1、4 周大强度离心运动对大鼠骨骼肌的影响摘要：文章采用实验法、文献资料和数理统计等方法，研究 4 周跑台训练对雄性 SD 大鼠骨骼肌肌动蛋白（a-actin）及血清 CK、LDH 的影响，采用对比法将研究对象随机分为对照组、训练组、安静组。运动训练组采用半定量反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）测定腓肠肌 a-actin mRNA 的表达，运动后即刻取材，采用酶动力法测试 CK 及 LDH。研究结果发现：连续的训练能增强大鼠腓肠肌 a-actin mRNA 的表达，从 CK、LDH活性看连续运动可以加快骨骼肌损伤的恢复，机体对运动逐渐产生适应。关键词：离心运动；肌动蛋白；基因表达；肌酸激酶（CK
2、） ；乳酸脱氢酶（LDH） 中图分类号：R87 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-04-0082-2 随着细胞生物学和分子生物学技术的不断发展与应用，从基因转录水平上探讨运动后骨骼肌结构和功能改变的机制。大量研究证实，在 1次力竭性运动后会造成 a-actin mRNA 表达增加，大强度的练习，引起 a-actin mRNA 表达升高更为明显。1研究表明 1 次力竭性运动会造成CK、LDH 活性迅速增加，大强度训练可使同等强度负荷下 CK、LDH 活性降低2。特别是大强度离心性运动可造成肌肉收缩蛋白降解，超微结构异常，造成运动损伤，从而影响运动成绩。本文的主要研究目的为
3、：观察1 次和 4 周后大鼠骨骼肌 a-actin mR-NA 表达及血清 CK、LDH 活性的变化，间接评价大鼠骨骼肌运动后的损伤及适应情况，探讨动物对连续长时间运动训练的适应性。 1 实验材料 1.1 实验动物 健康雄性 Spraque Dawley （S D）大鼠 120 只，体重 205.123.3 g，随机分为对照组、运动训练组和安静组三大组，组间体重无显著性差异。对照组分为一次性训练 A 组（测定 CK、LDH 活性）根据取样时间分为：即刻组、1d 组、2d 组、4d 组、7d 组和一次性训练 B 组（测定骨骼肌 a-actin mR-NA 表达）根据取样的时间分为：即刻组、6h
4、组、12h 组、24h 组、48h 组、72h 组，安静组分为：安静 A 组（测 CK、LDH） 、安静 B组（测 a-actin 基因表达） ，每组 5 只，分笼饲养，自由饮食，室温182，光照时间为 6-8 小时，SD 大鼠由吉林大学白求恩医学院动物实验中心提供。 1.2 运动方式 实验前 3 天，所有动物进行适应性 510min 跑台运动，速度为510m/min，坡度为 0 度。正式实验时，所有对照组进行一次大强度训练，所有训练组动物均进行持续性下坡跑，大鼠在坡度为-16的跑台上，以 16m/Min 的速度进行 90 分钟的下坡跑，中间休息 2 分钟，每周连续训练 5 天，休息 2 天，
5、安静组正常饮食、光照。运动过程中使用声、光刺激或毛刷刺激尾部，运动结束后，将动物放回笼内，同样条件饲养，直到处死取材。 1.3 取样 CK、LDH 取样，对照组和训练组动物分别在 1 次运动后即刻、1d、2d、7d 和 4 周运动组在最后一次运动后即刻、1d、2d、7d 天注射 2%的戊巴比妥将鼠麻醉，从鼠腹腔主动脉取血 10ml，放置于离心管中，静放 30min60min 后，以 3000r/min 离心制备血清，-30保存。a-actin mR-NA 取样，对照组和训练组分别在 1 次运动后即刻、6h、12h、24h、48h、72h 和 4 周运动组在最后一次运动后即刻、6h、12h、24
6、h、48h、72h，将大鼠用 2%的戊巴比妥钠腹腔麻醉，腹主动脉取血处死，然后取腓肠肌，用冰生理盐水洗去残留的血迹，尽可能去掉脂肪组织和结缔组织，置于液氮保存待测。采用同样方法对安静组动物取样。 1.4 测试指标和方法 1.4.1 CK、LDH 活性的测定 取血静置 30min60min 后，3000 转/min 离心 10min 分离血清。酶动力法测 CK、LDH。测试方法，测试原理，试剂配制均为测试肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）水平变化的一般方法，具体方法不再阐述，详细参见肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）测定试剂盒使用说明书。 1.4.2 a-actin 基因表达的测定 利用
7、定量反转录聚合酶链式反应法测定 a-actin 基因表达）3。 1.5 数据处理 所有测得数据采用平均数标准差表示，统计分析采用 SPSS 16.0软件，用单侧 t 检验进行显著性检验，显著性差异水平为 P 0.05，非常显著性差异水平为 P 0.01。 2 结果 2.1 大强度离心运动对大鼠血清 CK 值的影响（表 1） 1 次运动组运动后即刻血清 CK 值较安静组明显上升（P0.05） （表 1） 。2.2 大强度离心运动对大鼠血清 LDH 值的影响（表 2） 1 次运动组大鼠运动后即刻血清 LDH 值急剧上升（p0.001） ；1d 后迅速下降，但仍明显高于安静组（p0.001） ；2d
8、、4d 仍然高于安静组的（p0.01） ；7d 后 LDH 值继续下降，但仍明显高于对照组（p0.01） 。4周组运动后即刻、1d 血清 LDH 值明显上升（P0.001） ；2d、4d 后仍高于安静组（P0.01） ；7 天后恢复正常，明显低于一次运动组（P0.001）（表 2） 。 2.3 大强度离心运动对大鼠 a-actin mRNA 表达的影响（表 3） 1 次运动组 a-actin mRNA 表达在运动后即刻、1d、2d 较安静组有显著性差异（P 3 分析与讨论 不同的运动都会引起血清中 CK、LDH 活性变化4。大量研究发现：血清 CK、LDH 活性水平变化的大小和时间长短与运动中
9、骨骼肌收缩方式有密切关系，离心收缩可使运动后血清 CK、LDH 活性发生较大幅度的增加。5血清酶活性的变化可以间接的反映运动对肌肉损伤和适应程度的影响，其中应用最为广泛的是 CK、LDH 等。 本实验发现 1 次运动组，CK、LDH 活性峰值出现在运动后即刻，分别高出对照组 710%和 714%，随后逐渐下将，至第 7d 逐渐恢复，但仍然高于正常值 148%和 175%；4 周运动组的变化趋势与 1 次运动组类似，但各时间点都低于一次运动组，4 周运动组与 1 次运动组比较发现血清 CK 酶活性在 2d、4d、7d 明显下降（P0.05） ，LDH 的活性较一次运动组 7d 明显下降（P0.0
10、5） 。本次试验与于新凯，田野6、郭时杰2等研究结果相似。1 次运动后血清中 CK、LDH 活性迅速增加，是由于大鼠在下坡跑过程中肌肉离心收缩受到持续牵拉，大强度持续的高机械牵拉导致细胞膜及肌纤维的损伤，造成大量 CK、LDH 溢出。4 周运动组运动后血清中CK、LDH 活性的变化趋势与于新凯、田野、左群7研究相似，从恢复的时间看 1 次大强度运动所需要的恢复时间大于 7d，4 周大强度的运动恢复时间缩短，表现了明显的适应性，损伤程度逐渐减轻。 运动影响 a-actinmRNA 的变化，本次试验发现运动可以加强骨骼肌a-actinmRNA 的基因表达，1 次运动组和 4 周运动组，两运动组中各
11、点基因表达水平均明显高于安静组，在各点上 4 周运动组均高于 1 次运动组，两组之间有显著性差异（P0.05） 。升高幅度与 Theodore SW（1990）8等实验结果接近，但本次实验 1 次运动组的结果与艾华等试验有些不同，可能是由于运动方式不同造成的。肌肉损伤引起收缩蛋白的降解加剧，为了维持运动能力和正常功能，机体加强收缩蛋白的合成，因为蛋白质合成速度有限9。1 次运动组运动后恢复的第 7d 收缩蛋白的修复仍未恢复正常，所以 a-actin mRNA 仍维持在较高水平，且有继续升高的趋势。4 周运动组 a-actin mRNA 仍维持在较高水平上，可能是由于每天训练使机体对运动负荷逐渐
12、产生适应，代谢水平提高， 蛋白质代谢速度加快，使转录维持在高水平；田野认为另一种可能的原因是 mRNA 在体内的含量是其分解与合成的动态平衡结果。 4 结论 （1）从骨骼肌血清中 CK、LDH 活性分析得出：1 次性大强度离心运动对骨骼肌的损伤程度大于连续 4 周过量运动对骨骼肌的损伤程度，说明肌肉可对同等强度的运动逐渐产生适应。 （2）连续 4 周的训练后，大鼠腓肠肌 a-actin mRNA 的含量较安静组和 1 次运动组增加，说明持续训练能够使骨骼肌适应同等运动负荷，提高骨骼肌中 a-actin 的基因表达水平。 （3）运动后血清中 CK、LDH 和骨骼肌 a-actin mRNA 表达
13、可以作为运动损伤和修复过程中的间接指标。 参考文献 1 逄金柱，王瑞元.2 周耐力训练对大鼠骨骼肌肌动蛋白和肌 球蛋白重链基因表达的影响J.中国运动医学杂志，2005，24（4）：415-418. 2 郭时杰.人体连续离心运动后延迟性肌肉酸痛和血液 CK、MB 等生化指标的变化D.北京体育大学硕士学位论文，1997. 3 Wright Carola，Fadia Haddad，Anqi XQin，et al. Analysisof myosin heavy chain mRNA expression by RT-PCRJ.Appl Physiol，1997，83（4）：1389-1396. 4
14、Komulaine J，Takala TE，Vihko V.Does increased serumcreatine kinase activity reflect exerecise induced muscle damagein rats J.Sports Med，1995，169（2）：152-154. 5 袁建琴，王瑞元.血清肌酸激酶与骨骼肌损伤关系的探讨J.沈阳体育学院学报，2004，23（3）：355-357. 6 于新凯，田野.1 周跑台训练对大鼠骨骼肌 -actin 基因表达的影响J.中国运动医学杂志，2001，20（1）：17-18. 7 于新凯，田野，左群.下坡跑训练对大鼠
15、血清 CK、LDH 的影响J.上海体育学院学报，2000，24（3）：29-30. 8 Theodore SW，et al. Protein metabolism in rat gastrocnemius muscle after stimulated chronic concentric exercise. J Appl Physiol，1990，69（5）：1709-1717. 9李兴平，唐国勇.运动对骨骼肌肌动蛋白的影响研究评述J.吉首大学学报，2007，28（6）：114-115. 作者简介：王会旭（1984-） ，男，河南平顶山人，贵州师范大学体育学院 2010 级研究生，研究方向：体育教育训练学；门杰（1985-） ，男，河北承德人，吉林大学体育学院 2011 级研究生，研究方向： 运动人体科学；李晓辉（1988-） ，女，河南平顶山人，吉林大学体育学院 2011 级研究生，研究方向：体育人文社会；袁俊锋（1986-） ，男，贵州师范大学体育学院助教，研究方向：体育教育训练学。
