不同运动强度下大鼠血液中线粒体相关代谢分析

□ 程小冬宋育帅张思宇李建喜

（1.陕西服装工程学院体育部 陕西 西安 712046；2.北京体育大学 北京 100084；3.安徽省亳州学院 安徽 亳州 236800；4.陕西省冬季运动管理中心 陕西 西安 710061）

1、研究背景

线粒体是高等动物有氧呼吸产生ATP的主要场所，与糖代谢和脂质代谢等能量代谢有着密切相关。近几年的研究发现，线粒体是机体自由基产生的主要场所，与机体的衰老有着密切的关系。因此检测线粒体的活性，对人体代谢及机体抗衰老的研究意义重大。本实验拟通过线粒体代谢在血清中的两种主要表现形式：线粒体相关代谢物分布和氧化应激水平的分析，寻找可靠的血液学指标，确定其与线粒体活性的相关性，以作为反映线粒体代谢水平的可靠指标。通过，此指标探索其与心、脑等关键组织中线粒体代谢之间的关系。

2、方法和材料

2.1、动物实验方案

（1）实验动物：8 周龄 SD 雄性大鼠（200-300g）；数量：52。

（2）立运动方案：

第一周：所有大鼠进行一周适应性运动，每天下午15m/s，20min；

筛选病弱大鼠，补足48只健康鼠。

第二周：根据第一周运动情况对大鼠进行分组编号。

①对照组：正常饲养。

②适量运动组：以15m/min(运动量约为最大涉氧量55%)，每天运动20min。

③过度运动组∶每天运动20min，从20m/min开始，每周增加5m/min， 直至40m/min。

最后一天：三组大鼠以40m/min力竭运动20min。

2.2、力竭判定依据

大鼠跑姿由蹬地式变为伏地式，跑步明显显露疲态；滞留在跑道末端不愿继续跑动；机械刺激不能驱使动物继续维持跑动。

2.3、骨骼肌、心肌线粒体提取

（1）骨骼肌提取。

首先选择大鼠后腿的比目鱼肌，取出比目鱼肌，迅速用预冷的分离介质（不含BSA）清洗表面，称重50-100mg，仔细剔除其中所含的纤维，神经以及脂肪，按要求剥离出所需的骨骼肌类型；然后将其剪成小块，洗净残余的血液或者血块。

其次已经剪碎洗净的骨骼肌碎块转入匀浆器内，将转速设置为500r/min，研杵上下8-10次足以破碎组织块释放出细胞器，在用2层左右厚预先用分离介质润湿的纱网过滤大块未能破碎的组织以及纤维。将匀浆好的样品转入2ml离心管内，1000g离心10min。

最后将所有上清合并后转移至另外一个新的干净离心管内，10000g离心10min。用棉签将附着在液面以及管壁的油脂清除干净，避免污染线粒体。弃上清，用线粒体悬浮介质重悬沉淀，10000g离心10min。弃上清，用50ul线粒体悬浮介质重悬沉淀，最终得到的线粒体沉淀可能会由两部分组成：①破损的线粒体和微粒体组成的淡褐色表层；②外膜完整的线粒体组成的深褐色核心层。

（2）心肌的提取。

心肌的提取方法与骨骼肌的类似，取50-100mg心肌用生理盐水洗去血液，最后用心肌分离、重悬介质处理。

3、分析与讨论

3.1、线粒体活性分析

（1）心肌OCR平均值变化。

图1 心肌线粒体OCR变化图

由图1可知，平均之后对照组的OCR最低，过度组的OCR其次，适度组的OCR最优。说明适度运动有助于心肌线粒体的发育和健康。

3.2、骨骼肌线粒体OCR平均值分析

图2 骨骼肌线粒体OCR变化图

由图2可以发现，适度组的线粒体呼吸能力最强，而对照组线粒体呼吸能力最弱。这与设想运动会提升线粒体活力，但过度运动又会伤害线粒体这一设想相符。

3.3、线粒体RCR分析

表1 大鼠线粒体RCR值表

分组RCR值分组 心肌 骨骼肌X±SD X±SD对照组(跑) 2.57±0.30 1.47±0.59对照组 2.35±0.22 1.53±0.28适度组(跑) 2.20±0.21 1.80±0.12适度组 2.30±0.24 2.47±0.29过度组(跑) 2.70±0.60 1.93±0.16过度组 2.35±0.21 1.76±0.17

各组间解剖前跑与不跑差异性检验可以发现,跑与不跑在RCR上没有差异（p＞0.05）。因此，在讨论RCR时，使用全组进行探讨，三组之间也没有显著性差异（p＞0.05）。

4、结论

骨骼肌、心肌线粒体活性和最大呼吸能力会随着运动强度的增大而变强，过度的强度会导致线粒体活性的降低。因此，运动强度应控制在合理区间。