力竭性运动疲劳对小鼠血乳酸和血尿素及肝糖原的影响

葛稳博 梁文魁

摘 要：本文主要通过对小鼠跑轮运动的实验，使小鼠达到力竭，并且产生运动性疲劳，从而研究力竭性运动产生的运动性疲劳对小鼠血乳酸、血尿素和肝糖原的影响。实验以健康小鼠为研究对象，以一定负荷的跑轮来建立实验模型。实验组在常温下每天跑轮30min，转速为24r/min，对照组则不用参加运动，安静即可，其余条件两组相同。记录两组24h的体重、摄食量和饮水量。最后采用眼球取血、肝脏取材测量小鼠的血乳酸、血尿素、肝糖原等的生化指标。

关键词：力竭性运动 血乳酸 血尿素 肝糖原 运动性疲劳

中图分类号：G808 文献标识码：A 文章编号：2095-2813（2018）04（a）-0016-02

1 前言

1.1 研究背景

随着时代科技的不断发展，运动员的竞技运水平随之增高，竞争也就越加激烈，运动负荷逐渐接近或超出运动员身体生理的极限，机体就会出现运动性疲劳。因此，近年来对于运动性疲劳的关注及研究也越来越多，对于提高运动成绩、体育和医学的发展起到了巨大推动作用。

1.2 研究目的

本实验选用12周龄的昆明种雄性小鼠，通过力竭性运动使小鼠产生运动性疲劳，来探讨研究力竭性运动前后，小鼠血乳酸、血尿素和肝糖原等生化指标的具体变化。

1.3 研究意义

凡是运动训练不可避免都会产生运动性疲劳，血乳酸、血尿素和肝糖原是判断运动性疲劳的生化指标。近年来，对运动性疲劳越来越重视。研究和掌握血乳酸、血尿素和肝糖原变化的一些规律和特征，对于提高身体素质和运动成绩具有十分重要的意义[1]。

2 实验与方法

2.1 实验对象

选用的是12周龄昆明种雄性健康小鼠20只，该鼠种是河北医科大学动物实验室中心提供，体重大约是35～40g，国家标准级啮齿类动物标准饲料，饮用的水为蒸馏水。小鼠分笼饲养，监测饮水与摄食量，自然光照，室温（20±2）℃、湿度相对恒定，安静无噪音。定期更换小鼠的垫料，清洗鼠笼、吸水瓶，让小鼠有一个干净的环境，保证小鼠的健康生长。

2.2 血标本、肝脏和肌肉的采集

小鼠进行力竭性运动后即刻，通过眼球取血，用离心管来获得血标本，并立即放入離心机中离心，离心机中样品的放置应对称，否则将会影响离心机的正常工作，进而影响整个实验的进程；打开小鼠的腹腔，切下一块小鼠的肝脏。将获得的动物肝脏放入装有生理盐水的培养皿中漂洗，洗去组织中的血液，漂洗的过程在低温条件下进行，漂洗完成后，将肝脏放在吸水纸上吸净肝脏上的生理盐水。然后从小鼠的肝脏上切下一块大小约3g的组织。在转移剪碎的组织时要注意匀浆器保持垂直，尽量避免组织粘在匀浆器壁上。实验取材过程中对小鼠的处置，符合中华人民共和国国家科学技术委员会颁发的《实验动物管理条例》[2]。

2.3 血乳酸、血尿素和肝糖原的测定

（1）血尿素的测定：尿素被脲酶分解生成氨，氨在碱性的条件下被氧化生成氯胺。氯胺与苯酚及次氯酸在亚硝基铁氰化钠的催化下生成蓝色的靛酚，标准液也需经过同样的处理。这时与标准液进行对比，计算出血液中尿素的含量[3]。

尿素试剂测定盒的成分如下：

R1：脲酶试剂：6000U/L，稳定剂适量。

R2：缓冲剂：0.1mol/L磷酸盐，pH8.0。

R3：显色剂I：亚硝基铁氰化钠及苯酚10g/L。

R4：显色剂Ⅱ：含次氯酸钠5g/L；标准液：7.14mmol/L酶工作液的制备；取一份脲酶试剂与9份pH8.0缓冲液混匀。离心好的血液从离心机中取出，用移液管取出血清待用。取3只试管编号，按照下表进行操作。

各试管中试剂的加入量分别为（mmol/L）：

空白管：血清无、标准液无、蒸馏水0.02、酶工作液2.00、显色剂Ⅰ2.00、显色剂Ⅱ2.00。

标准管：血清无、标准液0.02、蒸馏水无、酶工作液2.00、显色剂Ⅰ2.00、显色剂Ⅱ2.00。

样品管：血清0.02、标准液无、蒸馏水无、酶工作液2.00、显色剂Ⅰ2.00、显色剂Ⅱ2.00。

各试管充分混合后，放入37℃的水浴箱中水浴15分钟，取出冷却至室温。在550nm波长下，以空白管调零，然后测试标准管和样品管的吸光度。

公式为：血尿素（mmol/L）=样品管吸光度/标准管吸光度×7.14。

注意事项如下。

①由于实验过程要用到强酸，所以实验后的废液不能直接倒入水池，应该倒入废液缸（烧杯）中；

②水浴时间影响显色，应该严格控制时间。

③移液管用完之后一定要清洗，避免交叉感染。

（2）血乳酸的测定。

乳酸氧化酶将乳酸氧化生成过氧化氢，过氧化氢被氧化产生电子，乳酸浓度与电子流的强度有着密切关系，电子流强度与乳酸浓度有一个成正比的关系。乳酸分析仪监测电子流的强度与标准乳酸溶液进行比较，从而测定血乳酸的浓度。

（3）肝糖原的测定。

在浓硫酸的作用下，糖原可以发生变化。其产物与显色剂作用形成蓝色化合物。与同法处理的标准葡萄糖溶液比色定量[4]。因在浓碱溶液中糖原很稳定，故在显色之前为了保留糖原先将组织放入浓碱中加热以破坏其他成分[5]。

取干净试管3支，按如下操作。

试剂（mL）溶液分别为：蒸馏水、标准葡萄糖溶液（0.05mg/mL）、肝脏制备液、0.2%蒽酮溶液。

空白管容量：1.0、无、无、2.5标准管容量：无、1.0、无、2.5样品管容量：无、无、1.0。

混合均匀后，沸水浴10min，冷却至室温。在分光光度计620nm的波长处用空白管溶液调零，然后测定其余各管溶液的吸光度。

3 研究结果

运动组与安静组小鼠血乳酸、血尿素和肝糖原含量的测量值分别为（mmoL/L）：

安静组：2.67±0.52、3.67±0.45、3.02±3.24；运动组：2.20±0.41、5.65±0.79、0.77±0.19糖原在细胞能量需求增加时被分解为葡萄糖供细胞合成ATP利用。虽然肝糖原的储备量并不大，但在神经、内分泌系统的调节下，能够保证血糖含量的相对稳定[6]。

蛋白质主要是由氨基酸组成。体内可利用的氨基酸有两个来源：一种是来源于食物蛋白质；另一种是来源于组织、细胞内蛋白质分解的氨基酸。体内的这两种氨基酸主要用于合成细胞成分以实现自我更新，也用于合成激素、酶等生物活性物质[7]。蛋白质也可氧化分解为机体提供能量，成人的能量供应每天大约有18%由蛋白质提供。

肝糖原是存在于人体肝脏中的糖原。糖原在细胞能量需求增加时被分解为葡萄糖供细胞合成ATP利用。肌糖原是重要的能源物质，储存在骨骼肌中。肌糖原也可以在机体急性运动，尤其在大强度运动中提供能量。

4 分析与讨论

4.1 运动对血乳酸的影响

随着运动强度的大小，运动后的血乳酸浓度也会发生变化。糖原或糖无氧酵解的产物是乳酸，它主要在骨骼肌中产生，机体的主要供能的判断方式是通过测定运动后血乳酸浓度的大小[8]。在力竭性运动过程后会导致乳酸的大量累积以及机体糖原的迅速消耗，它的主要运动方式是无氧代谢为主。因此，在小鼠力竭性运动后即刻血乳酸浓度会升高。

4.2 运动对血尿素的影响

血尿素是蛋白质代谢的产物。在正常的情况下，蛋白质的分解代谢率较低，血尿素的含量维持在一个相对稳定的状态；在力竭性运动的情况下，机体能量代谢平衡遭到破坏，糖原消耗过多、供应不足，蛋白质、氨基酸的分解代谢率有显著升高，机体结构的蛋白以及功能蛋白分解加剧，肾脏功能下降致使尿素的清除能力下降，导致血尿素含量升高[8]。

4.3 运动对肝糖原的影响

机体可以利用的糖储备有肌糖原和肝糖原。肝脏是调节血糖含量的重要器官，因为肝脏可以储存糖原。当血糖浓度过高时，则葡萄糖合成糖原储存于肝脏中；当血糖浓度过低时，则肝脏中的糖原分解形成葡萄糖进入血液，提高血糖的含量。国内外的大量资料显示，力竭性运动可对小鼠肝脏的超微结构造成损害，肝糖原、肌糖原的减少[9]，并且随着力竭性运动次数的增多而加重其程度。

本实验中个别小鼠血乳酸、血尿素的含量出现安静组大于运动组以及安静组小鼠的肝糖原值小于运动组小鼠的情况，经过小组讨论后认为，这种情况与个体差异以及在取材过程中小鼠的挣扎、焦虑等因素有关。在今后的实验中应该注意，对同一小鼠运动前后的相关指标进行比较，以消除小鼠间的个体差异的影响。

参考文献

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[2] 王勇，胡柏平.运动性疲劳与运动性力竭现象与本质的对比性分析[J].菏泽学院院报，2007，20（3）：34-35.

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[5] 冯炜权.运动性疲劳和恢复过程研究的新进展（综述）[J].中国运动医学杂志，1993，12（3）：161-164.

[6] 栾秀群，董亚臣.运动疲劳的预防及消除疲劳的有效途径[J].唐山师范学院学报，2003，25（5）：20-21.

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[9] 李协群，赵佩玲.不同运动负荷对血清过氧化脂质、血尿素的影响及与疲劳出现的关系[J].北京体育大学学报，1997，12（2）：33-35.