中等负荷跑台训练对衰老模型大鼠心肌相关生化指标的影响

中等负荷跑台训练对衰老模型大鼠心肌相关生化指标的影响

牛育鸿白石1韩文华2

(延安大学西安创新学院医学系，陕西西安710100)

摘要〔〕目的观察中等负荷跑台训练对D-半乳糖致衰老大鼠心肌的影响。方法将离乳两月龄雄性SD大鼠40只随机分为正常对照组9只、衰老模型对照组9只，衰老模型训练(Ⅰ组)11只和衰老模型训练(Ⅱ组)11只，6 w后，检测心肌丙二醛(MDA)含量，超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果四组大鼠心肌SOD活性及MDA含量组间比较均有显著差异(P<0.05)，而衰老模型训练Ⅰ组心肌相关指标要优于衰老模型训练Ⅱ组大鼠。结论中等负荷的运动训练能延缓心脏衰老，清除心脏部分氧自由基，增强SOD的活性，隔天训练要比每天训练更能提高心肌SOD活性、降低心肌MDA含量。

关键词〔〕中等负荷训练；衰老；心肌；超氧化物歧化酶(SOD)；丙二醛(MDA)

中图分类号〔〕G804.7〔文献标识码〕A〔

1西安体育学院运动人体科学系2从化市中医院肛肠科

第一作者：牛育鸿(1980-)，男，硕士，讲师，主要从事人体解剖学教学研究。

人类随着衰老的发生，脏腑器官的功能随之也明显下降，出现衰退的表现，心脏作为人体的“动力泵”其变化可作为器官衰老的重要标志。目前，普遍通过构建衰老动物模型的方法来研究衰老的机制，常用D-半乳糖(D-gal)注射法进行造模〔1〕，其机制是在一定时间内，连续给动物注射大剂量的D-gal，使机体细胞内半乳糖浓度增高，在醛糖还原酶催化下，还原成半乳糖醇，这种物质不能被细胞进一步代谢，而堆积在细胞内，影响正常渗透压，导致细胞肿胀，功能障碍，代谢紊乱，最终导致衰老的发生〔2〕。本实验旨在通过建立D-gal衰老大鼠模型，观察在中等负荷不同频率跑台运动下大鼠心肌相关抗氧化酶指标，从而反映在中等负荷运动当中，机体心脏的抗氧化能力，为选择合理的运动频率延缓器官衰老提供科学的理论依据。

1材料及方法

1.1研究对象离乳两月龄雄性SD大鼠40只，由西安交通大学医学院动物实验中心提供，体重(200±10)g，体长为(17.8±1.5)cm。动物房维持在温度(22±2)℃，湿度40%~60%，每日按自然昼夜照明，自由进食饮水。动物饲料为实验动物配合饲料，购自西安交通大学医学院动物实验中心。

1.2分组大鼠购进后均先适应性喂养1 w，自由活动。将大鼠随机分成四组，即正常对照组(NC组)9只、衰老模型对照组(AC组)9只、衰老模型训练Ⅰ组(AEⅠ组)11只、衰老模型训练Ⅱ组(AEⅡ组)11只。每组大鼠分两笼，共8笼，大鼠每天按50 g/只给量，每天早上每笼大鼠补足250 g饲料，每周换垫料两次。

1.3模型建立NC组按常规喂养，自由活动、饮食，不进行任何训练，每日在颈背皮下注射一次生理盐水(125 mg/kg)〔3〕，共6 w；AC组按常规喂养，自由活动、饮食，不进行任何训练，每日在颈背皮下注射一次D-gal(125 mg/kg)，共6 w；AE组按常规喂养、饮食，并从第1周开始均采用动物跑台运动模式，参照Bedford 运动负荷标准〔4，5〕，选择运动强度在中等负荷强度下，采用国产鼠类跑台进行训练，跑台坡度为0度。AEⅠ组每周训练3 d，分别为周一、周三、周五，其他时间休息；AEⅡ组每周训练6 d，周日休息。两组大鼠均日训练1次，共训练6 w。运动组在训练的6 w内第1周每次运动15 min，从10~20 m/min的负荷依次递增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min)；第2周每次运动20 min，从10~25 m/min的负荷依次递增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min，25 m/min×5 min)；第3周每次运动30 min，从10~25 m/min的负荷依次递增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min，25 m/min×15 min)；从第4周以后3 w中每次运动40 min，从10~25 m/min的负荷依次递增(10 m/min×5 min，15 m/min×5 min，20 m/min×5 min，25 m/min×25 min)。

1.4心肌超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的测定大鼠腹腔麻醉后取出心脏，放在冰生理盐水中洗净血渍，再用滤纸吸干水，待称重完毕及取完左心室心肌制作切片外，称取心肌组织0.1 g，加入1 ml 0.86%冷生理盐水，进行匀浆，制成10%的心肌匀浆液，迅速放入全自动高速冷冻离心机里，以3 500 r/min离心15 min，取50 μl上清液，将其稀释形成1%的心肌匀浆。采用南京建成出品的测试SOD和MDA测试盒进行测试。SOD活性的测定采用黄嘌呤氧化酶法。MDA测定采用硫代巴比妥酸(TBA)法。

1.5统计学方法采用SPSS13.0统计软件行t检验及单因素方差分析。

2结果

四组大鼠心肌SOD活性及MDA含量组间均有显著差异(P均<0.05)，AC组大鼠心肌SOD活性相对最低，而MDA含量最高；NC组大鼠心肌SOD活性相对最高，MDA含量最低；AEⅠ组和AEⅡ组大鼠心肌SOD活性和MDA含量介于前二者之间，而AEⅠ组心肌相关指标要优于AEⅡ组大鼠(P<0.05)。见表1。

表1　各组心肌SOD活性、MDA含量比较

与NC组比较：1)P<0.05；与AC组比较：2)P<0.05；与AEⅠ组比较：3)P<0.05

3讨论

自由基诱发细胞膜或细胞器中不饱和脂肪酸发生过氧化作用，是生物学衰老的重要原因之一。过氧化脂质的分解产物之一便是MDA，通过MDA的测定可以间接反映氧自由基水平和脂质过氧化反应的强弱〔6〕。SOD是机体内源性抗衰老物质，可以通过歧化作用清除体内氧自由基，从而减少脂质过氧化反应，维持生物膜结构及功能〔7〕。

NC组大鼠心肌SOD活性相对最高，按照大鼠生长特点看，12 w大鼠已进入成熟期，也是机体机能最旺盛时期。AC组心肌SOD活性相对最低，表明给动物连续注射D-gal，使其转化成半乳糖醇，其不能被细胞进一步代谢而堆积在细胞内，影响正常渗透压，导致细胞肿胀，功能障碍，代谢紊乱；同时，D-gal在体内氧化时产生大量自由基，超过机体的清除能力，引发脂质过氧化的链式反应，最终机体衰老，表现为SOD活性的下降。本文AEⅠ组、AEⅡ组大鼠心肌SOD活性较AC组升高，表明中等负荷的运动训练在一定程度上可以清除心脏中的氧自由基，而AEⅡ组较AEⅠ组大鼠心肌SOD活性低，说明每天的运动训练对心脏自由基的清除能力低于隔天训练。在运动负荷及运动频率的选择上应考虑这种差异，适宜的运动负荷和运动频率能够延缓心脏衰老。

MDA是细胞受到自由基攻击产生的脂质过氧化产物，随着机体的衰老，MDA含量会逐渐增加。MDA可与含有游离氨基的蛋白质、磷脂酞乙醇胺及核酸等形成schiff碱，而使生物分子之间发生交联。MDA水平的高低代表了体内自由基的多少，同时也能显示机体的老化程度。

本文NC组MDA含量相对最小，由于NC组是自然生长大鼠，且12 w后为性成熟期，是机体代谢能力相对最强时期，所以心肌MDA的含量也较小；AC组MDA含量最大，说明D-gal致使大鼠心脏自由基大量堆积，老化程度加剧。AEⅠ组、AEⅡ组大鼠心肌MDA含量较AC组小，但比NC组大，说明在D-gal的影响下心脏自由基的含量通过中等强度运动可以清除，但是清除自由基的比率AEⅠ组较AEⅡ组高，表明中等负荷隔天训练效果要比每日训练好，提示在制定运动强度及运动频率上要适合机体的机能水平。这样才可更好地保护心脏免受自由基的攻击，预防心脏疾病，提高机体健康水平。

综上，中等负荷的运动训练能延缓心脏衰老，清除心脏部分氧自由基，增强SOD的活性，并对心肌有良好的重建和改善作用。而隔天训练要比每天训练更能提高心肌SOD活性、降低心肌MDA含量。

4参考文献

1洪亮，方胜.三种不同方法建立小鼠衰老模型的比较〔J〕.中国老年学杂志，2010；30(18)：2607-8.

2邢秋娟，施杞，王拥军.D-半乳糖诱导衰老动物模型的机制及其在中医药方面的应用〔J〕.上海中医学大学学报，2010；24(3)：93-8.

3姜国良，于晓，徐恺，等.腹腔和皮下注射D-半乳糖衰老大鼠模型分析〔J〕.中国老年学杂志2013；33(3)：1101-3.

4Bedford TG，Tipton CM，Wilson NC，etal.Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures〔J〕.J Appl Physiol,1979；47(6)：1278-83.

5Criswell DS，Henry KM，DiMarco NM，etal.Chronic exercise and the pro-inflammatory response to endotoxin in the serum and heart〔J〕.Immunol Lett,2004;95(2)：213-20.

6许海江，孙同文，赵春玲，等.丹参酮ⅡA对脑缺血再灌注损伤大鼠脑的保护作用〔J〕.中国医院药学杂志，2013；33(16)：1334-7.

7王桂云，郭新民.黄芪对衰老小鼠一氧化氮、自由基及细胞凋亡的影响〔J〕.牡丹江医学院学报，2004；25(4)：14-5.

〔2014-04-17修回〕

(编辑安冉冉/曹梦园)