杜杰
DU Jie
有氧运动结合燕麦β-葡聚糖对高脂仓鼠降低胆固醇的作用及机制
杜杰
DU Jie
胆固醇是类固醇激素、胆汁酸及维生素D的前体,同时又是细胞生物膜的组成成分,对机体生命活动具有重要意义[21,23]。近年来,高胆固醇、高脂肪食物越来越多地出现在人们的餐桌上,造成人体胆固醇过量。研究发现,长期的高胆固醇摄入会使心血管疾病的发生率升高,心血管疾病风险升高的指标是血液总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇含量增高[25]。作为药物的替代品,通过饮食结合适当的运动来控制胆固醇以降低心血管疾病发生的风险已经引起了广泛关注。
燕麦含有多种化学成分,如淀粉、蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素、酚类、矿物质等,具有多种药理学活性[3,5]。国内、外研究证明,经常食用燕麦可有效降低动物和人体内血清总胆固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白胆固醇水平,其主要功能性成分为燕麦β-葡聚糖[10,11,13]。美国食品药品管理局(U.S.Food and Drug Administraion,FDA)在1997年发布了“建议人们每日摄入3 g β-葡聚糖,有助于降低胆固醇水平”的健康声称。同时,亦有文献报道,运动可引起血脂的变化,低强度、长时间的有氧运动,可明显改善机体脂质代谢紊乱[1,4,8,9,12,22]。目前,有关有氧运动结合燕麦β-葡聚糖膳食对胆固醇的影响鲜见报道。叙利亚金仓鼠(Syrian golden hamster)具有胆固醇酯转移酶以及与人体相似的脂蛋白组成,并对高脂高胆固醇饲料具有敏感性,已经被广泛用于脂质代谢的研究[24]。本研究以叙利亚金仓鼠为研究对象,建立高脂喂养模型,考察有氧运动结合燕麦β-葡聚糖对高脂仓鼠模型的降胆固醇作用及相关机制。
1.1 试验材料
燕麦β-葡聚糖,相对分子质量为1.5×105g/mol,购于张家口一康生物科技有限公司。
1.2 试剂
总胆固醇(total cholesterol,TC)试剂盒,甘油三酯(triglyceride,TG)试剂盒,高密度脂蛋白胆固醇(highdensity lipoprotein cholesterol,HDL-C)试剂盒、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterin,LDL-C)试剂盒,游离胆固醇(free cholesterol,FC)试剂盒,总胆汁酸(total bile acids,TBA)试剂盒,购于南京建成生物工程研究所。RNA纯化试剂盒,购于美国Sigma-Aldrich公司。GeneAmp RNA PCR试剂盒,购于美国Applied Biosystems公司。
1.3 实验动物及其喂食
叙利亚雄性仓鼠(70~80 g)购于北京维通利华实验动物技术有限公司。动物置于20~22°C,相对湿度60%,12 h光照,12 h黑暗的环境下,分笼饲养。1周后称重,并随机分组,实验分为普通饲料喂养组(N组),喂食Chow(Purina Rodent Laboratory Chow),高脂饲料喂养造模组(模型组),喂养表1中C组饲料。造模成功后,将模型组实验动物分为4组,包括高脂饲料对照组(C组)、燕麦β-葡聚糖组(G组),有氧运动组(E组)和有氧运动结合燕麦β-葡聚糖组(GE组),每组10只。其中,E组和GE组每天在1 m×0.6 m×0.8 m的透明玻璃游泳池分组进行无负重游泳60 min,水深35 cm,室温25°C。喂食金仓鼠4周,期间,每周称其体重,每3天更换新粮,记录动物进食量,进食效率由g(体重增长)/g(进食量)计算而来。本实验在山西大学生命科学学院食品科学与工程系实验室完成,高脂饲料配方见表1。
表1 本研究高脂饲料组成(g)Table 1 Diet Composition
1.4 血液、肝脏和粪便的收集
将仓鼠禁食12 h,麻醉窒息死亡,腹部解剖,用含有EDTA(15%wt/v)溶液的注射器心脏取血,转移到5 mL含有5 μL 15%EDTA钾溶液的聚丙烯试管中,轻摇,放置在冰上短期保存。4°C下3 500 r/min离心40 min分离出血清。血液取出后立即取出肝脏和其他脂肪器官。肝脏称重,切割成两部分。一部分立即放置在液氮中冷冻,以备进行RT-PCR分析,另一部分冷冻干燥,研磨,放置温度为20°C,用来提取脂肪。脂肪组织包括腹膜后脂肪(RA)和附睾脂肪(EA),称重,立即冷冻于液氮中。动物实验结束的前3天,收集动物粪便,冷冻干燥,研磨,20°C保存备用。
1.5 血清脂蛋白和甘油三酯的测定
脂蛋白包括低密度脂蛋白(LDL-C)和高密度脂蛋白(HDL-C),利用LDL-C试剂盒和HDL-C试剂盒测定,血清TC含量和血清TG含量利用TC试剂盒和TG试剂盒测定。
1.6 肝脏脂肪含量及TC、FC和TG含量测定
肝脏中的胆固醇和甘油三酯根据Zhang等[28]人报道的方法测定。肝脏中脂肪的提取使用快速脂肪提取仪,具体过程如下:将约0.5 g冷冻干燥后的肝脏样品与少量沙子混合,放入于盛有沙子的提取容器内,用沙子封顶,密封提取容器。将装有样品的提取容器放在仪器上,在60°C,2 175 psig条件下进行,用3:2(v/v)的乙醚和异丙醇溶液提取。提取结束后,在37°C条件下,用氮气干燥至恒重,称重计算脂肪含量。将干燥的脂肪溶于5:2(v/v)三氯甲烷/甲醇溶液中,取0.55 mL溶液转移至新的试管中,加入2.2 mL,1%Triton X-100的氯仿溶液,混合均匀后,37°C下氮气干燥。在干燥后的试管中加入275 μL去离子水,充分混合后,37°C恒温水浴锅内静置1 h。分别使用TC试剂盒、TG试剂盒和FC试剂盒进行TC、TG和FC含量的测定。
1.7 粪便中脂肪、TC、FC、TG和胆汁酸含量测定
粪便总脂肪的提取及TC、FC和TG含量测定同肝脏。胆汁酸的提取和测定方法为:将干燥的粪便约50 mg和1 mL,50%叔丁醇水溶液加入到试管内,在漩涡振荡器上进行混合,放入37°C水浴振荡器内,再次用漩涡振荡器混合15 min,最后12 000 r/min下离心2 min,收集上清液,用TBA试剂盒进行胆汁酸含量测定。
1.8 Real-Time PCR(RT PCR)
使用RNA纯化试剂盒提取肝脏中的总RNA,利用GeneAmp RNA PCR试剂盒进行cDNA的合成。在Mx3000P PCR仪中,以SYBR Green为荧光染料,取约1 μL稀释10倍的cDNA进行RT PCR检测。循环条件是:95°C,5 min;然后94°C,30 s进行40个循环;随后58~62°C,1 min;最后72°C,30 s。引物序列与Bartley等[16]的设置相同。结果与β-actin进行标准化,计算出mRNA表达量。
1.9 数据处理
全部试验均重复3次,试验结果以平均值±标准偏差表示。数据之间的显著性分析通过软件SPSS(Ver.17.0,SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)的one-way ANOVA进行分析,其置信区间为P<0.05。
2.1 高脂仓鼠模型的建立
如表2显示,模型组血清TC、TG、LDL-C含量较N组均显著升高(P<0.05),HDL-C变化不显著,说明,本实验建立的高脂饮食仓鼠脂质代谢紊乱模型成功。
表2 普通饲料喂养组与高脂饲料喂养造模组仓鼠血清TC、TG、LDL-C及HDL-C含量(mg/dL)Table 2 The Contents of Plasma TC,TG,LDL-C and HDL-C in Normal Group and High Fat Model of Hamsters
2.2 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠进食量、体重和器官重量的影响
由表3可知,与C组相比较,G组对仓鼠体重、进食量、进食效率、肝重和脂肪组织重量均无显著影响(P>0.05);E组中仓鼠体重和RA重量有所降低,降低量分别为11%和12%,但影响并不显著。GE组中仓鼠体重和RA重量分别降低了17%(P<0.05)和10%(P>0.05),而且,GE组仓鼠的EA重量显著降低,降低量为21%(P<0.05)。说明,通过补充一定量的燕麦β-葡聚糖或适量的有氧运动对于高脂仓鼠的体重及肝脏脂肪的影响并不显著,只有二者同时干预才能显著降低高脂仓鼠的体重和肝脂肪含量。
表3 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠体重、进食量和其他器官重量的影响Table 3 The Effects of Aerobic Exercise Combined with Oat β-glucan on Body Weight Gain,Food Intake,Food Efficiency,Liver,and Adipose Tissue Weight in Hamsters
2.3 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠血清脂类物质的影响
有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠血清脂类物质的影响如图1所示,与C组相比,G组、E组和GE组中血清TC含量显著降低(P<0.05),降低量分别为16.6%、13.6%、29.3%。对于血清LDL-C含量,G组、E组和GE组比C组有显著降低(P<0.05),降低量为19.5%、14.2%、31.9%。与C组相比,E组血清中HDL-C含量有所提高但无显著影响,而G组和GE组HDL-C含量显著增加(P<0.05),增加量为21.3%、28.1%。G组、E组和GE组能够降低血清TG含量,但G组影响不显著(P>0.05),E组和GE组影响显著(P<0.05)。
图1 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠中血清脂类物质的影响Figure 1.Effect of Aerobic Exercise Combined with Oat βglucan on Plasma Lipids in Hamsters
2.4 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠肝脏脂类物质的影响
有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠肝脏脂类物质的影响如图2所示,相对于C组,G组和E组仓鼠的肝脏总脂肪含量变化不显著(P>0.05),而GE组中仓鼠的肝脏总脂肪含量显著降低了17.7%(P<0.05)。G组、E组和GE组中仓鼠的肝脏TC含量分别下降了20.2%、17.5%、35.3%(P<0.05)。GE组仓鼠肝脏中FC浓度显著降低,降低量为28.8%(P< 0.05)。与C组相比,G组、E组和GE组中肝脏TG含量均有所下降,但并不显著。
图2 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠肝脏总脂肪、TC、FC和TG的影响Figure 2.Effect of Aerobic Exercise Combined with Oat βglucan on Hepatic Total Lipid,TC,FC and TG in Hamsters
2.5 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠粪便中脂类物质和胆汁酸的影响
由图3、图4可以看出,G组、E组和GE组中仓鼠粪便中的胆汁酸、总脂肪、TG、TC和FC的排泄量均显著高于C组(P<0.05)。与C组相比,G组、E组和GE组中的胆汁酸排泄量分别增加了151.4%、119.1%、329.6%。相应地,总脂肪含量增加了94.5%、63.2%、254.7%,TC排泄量增加了78.1%、49.5%、163.8%,FC排泄量提高了48.3%、67.2%、138.6%,以及TG排泄量提高了86.3%、121.6%、242.8%。
2.6 仓鼠肝脏基因的测定
利用PCR技术对C组、G组、E组和GE组仓鼠的肝脏样品中参与胆固醇合成限速酶、脂蛋白受体、胆汁酸合成限速酶及其上游基因的表达水平进行测定。本研究分别考察了有氧运动及燕麦β-葡聚糖对高脂仓鼠肝脏胆固醇-7α-羟化酶(CYP7A1),甾醇14α-去早基化酶(CYP51),ATP-结合盒亚家族B成员11(ABCB11),LDL受体(LDLR),ATP-结合盒半转运蛋白(ABCG5)和固醇调控元件结合蛋白2(SREBP-2)基因表达的影响(图5)。胆固醇CYP7A1是胆汁酸合成经典途径中的一种限速酶,与C组相比,G组、E组和GE组的mRNA基因表达量增加了2.5、1.7和3.8倍(P<0.05)。CYP51是存在于胆固醇从头合成途径第一步中的酶,也是编码胆汁酸转运蛋白的基因,G组、E组和GE组的相对表达量显著分别上调了1.6(P<0.05)、1.3(P>0.05)和2.3(P<0.05)。用来编码胆汁酸转运蛋白的ABCB11的mRNA的表达量G组、E组和GE组分别增加了1.2倍(P>0.05)、1.5倍(P<0.05)和1.8倍(P<0.05)。GE组中用于调控胆固醇由肝脏转运到胆管的基因ABCG5的mRNA表达量增加了1.2(P>0.05)。用来转运LDL-C的LDLR的相对基因表达量较C组相比,G组、E组和GE组都有显著上调,分别增加了1.9、2.5和3.2(P<0.05)。与对照相比,GE组的SREBP-2的相对基因表达量提高了1.8倍(P<0.05)。由上述结果得出有氧运动结合燕麦β-葡聚糖对高脂仓鼠降低胆固醇作用的可能机制,如图6所示。
图3 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠粪便总脂肪、TC、FC和TG排泄量的影响Figure 3.Effect of Aerobic Exercise Combined with Oat β-glucan on Total Lipid,TC,FC and TG in Hamsters
图4 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠粪便胆汁酸排泄量的影响Figure 4.Effect of Aerobic Exercise Combined with Oat β-glucan on Fecal Bile Acid in Hamsters
图5 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对仓鼠肝脏基因相对表达量的影响Figure 5.Effect of Aerobic Exercise Combined with Oat βglucan on Relative Liver Gene Expression
图6 有氧运动及燕麦β-葡聚糖对高脂仓鼠降低胆固醇的可能机制Figure 6.The Proposed Mechanism Responsible for Cholesterollowering Effects in High-fat Diet Hamsters by Aerobic Exercise Combined with Oat β-glucan
随着经济的发展和人们生活条件的提高,越来越多的高脂、高蛋白的摄入,导致人体胆固醇过量。有研究表明,高胆固醇是高血压、冠心病、动脉粥样硬化等心血管疾病的危险因素[16,17,19]。目前,对于高胆固醇的预防和治疗是服用药物,然而长期服用药物会带来一些副作用。研究表明,坚持运动是预防高胆固醇的措施之一[2],但在日常生活中,许多人往往忙于事务,忽略了运动的时间和强度,达不到效果。作为药物的替代品,越来越多的人开始寻找食源性的保健品。本研究将燕麦β-葡聚糖与有氧运动结合,考察其对高脂仓鼠的降胆固醇作用。研究发现,β-葡聚糖结合有氧运动能够有效降低高脂仓鼠胆固醇水平。
血清中TC、TG、HDL-C、LDL-C水平是反映机体脂质代谢的重要指标[6]。高胆固醇的形成与血清中HDL-C、LDL-C水平密切相关,HDL-C能够抑制细胞对LDL-C的摄取,阻碍胆固醇在细胞内堆积,把过多的胆固醇转运出去。因此,高胆固醇形成与HDL-C呈正相关,与LDL-C呈负相关[7,15]。本研究中的模型仓鼠血清中TC、TG、LDL-C水平较正常喂养仓鼠(N组)显著升高,造成模型组仓鼠的高胆固醇。经过有氧运动和燕麦β-葡聚糖干预后,G组、E组和GE组中血清TC含量显著降低;G组和GE组血清LDL-C含量显著降低;G组、E组和GE组能够提高血清中HDL-C含量;E组和GE组能够降低血清TG含量。说明,有氧运动和燕麦β-葡聚糖二者联合干预效果要明显高于单纯的燕麦β-葡聚糖摄入或有氧运动干预。
人体内胆固醇的减少主要是通过转化与排泄,肝脏是胆固醇代谢的主要场所,体内大部分胆固醇在肝脏中转变为胆汁酸随胆汁排入肠道,最后随粪便排出,这是胆固醇体内代谢最主要的途径[7,17,18]。本研究发现,G组、E组和GE组中胆汁酸、胆固醇和总脂肪的排泄都有显著的增加,且相关的基因表达也有所调控。首先,调节胆固醇分解代谢成胆汁酸的限速酶CYP7A1上调,说明,胆汁酸合成有所增加;其次,基因ABCB11的表达量的增加,表明,肝脏内胆汁酸的排泄有所增加,解释了粪便中胆汁酸排泄的增加以及血清胆固醇水平降低的原因[16,18]。与胆固醇从头合成相关的基因CYP51的相对表达也显著的增加,说明,肝脏内胆固醇含量的降低引发了该基因表达量的增加。本研究中,G组、E组和GE组中仓鼠的肝脏TC含量分别下降了20.2%、17.5%和35.3%。有研究发现,肝脏胆汁酸合成量的增加提高了肝脏胆固醇的需求量[18,26],由此不仅通过改变基因CYP51的表达上调了胆固醇的从头合成,而且,增加了血液中胆固醇的吸收,表现为LDLR的表达水平也有所增加[26]。本研究中,G组、E组和GE组的LDLR的相对表达水平都有显著提高,并且血液中LDL-C浓度也显著降低了。而且,GE组中SREBP-2的相对基因表达量提高了1.8倍,该基因是用于调节胆固醇合成和LDLR介导的胆固醇吸收[20]。G组、E组和GE组中调控胆固醇由肝脏转运到胆管的基因ABCG5也有些许上调,这可能也对血清胆固醇含量的降低有所贡献[14,27]。另外,有研究者在对富含酚类物质的蓝莓渣降血清胆固醇效果的研究中提出,粪便中脂肪的排泄与血清胆固醇含量的降低有关[26]。相似地,本研究中G组、E组和GE组仓鼠粪便中的脂肪含量都有不同程度的增加,支持了血清胆固醇的减少是由于胆汁酸和胆固醇排泄量增加这一观点。
综上所述,有氧运动结合燕麦β-葡聚糖比单独进行有氧运动或单独摄入燕麦β-葡聚糖更能有效降低血清中TC、TG及LDL-C含量,并能提高HDL-C含量。说明,有氧运动结合燕麦β-葡聚糖具有一定的降低胆固醇的作用,是一种可以预防心血管疾病的方法。有氧运动结合燕麦β-葡聚糖的作用机理如图6所示,主要是通过调节胆固醇合成限速酶CYP51,胆汁酸合成CYP7A1,胆汁酸转运酶ABCB11,胆固醇转运酶ABCG5、LDLR等活性,促进肝脏中胆固醇转化成胆汁酸,增加粪便中脂质物质的排出量,从而使得更多的血浆胆固醇流入肝脏,达到降低血浆胆固醇的水平。
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Studies on Cholesterol-lowering Effect and Mechanism of Aerobic Exercise Combined with Oat β-glucan on High-Fat Diet Hamsters
目的:研究有氧运动结合燕麦 β--葡聚糖对高脂仓鼠降低胆固醇的效果,并对有氧运动结合燕麦 β--葡聚糖降胆固醇的机制进行探究。方法:以叙利亚金仓鼠为研究对象,喂养高脂饲料构建高脂模型,将造模成功后的仓鼠随机分为高脂饲料对照组( CC组)、燕麦 β--葡聚糖组( GG组),有氧运动组( EE组)和有氧运动结合燕麦 β--葡聚糖组(GGEE组),每组1100只仓鼠,其中 EE组和GGEE组每天进行无负重游泳6600 mmiinn,按照给食方案喂食仓鼠 44周后,检测各组仓鼠进食量、体重和肝脂肪含量,血清中TTCC、LLDDLL--CC、HHDDLL--CC和TTGG含量,肝脏中脂肪含量、TTCC、FFCC和TTGG含量,粪便中脂肪、TTCC、FFCC、TTGG和胆汁酸含量,RTT--PPCCRR法检测肝脏中与胆固醇代谢相关的CCYYPP 77 AA 11、AABBCCBB1111、LLDD--LLRR、AABBCCGG 55和SRREEBBPP-- 22基因的相对表达。结果:与 CC组相比,GGEE组高脂仓鼠的体重和肝脂肪含量显著降低; GG组、 EE组和GGEE组中血清TTCC、LLDDLL--CC含量显著降低, GG组和GGEE组中HHDDLL--CC含量显著升高, EE组和GGEE组血清TTGG含量显著降低,并且,GGEE组对TTCC、LLDDLL--CC、HHDDLL--CC和TTGG含量的作用效果要明显高于 GG组和 EE组;GGEE组仓鼠的肝脏总脂肪含量显著降低, GG组、 EE组和GGEE组中仓鼠的肝脏TTCC含量显著下降,GGEE组能够显著降低仓鼠肝脏中FFCC浓度; GG组、 EE组和GGEE组中仓鼠粪便中的胆汁酸、总脂肪、TTGG、TTCC和FFCC的排泄量均显著高于 CC组,其中,GGEE组影响最显著; GG组、 EE组和GGEE组CCYYPP 77 AA 11、AABBCCBB1111、CCYYPP5511和LLDDLLRR的基因表达上调,GGEE组AABBCCGG 55和SRREEBBPP--22的基因表达量上调。结论:有氧运动结合燕麦 β--葡聚糖比单独进行有氧运动以及单独摄入燕麦 β--葡聚糖更能有效降低高脂仓鼠胆固醇;其降低机制是通过调节胆固醇从头合成的限速酶CCYYPP5511,胆汁酸合成酶CCYYPP 77 AA 11,胆汁酸转运酶AABBCCBB1111,胆固醇转运酶AABBCCGG 55,LLDDLLRR等活性,促进肝脏中胆固醇转化成胆汁酸,增加粪便中脂质物质的排出量,从而使得更多的血浆胆固醇流入肝脏,达到降低血浆胆固醇的水平。
有氧运动;燕麦 β--葡聚糖;降胆固醇;作用机制
Objective:To study cholesterol-lowering effect and mechanism of aerobic exercise combined with Oat β-glucan on high-fat diet hamsters,which will provide some scientific basis and references to reduce the risk of cardiovascular disease by appropriate exercise combined with diet.Method:The model of Syrian golden hamsters was induced by feeding high fat diet.Then the high fat hamsters were randomly divided into high fat control group(group C),Oat β-glucan diet group(group G),aerobic exercise group(group E)and aerobic exercise combined with Oat β-glucan(group GE)for each group with 10 hamsters.Group E and group GE were also forced to swim for 60 min per day. After feeding with recipe for 4 weeks,food intake,weight and liver fat content of each hamster were measured,meanwhile the content ofTC,LDL-C,HDL-C andTG in plasma,the content of total lipid,TC,FC and TG in liver,the content of total lipid,TC,FC,TG and bile acid in excrement were detect- ed.Hepatic CYP7A1,CYP51,ABCB11,LDLR,ABCG5 and SREBP-2 associated with cholesterol metabolism were determined.Results:Compared with group C,the body weight and liver fat content of hamsters in group GE were decreased significantly,the content of TC and LDL-C in plasma in all three groups was significant decreased,while the level of plasma HDL-C in group G and group GE were increased significantly,plasma TG in group E and group GE were decreased.And,the effect of all indexes in group GE was more significant.Hepatic total lipid was reduced significantly in group GE.The groups of G,E and GE can reduce hepatic TC,and group GE decreased hepatic FC significantly.The amount of fecal lipid,TC,FC,TG and bile acid in three groups were higher than group C,and group GE performed more remarkable.Hepatic CYP7A1,CYP51,ABCB11,and LDLR were upregulated in group G,E and GE,and gene expression ofABCG5and SREBP-2 were also increased in group GE.Conclusion:The aerobic exercise combined with Oat β-glucan can more significantly reduce cholesterol on high-fat diet hamsters than with aerobic exercise or Oat β-glucan.Up-regulation of CYP51,CYP7A1,ABCB11 and LDLR,promoting the conversion of cholesterol into the liver bile acid and increasing fecal lipid materials excretion,which allows more cholesterol transportation from bloodtoliverwas proposed tobethemechanismof lowerplasmacholesterolcontent.
aerobicexercise;Oat β-glucan;cholesterol-lowering;mechanism
1002-9826(2017)01-0097-07
10.16470/j.csst.201701012
G804.2
:A
2016-06-27;
:2016-11-09
教育部人文社会科学基金资助项目(16YJC890006)。
杜杰,男,讲师,博士,主要研究方向为运动生化与营养,民族传统体育学,E-mail:sdwushu@sxu.edu.cn。
山西大学体育学院,山西太原030006 Shanxi University,Taiyuan 030006,China.