盧珍梅，楊永浩，梁柳丹，韋維，何顯教

（1.右江民族醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)本科2010級(jí)，廣西 百色 533000 E－mail：496276671＠qq.com；2.右江民族醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室，廣西 百色 533000）

已證實(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)自由基增多，引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，是導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞發(fā)生的一個(gè)重要原因。有研究表明，通過(guò)各種方法減輕自由基的產(chǎn)生，可延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生［1－2］。有研究報(bào)道，運(yùn)動(dòng)前或運(yùn)動(dòng)后吸入一定量氧氣，可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)，提高運(yùn)動(dòng)耐力［3－4］。然而在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間能否通過(guò)吸入適量氧氣，以提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果，提高競(jìng)賽時(shí)的運(yùn)動(dòng)成績(jī)，目前研究報(bào)道很少，值得探討。本實(shí)驗(yàn)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前、后不同時(shí)期給小白鼠吸入一定量的氧氣進(jìn)行預(yù)處理，探討運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸入氧氣對(duì)自由基代謝的影響，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供參考。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組 健康昆明種小白鼠100 只，雄性，體質(zhì)量18～20g［清潔級(jí)，動(dòng)物合格證號(hào)：SVXK（桂）2009－003，由右江民族醫(yī)學(xué)院科學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供］。標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動(dòng)物飼料喂食，自由飲食，動(dòng)物室溫度控制在22～28 ℃。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按5%體質(zhì)量負(fù)重游泳，以游泳力竭時(shí)間相近（±5 min以內(nèi)）進(jìn)行隨機(jī)分組。如果小白鼠游泳力竭時(shí)間少于10min，或者大于25min，則摒棄。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為五組：即非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后均吸氧組，每組20只。

1.2 動(dòng)物游泳訓(xùn)練環(huán)境與方法 將小白鼠放入高×寬×長(zhǎng)約為60cm×40cm×50cm 的游泳箱內(nèi)，水溫25～27 ℃，水深30cm，非負(fù)重自由游泳。每組分3次，定期游泳訓(xùn)練（每天17：00開(kāi)始訓(xùn)練），每次同時(shí)向游泳箱內(nèi)放入6～7只小白鼠進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，持續(xù)30min，連續(xù)訓(xùn)練20d。在游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間注意防止小白鼠偷停。

1.3 吸氧方法 將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按組放入一密閉箱（高×寬×長(zhǎng)約為23cm×27cm×39cm），箱內(nèi)放置適量鈉石灰。在箱底部打一小孔，通入含氧量為50%氧氣混合氣體（氣體總流量為2.4L／min，其中醫(yī)用氧氣流速為0.9L／min，空氣流速為1.5L／min；醫(yī)用氧氣的氧含量≥99.5%，由百色市藍(lán)宇氣體有限責(zé)任公司提供）；在箱頂部打一排氣小孔，造成常壓高氧環(huán)境。于吸氧前事先通入50%氧氣混合氣體10min，然后迅速把動(dòng)物置入密閉箱內(nèi)，繼續(xù)通入氣，直到吸氧結(jié)束。在游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物按實(shí)驗(yàn)要求在此環(huán)境下吸入氧氣，持續(xù)20d。

1.4 各實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)方法 ①非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組：不進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，只在密閉箱中通入同等流速的空氣。②運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組：只是進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，并在密閉箱中通入同等流速的空氣。③運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組：事先吸入上述50%氧氣混合氣體（持續(xù)吸入30min），然后再進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。④運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組：先進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，然后吸入上述50%氧氣混合氣體（持續(xù)吸入30min）。⑤運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后均吸氧組：先吸入上述50%氧氣混合氣體（持續(xù)吸入30min），然后進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，最后又再次吸入上述50%氧氣混合氣體（持續(xù)吸入30min）。

1.5 SOD、MDA 的檢測(cè) 于游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后的第21d清晨，每組各取10只小白鼠，用眼球取血法采血1.5ml，血液自然凝固后取出血清用于SOD 活力、MDA 含量的測(cè)定，作為游泳力竭前數(shù)據(jù)。血清SOD活力測(cè)定采用黃嘌呤氧化酶法，血清MDA 含量測(cè)定采用TBA 比色法。試劑均由南京建成生物工程研究所提供，按試劑盒說(shuō)明操作。再取每組剩余的10只小白鼠，于尾根部負(fù)重5%體質(zhì)量進(jìn)行游泳運(yùn)動(dòng)力竭試驗(yàn)。游泳力竭判斷標(biāo)準(zhǔn)：游泳過(guò)程中下沉10s后仍不能返回水面。游泳力竭后，按上述方法采血及進(jìn)行SOD、MDA 的測(cè)定，作為游泳力竭后數(shù)據(jù)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 數(shù)據(jù)采用SPSS 14.0軟件包進(jìn)行分析，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD 法。同一實(shí)驗(yàn)組，游泳力竭前、后比較采用配對(duì)設(shè)計(jì)的t 檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以（±s）來(lái)表示，當(dāng)P ＜0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)安靜狀態(tài)下自由基的影響 經(jīng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后的各組，在安靜狀態(tài)下，其血清SOD活力均高于非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組（P ＜0.05或P ＜0.01），且運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧高于其他各組（P ＜0.01）；而運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧低于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧（P ＜0.01）。經(jīng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧的各實(shí)驗(yàn)組，其血清MDA 含量高于非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組（P ＜0.05或P ＜0.01），而運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組與非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05），見(jiàn)表1。

表1 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)安靜狀態(tài)下自由基的影響 （±s）

表1 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)安靜狀態(tài)下自由基的影響 （±s）

注：組間比較，血清SOD 活力：F ＝12.750，P ＜0.001；血清MDA 含量：F ＝4.940，P ＝0.002；與非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組相比，a：P ＜0.05；b：P ＜0.01；與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組相比，c：P ＜0.05，d：P ＜0.01；與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組相比，e：P ＜0.05，f：P＜0.01

組別 血清SOD活力（U／ml）血清MDA 含量（nmol／ml）非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組 74.02±11.07 4.50±1.52運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組 91.31±13.17b 5.94±1.88a運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組 87.20±10.56a 4.67±0.93c運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組 110.41±15.22bdf 6.45±0.65bf運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后均吸氧組 100.53±10.10be 6.08±0.87be

2.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后自由基的影響 力竭運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后不管吸氧與否，其血清SOD 活力均高于非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組（P ＜0.05或P ＜0.01），運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組與非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組的MDA 含量低于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧或運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧的各實(shí)驗(yàn)組（P ＜0.05或P ＜0.01）。除運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組與非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組的MDA 含量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P ＞0.05）外，非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組的MDA含量均高于其他各組（P ＜0.05或P ＜0.01），見(jiàn)表2。

2.3 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)游泳力竭運(yùn)動(dòng)前、后自由基的影響 游泳力竭運(yùn)動(dòng)后各組的血清SOD 活力、MDA 含量均高于游泳力竭運(yùn)動(dòng)前（P ＜0.05或P ＜0.01），見(jiàn)表3、4。

表2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后自由基的影響 （±s）

表2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)后自由基的影響 （±s）

注：經(jīng)組間比較，血清SOD 活力：F ＝7.030，P ＜0.001；血清MDA 含量：F ＝13.310，P ＜0.001；與非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組相比，a：P ＜0.05，b：P ＜0.01；與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組相比，c：P ＜0.05，d：P ＜0.01；與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組相比，e：P ＜0.05，f：P ＜0.01

組別 SOD（U／ml）MDA（nmol／ml）非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組 113.34±13.91 10.71±1.37運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組 147.94±22.36b 8.63±0.86b運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組 115.33±17.52d 7.30±1.06bc運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組 143.19±19.81be 9.67±0.95f運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后均吸氧組 137.83±21.29ae 9.43±1.20af

表3 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)游泳力竭運(yùn)動(dòng)前、后血清SOD 活力的影響 （±s，U／ml）

表3 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)游泳力竭運(yùn)動(dòng)前、后血清SOD 活力的影響 （±s，U／ml）

組別 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后安靜狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后力竭狀態(tài)下 t P非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組 74.02±11.07 113.34±13.91 9.892 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組 91.32±13.17 147.94±22.37 9.754 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組 87.20±10.56 115.33±17.52 6.150 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組 110.42±15.22 143.19±19.82 5.865 ＜0.001運(yùn)動(dòng)前后均吸氧組 100.54±10.10 137.83±21.30 7.074 ＜0.001

表4 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)游泳力竭運(yùn)動(dòng)前、后的血清MDA 含量的影響 （±s，nmol／ml）

表4 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間吸氧對(duì)游泳力竭運(yùn)動(dòng)前、后的血清MDA 含量的影響 （±s，nmol／ml）

組別 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后安靜狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后力竭狀態(tài)下 t P非運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組 4.50±1.60 10.71±1.37 13.185 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧組 5.94±1.19 8.63±0.86 8.194 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧組 4.67±0.94 7.30±1.06 8.302 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸氧組 6.45±0.65 9.67±0.95 12.510 ＜0.001運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后均吸氧組 6.08±0.87 9.43±1.20 10.108 ＜0.001

3 討論

正常生理狀態(tài)下自由基的生成與清除保持動(dòng)態(tài)平衡。已證實(shí)，運(yùn)動(dòng)使體內(nèi)的自由基增多，引發(fā)一系列自由基損傷的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生。正常情況下體內(nèi)自由基主要通過(guò)酶促防御系統(tǒng)來(lái)清除，以維持自由基的產(chǎn)生與清除的平衡。SOD、MDA 均可作為自由基代謝的重要觀察指標(biāo)。SOD 活力間接反映機(jī)體清除自由基的能力，MDA 含量是自由基損傷導(dǎo)致膜脂質(zhì)過(guò)氧化的重要指標(biāo)。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)，小白鼠經(jīng)過(guò)力竭性游泳后，血清SOD 活力和MDA 含量均增高，這一結(jié)果與研究報(bào)道相一致［5］。而在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間不管是否吸氧，血清SOD 活性升高，這也與相關(guān)報(bào)道一致［6］，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可激活機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間血清MDA 含量有一定程度升高，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間可以引起一定程度的自由基損傷，這可能與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的強(qiáng)度有關(guān)。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，于每次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧，盡管血清SOD 活性增高，但MDA 含量改變不明顯，提示在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，于訓(xùn)練前吸入一定量的氧氣，可以減輕自由基的損傷，這對(duì)機(jī)體存在有益的一面。相反，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，如果于每次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸入氧氣，會(huì)導(dǎo)致血清SOD 活性增高，同時(shí)MDA 含量也增高，提示在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，盡管可激活機(jī)體抗氧化酶系統(tǒng)，提高SOD 活性，但仍無(wú)法完全清除產(chǎn)生過(guò)多的自由基，使膜脂質(zhì)過(guò)氧化，引起自由基損傷，這對(duì)機(jī)體是不利的。

經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后再進(jìn)行力竭性運(yùn)動(dòng)，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸氧，血清SOD 活性、MDA 含量均比運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不吸氧時(shí)低，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，每次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前吸入一定量的氧氣，可加速自由基的清除，減少脂質(zhì)過(guò)氧化，有望提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。然而運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，于每次運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后吸入氧氣，卻引起血清SOD 活性增高，MDA 含量也增高，可導(dǎo)致自由基損傷，這不利于提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練就進(jìn)行力竭性運(yùn)動(dòng)，會(huì)引起MDA 含量增高，造成自由基損傷，這可能是劇烈運(yùn)動(dòng)引起氧化應(yīng)激損傷的結(jié)果［7］。

已證實(shí)，機(jī)體在缺氧狀態(tài)下或者缺氧后復(fù)氧也會(huì)引起自由基增多［8］。如果自由基產(chǎn)生過(guò)多，超過(guò)機(jī)體的清除能力，就會(huì)導(dǎo)致自由基損傷。機(jī)體在運(yùn)動(dòng)之前，事先吸入一定量高濃度的氧氣，可提高血氧飽和度，增加氧氣的儲(chǔ)備能力，減輕肌肉組織細(xì)胞的缺氧程度和速度，從而可減少自由基的產(chǎn)生，減輕自由基的損傷。已有報(bào)道，連續(xù)高壓氧預(yù)處理5d，可減輕一次性游泳力竭后的血漿乳酸，提高運(yùn)動(dòng)耐力［5］。在運(yùn)動(dòng)鍛煉或常規(guī)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過(guò)程中，一般不采取極限強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)量，因此，可在適宜強(qiáng)度的訓(xùn)練前吸入一定量高濃度的氧氣以減少自由基的產(chǎn)生，減輕自由基的損傷。而運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌肉組織耗氧量增多，導(dǎo)致缺氧狀態(tài)，自由基明顯升高，機(jī)體抗氧化系統(tǒng)已大量動(dòng)員，甚至達(dá)到極限，此時(shí)再給予高濃度氧氣，將形成缺氧后復(fù)氧，自由基進(jìn)一步增多，引起再灌注損傷，加重缺氧帶來(lái)的損傷。

本文研究結(jié)果揭示：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間于每次運(yùn)動(dòng)前吸入一定量氧氣，可以減輕自由基的損傷，但運(yùn)動(dòng)后吸入氧氣有可能引起自由基增多，造成運(yùn)動(dòng)后自由基的損傷。

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