运动对2，3，7，8-四氯二苯并二恶英急性暴露大鼠血清两种转氨酶活性及总胆固醇含量的影响

张锐闫会萍陆一帆王娟娟宋小波彭朋赵伟白玉茗

1浙江大学公共体育与艺术部（杭州 310058）2北京体育大学运动医学与康复学院（北京 100084）3中国人民武装警察部队后勤学院（天津 300309）

运动对2，3，7，8-四氯二苯并二恶英急性暴露大鼠血清两种转氨酶活性及总胆固醇含量的影响

张锐1闫会萍2陆一帆2王娟娟2宋小波2彭朋3赵伟2白玉茗2

1浙江大学公共体育与艺术部（杭州 310058）2北京体育大学运动医学与康复学院（北京 100084）3中国人民武装警察部队后勤学院（天津 300309）

目的：探讨有氧运动对2，3，7，8-四氯二苯并二恶英（TCDD）急性暴露大鼠血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）活性及总胆固醇（TC）含量的影响。方法：40只雄性成年Wistar大鼠随机分为正常对照组（NC组）、单纯染毒组（NT组）、运动对照组（EC组）和运动染毒组（ET组）。染毒组（NT和ET组）一次性腹腔注射10μg/kg体重的TCDD（溶于玉米油），非染毒组（NC和EC组）一次性腹腔注射等量的玉米油；不运动组（NC和NT组）静养，运动组（EC和ET组）游泳（尾部负重5%，30 min/d，6 d/周）。4周后测定血清ALT和AST活性及TC含量。结果：TCDD染毒明显提高血清AST活性，对ALT活性无明显影响，有氧运动对TCDD染毒引起的血清转氨酶活性变化无明显影响；TCDD染毒使血清TC水平明显升高，有氧运动能明显降低TCDD染毒引起的TC水平升高。结论：急性TCDD染毒后4周可致大鼠肝细胞损伤并引起胆固醇代谢异常；4周有氧运动对TCDD引起的肝细胞保护作用不明显，但可有效改善TCDD引起的高胆固醇血症。

2，3，7，8-四氯二苯并二恶英；运动；转氨酶；胆固醇；大鼠

二恶英（dioxin）类化合物是人类生产过程中的副产品，常温下为固态晶体，稳定性高，难溶于水和酸碱，可溶于大部分有机溶剂，700℃以上才开始分解且很难通过化学或生物学方法降解，能在环境中存在十多年，并聚积在动物食物链和人体中，从而带来健康风险[1]。二恶英类物质结构稳定、半衰期长，仅需暴露一次即可长期留存体内，长期接触可造成体内蓄积[2]。因此，低剂量长期接触会造成严重的机体毒害作用。二恶英具有亲脂性，其高度脂溶性特点使其极易透过细胞膜，在胞浆内作为配体与转录因子芳香烃受体（aryl hydro⁃carbon receptor，AHR）结合后，以与固醇类激素相似的作用机制发挥毒性作用[3]。二恶英的毒性表现在很多方面，有研究表明二恶英对肝细胞有损害，也使胆固醇代谢产生异常[4]。

有氧运动作为促进健康的一种有效手段，能对身体的多方面产生积极影响。有关运动对二恶英毒性的影响作用鲜有报道[5-7]。本研究通过探讨有氧运动对急性2，3，7，8-四氯二苯并二恶英（2，3，7，8-tetrachlorod⁃ibenzo-p-dioxin，TCDD）暴露后大鼠血清丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）活性及总胆固醇（cholesterol）含量的影响，为运动干预缓解二恶英毒性的有效性提供参考依据。

1 对象与方法

1.1 实验动物

本实验由清华大学实验动物福利伦理委员会批准。8周龄VAF/SPF级雄性Wistar大鼠40只，体重336.03±16.07 g，购自北京维通利华实验动物中心，许可证号：SCXK[京]2006-0009。大鼠适应性饲养1周后，随机分为4组，每组10只：正常对照组（normal con⁃trol，NC组）、单纯染毒组（normal toxic，NT组）、运动对照组（exercise control，EC组）和运动染毒组（exercise toxic，ET组）。各组分笼饲养，环境温度21～24℃，相对湿度40%～60%，昼夜交替时间为12 h，自由饮水、进食国家标准啮齿类动物常规饲料，饲养室和用具定期消毒灭菌。

1.2 染毒和运动方式

将 TCDD（美国 Cambridge Isotope Laboratories Inc，纯度99%）溶于玉米油中，染毒组（NT和ET组）一次性腹腔注射10μg/kg体重的TCDD，非染毒组（NC和EC组）一次性腹腔注射等量的玉米油。不运动组（NC和NT组）静养4周。运动组（EC和ET组）进行4周游泳运动，游泳时尾部负重5%，星期一至星期六的每个上午运动30 min，星期日不运动。游泳水桶直径150 cm，水深75 cm，水温32～34℃。

1.3 取材

大鼠最后一次游泳（或静养）后休息24 h，取材前禁食8 h。取材前称体重，用20%（w/v）的乌拉坦，按2 g/kg体重的剂量腹腔注射麻醉，经腹主动脉取血，离心，分离血清。

1.4 测试指标

采用比色法测定血清丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）活性以及总胆固醇（TC）含量，检测试剂盒购于北京华英生物技术研究所，检测仪器为7160全自动生化分析仪（日本日立公司）。

1.5 数据处理

结果以平均值±标准差表示。数据用SPSS17.0统计软件处理。以ALT、AST和TC为因变量，以运动和TCDD染毒为自变量，进行多因素方差分析。显著性水平为α=0.05，非常显著性水平为α=0.01。

2 结果

运动对ALT活性无可靠的主效应（F=1.769，P=0.192，偏η2=0.047）。TCDD染毒对ALT活性无可靠的主效应（F=0.793，P=0.379，偏η2=0.022）。运动和TCDD染毒对ALT活性的影响无可靠的交互效应（F=0.376，P=0.543，偏η2=0.010）。见图1。

图1 各组大鼠血清ALT的活性

运动对AST活性无可靠的主效应（F=0.2978，P=0.093，偏η2=0.076）。TCDD染毒对AST活性有可靠的主效应（F=7.564，P=0.009，偏η2=0.174），TCDD染毒使AST活性升高，NT组的AST活性明显高于NC组（P＜0.01）。运动和TCDD染毒对AST活性的影响无可靠的交互效应（F=0.004，P=0.952，偏η2=0.000）。见图2。

图2 各组大鼠血清AST的活性

运动对TC水平有可靠的主效应（F=40.055，P=0.000，偏η2=0.527），运动使TC水平降低，EC组的TC水平明显低于NC组（P＜0.01），ET组的TC水平明显低于NT组（P＜0.01）。TCDD染毒对TC水平有可靠的主效应（F=416.052，P=0.000，偏η2=0.920），TCDD染毒使TC水平升高，NT组的TC水平明显高于NC组（P＜0.01）。运动和TCDD染毒对TC水平的影响有可靠的交互效应（F=18.609，P=0.000，偏η2=0.341），TCDD染毒后运动（ET组）使TC水平明显降低至TCDD染毒前（NC组和EC组）的水平。见图3。

图3 各组大鼠血清TC的含量

3 讨论

ALT和AST主要存在于肝细胞中。ALT主要分布于细胞浆中，AST主要分布于细胞浆的线粒体中。血清ALT和AST活性明显升高常提示肝细胞损伤，是临床上用于检测肝功能的主要标志物。当肝细胞受损时，ALT先进入血中；当肝细胞严重受损危及线粒体时，AST也会进入到血中。而当AST活性升高幅度大于/等于ALT活性升高幅度时，表明肝细胞损伤严重[8]。

有研究报道，每隔7 d给予Wistar大鼠0.75μg/kg的TCDD，第21 d的血清ALT活性比对照组（给予玉米油）明显降低，而血清AST活性明显升高；用同样方法给予8μg/kg的TCDD，第21 d的血清ALT活性比低剂量（0.75μg/kg）时低的多，血清AST活性则明显升高[4]。本研究发现，急性TCDD暴露4周后，大鼠血清AST活性明显升高，而ALT活性变化不明显，与前期研究结果一致[7]。血清AST活性明显升高，表明大鼠在一次急性TCDD暴露后第4周的肝细胞损伤较严重，可能已累及线粒体。本研究的其他结果发现，TCDD染毒使大鼠肝湿重和肝相对重量（肝湿重与体重的百分比）明显增加，也支持一次急性TCDD暴露对肝细胞造成严重损伤[5]。一次急性TCDD暴露4周后，大鼠血清ALT活性无明显变化的结果也支持急性TCDD暴露（即使浓度很高）对血清ALT活性的影响短暂的观点[9]。

有研究表明，有氧运动能降低血清 ALT和AST活性，提示通过合理的有氧运动能有效减轻肝细胞微损伤、维护肝脏细胞膜结构功能的完整性[10]。本研究中未发现4周有氧运动使正常对照组和TCDD染毒组的血清ALT和AST活性有明显降低，可能与运动强度和运动持续时间有关，即本研究的运动方式对TCDD染毒造成的肝损伤的保护作用不明显。

肝脏是合成和贮存胆固醇的主要器官。血清TC是血液中所有脂蛋白所含胆固醇的总和，包括游离胆固醇和胆固醇酯。血清TC和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）升高是易患心血管疾病的主要原因之一[11]。

研究表明，大鼠急性暴露于10μg/kg体重的2，3，7，8-TBDD（与TCDD毒性相当）时，血清TC水平增加[12]。小鼠急性给予30 μg/kg体重的2，3，7，8-TCDD后24 h的血清TC水平增高[13]。本研究也发现，急性暴露TCDD后4周，大鼠血清TC水平明显升高。Sato等研究证实TCDD能干扰乙酰辅酶 A合成酶、HMG-CoA合成酶1、固醇调节元件结合因子2等胆固醇合成代谢关键酶的基因表达，从而影响胆固醇的代谢[14]。Olsen等则认为，TCDD使葡萄糖的摄取受到抑制，脂肪细胞中脂蛋白脂肪酶的活性降低。当细胞摄取葡萄糖量减少时，使肝细胞膜上低密度脂蛋白受体下调，而低密度脂蛋白代谢的主要途径就是通过肝细胞膜上低密度脂蛋白受体来进行的。如果该受体下调会升高血清低密度脂蛋白浓度，则血清TC浓度就会升高[15]。

规律有氧运动能降低血清TC水平，增加高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平，并可逆转轻度脂肪肝[16，17]。低强度有氧运动可有效降血清低极低密度脂蛋白胆固醇（VLDL-C）水平并提高HDL-C水平，但降低TC和低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）的作用不明显。中高强度有氧耐力运动则能有效降低TC浓度，且运动强度和TC下降程度存在剂量-反应关系[18]。运动引起外周血中TC含量降低的可能原因包括：（1）作为合成胆固醇来源的游离脂肪酸被其他组织大量摄取，减少内源性胆固醇的合成；（2）运动时肝脏血流量减少，胆固醇合成速率随之降低；（3）体内能量需要量增加，血中TC被利用，脂蛋白脂肪酶活性增高，在酯酶的作用下，被水解成甘油和游离脂肪酸，从而增强了对TC的清除能力[19-22]。

在本研究中，单纯有氧运动可明显降低大鼠血清的TC水平，而急性TCDD暴露后进行4周有氧运动也使升高的血清TC水平明显降低。结果提示：有氧运动对TCDD染毒引起的高胆固醇血症有明显的改善作用，其机理有待进一步探讨。

4 结论

急性TCDD染毒可导致大鼠肝细胞损伤并引起胆固醇代谢异常；4周有氧运动对TCDD引起肝细胞损伤的保护作用不明显，但可有效改善TCDD引起的高胆固醇血症。

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2017.01.03

中央高校基本科研业务费专项资金资助课题（2016RB016）；全国重点地区环境与健康专项调查（21111011101EHH-2011-505）

第1作者：张锐，Email：gtbzr@zju.edu.cn；

闫会萍，Email：yanhp000@126.com