发展性间歇运动对SD大鼠颈主动脉降钙素基因相关肽和内皮素-1的影响

柏中娟 李 昊 (重庆工商大学融智学院体育教研室，重庆 400033)

间歇训练法是指对动作结构和负荷强度、间歇时间提出严格的要求，以使机体处于不完全恢复状态下，反复进行练习的方法〔1〕。这种练习方法一直被用来锻炼运动员的心血管功能及其机体的耐酸能力，而最近运动医学界正在开展有关间歇训练法与心血管疾病和健康等方面的研究，并取得了一定的研究成果。但目前，大多数的研究都采用的是高强性间歇运动法，这种方法因其强度较高和间歇时间短，对心血管的应激要求较高，常常在专业运动员的训练过程中运用，而是否适用于其他人群，其中还有很多有争论的地方。而本文研究的“发展性间歇运动”它主要是发展有氧代谢供能能力和心血管功能的一种重要的训练方法。它与高强度的间歇运动比较，其强度较小，对体能的要求相对较低，因在练习中要在中上强度与低强度之间变换，故又比中等强度有氧运动的锻炼效果好。当前针对发展性间歇运动与心血管功能的报道，还鲜为少见。因此，本研究将建立多种运动方式的动物模型，采用放射免疫分析法来观察不同运动时间的发展性间歇运动和有氧运动对SD大鼠血浆中降钙素基因相关肽(CGRP)和内皮素(ET)-1的影响，以便为发展性间歇训练法与心血管之间的关系提供一定的实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物与分组 选择成年雄性SD大鼠50只(3月龄，全部由中国科学院上海实验动物中心提供)体重280～300 g，分笼饲养，每笼5只。室温20℃ ～22℃，按照国家标准啮齿类动物进行喂食，自由择食和吸水。将其随机分为5个组，即对照组、40 min有氧运动组、60 min有氧运动组、40 min间歇运动组和60 min间歇运动组。

1.2 运动模型的建立 运动训练在动物跑步机上进行(FT-200，成都泰盟科技有限公司)。在大鼠进行适应性饲养1 w后，将其进行 1 w的适应性的跑台的训练，运动负荷:15 m/min，20 min/次，共 5 次。运动强度采用 Bedford〔2〕测试SD大鼠的运动负荷来制定。有氧运动组分别采用两种运动时间:40 min和60 min。运动方法:以速度20 m/min，跑台坡度10°的情况下训练7 w，5 d/w。运动强度:相当于最大摄氧量76% ±2.8%。

发展性间歇运动组采用两种运动时间:40 min和60 min。运动方法:以速度15 m/min下运动4 min后，紧接着又在30 m/min的情况下运动6 min(相当于最大摄氧量92.3% ±2.8%)采用两种负荷进行交替训练，中间无间断，跑台坡度10°，5 d/w，共 7 w。

1.3 实验指标的测定 各组在进行最后一次运动后24～72 h，运用0.4%戊巴比妥钠(1 ml/100 g体重)麻醉后，颈主动脉取血 3 ml，注入含有 10%EDTA-Na230 μl和抑肤酶 40 μl的塑料试管中，混匀。所有血液标本立即低温、分离血浆和血清(4℃，3 000 r/min，10 min)，暂存在 4℃的冰箱内，并在 24 h 内测定CGRP和ET-1的含量。采用放射免疫分析方法测定CGRP和ET-1浓度，操作程序严格按说明进行，测定仪器为GC-911型γ计数仪。

1.4 统计学方法采用SPSS17.0统计学软件分析，数据均以±s表示，运用单因素方差分析进行组间比较。

2 结果

2.1 不同形式运动对SD大鼠CGRP的影响 通过7 w的训练(表1)后发现，40 min有氧运动组血浆中CGRP的量虽然要稍高于对照组，但没有出现显著差异(P＞0.05);60 min有氧运动组和40 min间歇运动组血浆中CGRP的量要显著高于对照组，并且两组与对照组的比较均出现了比较显著差异(P＜0.05);60 min间歇运动组的CGRP都显著低于个各组并都存在特别显著性的差异(P＜0.01)。

2.2 不同形式运动对SD大鼠ET-1的影响 通过7 w的训练(表1)后发现，40 min有氧运动组血浆中ET-1的量要低于对照组，但没有出现显著性的差异(P＞0.05);60 min有氧运动组和40 min间歇运动组血浆中ET-1的量要显著低于对照组，并且均出现了比较显著性的差异(P＜0.05);60 min间歇运动组的ET-1的量与各个组相比较都出现非常显著的增长(P＜0.01)。

表1 不同运动对各组大鼠血浆CGRP和ET-1水平的影响( ±s，n=10，pg/ml)

表1 不同运动对各组大鼠血浆CGRP和ET-1水平的影响( ±s，n=10，pg/ml)

与对照组比较:1)P＜0.05，2)P＜0.01;与60 min间歇运动组比较:3)P ＜0.05，4)P ＜0.01

组别CGRP ET-1对照组139.25±35.80 143.63±26.96 40 min有氧运动组 156.55±34.104) 135.59±27.924)60 min有氧运动组 172.21±32.721)4) 118.55±25.261)4)40 min间歇运动组 170.12±37.181)3) 115.10±24.031)4)60 min间歇运动组 88.62±21.982) 206.93±25.302)

3 讨论

3.1 不同运动负荷的间歇运动引起SD大鼠CGRP的变化分析 CGRP是由Amara和Rosenfold等在1982年发现的一种含有37种氨基酸残基的多肽，它是较强的扩血管物质，它对心血管的作用主要有:舒张外周血管和冠状血管;调节微血管的通透性;促进新生血管的生成和抑制平滑肌细胞的增殖。目前有关运动与CGRP的报道，虽然还存在着一定的争议，但大多数的研究还是比较支持中、低强度的运动可以增加心血管中CGRP的分泌。

佟长青等〔3〕人对 SD大鼠进行了7 w，64%最大摄氧量，6 d/w，45 min/d的训练后发现大鼠的主动脉CGRP的含量与对照组有较大的增加。李悠悠等〔4〕人对3月龄大鼠进行了8 w的训练后，发现冠状动脉中的CGRP在小强度训练组和大强度训练组中都有显著性的升高的。在金其贯等〔5〕在对大鼠进行8 w的不同负荷的游泳训练后，发现，120 min训练组的血浆降钙素基因相关肽含量显著低于对照组，而60 min训练组与对照组相比，虽然有一定的下降但无显著性的差异。李宏伟等〔6〕人运用间歇运动法对SD大鼠实施3 w，速度30 m/min(相当于75%VO2max)坡度0°，在间歇跑台训练中，大鼠运动15 min，休息5 min，重复3次，60 min/d，训练发现其血浆中的ADM没有任何显著性的变化，只是心肌中的ADM有比较显著性的提高，可能是由于练习总时间过短和锻炼强度过低而引起的，身体对其的适应性变化不够而引起的。

本实验结果说明发展性间歇运动能够有效提高大鼠CGRP的分泌，并在时间效率上优于有氧运动。发展性间歇运动在运动过程中需经常变换运动强度其运动效益上要大于有氧运动，故大鼠在运动中的缺血、缺氧、乳酸的增加和PH值的降低程度和运动后5-羟色胺的含量都要大于有氧运动，而上述几点是导致CGRP的分泌的重要因素。

多个资料表明〔7，8〕，如果运动负荷过大，心脏和血管中的CGRP水平反而会下降。这可能是因为间歇运动的运动强度较大，而过长时间运用这种负荷训练可能会导致身体的过度疲劳，从而产生过多的自由基与ET-1的分泌，两者不但会造成大鼠心血管的损伤，而且还会增加CGRP的消耗。

3.2 不同运动负荷的间歇运动引起SD大鼠ET-1的变化分析 ET-1主要能够使血管平滑肌收缩和增殖、提高血压并且还能够促进AngⅡ释放，而AngⅡ的升高能够刺激血管内皮细胞的合成并释放更多的ET，呈正反馈调节，使缩血管的效应更强。而有关运动与内皮素的报告中，大多数的研究都比较支持运动能够有效提高正常大鼠ET-1。

赵峰等〔9〕人对SD大鼠运用90 min和180 min两种运动时间进行了8 w，6 d/w的无负重游泳训练后发现，其腹主动脉中的ET含量与对照组相比，分别上升了11.94%和17.70%。章岚等〔10〕人发现经过14 w的无负重游泳运动后，发现每天运动1 h和2 h的训练组的ET-1都出现了升高的趋势，但与对照组相比只有2 h的运动组有特别显著差异，并且也高于1 h运动组。周亮〔11〕等人发现运用跑台训练对 SD大鼠进行了4 w，6 d/w，30 min/d的三种强度的训练(小、中等和中上强度)后发现，中等和中上强度与对照组比较都有了一定的增加，但均未出现显著差异。有关间歇运动与内皮素的研究，洪长青等〔12〕采用了高强度间歇运动法，负自体重5%重物游泳，每游6 min休息4 min，每天连续进行10组，后通过电镜观察其心脏中有肌丝断裂和Z线紊乱的现象，提示运动负荷过大会造成心脏和血管内皮的损伤。

而在本文的实验中，经过7 w的发展性的间歇运动训练后，40 min间歇运动组和60 min有氧运动组血浆中ET-1的含量显著低于对照组。与有氧运动相比，发展性间歇运动在训练过程中会使运动中机体的内环境更加恶劣，会比相同运动时间有氧运动所产生的应激反应强，体内5-羟色胺、γ氨基丁酸〔13〕的分泌也必然会增多，这两个激素会明显降低机体交感神经的张力，从而抑制儿茶酚胺的分泌;另外，训练后机体的适应性改变，会让机体的血容量增加〔14，15〕从而刺激右心房的压力感受器，使交感神经张力进一步降低〔16〕，提示7 w的40 min发展性间歇运动能够降低循环中儿茶酚胺分泌，降低交感神经的兴奋度，从而较少ET的分泌，其效果要优于相同时间的有氧运动。

本文发现发展性间歇运动因运动负荷较大，长时间的运动会造成了大鼠的过度疲劳。过度疲劳会提高交感神经的张力增加和儿茶酚胺的分泌;另外，它还会使心肌毛细血管的密度降低，从而发生心肌缺血缺氧，使心肌细胞膜发生脂质过氧化损伤，而损伤会导致心肌细胞中的AngⅡ大量逸出〔17〕，使血浆中的AngⅡ含量升高而导致更多的内皮素的分泌。

1 田麦久.运动训练学〔M〕.北京:高等教育出版社，2006:143-4.

2 Bedford TG，Tipton CM，Wilson NC，et al.Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures〔J〕.Appl Physiol，1979;47(6):1278-83.

3 佟长青，赵 娟，李海英.低氧及跑台运动对大鼠内皮素和降钙素基因相关肽的影响〔J〕.中国康复医学杂志，2010;25(6):540-3.

4 李悠悠，陈圣锋，王友华.不同强度运动对大鼠冠状动脉 CGRP、ET-1和 NOS表达的影响〔J〕.天津体育学院学报，2010;25(1):41-4.

5 金其贯，李宁川，孙新荣.不同负荷的运动训练对大鼠心血管系统调节肽分泌的影响〔J〕.浙江体育科学，2000;22(1):53-6.

6 李宏伟，潘珊珊.短期和长期间歇运动对大鼠心肌和冠状血管肾上腺髓质素的影响〔J〕.中国运动医学杂志，2009;28(5):395-7.

7 Hasbak P，Lundby C，Olsen NV，et al.Calcitonin gene-related peptide and adrenomedullin release in humans:effects of exercise and hypoxia〔J〕.Regul Pept，2002;108(2-3):89-95.

8 Brain SD，Grant AD.Vascular actions of calcitonin gene-related peptide and adrenomedullin〔J〕.Physiol Rev，2004;84(3):903-34.

9 赵 峰，李建平.不同负荷的运动训练对大鼠血浆ADM、ET含量变化的影响及意义〔J〕.北京体育大学学报，2005;28(5):631-3.

10 章 岚，张一民，邢文华.长期游泳运动对大鼠血浆、胸主动脉内皮素-1的影响〔J〕.武汉体育学院学报，2003;37(6):34-5，47.

11 周 亮，申伟华，李香华.不同强度有氧运动对动脉粥样硬化大鼠血液NO信号及相关因素的影响〔J〕.山东体育学院学报，2009;25(11):39-42.

12 洪长青，刘晓红，邓树勋.三种训练对大鼠心室毛细血管内皮超微结构及功能的影响〔J〕.成都体育学院学报，2000;26(9):77-80.

13 Kramer JM，Beatty JA，Plowey ED.Exercise and hypertension:a model for central neural plasticity〔J〕.Clin Exp Pharmacol Physiol，2002;29(1-2):122-6.

14 Greenleaf JE，Sciaraffa D，Shvartz E，et al.Exercise training hypotension:implications for plasma volume，renin and vasopressin〔J〕.J Appl Physiol，1981;51(2):298-305.

15 Warburton DE，Haykowsky MJ，Quinney HA.Blood volume expansion and cardiorespiratory function:effects of training modality〔J〕.Med Sci Sports Exerc，2004;36(6):991-1000.

16 Tanaka H，Davy KP.Cardiopulmonary baroreflex inhibition of sympathetic nerve activity is preserved with age in healthy humans〔J〕.J Physiol，1999;515(Pt 1):249-54.

17 田振军，熊正英.过度训练对大鼠心肌肾素-血管紧张素系统及有关酶的影响〔J〕.体育科学，1999;19(5):67-70.