有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心理應(yīng)激衰老大鼠行為和氧自由基的影響

 

[摘 　 要 ]　 目的: 研究有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心理應(yīng)激衰老大鼠行為和外周血氧自由基的影響。

方法: 健康雌性 S D大鼠 28只 ,隨機(jī)分為對(duì)照組、運(yùn)動(dòng)組、心理應(yīng)激組、運(yùn)動(dòng)+心理應(yīng)激組,實(shí)驗(yàn)后測(cè)定大鼠的開(kāi)場(chǎng)行為和外周血自由基的變化情況。

結(jié)果 : ①開(kāi)場(chǎng)行為:在穿越格數(shù)上運(yùn)動(dòng)組、心理應(yīng)激組、運(yùn)動(dòng)+心理應(yīng)激組與對(duì)照組相比較均有顯著的增加( P< 0 . 05) ,在站立次數(shù)上心理應(yīng)激組、運(yùn)動(dòng)+心理應(yīng)激組與對(duì)照組及運(yùn)動(dòng)組相比較有顯著減少 ( P < 0 . 01)。②血清中S OD活性、 H2O2含量:各組間均無(wú)明顯差異性;MDA含量:運(yùn)動(dòng)組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組與對(duì)照組及心理應(yīng)激組相比較有明顯的減少 (P < 0 . 05) ;過(guò)氧化氫酶 (CAT)活性:運(yùn)動(dòng)組的 CAT活性明顯高于心理應(yīng)激組 ( P < 0 . 05) ; GSH - px活性:與對(duì)照組相比較 ,運(yùn)動(dòng)組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組的活性明顯增加 ( P < 0 . 05) ,心理應(yīng)激組則明顯降低 ( P < 0 . 05)。

結(jié)論: 不適宜的心理應(yīng)激可對(duì)動(dòng)物的自發(fā)行為和探究行為產(chǎn)生影響 ,并可誘發(fā)機(jī)體內(nèi)自由基量的增加而導(dǎo)致機(jī)體損傷 ,而通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)可減輕心理應(yīng)激對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的影響。

[關(guān)鍵詞 ]　 有氧運(yùn)動(dòng); 心理應(yīng)激; 衰老大鼠; 開(kāi)場(chǎng)行為; 自由基　

自由基學(xué)說(shuō) ( free radical theory)是 20世紀(jì) 80年代以來(lái)開(kāi)始廣泛被生命科學(xué)界所重視的一門(mén)學(xué)科。自由基對(duì)機(jī)體的影響主要是由于其高度的活性和反應(yīng)性所決定 ,自由基易與各種生物大分子發(fā)生反應(yīng) ,造成細(xì)胞和組織的氧化損傷 ,引起機(jī)體的各種生理功能的減退和障礙 ,導(dǎo)致生物體的衰老與死亡。目前已有許多研究表明 ,通過(guò)誘發(fā)自由基反應(yīng)可以對(duì)機(jī)體各組織造成損傷[ 1, 2 ]。而心理應(yīng)激對(duì)機(jī)體的影響則表現(xiàn)為:不適宜的心理應(yīng)激可引起動(dòng)物開(kāi)場(chǎng)行為的改變并可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生大量的自由基 ,而對(duì)腦、 肝、 心、 腎等組織造成損傷[ 3 ]。本研究通過(guò)對(duì)衰老SD大鼠進(jìn)行中等負(fù)荷強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 ,同時(shí)施加一定程度的心理刺激 ,并觀察大鼠的開(kāi)場(chǎng)行為及外周血中的超氧化物歧化酶(super oxide dis2mutase, SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶 (glutathi oneper oxidase, GSH2 px)、過(guò)氧化氫酶(catalase, CAT)、丙二醛(mal ondialdehyde, MDA)、過(guò)氧化氫 (H2O2)含量的變化 ,為進(jìn)一步研究通過(guò)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練來(lái)減輕心理應(yīng)激對(duì)機(jī)體自由基產(chǎn)生量的影響,從而降低自由基對(duì)機(jī)體的損傷而達(dá)到延緩衰老的目的提供理論依據(jù)。

1　 材料與方法

1 . 1　 動(dòng)物選擇及分組

3月齡雌性 SD大鼠 49只 , 20月齡雌性 SD大鼠7只 (均購(gòu)自江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院動(dòng)物中心)。3月齡大鼠隨機(jī)分為衰老對(duì)照組 ( 14只)、 心理應(yīng)激組 ( 7只)、 運(yùn)動(dòng)組 (7只)、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組 (7只)、 空白對(duì)照組 (7只)和電擊組 (7只)。其中前 4組大鼠制備成衰老模型大鼠 ,空白對(duì)照組和電擊組不作處理。衰老模型制備后由衰老對(duì)照組隨機(jī)選取7只與空白對(duì)照組和老齡組作衰老模型的評(píng)定。

1 . 2　 造模方法

1 . 2 . 1　衰老模型 　采用 D2 半乳糖皮下注射法: D2半乳糖用生理鹽水配成濃度為 7 . 5%的注射液 , 3月齡造模組大鼠腹部皮下注射 D2 半乳糖 125 mg·kg- 1·d- 1,連續(xù)注射 42 d[ 4 ]。

1 . 2 . 2　心理應(yīng)激模型 　采用大鼠旁觀電擊模型(Communicati on Box) ,電擊組的大鼠被電擊驚叫、驚跳 ,應(yīng)激組大鼠不受電擊 ,而是旁觀電擊組大鼠遭受電擊的過(guò)程 ,通過(guò)視覺(jué)、 聽(tīng)覺(jué)等產(chǎn)生心理應(yīng)激[ 5 ]。

1 . 3　 造模各組干預(yù)情況

對(duì)照組: 平時(shí)不運(yùn)動(dòng),也不應(yīng)激。心理應(yīng)激組:前 8周與對(duì)照組相同 ,從第9周起每次應(yīng)激持續(xù)30min,隔天1次,至第10周。運(yùn)動(dòng)組: 前3天每天適應(yīng)訓(xùn)練30 min,然后每天無(wú)負(fù)重游泳一次 , 每次 60min,共 10周。運(yùn)動(dòng)組 +心理應(yīng)激組:前 8周與運(yùn)動(dòng)組相同 ,從第 9周起 ,再同時(shí)附加心理應(yīng)激,心理刺激與運(yùn)動(dòng)分別在上午和下午進(jìn)行,至第 10周。

1 . 4　 運(yùn)動(dòng)及應(yīng)激方式

1 . 4 . 1　 運(yùn)動(dòng)方式 　 衰老模型制備后無(wú)負(fù)重游泳 ,水溫 31～33℃,水深為 60 cm,人工控制大鼠不停地游泳。每天 1次 ,每次 1 h,一周 5次 ,共 10周 ,對(duì)照組大鼠放入同等條件的淺水中 ,以避免水溫對(duì)大鼠產(chǎn)生的刺激差異。

1 . 4 . 2　 心理應(yīng)激方式 　衰老模型制備后的第 9周起開(kāi)始應(yīng)激 ,每次應(yīng)激分批進(jìn)行 , 每次應(yīng)激持續(xù) 30min,隔天一次 ,連續(xù) 2周。每次應(yīng)激完畢后將造模對(duì)照組放入清洗后的旁觀電擊箱中 30 min,以保持實(shí)驗(yàn)條件的一致。

1 . 5　 開(kāi)場(chǎng)行為測(cè)定末次心理應(yīng)激后或末次游泳后 24 h,將動(dòng)物置于75 cm×65 cm×47.5 cm周壁為黑色 ,底面被分成面積相等的 25塊組成的有底曠場(chǎng)里。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)隔音 ,光照度 60W。觀察 3 min內(nèi)大鼠由底面中心開(kāi)始跑動(dòng)穿越底面的格數(shù)、后肢站立 (包括前肢扶壁和懸空)次數(shù)。

1 . 6　 生化指標(biāo)的測(cè)定

超氧化物歧化酶 ( SOD)、 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH2 px)、 過(guò)氧化氫酶 (CAT)、 丙二醛 (MDA)、 過(guò)氧化氫 (H2O2 )測(cè)定試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所。末次心理應(yīng)激后或末次游泳后 24 h,開(kāi)場(chǎng)行為測(cè)定后禁食 12 h,依次麻醉 ,心臟采血后制備血清。按照各試劑盒的要求制成待測(cè)標(biāo)本。測(cè)定儀器: 722分光光度計(jì)。

1 . 7　 結(jié)果處理

數(shù)據(jù)由 SPSS軟件分析處理 ,采用單因素方差分析。

2　 結(jié) 　 果

2 . 1　 衰老模型的結(jié)果

各組血清生化指標(biāo)比較見(jiàn)表 1。

表 1顯示:除了血清 SOD外 ,空白對(duì)照組的血清 GSH2 px, CAT指標(biāo)均顯著高于衰老對(duì)照組 ( P <0 . 05) ,而 MDA含量則是顯著低于衰老對(duì)照組 ( P <0 . 05) ;衰老對(duì)照組與老齡組相比較 ,兩組間血清SOD, GSH2 px, CAT,MDA含量均無(wú)顯著差異性。

2 . 2　 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心理應(yīng)激衰老大鼠開(kāi)場(chǎng)行為的影響

各組動(dòng)物開(kāi)場(chǎng)行為比較見(jiàn)表 2。

穿越格數(shù)        站立次數(shù)

衰老對(duì)照組 40 . 00 ± 2 . 236   20 . 40 ± 1 . 749

運(yùn)動(dòng)組 48 . 20 ± 1 . 772    21 . 40 ± 1 . 435

心理應(yīng)激組 51 . 60 ± 3 . 982  13 . 60 ± 1 . 030

運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組 49 . 80 ± 1 . 655  14 . 20 ± 1 . 241

表 2顯示:運(yùn)動(dòng)組、 心理應(yīng)激組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組與衰老對(duì)照組相比較 ,衰老 SD大鼠的穿越格數(shù)有顯著的增加 ( P < 0 . 05) ,其中心理應(yīng)激組增加最為明顯 ( P < 0 . 01) ;在站立次數(shù)上心理應(yīng)激組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組與衰老對(duì)照組及運(yùn)動(dòng)組相比較有顯著減少 ( P < 0 . 01) ,而運(yùn)動(dòng)組則與衰老對(duì)照組無(wú)明顯差異。

2 . 3　 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心理應(yīng)激衰老大鼠血清中氧自由基的影響

血清中 GSH2 px活性:與衰老對(duì)照組相比較 ,運(yùn)動(dòng)組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組的活性明顯增加 ( P <0 . 05) ,心理應(yīng)激組則比衰老對(duì)照組明顯降低 ( P <0 . 05)。血清中 CAT活性:運(yùn)動(dòng)組的 CAT活性明顯高于心理應(yīng)激組 ( P < 0 . 05) ,其余各組間無(wú)顯著差異性。血清中 MDA含量:運(yùn)動(dòng)組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組與衰老對(duì)照組及心理應(yīng)激相比較有明顯的減少 ( P< 0 . 05) ,衰老對(duì)照組與心理應(yīng)激組之間無(wú)顯著差異性。血清中 H2O2含量:運(yùn)動(dòng)組、 運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組比衰老對(duì)照組和心理應(yīng)激組低 ,但各組間均無(wú)顯著差異性。

3　 討 　 論

3 . 1　 衰老模型的結(jié)果

空白對(duì)照組的血清 GSH2 px, CAT活性顯著高于衰老對(duì)照組 ,而血清 MDA含量則顯著低于衰老對(duì)照組。衰老對(duì)照組與老齡組在血清 SOD, GSH2 PX, CAT,MDA含量比較均無(wú)顯著性差異。我們可以認(rèn)為衰老模型造模成功 ,D2 半乳糖 125 mg·kg- 1·d- 1腹腔皮下注射 42天后的增齡大鼠相當(dāng)于自然生長(zhǎng)21個(gè)月左右的老齡鼠。

3 . 2　 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心理應(yīng)激衰老大鼠開(kāi)場(chǎng)行為的影響

開(kāi)場(chǎng)行為測(cè)定現(xiàn)在已經(jīng)成為研究動(dòng)物恐懼、 緊張情緒的重要指標(biāo) ,大鼠的穿越格數(shù)和站立次數(shù)分別代表了大鼠在新異環(huán)境中的自發(fā)行為和探究行為。但由于心理應(yīng)激是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程 ,目前心理應(yīng)激對(duì)開(kāi)場(chǎng)行為的影響在研究結(jié)果上還有分歧存在。嚴(yán)進(jìn)等[ 6 ]研究表明:動(dòng)物因心理應(yīng)激而產(chǎn)生緊張、 恐懼時(shí)會(huì)出現(xiàn)穿越格數(shù)減少、 站立次數(shù)減少等現(xiàn)象;而鄭樂(lè)穎等[ 7 ]的研究則支持動(dòng)物因心理應(yīng)激而產(chǎn)生穿越格數(shù)增加、 站立次數(shù)增加等現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明由于心理應(yīng)激及有氧運(yùn)動(dòng)的干預(yù) ,衰老 SD大鼠的穿越格數(shù)顯著增加 ,其中又以心理應(yīng)激組增加最為顯著 ,說(shuō)明心理應(yīng)激可引起衰老 S D大鼠穿越格數(shù)增加 ,而通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)則有降低心理應(yīng)激對(duì)機(jī)體影響的作用。在站立次數(shù)上則表現(xiàn)為心理應(yīng)激組和運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組顯著低于對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)組 ,可認(rèn)為心理應(yīng)激可引起衰老 SD大鼠站立次數(shù)的減少。

3 . 3　 有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)心理應(yīng)激衰老大鼠血清中氧自由基的影響GSH2 px, CAT, SOD是廣泛存在于生物體內(nèi)的抗氧化酶 ,代表機(jī)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的活性 ,它們可清除 O-

2 , H2O2等氧自由基,而使體內(nèi)過(guò)量超氧離子維持在一定的水平 ,其活性的高低直接或間接反映了機(jī)體清除氧自由基的能力。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,各組間的 GSH2 px活性均表現(xiàn)出了顯著的差異性 ,其活性的高低可按心理應(yīng)激組 <衰老對(duì)照組 <運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組 <運(yùn)動(dòng)組的次序排列 ,而心理應(yīng)激組的CAT活性與運(yùn)動(dòng)組相比較也有顯著性的降低。說(shuō)明不適宜的心理應(yīng)激造成了動(dòng)物機(jī)體內(nèi)酶防御系統(tǒng)活性的下降 ,而有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練則可以使其活性提高。這與侯公林、 沙繼斌等[ 3, 8 ]多數(shù)學(xué)者的結(jié)果是相一致的 ,從而我們也可以認(rèn)為通過(guò)有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以減輕心理應(yīng)激對(duì)機(jī)體造成的損傷。MDA是機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的重要代謝產(chǎn)物 ,對(duì)細(xì)胞具有嚴(yán)重的毒性作用 ,血清中 MDA的含量可以反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化程度 ,間接反映了細(xì)胞損傷的程度。本實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組與心理應(yīng)激組中血清 MDA含量顯著高于運(yùn)動(dòng)組和運(yùn)動(dòng) +心理應(yīng)激組 ,表明有氧運(yùn)動(dòng)可顯著改善因心理應(yīng)激而造成的過(guò)氧化脂質(zhì)的大量產(chǎn)生 ,從而減輕自由基對(duì)機(jī)體各組織器官的損害。綜上所述 ,我們可以認(rèn)為不適宜的心理應(yīng)激可降低機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的活性 ,并能誘發(fā)機(jī)體內(nèi)自由基產(chǎn)生增加 ,而通過(guò)適宜的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練則可以減輕這種應(yīng)激對(duì)機(jī)體的影響 ,即有氧運(yùn)動(dòng)可在一定程度上緩解心理應(yīng)激對(duì)機(jī)體的傷害。