关于不同负荷跑台训练对大鼠坐骨神经NOSⅠ表达的影响

作者：李勇杰 刘锦瑜 赵景楠

【摘要】 目的： 研究运动训练对坐骨神经内NO含量影响. 方法： 通过选用2 mo龄雄性纯种SD大鼠45只，随机等分成3组，正常对照组（SC15），一般负荷组（MT15），过度负荷组（OT15）. 跑台坡度为10度，每周训练6 d，周日休息，每日1次，共训练8 wk. 结果： 整个实验中大鼠饮食量发生了显著的变化. 过度负荷组以上指标均显著低于对照组与一般负荷组. 结论： 一般负荷运动训练大鼠有益于运动能力的提高，过度负荷运动训练， 可能对神经纤维对信息的传导起抑制的作用，导致运动能力下降.
【关键词】 负荷；大鼠; 坐骨神经; 一氧化氮合酶
　　0引言
　　一氧化氮（NO）是以一氧化氮合酶（NOSⅠ）为催化剂，以L精氨酸为底物而产生的，作为一种非经典的新型的神经递质和信息分子，在神经系统中具有重要作用. 近年来，关于NO的研究越来越多，然而大多研究多集中在医学领域，有关运动训练对NO含量影响的研究却甚少，而且相关的研究也多集中在运动训练对内脏、骨、骨骼肌和关节NO的影响，关于运动训练对坐骨神经内NO含量影响的研究则少之甚少. 由于NO性质活泼，不稳定，因此直接测定NO的准确性较差，且不易区分NO的来源，所以我们选用测定NOSⅠ的表达来间接反映NO的含量.
　　1材料和方法
　　1.1材料选用纯种健康雄性SD大鼠45只为实验对象，鼠龄2 mo，体质量(200±20) g. 随机等分成3组，正常对照组（SC，n=15），一般负荷组（MT， n=15），过度负荷组（OT， n=15）. 标准龇齿类动物饲料喂养，自由进食饮水. 大鼠生活环境温度为（20±2）℃，湿度为自然条件，通风良好，照明随自然变化.
　　1.2方法在大鼠适应性喂养期间，SC组按常规喂养，自由活动、饮食，不进行任何训练；MT和OT组大鼠进行3 d适应性跑台训练. 正式负荷训练，运动组均采用动物跑台运动模式，参照Beford运动负荷标准［1］，并略加改动，跑台坡度为10度，每周训练6 d，周日休息，每日1次，共训练8 wk. MT组第1周，每天完成10 m/min×10 min的跑台运动；第2周，每天完成10 m/min，15 m/min各10 min的跑台运动；第3周，每天进行10 m/min，15 m/min，20 m/min各10 min的跑台运动；第4周每天进行10 m/min，15 m/min，20 m/min和25 m/min各10 min的跑台运动，并维持此负荷直至实验结束. OT组前4 wk运动负荷同一般训练组，从第5周开始，进行4 wk递增负荷跑台运动，每天以10 m/min，15 m/min，20 m/min，25 m/min各10 min运动后，加速至30 m/min，35 m/min，并不断延长运动时间，直至大鼠力竭. 所有测试大鼠在最后一次训练结束，即刻称体质量后，用200 mL/L乌拉坦（0.6 mL/100 mg）腹腔内注射麻醉，再经左心室快速灌注9 mL/L的生理盐水50~80 mL，继之灌注40 g/L多聚甲醛0.1 mol/L磷酸盐缓冲液（pH7.4）300 mL . 剥开臀大肌取坐骨神经，放入40 g/L多聚甲醛0.1 mol/L磷酸盐（pH7.4）固定液中后固定2~4 h，移入含100 g/L蔗糖0.1 mol/L磷酸缓冲液1 h(pH 7.4)，再入255 mL蔗糖磷酸缓冲液中，4℃过夜，至组织块下沉. 坐骨神经做恒冷箱连续切片. 常规裱片，脱水，透明，封片［2］. Olympus光镜下观察，记录，照相.
　　统计学处理，计量资料用x±s表示，组间比较用方差分析，组内用随机区间方差分析. P&<0.05为有统计学差异. 　　2结果
　　2.1不同运动负荷对大鼠红细胞数量的影响3组大鼠经过4 wk喂养和训练红细胞数量都呈正向增加，其中MT和OT组大鼠红细胞数量增加(P&<0.01);SC组第4周与训练前比较红细胞数量增加，(P&<0.05)，训练末与训练前比较也存在差异(P&<0.05)；MT组训练末与训练前比较存在差异(P&<0.05)；OT组第4周与训练前比较存在差异(P&<0.01)，训练末与训练前比较也存在差异(P&<0.01)，训练末与训练第4周比较，红细胞数目减少，且存在差异(P&<0.01). 表1 大鼠训练期红细胞的变化
　　2.2不同运动负荷对大鼠坐骨神经NOS Ⅰ 表达的影响测试动物各组为15只. 每组动物观察(100±10)个NOSⅠ阳性细胞，根据NOS阳性染色细胞选择合适的门限分割值，采用双门限分割成半灰度图，测量单位用AU，不同运动负荷对大鼠坐骨神经NOSⅠ灰度的影响分别为SC为(106.1±10.6) AU，MT为(85.4±2.1) AU，OT为(52.5±14.5) AU.
　　2.3不同运动负荷对大鼠坐骨神经NOSⅠ积分吸光度的影响在面积相同的情况下，OT组积分吸光度大于SC组，MT组积分吸光度处于SC组和OT组之间. SC组吸光度为0.58±0.11；MT组吸光度为0.61±0.10；OT 组吸光度为0.70±0.14.
　　SC积分吸光度最小，说明NOSⅠ阳性反应最弱，NOSⅠ活性最低，MT组次之，OT组积分吸光度最大，说明NOSⅠ阳性反应最强，NOSⅠ活性最大. 不同运动负荷对大鼠坐骨神经NOSⅠ活性的影响有显著差异（P&<0.01）.
　　3讨论
　　坐骨神经的神经纤维是进行信息传递，支配肌肉运动及感觉. NO分子很小，是一种高度弥散的物质，且具有疏水性，它与典型的神经递质不同，NO不能贮存于突触小泡内，也不以“胞裂外排”的方式释放，可自由透过细胞膜，作用于细胞内的靶分子sGC，通过cGMP起作用，或发挥与cGMP无关的作用. 在进行不同负荷运动训练后，一般负荷NOSⅠ分布密度和阳性染色加深，同时活性升高，但与对照组比较，活性升高不明显；推测NOSⅠ活性的升高可能有益于身体机能的发挥和运动能力的提高；而过度负荷组运动后，NOSⅠ活性明显升高，与对照组比较有差异，推测过度运动引起NOSⅠ活性升高可能引发对神经纤维信息传导起抑制作用.
　　目前的研究报道都认为适量运动可以增加体内NO的含量，并引起冠状动脉以及其他血管的舒张，降低机体总外周阻力［3］. NO在心血管系统具有舒张血管、降低血压，对抗血栓形成的作用. 我们认为，一般训练负荷组的运动量（达到中等的训练强度，即大众健身的强度）是适宜的. 适宜的运动量能增加体内NO的含量，具有舒张心脑血管、降低血压，对抗具有舒张血管、降低血压，对抗血栓形成等的作用. 所以适量的运动有健身健脑的作用. 我们推测，人体在进行适量的运动时，同样有健身健脑的作用. 而OT组在第5周以后，进行的是一次性力竭运动，即最大摄氧量达到85%以上，达到疲劳的训练强度. 训练结束后，大鼠反应迟钝， OT组大鼠不论脊髓的NOS Ⅰ 染色还是坐骨神经的NOS Ⅰ 染色，均呈深棕色的强阳性反应. 大鼠的机体内产生了过量的NOS Ⅰ ，对机体产生了毒性作用. 人体在进行疲劳性运动时，机体内产生的过量的NOS Ⅰ 同样对人体具有毒性作用. 不利于人体的健康.
　　一般负荷运动训练大鼠坐骨神经NOSⅠ的阳性染色加深，有利于神经纤维对信息的传导，过度负荷组训练大鼠坐骨神经NOSⅠ的阳性染色加深，可能对神经纤维对信息的传导起抑制的作用，导致运动能力下降. 我们的研究在负荷训练分组上尚待更加细化，以期找到与产生适量和过量NO对应的运动负荷，从而找到NO两性作用转变的临界浓度.

【参考文献】
［1］ Bedford TB . Maximum Oxygen consumption of rats and its changes with Various experiment ［J］.J Appl Physiol， 1979， 47: 1278-1280.

［2］ 王晓安，郑哲民.河北环毛蚓神经系统一氧化氮的组织化学定位［J］.动物学杂志，2002，37（2）：6-9.

［3］ 任可欣，曲淑兰. 运动、一氧化氮与衰老内皮的功能［J］.中国临床康复，2006，10（4）：25-27.编辑黄良田转贴于