褪黑素对过度训练大鼠胃肠动力及血浆中应激激素水平的影响*

景会锋， 王小梅

(延安大学体育学院， 陕西 延安 716000)



褪黑素对过度训练大鼠胃肠动力及血浆中应激激素水平的影响*

景会锋△， 王小梅

(延安大学体育学院， 陕西 延安 716000)

目的：探讨褪黑素对过度训练大鼠胃肠动力及血浆中应激激素水平的影响。方法：成年SD大鼠30只，随机分为对照组、过度训练组、褪黑素干预组(n=10)。在每次训练前30 min对照组和过度训练组大鼠灌服生理盐水(15 ml/kg)、褪黑素干预组大鼠灌服褪黑素(15 ml/kg),每天1次,每周5次。过度训练组和褪黑素干预组大鼠进行每周5次,共6周的过度训练。6周后，观察各组大鼠胃内残留率、小肠推进比、血浆中胃动素(MTL)、降钙素基因相关肽(CGRP)、皮质醇(CORT)和儿茶酚胺(CA)水平。结果：与对照组相比，过度训练组大鼠胃内残留率、小肠推进比、血浆中MTL、CORT和CA水平明显升高(P<0.01)，血浆中CGRP浓度明显降低(P<0.01)，经过褪黑素干预后，大鼠胃内残留率、小肠推进比、血浆中MTL、CORT和CA水平明显降低(P<0.01)，血浆中CGRP浓度明显升高(P<0.01)。结论：褪黑素对过度训练引起的胃肠道功能紊乱具有保护作用，MTL、CGRP、CORT和CA在其发病中均起重要作用。

褪黑素；过度训练；胃肠动力；应激激素；大鼠

适宜的应激对机体适应和生存有重要意义，而过度应激会对机体产生有害影响。过度训练是运动负荷与机体机能不相适应，机体处于过度应激，以至于疲劳连续积累而引起一系列的功能紊乱或病理状态，已成为影响运动员训练和比赛的一个较为突出的问题[1]。过度训练可引起机体出现一系列消化系统症状。褪黑素主要是由松果体合成和分泌的一

种神经内分泌激素，除了调节生物节律、改善神经内分泌免疫功能以外，它还是一种内源性抗氧化剂，可显著减轻氧化应激对细胞和组织的损伤[2]。有关褪黑素在防治过度训练引起的胃肠道功能紊乱中的作用目前尚未报道。本实验旨在观察褪黑素对过度训练大鼠胃肠动力的影响，并且通过测试血浆中应激激素水平的变化探讨其可能发病的机制，从而为防治过度训练引起的胃肠道功能紊乱提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料

雄性SD大鼠30只(购于西安交通大学实验动物管理中心)，3月龄，体重180～220 g，动物室内温度20℃～29℃，相对湿度40%～55%，分笼饲养，自由饮水，饲啮齿类普通饲料，褪黑素购买于Sigma公司，胃动素(motilin,MTL)；降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)、皮质醇(cortisol,CORT)和儿茶酚胺(catecholamines, CA)水平采用放射免疫法测定，放射免疫分析药盒均购自中国人民解放军总医院免疫技术研究所。CA是肾上腺素(epinephrine,E)和去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)的总称。

1.2 方法

1.2.1 实验动物分组及训练方案 将30只大鼠适应性饲养5 d后随机分为3组(n=10)：对照组、过度训练组、褪黑素干预组。对照组: 不进行任何训练，每天补充同剂量生理盐水；过度训练和褪黑素干预组大鼠进行每周5次，共6周的递增负荷的训练。过度训练组灌服生理盐水(15 ml/kg)，褪黑素组灌服褪黑素(15 ml/kg)，30 min后开始训练，每天1次，每周5次。具体训练方案参照Bedford模型加以调整，末次训练按以下程序运动至力竭：Ⅰ级负荷：0°，8.2 m/min，15 min；Ⅱ级荷:5°，15 m/min，15 min；Ⅲ级负荷:10°，20 m/min，运动至力竭。力竭判断标准，动物跟不上预定速度(20 m/min)，臀部压在笼具后壁，后肢随皮带后拖达30 s，毛刷刺激无效，降低负荷到Ⅱ级负荷让大鼠继续运动，直至Ⅰ级负荷下也无法继续进行运动即为力竭[3]。具体训练方案如表1。

Tab. 1 Training programmes of rats

1.2.2 观察指标测定 于末次训练后，三组大鼠分别经口灌入2.5 ml灌胃液(以50 g/L 的炭末与100 g/L 的阿拉伯树胶混合蒸馏水制成)，30 min后，按50 mg/kg的剂量腹腔注射2%的戊巴比妥钠溶液麻醉，迅速分离颈总动脉，采血4 ml，注入含乙二胺四乙酸钠30 μl和10%抑肽酶40 μl的试管中，混匀，离心半径12 cm，离心(3 000 r/min,10 min,4℃)，分离血浆，-20℃保存，采用放射免疫法测定血浆中MTL、CGRP、CORT和CA含量。然后快速剖腹取出胃肠道，结扎胃贲门和幽门，从贲门处至回肠末端分离胃肠，取贲门至回肠末端肠管，将其自然拉直铺平，测量胃肠道全长及灌胃液在胃肠道的推进距离，计算灌胃液推进距离占胃肠道全长的百分比即小肠推进比。取胃，用滤纸擦干后称重，沿胃大弯剪开，洗去胃内容物擦干，称重，计算胃内残留率。即胃内残留物占灌胃液的质量百分比。

1.3 统计处理

2 结果

2.1 各组大鼠胃肠动力的变化

与对照组相比，过度训练组大鼠胃内残留率和小肠推进比明显升高(P<0.01)；与过度训练组相比，褪黑素干预组大鼠胃内残留率和小肠推进比明显降低(P<0.01，表2)。

GroupGastricemptyingrateSmallintestinalpropulsionratioControl56.37±8.665.23±9.7Overtraining72.46±1.1**89.16±4.1**Melatonininter-vention59.53±4.9##69.55±7.5##

**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsovertraining group

2.2 各组大鼠血浆中MTL，CGRP，CORT和CA水平的变化

与对照组相比，过度训练组大鼠血浆中MTL、CORT、CA(E和NE)水平明显升高(P<0.01)，CGRP水平明显降低(P<0.01)；与过度训练组相比，褪黑素干预组大鼠血浆中MTL、CORT、CA(E和NE)水平明显降低(P<0.01)，CGRP水平明显升高(P<0.01，表3)。

3 讨论

过度训练可引发机体产生强烈应激反应，使消化系统功能紊乱。研究表明，适宜的运动加快胃肠传输，大强度运动抑制胃肠传输，且与胃肠激素分泌异常有关[4]。杨建昌等观察了过度训练大鼠一周内粪便颗粒数明显减少[5]。也有文献表明，过度训练引起腹泻与便秘交替出现。关于过度训练对胃肠道功能影响的报道尚有争议。实验结果表明，过度训练大鼠胃内残留率和小肠推进比均明显高于对照

Tab. 3 Comparison of MTL,CGRP,CORT and CA levels among different groups ±s, n=10)

MTL: Motilin； CGRP: Calcitonin gene-related peptide; CORT: Cortisol; E: Epinephrine; NE: Norepinephrine

**P<0.01vscontrol group;##P<0.01vsovertraining group

组，血浆MTL水平升高、CGRP水平降低，表明运动应激抑制胃排空，加速食物在小肠内行进，其可能是通过调节血浆内胃肠激素来完成的。MTL主要生理活性为刺激胃肠运动及促进胃蛋白酶分泌，加速胃排空和小肠传输，胃肠动力学改变与MTL含量异常有关[6]。CGRP具有调节胃肠道血流以及动力的作用，同时还能维持胞内Ca2+稳态[7]。在运动应激时，MTL和CGRP分泌紊乱，产生胃运动亢进、胃肠道缺血，导致胃肠蠕动减弱，食物和消化液不能充分混合，部分食物滞留于胃窦部，使胃内残留率升高，进入肠道的食物在肠道停留时间变短，小肠推进速度加快，使营养物质在小肠的消化和吸收抑制，限制运动后营养物质的摄取，严重影响机体恢复。

HPA轴在应激性胃肠道功能紊乱的发病机制中发挥重要作用[8]。应激时分泌量增多，被视为情绪或应激强度的指标。本实验测定了肾上腺皮质分泌的CORT和肾上腺髓质分泌的E和NE含量，发现过度训练组大鼠血浆中CORT、E和NE分泌量明显升高，这可抑制胃粘膜表皮细胞更新，使胃部血管收缩，胃肠道供血障碍, 促使胃肠动力改变。其可能机制为：过度训练导致植物神经活动紊乱，交感神经兴奋，CORT、E和NE水平升高；大强度运动中糖分解速度加快也会反馈性引起CORT、E和NE水平升高；过度训练产生大量自由基也会氧化损伤机体而激发炎症反应，使机体CORT、E和NE水平升高。褪黑素干预后血浆中CORT、E和NE水平明显下降，说明外源性的褪黑素可以抑制由过度训练引起的HPA轴的兴奋作用。这可能与褪黑素的抗氧化作用有关，通过减弱自由基对机体的损伤，抑制机体CORT、E和NE含量的增加；褪黑素还可以调节植物神经活动，减弱HPA轴的活动，使应激激素含量维持相对稳定。

本实验结果表明过度训练导致的消化系统功能紊乱与胃肠激素和血浆应激激素水平分泌紊乱有关。褪黑素可抑制运动应激所致血浆胃肠激素和应激激素的紊乱，改善胃肠功能，从而防治运动应激对消化系统的的损伤，但其本质规律还有待进一步研究。

[1] 曲绵域, 高云秋, 蒲钧宗, 等. 实用运动医学(第三版)[M]. 北京: 北京科技出版社, 1996: 299-305.

[2] 景会锋. 有氧运动和褪黑素对2型糖尿病大鼠抗氧化运动功能的影响[J]. 中国应用生理学杂志, 2014, 30(5): 426-428.

[3] 王小梅, 景会锋. 有氧运动对高脂饮食大鼠血液中胃促生长素、血糖及血脂的影响[J]. 中国应用生理学志, 2014, 30(1): 53-54，59.

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The experimental study on melatonin gastro intestinal motility and plasma levels of stress hormones in overtraining rat

JING Hui-feng△, WANG Xiao-mei

(Department of Physical Education, Yanan University， Yanan 716000, China)

Objective: To study the effect of melatonin on the gastrointestinal motility and plasma levels of the stress hormone in overtraining rats. Method: Thirty adult SD rats were randomly divided into three groups(n=10): control group, over-training group, melatonin intervention group. 30 min before each training, rats in the control and over-training groups were fed with normal saline (15 mg/kg) once a day and 5 times per week, while rats in the melatonin intervention group were administrated with melatonin, perfusion in the intervention group (15 mg/kg). Excessive training group and melatonin intervention group rats were subjected to excessive training at 5 times a week for 6 weeks. After 6 weeks, the gastric emptying rate, small intestinal propulsion ratio and levels of plasma motilin (MTL) and calcitonin gene-related peptide (CGRP), cortisol (CORT) and catecholamines (CA) were observed in all groups. Results: Compared with the control group, the gastric emptying rate, small intestinal propulsion ratio and levels of plasma MTL, CORT and CA were increased significantly (P<0.01) while the content of CGRP was reduced (P<0.01) in over-training group. After treated with melatonin, this trend was reversed, that was, the gastric emptying rate, small intestinal propulsion ratio and levels of plasma MTL, CORT and CA were surpressed significantly (P<0.01) while the content of CGRP was improved obviously (P<0.01) in over-training group. Conclusion: Melatonin plays an important role in protecting gastrointestinal tract from dysfunction, in which MTL, CGRP, CORT and CA are all involved.

melatonin; over-training; gastrointestinal; stress hormones; rats

2014-12-08

2015-02-25

G804.7

A

1000-6834(2015)05-411-03

10.13459/j.cnki.cjap.2015.05.008

△【通讯作者】Tel: 18329906898； E-mail： jinghuifeng112@126.com