低强度有氧耐力运动对被动吸烟大鼠肝组织炎性因子的影响

刘祥梅

摘 要 目的：从肝组织炎性因子含量探讨低强度有氧耐力运动对吸烟机体肝脏的影响作用。方法：将48只健康雄性成年SD大鼠按体重分层随机分为对照组（C）、吸烟组（S）、运动组（E）、运动吸烟组（ES），S、ES组被动吸烟，E、ES组进行9周有氧耐力运动，检测大鼠肝组织IL-1、IL-6、TNF- 含量，并进行2析因方差分析。结果：IL-1的含量S组显著高于C组（P<0.05）、ES组显著高于C和E组（P<0.05），IL-6的含量E和ES组略高、S组略低于C组（P>0.05），TNF-的含量E组和ES组显著地高于C和S组（P<0.05～0.01）。析因方差分析显示，吸烟因素对IL-1含量升高（P<0.05），运动因素对肝组织TNF-含量升高作用明显（P<0.01）。结论：香烟烟雾促使肝组织IL-1增高与IL-6含量偏低，可能有炎症发生与脂质代谢减低，低强度有氧耐力运动对肝脏有保健作用，对抗吸烟于肝脏的不利作用。

关键词 有氧耐力运动 被动吸烟 肝脏 IL-1 IL-6 TNF-

中图分类号：R114 文献标识码：A

The Impact of Low-intensity Aerobic Endurance Exercise on the Organizational Inflammatory Cytokines in Rat Liver Passive Smoking

LIU Xiangmei

（College of Sports， Hu'nan Normal University， Changsha， Hu'nan 410012）

Abstract Objective： To investigate the influence of low-intensity aerobic exercise on smoking body inflammatory liver from hepatic tissue factor content. Methods： 48 healthy adult male SD rats were randomly divided into two groups stratified （C）， smokers （S）， the exercise group （E）， sports smoking group （ES）， S， ES group of passive smoking， E， ES group nine weeks of aerobic endurance exercise， to detect IL-1， IL-6， TNF- content in liver tissue， and 2 2 factorial analysis of variance. Results： IL-1 content in S group was significantly higher than in group C （P<0.05）， ES group was significantly higher than the C and E groups （P<0.05）， slightly higher content of E and ES group， S group， IL-6 is slightly lower than in group C （P>0.05）， TNF- levels in group E and ES group was significantly higher than the C and S group （P<0.05 ～ 0.01）. Factorial analysis of variance showed that smoking factors on IL-1 levels increased （P<0.05）， the movement of factors of hepatic tissue TNF- levels increased significantly effect （P<0.01）. Conclusion： Cigarette smoke prompted liver tissue with low IL-1 increased IL-6 content， there may reduce inflammation and lipid metabolism， low-intensity aerobic exercise on liver health effects against the adverse effects of smoking on the liver.

Key words aerobic endurance exercise; passive smoking; liver; IL-1; IL-6; TNF-

国内外研究证实，吸烟对机体有多方面的危害，①有氧运动对肝脏有一定的保护作用。②但吸烟或被动吸烟与有氧运动共同作用于机体时，对肝脏影响的研究报道很少，本实验复制大鼠被动吸烟和低强度有氧运动模型，初步探究香烟烟雾和有氧运动二者共同作用于机体，肝脏炎性细胞因子IL-1、IL-6和TNF-的变化，为运动保健提供实验依据。

1 研究材料和方法

1.1 实验动物和分组

健康成年雄性SD大鼠，体重160～200 g。购自湖南农业大学动物中心（许可证号湘scxk，2003-003），为清洁级实验动物。以国家标准啮齿类动物饲料分笼饲养，自由饮食和饮水。实验期间室温为18～27℃，相对湿度40%～55%，每日光照12 h。大鼠静养与观察三日，在坡度为0暗呐芴ㄉ辖兴俣任0 m/min的适应性运动15 min，筛选能训练的大鼠48只。按体重分层随机分为控制对照组（C）、被动吸烟组（S）、有氧运动组（E）、被动吸烟及有氧运动组（ES），每组12只。

1.2 被动吸烟方案

S、ES组置于自制半密闭玻璃箱中，燃烧某烟厂生产的过滤嘴香烟，焦油含量12mg，烟气烟碱量1.0mg，一氧化碳量14mg。每周6天，共持续9周，上午进行，每支烟燃烧5～8 min，20支/d。玻璃箱规格为70cm00cm0cm，其上方有一直径为20 cm加盖通风口，侧方有两个直径为10㎝的无盖通风口。吸烟过程中，通风口打开与外界相通，防止病理性缺氧病变。C组和E组不进行被动吸烟。

1.3 运动方案

C、S组大鼠不进行运动，ES组吸烟日下午和E组进行相同运动训练，方案参考Bedford等的稍加改进，在杭州立泰科技有限公司提供的PT动物实验跑台上进行坡度为0、跑速18 m/min的训练，每天1次，每周6天，共进行9周。运动持续时间第一周10min，第二周20min，第三周30min，第4至9周均进行40min。

1.4 取材及检测

最后一次实验后24小时，各组均称重后经腹腔注射2%戊巴比妥钠（30～40ml/kg）麻醉脱臼处死，立即剖腹剥离周围脂肪和结缔组织剪取右肝组织，冰生理盐水冲洗后滤纸吸干，取1g左右剪碎，匀浆并离心，取上清液检测各指标。用美国BoRid全自动酶标仪双抗体夹心ELISA法测定炎性细胞因子IL-1、IL-6、TNF-浓度，然后根据组织蛋白含量计算每克蛋白中相应细胞因子含量，试剂盒购于上海森雄科技实业有限公司。

1.5 统计学分析

实验数据使用SPSS for Windows 11.5版统计软件处理，进行One-Way ANOVA分析，LSD多重比较。有氧运动和被动吸烟对所测指标的交互作用采用2析因方差分析。

2 结果

肝组织内IL-1含量，S组显著高于C组（P<0.05），ES组显著高于C、E组（P<0.05），E组略高于C组，ES组略高于S组，S组略高于E组，均差异不具显著性（P>0.05）。IL-6含量由低至高依次为S、C、E、ES组，各组间无显著性差异（P>0.05）。TNF-含量，E和ES组非常显著地高于C组（P<0.01）;与S组比较，E组非常显著地升高（P<0.01），ES组显著升高（P<0.05）（见表1）。

如表2，析因方差分析表明，吸烟对肝组织IL-1增高作用明显（P<0.05），运动的作用不显著，两因素的交互作用不明显（P>0.05）;吸烟和运动对肝组织内IL-6的作用不显著，两因素交互作用不明显（P>0.05）;运动对肝TNF-含量影响非常显著（P<0.01），吸烟的影响及两因素交互作用不明显（P>0.05）。

表1 各组大鼠肝组织IL-1、IL-6、TNF-含量（盨）

（注：与C组比较，*表示差异显著（P<0.05），**表示差异非常显著（P<0.01）;与运动组比较，▲表示差异显著（P<0.05），▲▲表示差异非常显著（P<0.01）;与吸烟运动组比较，#表示差异显著（p<0.05）， ##表示差异非常显著（P<0.01）。）（下同）

表2 运动与吸烟大鼠肝组织IL-1、IL-6和TNF-含量析因方差分析

3 分析与讨论

IL-1局部低浓度与免疫调节相关，协同刺激APC和T细胞活化，促进B细胞增殖和分泌抗体。大量产生与内分泌效应相关，能诱导肝脏急性期蛋白合成，参与炎症的损害。③研究表明3周以上长期适量的有氧运动可以正向调节IL-1的分泌，从而更好地激活并提高大鼠的免疫系统功能。④⑤慢性吸烟或被动吸烟IL-1上升则使机体处于持续炎症状态，导致非酒精性脂肪性肝脏疾病发生。⑥本实验9周有氧训练大鼠的IL-1浓度升高趋势，反映适量运动后肝内相关免疫功能可能适度增强，有益于保护肝组织。吸烟和吸烟运动组IL-1浓度显著升高，且吸烟运动组有高于吸烟组的趋势，有可能吸烟使肝组织处于持续炎症状态，有氧运动下香烟烟雾的不良刺激加重。IL-1在肝脏能量代谢的调节中起重要作用，病理下抑制肝细胞内ATP含量和酮体比（KBR），引起碳水化合物和能量代谢显著改变肝功能不良，与脂肪肝炎的肝损害关系密切。⑦我们分析吸烟引起肝IL-1含量升高时有氧运动，肝糖原大量损耗且代谢产物增多，肝细胞负荷增大，对肝危害作用可能加重。

IL-6的主要作用是促进B细胞增生分化和分泌抗体，对肝细胞、T细胞、神经组织、造血系统也具有广泛效应，⑧它在运动介导机能调节方面具有重要作用，因而被称为运动因子（exercise factor）。⑨大强度运动后血清含量水平24小时内持续下降，说明机体的免疫调节能力、防御能力和抗肿瘤效应普遍下降;⑩低强度长时间运动则引起升高，并是诱导骨骼肌IL-6表达上升的主要原因。 而本实验显示9周低强度有氧运动后大鼠肝组织IL-6含量轻微上升，可能是有氧运动有益于预防脂肪肝和提高肝抗缺血缺氧损害能力的机制之一。有研究报道被动吸烟的青年人及实验小鼠血清IL-6含量明显升高， 肝内含量及表达少有报道，本实验显示校正常偏低，吸烟有害肝脏导致肝脏疾病发生可能与此密切相关。本实验的运动及吸烟组依然呈现略偏高，我们认为低强度有氧耐力运动基于IL-6含量水平有关的益于肝脏作用可能没有因吸烟降低。换而言之，吸烟易形成非酒精性脂肪性肝病，若同时坚持低强度有氧运动可能有对抗作用。

目前，运动对于不同组织TNF-含量水平影响的研究结果很不一致。Starkie等提出运动时血浆TNF-变化与IL-6存在密切关系，长期的有氧训练可提高大鼠血浆TNF-水平。 运动对于肝组织TNF-含量影响鲜有报道，本实验显示9周低强度有氧运动后显著增高。低强度有氧运动有益于肝组织的报道众多，且可预防大鼠脂肪肝和肝癌。 TNF-可通过激活细胞外信号调节蛋白激酶（ERK），导致细胞内CAMP升高，促使脂肪分解，还有杀伤肿瘤细胞作用， 结果可能提示适宜有氧运动益于肝脏的作用与肝内TNF-升高有关，并可能是有氧运动降脂控重预防脂肪肝和肝癌的重要机制。适宜有氧运动使肝内TNF-含量上升，运动及运动吸烟机体肝内含量明显高于吸烟机体，反映低强度有氧运动后肝内TNF-含量益于肝脏的变化，不会因为吸烟而降低。

4 结论

香烟烟雾使肝组织IL-1含量增高和IL-6含量偏低而不利于肝脏，低强度有氧运动对肝脏有保健作用，但若同时吸烟会增加IL-1含量，运动者应戒烟及远离香烟烟雾。

注释

① 李义平，王平，王亚文.香烟主流烟雾与侧流烟雾对小鼠致突变作用的研究[J].中国公共卫生，2001.17（8）：707-708.

② 龙强，潘玲，张家意，等.有氧运动对小鼠肝脏SOD活性的影响[J].凯里学院学报，2010.28（6）：89-91.

③ Shih- Pei Chang ， Yu- Huang Chen， Weng- Cheng Chang， et al. Increase of Anti- ox idatio n by Ex erci se in the Liver of Obese Zucker Rats[J]. Clinical and Experimental， Pharmacology and Physio logy，2004（31）：506-511.

④ 陈乾坤，姜格宁，丁嘉安，等.大鼠肺缺血再灌注损伤后前炎症细胞因子IL-1 mRNA的表达分析[J].复旦大学报医学版，2008.35（4）：560-563.

⑤ 刘波，戴国钢，马建，等.大强度运动和中医治疗对兔膝关节软骨IL-1、TNF、PGE2的影响[J].中国运动医学杂志，2005.23（3）：304-306.

⑥ 赵子建.有氧运动对大鼠白细胞介素IL-1的影响[J].成都体育学院学报，2012.38（6）：681-682.

⑦ 张忠淘，王宇，奥村忠芳.IL-1 通过诱导一氧化氮的产生抑制肝细胞能量代谢[J].中华肝胆外科杂志，2002.8（5）：290-293.

⑧ 闫芬，李颖，刘树欣，等.运动引起的白细胞介素6的 改变与铁调素的调控[J].河北师范大学学报/自然科学版，2011.35（3）：305-308.

⑨ PEDERSEN B K， ST EENSBERG A， FI SCH ER C， et al. Sear ching for the Exercise Factor ： Is IL-6 a Candidate？ [J].J Muscle Res Cell Mo til，2003.24（3）：113-119.

⑩ 黄文英，张媛，徐亨屹.大强度运动与慢性心理应激对大鼠血清IL-1 、IL-2、IL-6含量的影响[J].中国运动医学杂志，2008.27（1）：93-96.

王今越，丁树哲，刘伟，等.运动与IL-6的研究进展[J].体育科学，2007.27（6）：60-67.

刘爱玲，马红，王文丽，等.被动吸烟对青年人血管内皮舒张功能和血清白细胞介素-6水平的影响[J].郑州大学学报，2007.42（2）：261-263.

Starkie， Sisse Rye Ostrowski， Sune Jauffred， et al. Exercise infusion inhibit endotoxin TNF- and IL-6 induced production in humans. The FASEB Journal，2003.17（8）：884-886.

陈剑锋.不同负荷运动对急性心理应激大鼠血清IL-6和TNF-a含量的影响[D].江苏：扬州大学，2006.

Langin D， Arner P. Importance of TNFalpha and neutral lipases in human adipose tissue lipolysis[J]. Trends Endocrinol Metab，2006.17（8）：314-320.