具紫勇,游世晶,王珂,劉世敏,夏勇,李藝,何金森

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經皮穴位電刺激對大運動量耐力訓練大鼠血清睪酮和尿素氮含量及ATP酶活力的影響

具紫勇1,游世晶1,王珂2,劉世敏1,夏勇1,李藝1,何金森1

(1.上海中醫(yī)藥大學針灸推拿學院,上海 201203;2.生物芯片上海國家工程研究中心,上海 201203)

觀察經皮穴位電刺激(TEAS)對大運動量耐力訓練大鼠血清睪酮(T)和尿素氮(BUN)含量及骨骼肌ATP酶活力的影響。將40只雄性SD大鼠隨機分為正常組、模型組、正常刺激組、治療1組、治療2組,每組8只。模型組和治療組的大鼠進行8星期大運動量跑臺訓練,治療1組、治療2組的大鼠分別于跑臺訓練前1 h和跑臺訓練后1 h采用TEAS干預手段,刺激大鼠后足三里和環(huán)跳穴,正常刺激組不進行跑臺訓練,刺激方法同治療組。8星期跑臺訓練結束后,檢測大鼠血清T和BUN含量及骨骼肌ATP酶活力的影響。TEAS能顯著降低大鼠血清BUN的含量,升高血清T含量與骨骼肌ATP酶的活力,與模型組相比有顯著性差異(＜0.05)。TEAS能顯著降低大鼠血清BUN的含量,升高血清T的含量與骨骼肌ATP酶的活力,起到防治運動性疲勞的作用。

經皮穴位電刺激;大鼠;運動耐受性;睪酮;尿素氮;三磷酸腺苷酶

運動性疲勞是運動醫(yī)學中的常見病,對運動性疲勞及其恢復的研究已經成為運動醫(yī)學中亟待解決的課題之一。經皮穴位電刺激(transcutanclus electrical acupoint stimulation,TEAS),是將歐美國家的經皮神經電刺激療法與針灸穴位相結合,通過皮膚將特定的低頻脈沖電流輸入人體以治療疾病的方法。TEAS具有安全、無創(chuàng)傷、易操作、便于攜帶等優(yōu)勢,同時實驗研究證實TEAS對運動性疲勞的影響[1],因此在防治運動性疲勞方面得到廣泛應用[2-5]。運動后血清睪酮(T)和尿素氮(BUN)含量及ATP酶活力變化在一定程度上反映了骨骼肌的損傷情況,是評定肌肉承受刺激和骨骼肌微細損傷及其適應與恢復的重要敏感指標。因此本實驗采用大鼠跑臺運動疲勞模型,觀察TEAS對大運動量耐力訓練大鼠血清T和BUN含量及ATP酶活力的影響,探討TEAS是否具有防治運動性骨骼肌損傷和運動性疲勞的作用。

1 材料和方法

1.1 實驗動物與分組

40只純種SD雄性大鼠,清潔級,體重200～220 g,由上海中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供。飼養(yǎng)溫度18～21℃,相對濕度40%～60%,12 h光照維持,自由攝食飲水。大鼠適應性喂養(yǎng)1星期后,每天以10 m/min的速度進行適應性跑臺練習,連續(xù)3 d,15 min/d。練習后,將大鼠按體重隨機分為5組,正常組、模型組、正常刺激組、治療1組、治療2組,每組8只。

1.2 運動方案

訓練強度參照Bedford的運動負荷標準[6],大鼠以15 m/min連續(xù)15 min的運動負荷訓練,速度隔日增加2 m/min,時間增加5 min,當強度遞增至38 m/min連續(xù)60 min時,維持此負荷訓練至8星期結束,每星期訓練6 d。訓練中使用小木棍或毛刷刺激動物尾部,使動物保持在跑道前1/3處,以保證運動強度。運動過程中未使用聲、光、電刺激,以避免大鼠的應激反應對實驗結果的影響。

1.3 干預方法

各組大鼠分別于后足三里、環(huán)跳穴用電動剃毛器備皮,用75%乙醇局部消毒,注意避免皮膚損傷。環(huán)跳穴在后肢髖關節(jié)后上緣;足(后)三里穴在后肢后外側,當腓骨小頭下約5 mm處[7]。

1.3.1 正常組

常規(guī)飼養(yǎng),每天將大鼠俯臥于自制大鼠固定器上15 min,不加任何干預措施。

1.3.2 模型組

共8星期大運動量跑臺運動,同樣方法固定,不加任何干預措施。

1.3.3 正常刺激組

不進行8星期大運動量跑臺運動,每天將大鼠俯臥于自制大鼠固定器上,分別于足三里、環(huán)跳穴放一直徑約0.5 cm的電極,再將電極片與韓氏HANS- 200E穴位神經刺激儀相連,選用疏密波模式,刺激頻率2～15 Hz,強度2.5 mA,時間15 min。

1.3.4 治療1組

大鼠于跑臺訓練前進行經皮穴位電刺激干預,干預結束后1 h再進行跑臺運動,干預方法同正常刺激組,共8星期。

1.3.5 治療2組

大鼠從跑臺訓練第2星期起,每次訓練后1 h進行經皮穴位電刺激干預,干預方法同正常刺激組,共7星期。

1.4 取材及處理

末次訓練治療后各組大鼠禁食不禁水,用2%戊比巴妥鈉30 mL/kg腹腔注射麻醉后,腹主動脈取血,分離血清待測。同時迅速取右后肢腓腸肌(盡可能去除脂肪組織和結締組織),稱適量的腓腸肌加0.9%生理鹽水,按W(g):V(m)=1:10制成勻漿,分離上清液,4℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5 指標檢測

大鼠血清T和BUN及骨骼肌ATP酶活力。實驗試劑由南京建成生物工程研究所提供,具體檢測過程嚴格按照說明書進行。

1.6 統(tǒng)計學方法

實驗結果以均數(shù)±標準差表示,采用SPSS13.0軟件進行統(tǒng)計學處理,并對各觀察指標進行正態(tài)分布檢驗。組間比較,符合正態(tài)分布者,采用單因素方差分析(-),不符合正態(tài)分布,采用多個獨立樣本比較的秩和檢驗()。以＜0.05表示有統(tǒng)計學意義。

2 結果

8星期訓練后,模型組、治療1組、治療2組大鼠血清T與骨骼肌ATP酶活力明顯低于正常組,血清BUN含量明顯高于正常組(＜0.05),正常刺激組與正常組大鼠的血清T和BUN含量及骨骼肌ATP酶活力無統(tǒng)計學差異(＞0.05);治療1組和治療2組大鼠血清T和BUN含量及骨骼肌ATP酶活力與模型組相比差異有統(tǒng)計學意義(＜0.05);治療1組和治療2組大鼠之間檢測各項指標無統(tǒng)計學差異(＞0.05)。詳見表1。

表1 各組大鼠血清T和BUN及骨骼肌ATP酶活力比較 (±s)

注:與正常組比較1)＜0.05;與模型組比較2)＜0.05

3 討論

運動性疲勞可歸于中醫(yī)學“虛損”范疇,其病因病機主要與氣血精液耗傷有關。足三里為足陽明胃經合穴和胃下合穴,為補虛要穴,具有調節(jié)機體免疫力、增強抗病能力、調理脾胃、補中益氣、通經活絡、疏風化濕、扶正祛邪的作用。環(huán)跳為足少陽、太陽經之交會穴,此兩經與腰腿部關系最密切,《針灸大成》:“主冷風濕痹,不仁,風疹遍身,半身不遂,腰胯痛,蹇膝,不得轉側伸縮?！惫蚀碳ぷ闳锖铜h(huán)跳可使下肢運動和感覺功能得到改善,具有利腰腿、通經絡之功效。因此,本實驗選擇足三里和環(huán)跳穴作為防治運動性骨骼肌疲勞的穴位。

睪酮在人體內有合成同化和雄性作用[8],對力量、速度及對抗性項目而言是個很重要的代謝激素。睪酮主要作用是“刺激雄性器官發(fā)育并維持其功能,且促使和維持雄性第二性征的出現(xiàn)。睪酮對代謝也有重要作用,與運動能力、肌肉力量的增長和疲勞的消除關系密切”[9]。

本研究結果也可看出經過數(shù)星期大運動耐力訓練后,模型組、治療1組、治療2組大鼠血清T含量顯著下降,與正常組相比差異有統(tǒng)計學意義(＜0.05),證實了過度的運動訓練可引起機體疲勞,運動能力下降。而治療1組和治療2組能顯著減少血清T含量下降,與模型組相比差異有統(tǒng)計學意義(＜0.05),從而改善大鼠疲勞狀態(tài),增強運動能力。因此,我們推測TEAS大鼠后三里和環(huán)跳可通過增加機體內源性激素分泌,增強機體的功能,從而延緩運動性疲勞的發(fā)生。

血尿素氮(BUN)是蛋白質的代謝產物,是評價運動時體內蛋白質分解代謝的常用指標。在正常生理條件下,蛋白質和氨基酸等含氮物質在分解代謝中先脫下氨基,然后在肝臟轉變?yōu)槟蛩?BUN經血液循環(huán)從腎臟排出體外。當機體運動時,體內能量平衡遭到破壞,蛋白質及氨基酸的分解代謝加強,尿素生成增多,使BUN含量升高。但一般來說,30 min以內的運動,BUN變化較小,只有在長時間較大強度運動時,BUN的變化范圍明顯,而且身體對負荷的適應性越差,則產生的BUN越多[10-11]。

本實驗結果顯示,8星期訓練結束后,模型組、治療1組、治療2組的大鼠血清BUN含量明顯高于正常組(＜0.05),說明大鼠骨骼肌蛋白質和氨基酸氧化分解供能加強,肌肉能量平衡被破壞,而治療1組和治療2組大鼠血清BUN明顯低于模型組(＜0.05),說明TEAS大鼠后三里和環(huán)跳穴可以降低大鼠骨骼肌蛋白質供能比例,保持肌肉力量,延緩運動性疲勞的發(fā)生。

ATP酶存在于組織細胞及細胞器的膜上,是生物膜上的一種蛋白酶,它在物質運送、能量轉換以及信息傳遞方面具有重要的作用,機體在缺氧或病理狀態(tài)下,ATP酶活力發(fā)生一系列轉變,ATP酶活力的大小是各種細胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標[12]。本實驗研究結果表明,模型組與正常組相比,大鼠骨骼肌內ATP酶活力顯著降低(＜0.05),說明此種大負荷的跑臺運動較大地影響了大鼠骨骼肌內ATP酶的活力,導致骨骼肌ATP能量供應下降,細胞內外離子濃度的變化,從而影響動作電位降低。治療1組、治療2組與模型組相比,ATP酶活性都有所升高(＜0.05),說明TEAS大鼠足三里、環(huán)跳穴可以防止因過度訓練導致骨骼肌ATP酶活力降低,保證骨骼肌能量供應和正常興奮收縮,延緩骨骼肌疲勞的發(fā)生。

綜上所述,不論在跑臺訓練前還是在跑臺訓練后進行TEAS大運動量耐力訓練大鼠足三里、環(huán)跳穴,均可防止因過度訓練導致骨骼肌細胞的損傷,說明TEAS干預手段可起到防治運動性疲勞的作用。

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Effect of Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation on Serum Testosterone, Blood Urea Nitrogen, and ATPase in Rats under Strenuous Endurance Training

-1,-1,2,-1,1,1,-1.

1.-,,201203,; 2.,201203,

To investigate the effect of transcutaneous electrical acupoint stimulation (TEAS) on serum testosterone (T), blood urea nitrogen (BUN), and skeletal muscle ATPase in rats under strenuous endurance training.Forty male SD rats were randomized into a normal group, a model group, a normal stimulation group, treatment group 1 and treatment group 2, 8 rats each. Rats in model and treatment groups all received an 8-week strenuous platform training; in treatment group 1 and treatment group 2, rats’ points Zusanli (ST36) and Huantiao (GB30) were stimulated by TEAS 1 h before and after platform training; normal stimulation group didn’t receive platform training but the same stimulation as the treatment groups. After 8-week platform training, the effect on serum T, BUN, and skeletal muscle ATPase was measured.TEAS significantly decreased BUN content, increased serum T content and skeletal muscle ATPase activity of rats, which were significantly different from those in the model group (＜0.05).TEAS can significantly decrease BUN content, increase serum T content and skeletal muscle ATPase activity, and thus works to prevent and treat sports fatigue.

Transcutaneous electrical acupoint stimulation; Rats; Exercise tolerance; Testosterone; Blood urea nitrogen; Adenosine triphosphatases

1005-0957(2013)04-0313-03

R2-03

A

10.3969/j.issn.1005-0957.2013.04.313

2012-12-20

上海高校選拔優(yōu)秀青年教師科研專項基金(SZY10007)

具紫勇(1979 - ),男,講師,博士

何金森(1952 - ),男,教授,博士生導師