丹参酮ⅡA磺酸钠对高温环境下力竭运动后骨骼肌的保护作用研究*
2018-06-05刘晓梅姜桂萍李大威
刘晓梅,姜桂萍,李大威
(哈尔滨学院体育学院,哈尔滨 150086)
高温环境下力竭运动对身体存在极大损伤,容易导致热射病,会对机体产生许多较为严重的影响,其对于骨骼肌的影响是首当其冲的[1]。丹参酮ⅡA磺酸钠是一种从传统中药丹参里提取出来的有效物质丹参酮ⅡA磺化后得到的药物,它已经被广泛应用于冠心病治疗中[2]。丹参酮ⅡA磺酸钠是一种具有高效抗炎、抗氧化、抑制凋亡的药物[3],但是目前尚未发现研究该药物对高温环境下力竭运动后损伤的骨骼肌的保护作用,本文拟对此进行研究。
1 材料与方法
1.1材料 90只SPF级的SD雄性大鼠,体质量210~250 g,由中科院上海实验动物中心提供。血清TNF-α、IL-6、IL-1β的ELISA试剂盒购自美国R&D公司,BECKMANCX-5全自动生化分析仪,MDA、SOD和GSH-PX检测试剂盒购自南京建成生物工程研究所提供,TECAN infinite M200型酶标仪,丹参酮ⅡA磺酸钠(含量96%)购自宝鸡市方晟生物开发有限公司。
1.2方法
1.2.1分组与建模 将大鼠分为观察组、对照组、空白组,每组30只。实验开始前将所有大鼠饲养于25 ℃环境1周。观察组和对照组大鼠置于高温模拟动物训练舱中,温度(38±2)℃,采用转棒力竭运动的方式对大鼠进行干预[4],当大鼠出现呼吸深急、心率加快、无逃避反射、四肢下垂后认为大鼠力竭,将大鼠从训练舱中取出[5]至室温27 ℃的环境中休息恢复。对照组大鼠在高温环境下力竭运动处理后5 h经股静脉注射生理盐水8 mL/kg,观察组经股静脉注射丹参酮ⅡA磺酸钠40 mg/kg,5 h后处死大鼠[6-8]。空白组大鼠不接受任何干预处理,处死时间与其他两组相同。3组大鼠在处死前首先接受尾动脉采集动脉血,处死后将大鼠置于冰面上将右腿腓肠肌取下冻存。
1.2.2检测TNF-α、IL-6、IL-1β水平及CK、LDH活性 大鼠动脉血经过离心后取上层血清,具体操作方法按照试剂盒说明书进行。每个酶标包被板孔中加入10 μL血清和40 μL稀释液,而后在37 ℃条件下孵育30 min,洗涤,加入酶标试剂50 μL,37 ℃孵育30 min,洗涤,最后加入显色剂避光孵育15 min,终止反应,在450 nm波长下采用分光光度计检测光密度(OD)值。将血清标本使用BECKMANCX-5全自动生化分析仪进行检测血清中CK和LDH活性。
1.2.3检测MDA、SOD和GSH-PX水平 大鼠腓肠肌经冰冻处理后,具体操作按照试剂盒说明执行,所有检测均采用TECAN infinite M200型酶标仪。将大鼠腓肠肌20 mg加入200 μL样品匀浆液在冰浴中磨成匀浆取上清,分别加入不同反应物,在酶标仪下检测MDA、SOD、GSH-PX水平。
1.2.4大鼠骨骼肌HE染色 将部分大鼠腓肠肌从大鼠上取下,使用福尔马林溶液固定,然后按照常规方法脱水,使用石蜡包埋,而后切片,HE染色。
2 结 果
2.1各组大鼠血清炎症因子水平 空白组大鼠血清TNF-α、IL-6、IL-1β均明显低于其他两组(P<0.05),观察组均明显低于对照组(P<0.05),见表1。
表1 各组大鼠血清中炎症因子水平
2.2各组大鼠血清CK及LDH活性 空白组大鼠血清CK及LDH活性明显低于对照组和观察组(P<0.05),观察组均低于对照组(P<0.05),见表2。
表2 各组大鼠动脉血清中CK及LDH活性
2.3各组大鼠肌肉MDA、SOD和GSH-PX水平 空白组大鼠MDA明显对照组和观察组(P<0.05),SOD和GSH-PX明显高于对照组和观察组(P<0.05)。观察组大鼠MDA明显低于对照组,SOD和GSH-PX明显高于对照组(P<0.05),见表3。
表3 各组大鼠骨骼肌中MDA、SOD和GSH-PX水平
2.4各组大鼠骨骼肌形态学变化 对照组大鼠骨骼肌细胞排列紊乱,细胞核分布不均匀;观察组大鼠骨骼肌细胞排列规则但是肌细胞核分布稍显不均匀;空白组大鼠骨骼肌细胞规则,肌细胞核分布均匀,见图1。
A:对照组;B:观察组;C:空白组
图1各组大鼠骨骼肌形态学(HE×100)
3 讨 论
不少的文献已经证实丹参酮ⅡA磺酸钠是一种具有抗炎抗氧化应激[9],抑制细胞凋亡,保护血管内皮等作用的药物,高温环境下的力竭运动会引起机体氧化应激炎症反应,因此从理论上运用丹参酮ⅡA磺酸钠保护高温环境下力竭运动受损的骨骼肌是可行的。
高温环境下力竭运动会导致多种机制造成细胞损伤[10-12]。主要是通过氧化应激对骨骼肌造成损伤[13-15]。本研究发现,相对于空白组,对照组和观察组大鼠外周血血清的各类炎症因子和CK、LDH活性均显著增高。这说明高温环境下的力竭运动主要是通过引发机体炎症的方式来导致骨骼肌损伤的。对照组的外周血血清的各类炎症因子和CK、LDH活性均显著高于观察组,说明使用的丹参酮ⅡA磺酸钠可以通过有效的抑制炎性反应来保护骨骼肌免受高温和力竭运动的损伤。
本研究发现,与空白组比较,对照组和观察组大鼠骨骼肌MDA、SOD、GSH-PX也存在明显的变化。在机体中起着重要的抗氧化作用的SOD和GSH-PX,在观察组和对照组大鼠骨骼肌中明显下降,但是提示氧化应激的MDA却显著升高。这说明高温环境下的力竭运动会导致骨骼肌内的氧化应激和抗氧化应激系统的失衡。笔者还发现使用丹参酮ⅡA磺酸钠的观察组大鼠骨骼肌SOD和GSH-PX显著高于对照组,而MDA却显著低于对照组。这说明丹参酮ⅡA磺酸钠还存在着抗氧化应激的作用。有不少文献已经提及过丹参酮ⅡA磺酸钠存在扩张外周血管,增加外周组织血供,降低外周组织因为缺血缺氧而导致损伤的风险。同时,丹参酮ⅡA磺酸钠还是一种极好的抗氧化应激的药物,它具有清除氧自由基,加速坏死细胞产物排除,抑制细胞凋亡等作用。
本研究虽然证实了丹参酮ⅡA磺酸钠可以通过抑制炎性反应,抗氧化应激的作用保护高温环境下力竭运动受损的大鼠骨骼肌,但是尚未在人体中应用,同时也未做进一步机制研究[16-19]。
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