运动训练对力竭大鼠发生应激性胃溃疡影响的研究

周 慧

（曲阜师范大学日照校区体育教学部，山东日照276826）

运动训练对力竭大鼠发生应激性胃溃疡影响的研究

周 慧

（曲阜师范大学日照校区体育教学部，山东日照276826）

目的：探讨运动训练对大鼠力竭性应激性胃溃疡形成的影响及其机制。方法：将大鼠随机分为安静对照组、安静力竭组、训练对照组和训练力竭组，训练对照组和训练力竭组予以运动负荷训练。于训练结束后，安静力竭组和训练力竭组进行一次性力竭运动。观察和测定各组溃疡指数、胃粘膜病理、血浆一氧化氮（NO）、内皮素-1（ET-1）和胃组织超氧化物歧化酶（SOD）及丙二醛（MDA）的含量。结果：与安静对照组比较，安静力竭组溃疡指数显著增大、血中NO浓度显著降低、ET-1浓度显著升高，胃组织SOD活性显著下降，MDA含量显著增加（P＜0.01）；训练对照组NO浓度显著升高，SOD活性显著升高，MDA含量显著减少（P＜0.05）。与安静力竭组比较，训练力竭组力竭时间明显延长、溃疡指数显著减小、NO浓度显著升高、ET-1浓度显著降低（P＜0.05），SOD活性显著升高，MDA含量显著减少（P＜0.01）。与训练对照组比较，训练力竭组溃疡指数显著增大、NO浓度显著降低、ET-1浓度显著升高，SOD活性显著下降（P＜0.05），MDA含量显著增加（P＜0.01）。结论：适宜的运动训练可提高大鼠血中NO的含量和胃组织SOD的活性，降低血液ET-1和胃组织MDA的含量，明显减轻力竭运动导致的应激性胃溃疡的发生。

运动训练；力竭运动；应激性胃溃疡；一氧化氮；内皮素-1；超氧化物歧化酶；丙二醛

运动应激性胃溃疡，是由于机体在长时间运动过程中可能因血液的重新分配引起内脏器官的严重缺血缺氧而使胃黏膜产生的急性糜烂和溃疡，它会影响运动员恢复过程中能源和营养物质的消化和吸收，长期以往可导致运动员出现营养不良、体能和疲劳恢复速度下降，妨碍运动训练的继续进行和运动成绩的提高，甚至出现运动伤病。因此，运动引起的应激性胃溃疡已引起人们的关注，但其发生的生理生化机制尚不十分清楚，有关预防措施的研究报告尚不多见。本研究分别对有运动训练史和无运动训练史的大鼠予以一次性力竭运动，对照观察其应激性胃溃疡的发生情况，并进行了相关生化指标的测定，旨在探讨运动应激性胃溃疡的发生机制。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象及实验分组

选取8周龄健康大鼠40只，雌雄不限，体重（218±22.3）g。分笼饲养，自然光照，通风条件良好，室温18～25℃，相对湿度50%～55%，采用国家标准啮齿类动物固体混合饲料喂养，自由饮食。按照平时是否进行运动训练和取样前是否进行力竭运动，将大鼠随机分为安静对照组、安静力竭组、训练对照组和训练力竭组，每组大鼠10只（表1）。

表1 实验大鼠分组

1.2 运动训练模型

各组大鼠常规适应性喂养1周，进行无负重的适应性游泳，1次／天，共3天。每天具体游泳时间：第1天10 min，第2天20 min，第3天30 min。

训练对照组和训练力竭组适应性训练后休息2～3天，即进行正式运动负荷训练，大鼠尾部负重，负重量为自身体重的3%［1-2］，在体积为100 cm× 30 cm×50 cm的游泳池中进行游泳，水深30 cm，水温（30±1）℃，游泳运动起始时间为30 min，共训练4周，每周训练6天，每周游泳时间增加10min，到第4周增至60 min，训练至第4周末。安静对照组、安静力竭组正常喂养，不进行游泳运动。

1.3 取样和胃粘膜观察

所有大鼠取样前均禁食24 h，自由饮水。安静对照组、训练对照组自然状态下处死取材；安静力竭组、训练力竭组进行力竭运动，大鼠尾部负重，负重量为自身体重的3%，用铁棒不断搅动迫使大鼠游泳，待其沉入水底下10 s不能自主浮出水面，且捞出后放到平板上不能完成翻正反射，即为运动力竭［3］，并即刻处死取材。所有大鼠取材方式：腹腔注射20%氨基甲酸乙酯（1.5～2.0 g／kg体重）麻醉，摘除眼球取血，入抗凝管，离心取血浆待测。取血后剪开大鼠腹腔，分别结扎贲门、幽门端后取出胃，沿胃大弯剪开，平展于玻板上，检查胃粘膜的损伤程度。损伤指数的计分参照GUTH［4］的标准计算溃疡指数。剪取胃组织并用生理盐水冲洗，用卡尺测量溃疡面积，用于拍病理照片的胃组织，按照一定比例配置的10%中性甲醛固定24 h，冰冻切片（16μm）后做HE染色并观察其病理变化。准确称取胃组织0.8 g，按1：9的重量比加冷生理盐水制成10%的胃组织匀浆，按3 000 r／min离心15 min，取上清液待测。

1.4 NO、ET-1、SOD、MDA的测定

血浆中NO、ET-1分别采用化学比色法（试剂盒购于南京建成生物工程研究所）、放射免疫法（试剂盒购于广州晶美生物有限公司）进行测定；胃组织中SOD、MDA分别采用黄嘌呤氧化酶法、硫代巴比妥酸法进行测定（试剂盒购于南京建成生物工程研究所）。

1.5 统计学分析

所有数据采用SPSS 14.0统计软件包处理，各组数据采用（±s）表示，组间差异采用单因素方差分析（One-Way ANOVA），显著性差异为P＜0.05，非常显著性差异为P＜0.01。

2 结果

2.1 大鼠的一般情况观察

安静组大鼠神态安静，活泼好动，皮毛光洁整齐，眼睛有神；训练组大鼠在训练过程中，精神状态较好，活泼好动，未出现倦怠懒动、皮毛脱落、易激怒等症状。

2.2 各组大鼠显微镜下胃壁粘膜的形态学变化

2.2.1 解剖学显微镜下胃表面形态学观察 解剖学显微镜下（图1），安静对照组、训练对照组大鼠胃壁粘膜淡红色，有光泽，胃粘膜表面光滑、附有较多粘液，粘膜皱襞规整；安静力竭组大鼠胃粘膜严重充血水肿，表面见大量的出血点、糜烂及溃疡，溃疡较深，胃腔内有咖啡样液体，可见凝血块；训练力竭组粘膜充血及水肿较少，表面有少量出血点和小线状溃疡，胃腔内未见咖啡样液体及凝血块。

2.2.2 光学显微镜下胃粘膜形态学的观察 光学显微镜下（图2），安静对照组、训练对照组可见粘膜连续性、组织结构完整，细胞排列紧密，上覆有粘液；安静力竭组大鼠溃疡面巨大，部分或全部深达肌层，黏膜层脱落，表面炎性坏死、红细胞渗出，溃疡边缘腺体无扩张，充血明显；训练力竭组可见粘膜连续性中断，细胞间隙稍宽，有溃疡形成，但红细胞渗出及坏死组织轻微。

2.3 各组大鼠溃疡指数和力竭时间的变化

安静对照组、训练对照组大鼠没有形成明显的胃溃疡，安静力竭组和训练力竭组的溃疡指数大大高于安静对照和训练对照组（P＜0.01）；与安静力竭组比较，训练力竭组溃疡指数显著减小，力竭时间显著延长（P＜0.05）（表2）。

图1 解剖学显微镜下胃表面形态学的观察

图2 光学显微镜下胃粘膜形态学的观察

表2 各组大鼠力竭时间及溃疡指数指标的比较（±s）

表2 各组大鼠力竭时间及溃疡指数指标的比较（±s）

注：与安静对照组比较**P＜0.01；与安静力竭组比较＃P＜0.05，与训练对照组比较△△P＜0.01，以下同。

力竭时间 溃疡指数安静对照组 10 —组别 n 0安静力竭组 10 149.5±40.6 19.5±4.5**训练对照组 10 — 0训练力竭组 10 178.2±15.3＃ 10.4±3.7△△＃

2.4 各组大鼠血浆中NO、ET-1的变化

与安静对照组比较，安静力竭组NO浓度显著降低、ET-1浓度显著升高（P＜0.01）；训练对照组NO浓度显著升高（P＜0.05），ET-1浓度降低，但无显著性差异（P＞0.05）。与安静力竭组比较，训练力竭组NO浓度显著升高、ET-1浓度显著降低（P＜0.05）。与训练对照组比较，训练力竭组NO浓度显著降低、ET-1浓度显著升高（P＜0.05）（表3）。

表3 各组大鼠血浆NO、ET-1的比较（±s）

表3 各组大鼠血浆NO、ET-1的比较（±s）

注：与安静对照组比较*P＜0.05；与训练对照组比较△P＜0.05，以下同。

组别 n NO（μmol／gprot） ET-1（pg／mgprot ）安静对照组10 2.5±2.3 141.4±19.7安静力竭组 10 0.3±0.8** 213.1±32.9**训练对照组 10 4.3±1.6* 132.6±12.4训练力竭组 10 2.2±2.0△＃ 169.9±32.8△＃

2.5 各组大鼠胃组织中SOD、MDA的变化

与安静对照组比较，安静力竭组SOD活性显著下降，MDA含量显著增加（P＜0.01）；训练对照组SOD活性显著升高，MDA含量显著减少（P＜0.05）。与安静力竭组比较，训练力竭组SOD活性显著升高，MDA含量显著减少（P＜0.01）；与训练对照组比较，训练力竭组SOD活性显著下降（P＜0.05），MDA含量显著增加（P＜0.01）（表4）。

表4 各组大鼠SOD及MDA指标的比较（±s）

表4 各组大鼠SOD及MDA指标的比较（±s）

注：与安静力竭组比较＃＃P＜0.01。

组别 n SOD（U／mgprot）MDA（nmol／mgprot ）安静对照组10 346.1±29.6 11.0±2.1安静力竭组 10 278.2±24.2** 18.2±2.6**训练对照组 10 391.9±37.5* 8.1±1.1*训练力竭组 10 347.8±35.6△＃＃ 12.6±1.7△△＃＃

3 讨论

应激性胃溃疡是机体在应激状态下，出现的一种以胃粘膜糜烂或浅表性胃溃疡为特征的急性胃粘膜病变，是应激状态下机体自主神经系统失调和胃粘膜屏障保护功能削弱及损伤因素相对增强等综合作用的结果［5-6］。力竭性运动作为一种特殊的应激源，可引起机体产生强烈的应激反应，导致大鼠应激性胃溃疡的形成，胃粘膜出现病变，表现为胃粘膜的出血、糜烂。赵敬国等［7］的研究表明，力竭性游泳可以导致大鼠胃粘膜产生应激性溃疡。本研究结果显示无训练史的安静组大鼠和有训练史的训练组大鼠游泳至力竭后均有溃疡形成，解剖学显微镜显示胃粘膜表面出现糜烂及溃疡，并有出血点、凝血块等，病理学观察则发现黏膜层脱落及充血、渗出甚至炎性坏死等表现。但经过4周运动训练的大鼠，其力竭状态下应激性胃溃疡程度比对照组轻、溃疡指数较小，表明短期的运动训练即可对力竭性运动造成的应激性胃溃疡有一定的减弱或预防作用。而该组力竭时间的显著延长，是运动能力明显增强的综合表现。

MacNaughton等［8］研究表明，NO作为一种内源性血管舒张因子，对急性胃粘膜损伤具有保护作用。NO作为胃肠道非肾上腺能非胆碱能神经释放的主要抑制性递质之一，具有调节胃粘膜血流维持粘膜完整性和防御能力的作用。陈晓彬等［9］发现运动能降低糖尿病大鼠血清、肝脏NO含量和NOS的活性。而ET-1作为调节血管运动方面的收缩因子主要作用是使血管平滑肌收缩，是目前所知最强的血管收缩物质［10］。Kohan等［11］研究发现NOS激动剂可降低ET含量和ET-1mRNA的表达，而NOS抑制剂LNMMA能抑制这一效应的报道相似。NO与ET的动态平衡在慢性胃溃疡病理生理过程中起着重要作用，可能与胃粘膜的完整性、屏障功能正常与否及溃疡的形成和预后有一定关系。本研究发现，一次性力竭运动的安静力竭组和训练力竭组，分别与各自未进行力竭运动的安静对照组和训练对照组比较，均出现血浆NO浓度下降和ET浓度上升的趋势。这种异常变化的趋势导致NO与ET动态平衡的打破，引起胃黏膜血管及平滑肌收缩、血流量的下降，应成为应激性胃溃疡的重要生化机制之一［12］。

本研究还显示，训练力竭组较安静力竭组NO浓度显著升高、ET-1浓度显著降低。表明在力竭状态下，运动训练能维持力竭运动下血浆NO／ET的动态平衡，从而对应激性胃溃疡的形成具有缓解或预防作用。已有研究报告指出，适当的运动训练可以良性地改变体内血管内皮物质的浓度，更好地维持机体在不良环境和状态下的正常生理功能。Maeda［13］的研究表明，运动员适量运动训练后，ET水平会显著下降，且在运动停止后维持8周，随后4周逐渐升高到原来的水平。而刘洪珍［14］的研究则表明，无论有氧运动训练还是无氧运动训练，均可提高人体在不同功能状态下血清中NO含量和NOS活性。

SOD是生物体内氧自由基清除系统中最重要的超氧化物歧化酶，其功能是催化超氧自由基的歧化反应，能中断氧自由基的连锁反应，保护细胞免受损伤，其活性的高低反映机体清除自由基的能力［15］。MDA是脂质过氧化反应所生成的各种脂质过氧化物的代表产物，是衡量机体自由基代谢的敏感指标，其含量能客观地反映机体产生自由基的水平［16］。本研究发现，在平时无运动负荷的安静力竭组，力竭运动后出现胃组织SOD活力明显降低和MDA浓度的显著增高，且该组胃溃疡指数最高，表明力竭性胃溃疡的发生与胃组织氧化应激有密切关系。这与有些研究者的研究结论相似［17，18］。其机理可能与以下因素有关：①运动应激造成交感神经功能增强，后者引起胃组织缺血缺氧而产生大量炎性因子和中性粒细胞浸润，引发“呼吸爆发”生成大量氧自由基；②胃组织缺血缺氧还可造成胃黏膜细胞内ATP的不足，继而导致细胞内钙离子超载引发脂质过氧化的增强；③NO不仅具有扩张胃部血管、抑制胃酸分泌的作用，同时可以对抗脂质过氧化的发生，运动应激造成的NO含量的降低，成为促进应激性胃溃疡发生和胃组织脂质过氧化增强的重要因素。本研究还提示，训练对照组胃组织MDA含量显著低于安静对照组，训练力竭组胃组织MDA含量显著高于训练对照组、低于安静对照组，表明适宜的运动训练能提高大鼠抗氧化能力，减少自由基的生成，降低胃组织脂质过氧化水平，从而减轻应激性胃溃疡的发生。

4 小结

经过4周的短期运动训练可提高大鼠安静和力竭状态下血液中NO的含量和胃组织的SOD活性，降低血液ET-1和胃组织MDA的含量，明显减轻力竭运动导致的应激性胃溃疡的发生。

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责任编辑：郭长寿

Effects of Exercise Training on Stress Gastric Ulcer in Exhaustive Rats

ZHOU Hui
（Department of Physical Education，Qufu Normal University，Rizhao 276826，Shandong，China）

Objective：To investigate the effects and mechanism of exercise training exhausted on stress gastric ulcer in rats.Methods：The rats were random ly divided into sedentary control group，sedentary exhausted group，training control group and exhausted trained group.Training control group and exhaustedly trained group were trained by designed exercising load.At the end of the training，sedentary exhausted group and exhaustedly trained group were tested by one-time exhaustive exercise.The ulcer index，gastric mucosa pathological，serum nitric oxide（NO），endothelin-1（ET-1），gastric tissue superoxide dismutase（SOD）andmalondialdehyde（MDA）contentswere observed andmeasured in each group.Results：Compared w ith sedentary control group，the ulcer index increased，serum NO concentration and gastric tissue SOD activity decreased，and ET-1 concentration and MDA concentration increased significantly in sedentary w ith exhaustive group（P＜0.01）；NO concentration and SOD activity were increased，and MDA content was decreased significantly in exhaustedly trained control group（P＜0.05）.Compared w ith sedentary w ith exhaustive group，exhaustive time prolonged，the ulcer index decreased，NO concentration and SOD activity increased，and ET-1 concentration and MDA content decreased significantly in training w ith exhaustive group（P＜0.05）.Compared w ith training control group，the ulcer index increased，NO concentration and SOD activity decreased，and ET-1 concentration and MDA content increased significantly in training w ith exhaustive group（P＜0.05，P＜0.01）.Conclusion：Suitable exercise training can increase NO concentration and SOD activity，and decrease ET-1 and MDA contents，and reduce the occurrence of stree gastric ulcer under the exhaustive exercise.

exercise training；exhaustive exercise；stress gastric ulcer；nitric oxide；endothelin-1；superoxide dismutase；malondialdehyde

G804.2 文献标志码：A 文章编号：1004-0560（2014）04-0090-04

2014-05-27；

2014-06-29

山东省高校体适能监测与调控重点实验室资助项目。

周 慧（1977—），女，讲师，硕士，主要研究方向为运动人体科学。

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