正常,保护了CK极少透过细胞膜,故血清中的CK浓度较低。研究证明,无论是大强度还是小强度的训练都会使血清CK活性增加[1]。运动后血清CK浓度升高,原因在于运动时骨骼肌局部缺氧,代谢产物堆积,自由基增多,细胞膜受损和通透性增加,使肌细胞内的CK透过细胞膜进入血液循环增多[2]。作为反映运动后骨骼肌损伤情况的一种常用指标,血清CK浓度检测已被广泛接受和应用。
关于血清CK和LDH的活性在运动后出现峰值的时间,以“运动后即刻”的报道为最多。有人以大鼠为实验对象,采用离心至力竭的运动方式,发现血清CK活性出现在运动后即刻[3]。袁建琴等[3]的研究结果也表明:血清CK活性峰值出现在运动后即刻,先于骨骼肌形态学观察到的损伤而出现。周越等[4]的研究则显示,耐力运动后CK峰值出现在运动后24h左右。魏海成等[5]发现,大鼠在运动后即刻血清CK值和LDH值急剧上升,24h后和48h后均有所下降,但仍显著高于安静对照组大鼠。本研究并没有选择在负重游泳实验后即刻处死大鼠检测血清CK和LDH含量,而是予其18h的休息时间,目的是模拟运动员从前一次训练结束至第二天训练开始之间的自然恢复期。测定自然恢复期过后的运动损伤程度,其对机体抗疲劳能力的实际研究意义大于运动后即刻测定指标。实验结果显示,针刺对大鼠血清CK和LDH含量均有明显的升高作用(P<0.01),说明针刺可显著减轻运动后机体的骨骼肌损伤;而缓降法和急降法使大鼠血清CK和LDH含量明显升高,说明这两种方法加重了机体骨骼肌的损伤。
肝糖原和肌糖原的储备量与耐力性运动能力密切相关,而且是决定耐力训练能力的重要因素之一。肝糖原是葡萄糖的一个贮存库,在血糖水平下降时,肝糖原分解成为葡萄糖并释放入血中,以维持血糖的正常水平。肌糖原既是高强度无氧运动时乳酸供能系统的能源,又是大强度有氧运动时有氧供能系统的主要能源。正常情况下人体肌肉中所贮存的肌糖原只足以维持1h高水平的有氧运动。在长时间的运动中,当肌糖原耗尽时,肝脏中贮存的葡萄糖经血液转移到肌肉以维持一定水平的能量消耗。然而,肝糖原的储存量是有限的,最终也会被耗尽。因此,如体内糖原储备不足,将对运动员的运动水平和体能恢复产生不利影响,同时导致外周疲劳和中枢疲劳[6]。
本研究结果显示,缓降法和急降法显著增加了大鼠肝糖原和肌糖原的消耗,使其运动疲劳加重;而针刺对大鼠肝糖原和肌糖原的消耗均有明显的减缓作用,说明针刺提高了大鼠的抗疲劳能力。这可能与针刺的升睾酮作用有关,大鼠睾酮水平升高,使糖原合成和糖异生作用加强,延缓了糖原的耗尽时间。另外,缓降组的肝糖原消耗少于急降组,原因可能是缓降组大鼠经过长时间、大强度的运动训练,其机体的适应性强于短时间内大幅度提高运动强度的急降组,也说明急降法比缓降法更易造成运动疲劳。
综上所述,针刺与缓降法在减轻体重及体脂含量方面的效果相当,急降法的减重效果最为显著,但与其最后一周的脱水有直接关系;针刺对大鼠乳酸脱氢酶、肌酸激酶、肝糖原和肌糖原的含量有显著的改善作用,说明针刺在减重的同时提高了机体的抗疲劳能力,而缓降法和急降法在不同程度上降低了机体的抗疲劳能力,这也是针刺疗法优于传统减重方法最重要的原因。
[1]田振军,石 磊.过度训练对大鼠血清CK,LDH,SOD,SDH活性及UMb含量影响的研究[J].中国运动医学杂志,2000,19(1):49-50.
[2]Lu R.,Yoshida T.Structure and moleeular weight of Asian lacquer polysaccharides[J].Carbohydrate Polymers,2003,54:419 -424.
[3]崔玉鹏.运动后骨骼肌损伤与血液CK活性变化的研究[D].北京:北京体育大学,2002.
[4]袁建琴,王瑞元.血清肌酸激酶与骨骼肌损伤关系的探讨[J].沈阳体育学院学报,2004,23(3):23 -25.
[5]魏海成.过量运动对大鼠骨骼肌损伤及血液中酶活性变化的研究[D].长春:吉林大学,2009.
[6]周 亮.补糖和刺五加调节大鼠运动后糖原恢复的机理研究[D].北京:北京体育大学,2006.
Effects on Rats’Antifatigue Ability by Losing Weight with Acupuncture Treatment
QIAO Zhu1,CHANG Bo2
(1.Physical Education College of Zhengzhou University,Zhengzhou 450044,Henan,China;2.School of Human Sports Science,Shenyang Sport University,Shenyang 110102,Liaoning,China)
Our aim was to observe antifatigue ability of rats losing weight with acupuncture treatment,comparing with two traditional methods:gradually losing weight and quickly losing weight.Forty male SD rats were divided randomly into four groups:the blank group,the acupuncture group,the gradually losing weight group and the quickly losing weight group.All the groups simulated athletes’daily training.Body weight,fat weight,Hb and testosterone were tested after experiment.After six weeks,Body weight,fat weight and fat weight/body weight of the acupuncture group,the gradually losing weight group and the quickly losing weight group were lower than that of the blank group significantly(P < 0.01).Body weight,fat weight and fat weight/body weight of the quickly losing weight group were lower than that of the acupuncture group and the gradually losing weight group(P <0.01).The time of burden swimming test of the acupuncture group were longer than that of the blank group,the gradually losing weight group and the quickly losing weight group(P <0.01).The time of burden swimming test of the gradually losing weight group and the quickly losing weight group were shorter than that of the blank group(P <0.05,P <0.01).CK and LDH in serum of the acupuncture group were lower than that of the blank group,the gradually losing weight group and the quickly losing weight group(P <0.05,P <0.01).CK and LDH in serum of the blank group were lower than that of the gradually losing weight group and the quickly losing weight group(P<0.01).The hepatic glycogen and the muscle glycogen of the acupuncture group were higher than that of the blank group,the gradually losing weight group and the quickly losing weight group(P <0.05,P <0.01).The hepatic glycogen and the muscle glycogen of the gradually losing weight group and the quickly losing weight group were lower than that of the blank group(P <0.05,P <0.01).The hepatic glycogen and the muscle glycogen of the quickly losing weight group were lower than that of the gradually losing weight group(P <0.05).It is concluded that acupuncture had evident effect on losing weight and rising antifatigue ability and is better than the two traditional methods:gradually losing weight and quickly losing weight.
acupuncture;losing weight;antifatigue
G804.55
A
1004-0560(2012)05-0076-04
2012-06-15;
2012-07-19
辽宁省高等学校优秀人才支持项目(WR2011012)。
乔 柱(1970-),男,副教授,主要研究方向为体育教学与运动健康促进。
责任编辑:乔艳春