耐力运动对吸烟大鼠肝脏SOD、MDA及GSH-Px的影响①

文登台 刘祥梅 林丽容

(湖南师范大学体育学院 湖南长沙 410012)

吸烟有害身体健康,被动吸烟同样损害机体。越来越多的研究发现表明,吸烟对机体的危害是多方面的,这是因为香烟烟雾中含有3000多种化学物质[1]。香烟对肝功能的影响,近几年国内外研究比较多;有氧运动有益身体健康,同样对肝脏功能有一定的保护作用[2]。当吸烟或被动吸烟与有氧运动共同作用于机体时,对肝脏功能会产生怎样的影响,目前国内外相关研究几乎没有,本实验试图复制大鼠被动吸烟模型和低强度有氧运动模型,初步探究香烟烟雾、耐力运动或二者作用于其机体时,对肝脏的自由基代谢代谢的影响,为吸烟、被动吸烟及运动者保健提供实验依据。

1 研究材料和方法

1.1 实验动物和分组

健康成年雄性(Sprague-Dawley,SD)大鼠50只,体重160～180g。购自湖南农业大学动物中心(许可证号湘scxk,2003-003),为清洁级实验动物。以国家标准啮齿类动物饲料分笼饲养,自由饮食和饮水。实验期间室温为18～27℃,相对湿度40%～55%,每日光照12h。

大鼠静养与观察3日,在坡度为0°的跑台上进行速度为10m/min的适应性运动15min,筛选出不能训练的大鼠。按体重分层随机分为控制对照组(C)、被动吸烟组(S)、有氧运动组(E)、被动吸烟及有氧运动组(ES),每组12只。

1.2 被动吸烟方案

S组和ES组置于自制半密闭玻璃箱中,燃烧某烟厂生产的过滤嘴香烟,焦油含量12mg,烟气烟碱量1.0mg,一氧化碳量14mg。每周6天,共持续9周,上午进行,每支烟燃烧5～8min,20支/d。玻璃箱规格为70cm×100cm×70cm,其上方有一直径为20cm加盖通风口,侧方有两个直径为10cm的无盖通风口。吸烟过程中,通风口打开与外界相通,防止病理性缺氧病变。C组和E组不进行被动吸烟。

1.3 运动方案

ES组吸烟日下午和E组进行相同运动训练,方案参考Bedford等的稍加改进,在杭州立泰科技有限公司提供的PT动物实验跑台上进行坡度为0、跑速18m/min的训练,每天1次,每周6天,共进行9周。运动持续时间第一周10min,第二周20min,第三周30min,第4至9周均进行40min。C、S组大鼠不进行运动。

1.4 取材及检测

S组被动吸烟后24h,E组和ES组最后一次训练结束24h,与C组均称重后经腹腔注射2%戊巴比妥钠(30～40ml/kg)麻醉脱臼处死,立即剖腹剥离周围脂肪和结缔组织剪取右肝组织,冰生理盐水冲洗后滤纸吸干,取1g左右剪碎,按1∶9比例加入冰生理盐水,在4℃条件下手动匀浆并离心(3500r/min,30min)。取上清液,MDA含量测定采用硫代巴比妥酸化学比色法,SOD活力测定采用黄嘌呤氧化酶法,GSH-Px活力测定采用二硫代二硝基苯甲酸比色法,试剂盒由南京建成生物技术有限公司提,供按说明书操作,试剂盒购于上海森雄科技实业有限公司。

1.5 统计学分析

实验数据使用SPSS for Windows 11.5版统计软件处理,进行One-Way ANOVA分析,LSD多重比较。有氧运动和被动吸烟对所测指标交互作用采用析因方差分析。

2 结果与分析

大鼠肝组织氧化抗氧化指标MDA值含量ES组与E、C组比较显著升高(P＜0.05),其他各组比较无差异。(如表1)

SOD活性S组与各组比较差异显著降低(P＜0.05),其他各组比较无差异。

GSH-Px酶活性S组与C组比较明显降低(P＜0.05),与E组比较差异非常显著降低(P＜0.01),与ES组比较显著降低(P＜0.05);ES组与E组比较显著降低(P＜0.05);E组与C组比较非常显著升高(P＜0.01,与ES组比较显著升高(P＜0.05),与S组比较差异非常升高(P＜0.01)。(如表1)

表1 肝组织氧化抗氧化指标(±S)

表1 肝组织氧化抗氧化指标(±S)

注:*表示与对照组比较差异显著(P＜0.05);▲表示与运动组比较差异显著(P＜0.05),▲▲表示与运动组比较差异非常显著(P＜0.01);●表示与吸烟运动组比较差异显著(P＜0.05);＃表示与吸烟组比较差异显著(P＜0.05),＃＃表示与吸烟组比较差异非常显著(P＜0.01)。

组别 N MDA(单位:nmolmgprot) SOD(单位:U／mgprot) GSH-Px(单位:活力单位)C组 12 0.21±0.05 1.55±0.09 71.24±6.25 S组 12 0.30±0.13 0.88±0.14*▲● 43.22±10.00*▲▲●Es组 12 0.32±0.05▲* 1.79±0.44 74.77±21.63▲E组 12 0.20±0.04 1.61±0.35 107.83±20.69**＃

3 讨论

MDA是氧自由基作用于脂质发生过氧化反应的终产物,具有细胞毒性,其代谢途径是由血液流向肝脏,再由肝脏流向机体组织[3],因此肝脏内的MDA含量能反映机体受损害程度,也能反映肝脏受损害程度。研究表明不同的运动强度对肝组织的MDA水平的影响不同,大强度或力竭运动会使肝组织的MDA水平升高;而有氧运动能降低肝组织的MDA水平。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,SOD是体内自由基清除系统内一个重要抗过氧化酶,有氧运动能够提高机体血清GSH-Px和SOD活性水平,降低机体自由基的产生,对肝脏有一定的保护作用。

而研究表明香烟烟雾能降低肝组织的SOD活性,而被动吸烟能够降低肝组织的GSH-Px活性水平,增加氧自由基的产生,增加肝组织脂质过氧化物损伤的风险。此外,香烟烟雾能导致机体血清的MDA水平升高,有研究表明吸烟相关剂量镉会造成心肌组织的MDA水平上升,对心肌产生毒性作用,最终导致心肌细胞凋亡的发生,香烟烟雾还能使唾液中的MDA含量上升,使肺组织中的MDA含量升高,造成肝组织脂质过氧化物损伤。

我们推测尽管长期适度耐力运动增加了机体氧化应激能力,诱导肝细胞抗氧化酶增加,对香烟烟雾降造成的抗氧化酶水平降低有一定抵抗作用,但作用有限,而运动能够加速血液循环,增加了肝脏对香烟烟雾的解毒负担。此外,有研究表明被动吸烟能明显降低肝组织血清总蛋白和白蛋白含量,对大鼠肝功能造成损害,烟雾甚至能使发生脂肪肝和肝癌的风险增加。所以,有氧运动干预提高了香烟烟雾对肝组织过氧化物攻击的风险。

4 结语

被动吸烟使大鼠肝组织抗氧化酶SOD、GSH-PX活力显著性降低,反映机体抗氧化能力降低。低强度耐力运动训练可以提高抗氧化酶GSH-PX的活力,增强机体抗氧化系统的功能,促进自由基清除,降低烟雾对机体的损害。运动者吸烟或者被动吸烟会增大肝组织MDA含量,增加了肝细胞受到氧自由基攻击的风险。建议运动健身人群应尽可能戒烟或者避免被动吸烟,否则肝细胞受到氧自由基损害的风险加大。

[1]享义平,王平,王亚文.香烟主流烟雾与侧流烟雾对小鼠致突变作用的研究[J].中国公共卫生,2001,17(8):707-708.

[2]龙强,潘玲,张家意,等.有氧运动对小鼠肝脏SOD活性的影响[J].凯里学院学报,2010,28(6):89-91.

[3]李莉,陈菁菁,李方序,等.氧应激毒性产物丙二醛(MDA)对小鼠体能的影响及其体内代谢[J].湖南师范大学自然科学学报,2006,29(2):97-101.