中等强度有氧运动对衰老大鼠肾上腺CYP19A1和VDR表达的影响*

李 天 吕振磊

(1马鞍山学院 安徽马鞍山 243100；2海南科技职业大学健康科学学院 海南海口 570100)

1 研究背景

肾上腺位于肾的前内侧，是人体内重要的器官，主要的功能是分泌激素，维持人体生命体征。当人体步入老年时，肾上腺功能出现衰退现象，并且随着年龄增加，肾上腺功能衰退越显著。早在1983年，研究人员对因肾上腺疾病而死亡的青年人和老年人进行尸检，发现老年人因为肾上腺相关疾病导致并发症的概率明显大于青年人，并且并发症的种类多[1]。近年来，有氧运动抗衰老成为研究热点，目前关于运动对肾上腺的影响研究较多，有研究通过尿TP排泄率的变化来探讨运动强度对肾上腺C-fos的影响，得出结论是运动强度与C-fos表达情况成正比[2]。动物实验中，对哮喘大鼠进行低强度有氧运动可以降低肾上腺髓质组织空泡变性程度和提高肾上腺素水平，显著降低哮喘大鼠肾上腺髓质磷酸化细胞外信号调节激酶，改善肾上腺髓质嗜铬细胞的内分泌功能障碍[3]。文章将采用动物实验方式，将大鼠进行分组，通过中度负荷跑台运动干预衰老大鼠，采用Western Blot方法测定大鼠肾上腺CYP19A1和VDR的表达。

2 研究方法与对象

2.1 D-半乳糖衰老大鼠有氧运动模型的建立

2.1.1 实验动物分组 将8周龄大鼠随机分组，分为5组，每组10只大鼠。D-半乳糖衰老组(D)、运动抑制衰老组(A)和D-半乳糖衰老运动组 (DE)进行皮下注射 D-半乳糖 0.05mL/50 g，对照组(C)和运动组 (E)进行皮下注射同等体积的生理盐水。对照组大鼠是不进行D-半乳糖衰老大鼠模型和有氧运动模型干预，正常饲养；运动组大鼠是在正常饲养的情况下进行8周中等负荷跑台运动；D-半乳糖衰老组是只进行D-半乳糖衰老模型干预；D-半乳糖衰老运动组是D-半乳糖衰老模型成立后进行中等负荷跑台运动干预；衰老抑制运动组指进行16周的中等负荷跑台运动干预，前8周同时进行D-半乳糖衰老模型干预。

2.1.2 D-半乳糖衰老模型的建立 该实验采用D-半乳糖皮下注射建立模型[4]，将13gD-半乳糖溶入104ml生理盐水中，连续8周对D-半乳糖衰老组、D-半乳糖衰老运动组和运动抑制衰老组大鼠皮下注射 D-半乳糖 0.05mL/50 g，对照组和运动组皮下注射8周等体积的生理盐水。8周后进行行为学鉴定，D-半乳糖衰老组大鼠与对照组大鼠比较，D-半乳糖衰老组大鼠出现毛色枯黄，行动迟缓，觅食时间增长，饮食量减少等衰老体征。

2.1.3 有氧运动模型的建立 如图1所示，根据黄森的研究，运动模型采用中等负荷的跑台运动[5]，跑台内设置8个跑道，跑道长度1000mm，宽110mm，高120mm。对照组和D-半乳糖衰老组进行正常饲养，不进行跑台训练。运动组和D-半乳糖衰老运动组进行8周的中等负荷跑台训练，运动抑制衰老组从建立D-半乳糖衰老模型开始进行训练，连续训练16周。如表1训练时间第1周控制在20min，第2周40min，第3周开始一直到结束为60min。训练速度第1周到第7周前3d控制在0.9m/min，从第7 周第4d开始一直到结束训练速度控制在1.1m/min。训练坡度设置为0°。

图1 跑台运动

表1 大鼠运动强度

2.2 检测方法

有氧运动模型建立结束后，将各组大鼠均麻醉解剖，取出肾上腺组织后放于液氮罐存于冰箱。运用蛋白印迹法方法检测大鼠肾上腺CYP19A1和VDR的表达水平。

2.3 统计学分析

3 结果与分析

3.1 各组大鼠肾上腺CYP19A1的表达情况

从表2统计的数据中可以看出各组大鼠CYP19A1在肾上腺组织上的表达情况，图2和图3是蛋白和内参的表达情况。D-半乳糖衰老组表达水平显著性的低于对照组，说明衰老大鼠肾上腺CYP19A1的表达含量显著低于青年大鼠；运动组表达含量显著性高于对照组，说明青年大鼠通过8周持续的中度负荷的跑台训练可以显著提高肾上腺CYP19A1的表达；D-半乳糖衰老运动组含量显著性高于D-半乳糖衰老组，说明衰老大鼠通过中度负荷的跑台训练是能够提高肾上腺CYP19A1含量；运动抑制衰老组含量显著性高于D-半乳糖衰老组，从青年开始持续运动到老年，是能够显著提高肾上腺CYP19A1含量；D-半乳糖衰老组和运动抑制衰老组进行对比(p>0.05)，说明无法确定从青年开始运动是否有效的抑制肾上腺衰老过程，无统计学意义。

表2 大鼠肾上腺CYP19A1表达比较

图2 蛋白表达

图3 内参

3.2 各组大鼠肾上腺VDR的表达情况

从表3可以看出，各组大鼠VDR在肾上腺组织上的表达情况，图4和图5是蛋白和内参的表达情况。D-半乳糖衰老组表达水平显著性的低于对照组，说明衰老大鼠肾上腺VDR的表达含量显著低于青年大鼠；运动组表达含量高于对照组，说明青年大鼠通过8周持续的中度负荷的跑台训练可以提高肾上腺上VDR的表达；D-半乳糖衰老运动组含量显著性高于D-半乳糖衰老组，说明衰老大鼠通过中度负荷的跑台训练是能够提高肾上腺VDR含量；运动抑制衰老组含量显著性高于D-半乳糖衰老组，从青年开始持续运动到老年，是能够显著提高肾上腺VDR含量；D-半乳糖衰老组和运动抑制衰老组进行对比(p>0.05)，说明无法确定从青年开始运动是否有效的抑制肾上腺衰老过程，差异无统计学意义。

表3 大鼠肾上腺VDR表达比较

图4 蛋白表达

图5 内参

4 讨论

4.1 有氧运动对衰老大鼠肾上腺CYP19A1表达情况的影响

CYP19A1基因是芳香化酶的编码基因，在肾上腺，皮肤，脂肪等器官组织上有表达，芳香化酶过高与过低表达对人体都会产生负面影响。本实验研究衰老及运动对于雄性大鼠芳香化酶在肾上腺的表达是否有影响。Aizawa K ，Iemitsu Mya研究得出运动后男性肌肉的雌二醇增加，并且调节激素合成的芳香化酶也增加[6]。该实验采用的是中等负荷有氧运动，CYP19A1在衰老大鼠肾上腺上的表达低，D-半乳糖衰老运动组和运动抑制衰老组这两组平均值均大于D-半乳糖衰老组，且具有显著性的差异，说明老年大鼠经过有氧运动后能够增加CYP19A1含量，但是从青年开始运动并不能明显的抑制衰退。

4.2 有氧运动对衰老大鼠肾上腺VDR表达情况的影响

VDR是一种类固醇激素，VDR通过维生素D受体介导调节免疫、小肠中的钙吸收和调节胰岛分泌的胰岛素，降低患癌的风险[7]，VDR在人体各组织器官中广泛表达。Verónica González Pardo，Boland等对幼年和老年大鼠肠细胞中的VDR的量进行了检测和分析，得出的结论是随着年龄的增长，在肠细胞中VDR水平下降[8]，在衰老过程中，VDR水平的下降是一个常见的现象。该实验采用中等负荷的跑台运动，观察肾上腺上VDR的表达，得出运动组VDR水平要明显高于对照组，说明有氧运动对肾上腺上VDR表达起到显著的效果，可以调节激素的分泌。D-半乳糖衰老运动组和运动抑制衰老组这两组含量均大于衰老组，具有显著性差异，说明老年大鼠运动能在一定程度上提高肾上腺上VDR水平，这与有氧运动能够提高肾上腺皮质功能相关，也与有氧运动能够提高VDR水平相关。而衰老运动组和运动抑制衰老组两组之间进行对比，运动抑制衰老组含量更高，但是没有统计学意义，这可能是VDR在肾上腺表达不多，而衰老可以明显降低VDR在肾上腺的表达，实验得出中等强度有氧运动对于已经逐渐衰退的肾上腺，能够抑制衰退的进程，增加VDR在肾上腺的表达，但是不能起到显著性的作用。

5 结论

(1)根据肾上腺CYP19A1多克隆抗体的表达情况得出，衰老大鼠的肾上腺CYP19A1含量要显著性低于青年大鼠，中度负荷的有氧运动能够非常显著性的提高衰老大鼠肾上腺CYP19A1的含量。

(2)根据肾上腺VDR多克隆抗体的表达情况得出，衰老组大鼠的肾上腺VDR含量显著性的低于青年大鼠，中度负荷有氧运动能够显著性提高衰老大鼠肾上腺VDR的含量。