不同运动负荷对大鼠主要器官NO和NOS的影响

刘成艳 ，梁蓓蓓，刘华钢，黄志平，韦 蕾，杨小英

1.广西壮族自治区体育科学研究所，广西南宁 530031；2.广西医科大学，广西南宁 530021；3.广西体育高等专科学校，广西南宁 530021

NO是1987年由Furchgott等发现的一种气体活性小分子。从其发现之初起，NO就成为当代生物医学研究的一大热点。NO化学结构简单，能以多种特异的方式控制多种细胞功能或生理功能，在心血管系统、神经系统及免疫系统中都有重要作用。近年来，国内外学者关于运动对NO、NOS影响的研究报道很多，但多为对单个器官组织的研究，本文拟同时对不同运动负荷时多个重要器官组织中NO、NOS影响的进行研究，探讨运动中NO、NOS的变化趋势及其对机体可能产生的影响。

1 材料与方法

1.1 实验对象

60只雄性SD大鼠 （广西医科大学实验动物中心），6周龄，分笼饲养，每笼 5 只，自由饮食，室温（18±2）℃，光照时间7:00～19∶00。动物适应性训练后经筛选分为3组：即安静对照组[n=20，体重（219.28±6.47） g]；中等运动强度运动组[n=20，体重（225.16±5.38）g]；（3）运动疲劳组[n=20，体重（223.82±5.82） g]。

1.2 分组和运动方式

1.2.1 安静对照组20只，常规饲养，不加干预。

1.2.2 中等强度运动组20只，进行中等强度游泳训练，大鼠每周游泳5次，每天游泳1次。第一次下水游泳10 min，以后逐日增加，第1周末时游泳至30 min，第2周末时游泳至60 min，此后维持这一运动量直至游满8周。

1.2.3 运动疲劳组20只，建立运动性疲劳的模型。大鼠第一次下水游泳10 min，以后逐日增加，第1周末时游泳至60 min，第 2周末时游泳至 90 min，第 3周起进行高强度训练，第3周开始大鼠尾部负重1%体重重物，每天游泳90 min。第4周开始大鼠尾部负重2%体重的重物，每天游泳90 min，第5周开始大鼠尾部负重3%体重的重物，每天游泳90 min，第6周开始大鼠尾部负3%体重的重物，每天游泳120 min，第7、8周维持第 6周的运动量，直至游满 8周。大鼠每周游泳6 d，每天游泳1次。运动性疲劳的动物模型参考文献[1]。

1.3 样本收集

1.3.1 样本收集及测定 大鼠末次游泳训练后24 h，称重，按1 ml/100 g体重剂量腹腔注射10%水合三氯乙醛溶液麻醉大鼠后处死，腹主动脉取血，迅速取心、脑及股外肌组织置于0～4℃冰生理盐水中洗净血液，并用滤纸吸干水分，装入内径4 mm的塑料样品管中，立即投入液氮中保存待用。安静对照组大鼠不运动，安静称重取材。组织匀浆制备：称取适量组织（0.1～1.0 g）按 W（组织块质量，g）∶V（匀浆介质，ml）为1∶9的比例加入预冷的匀浆介质（0.8%NaCl 溶 液 、pH=7.4、0.01、0.000 1 mol/L EDTA-2Na、0.01 mol/L蔗糖溶液）于研钵中，用眼科小剪快速剪碎组织块（以上全部操作在冰水浴中进行）。手工研磨后倾入试管中，3 000 r/min低温离心10～15 min，分离弃去下面沉淀，提取上清液4℃冷藏或-20℃冰冻备用（投入液氮中保存待用）。血清处理：取主动脉血，于37℃水浴槽中水浴30 min后，3 000 r/min离心10 min，分离出血清待用。NO和NOS均采用南京建成生物工程研究所提供的试剂盒以及自动生化分析仪测定。

1.4 数据处理

数据以均数±标准差（x±s）表示，采用方差分析检验，以P＜0.05为具有显著性差异，P＜0.01为具有高度显著性差异。

2 结果

2.1 不同运动负荷对大鼠不同组织NO含量的影响

见表1。

表1 不同运动负荷对不同组织NO含量的影响（μmol/gprot）

表1结果显示，同安静对照组比较，进行中等强度运动后大鼠体内各组织的NO含量都有不同程度的升高，血清NO升高最明显，与对照组比较有极显著性差异（P＜0.01），脑和股外肌含量升高幅度也较大，有显著性差异（P＜0.05），而血清和脑组织运动疲劳组的NO则比中等运动强度组明显下降 （P＜0.05）；心肌中NO含量变化则仅仅表现为升高趋势，经统计学处理无显著性差异。与安静对照组相比，运动疲劳组大鼠的血清、心肌组织、股外肌组织中NO含量呈上升趋势，差异均无统计学意义；而脑组中NO则轻微下降趋势，但无显著性差异。

2.2 不同运动负荷对不同组织总NOS活性的影响

见表2。

表2 不同运动负荷对不同组织总NOS活性的影响（U/mgprot）

表2结果显示，大鼠进行中等强度后，各组织中的总NOS均有升高的趋势，其中脑组织中NOS升高最明显，与安静对照组比较，脑组织中NOS明显升高，有极显著性差异（P＜0.01），血清和股外肌中的总NOS活性也显著高于对照组（P＜0.05）；中等强度运动和运动疲劳后心肌的总NOS均无明显的变化。运动疲劳后各组织的总NOS与安静对照组相比无明显变化，血清和脑组织的NOS有升高的趋势，心肌和股外肌的总NOS则稍有下降，差异无统计学意义；而血清和脑组织运动疲劳组的NO则比中等运动强度组明显下降（P＜0.05）。

3 讨论

近年来，越来越多的研究证实，运动会引起机体内NO复杂的变化，NO对机体产生的作用是一把“双刃剑”，在低浓度pmol水平时调节生理功能，是一种重要的信息传递物质[2-3]，运动中，NO水平升高对机体有良好的调节作用，可以显著地舒张血管，NO作为内源性抗通透因子，能改善冠脉血管的屏障功能，降低血管的通透性。NO介导性血小板活化因子和缓激肽诱导的微血管通透性增加，可能起到保护内脏器官组织结构和功能的作用，从而提高机体运动后的恢复能力。在高浓度nmol水平则诱导或加重组织细胞损伤，具有细胞毒性作用[4]。运动产生过多的NO将会导致机体能量代谢水平低下，ATP合成不足，细胞大量凋亡，影响肌肉收缩能力，基因表达异常，使机体运动能力下降。因此使机体NO含量控制在适宜的范围内，使其既发挥提高运动能力的正面效用，又减少NO对运动能力影响的负面作用。孙红梅[5]报道，适宜负荷的游泳训练可以提高大鼠心肌、血清中NO的水平。刘翔等[6]报道，运动对照组大鼠血清及所测各组织中NO含量显著高于安静对照组，所测各组织cNOS和总NOS活性均显著低于安静对照组，iNOS活性均显著高于安静对照组，说明长时间的力竭性运动导致cNOS失活，诱发iNOS活性增加，促使NO过量生成。

本实验研究显示，中等强度运动时，同安静对照组比较，进行中等强度运动后大鼠体内各组织的NO含量都有不同程度的变化，血清NO升高最明显，脑和股外肌含量升高幅度也较大，而血清和脑组织运动疲劳组的NO相比中等运动强度组明显下降；心肌中NO含量变化则仅仅表现为一种趋势。大鼠进行中等强度后，各组织中的总NOS均有升高的趋势，其中脑组织中NOS升高最明显，与安静对照组比较，脑组织中NOS明显升高。血清和股外肌中的总NOS活性也显著高于对照组，而血清和脑组织运动疲劳组的NO则比中等运动强度组明显下降。实验结果显示，运动后NO、NOS的变化趋势与已有报道基本一致。

综上所述，运动可以引起机体内NO和NOS的变化，不同的运动负荷对大鼠体内不同组织中NO和NOS影响不同，适宜运动使机体的NO含量控制在适宜的范围内，使其既发挥提高运动能力的正面效用，又减少NO对运动能力影响的负面作用。

[1]朱全,浦宗,张敏.游泳方法建立大鼠模拟过度训练模型[J].中国运动医学杂志,1998,(2):25.

[2]关永源,林默君.一氧化氮的药理学作用[J].新医学,1999,30(1):55-57.

[3]Chin-Dusting JP,Kaye DM.Restoration f nitric oxide function in human hyperlipidaemia,congestive heart failure and liver cirrhosis[J].Clin Exp Pharmacol Physiol,1998,25(9):645-652.

[4]王新会.一氧化氮作用的双重性及其引发的思考[J].医学与哲学,1999,20(2):28-29.

[5]孙红梅.不同运动负荷对大鼠心肌超微红构及一氧化氮与一氧化氮合酶的影响[J].北京体育大学学报,2008,31(7):936-938.

[6]刘翔,熊正英.茜草提取物对大强度耐力训练大鼠不同组织NONOS体系及运动能力的影响[J].中国运动医学杂志,2008,27(4):478-480.