覃 飛，董亞南，王松濤，徐旻霄，王中瑋，瞿超藝，趙杰修

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10月齡Wistar大鼠最大攝氧量測試方案的比較研究

覃 飛1,2，董亞南1，王松濤3，徐旻霄1，王中瑋1，瞿超藝1，趙杰修1

1. 國家體育總局體育科學(xué)研究所, 北京 100061; 2. 暨南大學(xué) 體育學(xué)院, 廣東 廣州 510032; 3.華南師范大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院, 廣東 廣州 510006

Wistar大鼠；10月齡；最大攝氧量；呼吸商；測試方案

1 研究材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF 級 Wistar大鼠20只（雄性，10月齡，體重616.74±63.50 g），購于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司。單籠飼養(yǎng)，自由飲食。室溫23℃±2℃，空氣濕度45%~55%，12-12 h晝夜節(jié)律。大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，進(jìn)行1周的適應(yīng)性跑臺(tái)訓(xùn)練。隨后進(jìn)行不同方案的最大攝氧量測試。

1.2 最大攝氧量（O2max）測試

測試環(huán)境保持氣流穩(wěn)定，室內(nèi)溫度23℃±2℃，濕度45%~50%。測試前應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)氣體對代謝監(jiān)測系統(tǒng)的氧氣傳感器和二氧化碳傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。輸入大鼠編號、體重等基本信息，跑臺(tái)內(nèi)氣體流速根據(jù)測試大鼠體重設(shè)為Flow = 5.0 LPM。所有大鼠測試均單獨(dú)進(jìn)行，每次測試前2 h斷食。大鼠于測試倉中靜置10 min后，測試其靜息代謝率。隨后跑臺(tái)按測試方案設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)速度，每30 s采集一組數(shù)據(jù)。測試前、后大鼠均進(jìn)行3 min熱身/整理運(yùn)動(dòng)（9 m/min）。

1.3 測試流程與測試方案

方案1（P1）參照Bedford等的測試方案[5]，采用坡度、速度循環(huán)增加的負(fù)荷遞增方式。方案2（P2）為單純增速方案[11,16]，坡度為0°，初始強(qiáng)度為12 m/min，每個(gè)階段速度增加3 m/min。方案3（P3）采用先增坡度再增速度的負(fù)荷遞增方式，以15 m/min恒定速度下逐漸增加坡度，每階段增加5°，增加至25°時(shí)，坡度不再增加，改為增加速度，每級增加速度3 m/min，直至增加至24 m/min。方案4（P4）采用先增速度再增坡度的負(fù)荷遞增方式，以15 m/min為起始強(qiáng)度，每階段速度遞增3 m/min，增至27 m/min時(shí)，保持恒定速度，改為增加坡度，每階段坡度增加5°。方案5（P5）采用有規(guī)律的坡度、速度循環(huán)增加的負(fù)荷遞增方式，起始速度為15 m/min，坡度為0°，每階段速度、坡度交替增加，直至增加至27 m/min，坡度為25°。以上5種方案均設(shè)置10個(gè)階段，每階段持續(xù)3 min（表1）。

1.4 統(tǒng)計(jì)處理

所有數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±）表示。采用 SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)首先通過K-S樣本分布檢驗(yàn)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，以Levene Test進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)各組若方差齊性，則通過單因素方差分析（One-way ANOVA）檢驗(yàn)各測試指標(biāo)在5個(gè)測試方案中的差異；若不符合正態(tài)分布或方差不齊，采用Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)。顯著性水平取＜0.05。

2 研究結(jié)果

2.1 大鼠對不同O2max測試方案的完成情況

表1所示10月齡Wistar大鼠在進(jìn)行P1測試時(shí)，前3階段可順利完成，隨著速度、坡度增加幅度加大，第4~6階段完成只數(shù)分別為9只、8只、1只。第6階段后大鼠均表現(xiàn)為跟不上跑臺(tái)速度、偷懶、強(qiáng)烈應(yīng)激、不配合等狀態(tài)，連續(xù)施加物理機(jī)械刺激，大鼠依舊不能繼續(xù)正常跑動(dòng)，繼而中斷測試。

P3測試過程中，隨著坡度增加，大鼠可順利完成運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，坡度增加至25°時(shí)，7只大鼠可完成該負(fù)荷。第7階段坡度不變，繼續(xù)增速時(shí)，僅有3只大鼠完成測試（表1）。

P4測試過程中，在第5階段開始有大鼠終止測試，第6~8階段大鼠完成只數(shù)分別為8只、2只、1只（表1）。

大鼠進(jìn)行P5測試時(shí)，1~4階段所有大鼠均可順利完成運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，大鼠運(yùn)動(dòng)過程中表現(xiàn)積極，很少存在不配合或驅(qū)趕行為。但隨著運(yùn)動(dòng)負(fù)荷逐級遞增，測試方案第5~8階段，完成該階段運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的大鼠只數(shù)分別為7只、3只、1只（表1）。

表1 大鼠最大攝氧量測試方案1~5（P1~P5）及完成情況

注：方案1（P1）根據(jù)Bedford等[5]測試方案進(jìn)行修訂。

2.2 不同方案的大鼠O2max測試結(jié)果

表2 單個(gè)指標(biāo)達(dá)到最大攝氧量判定標(biāo)準(zhǔn)的大鼠數(shù)目

表3 不同測試方案獲得的最大攝氧量值及其相關(guān)指標(biāo)結(jié)果

注：a表示與P1比較＜0.05；A表示與P1比較＜0.01；b表示與P3比較＜0.05。

3 分析討論

4 結(jié)論

[1] 董亞南,覃飛,瞿超藝,等. 最大攝氧量評定與應(yīng)用的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志, 2017,36(8):731-739.

[2] 彭莉. 置疑最大攝氧量——測試方法與判定標(biāo)準(zhǔn)[J]. 體育科學(xué), 2011,31(7): 85-91.

[3] 楊禹珺. 6MWT評價(jià)40～69歲中老年人心肺耐力方法的研究[D]. 北京:北京體育大學(xué)，2016.

[4] PEROLOF A, KARE R. Textbook of work physiology: Physiolog-ical bases of exercise [J]. Physiother Theory Pract, 1986, 20: 73.

[5] BEDFORD T G, TIPTON C M, WILSON N C,. Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures [J]. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol, 1979, 47(6): 1278-1283.

[6] COQUART J, TABBEN M, FAROOQ A,.Submaximal, perceptually regulated exercise testing predicts maximal oxygen uptake: A meta-analysis study [J]. Sports Med, 2018, 48(1): 65-77.

[7] COQUART J B, GARCIN M, PARFITT G,.Prediction of maximal or peak oxygen uptake from ratings of perceived exertion [J]. Sports Med, 2014, 44(5):563-578.

[8] CHAVANELLE V, SIRVENT P, ENNEQUIN G. Comparison of oxygen consumption in rats during uphill (concentric) and downhill (eccentric) treadmill exercise tests [J]. J Sports Sci Med, 2014, 13(3):689-694.

[9] FITZSIMONS D P, BODELL P W, HERRICK R E,. Left ventricular functional capacity in the endurance-trainedr odent [J]. J App Physiol, 1990,69(1):305-312.

[10] GEORGIEVA K N, ANGELOVA P A, GERGINSKA F D,. The effect of flutamide on the physical working capacity and activity of some of the key enzymes for the energy supply in adult rats [J]. Asian J Androl, 2017,Jul-Aug(4):444-448.

[11] LEANDRO C G, LEVADA A C, HIRABARA S M,. Left ventricular functional capacity in the endurance-trained rodent [J]. J Appl Physiol, 1990, 69: 305-312

[12] RADILOFF D, ZHAO Y, BOICO A,. Anti-hypotensive treatment and endothelin blockade synergistically antagonize exercise fatigue in rats under simulated high altitude [J]. PLoS One, 2014, 9(6):e99309.

[14] TAYLOR C R, SCHMIDTNIELSEN K, RAAB J L. Scaling of energetic cost of running to body size in mammals [J]. Am J Physiol, 1970, 219(4): 1104.

[15] TAYLOR H L, BUSKIRK E, HENSCHEL A. Maximal oxygen intake as an objective measure of cardio-respiratory performance [J]. J Appl Physiol, 1955, 8(1): 73.

[16] WISLOFF U, HELGERUD J, KEMI O J,. Intensity-controlled treadmill running in rats: Vo (2 max) and cardiac hypertrophy [J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2001, 280(3): H1301-1310.

[17] ZOUHAL H, LEMOAL E, WONG DEL P,. Physiological responses of general vs. Specific aerobic endurance exercises in soccer [J]. Asian J Sports Med, 2013, 4(3): 213-220.

The Comparative Study on the Maximum Oxygen Uptake Test of 10- Month Old Wistar Rats

QIN Fei1, 2，DONG Ya-nan1，WANG Song-tao3，XU Ming-xiao1， WANG Zhong-wei1，QU Chao-yi1，ZHAO Jie-xiu1

1. China Institute of Sport Science, Beijing 100061 China; 2. Jinan University, Guangzhou 510032 China; 3. South China Normal University, Guangzhou 51006 China.

1002-9826(2018)05-0065-05

10.16470/j.csst.201805010

G804.7

A

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(11775059);中國博士后科學(xué)基金第61批面上項(xiàng)目(2017M610840);國家體育總局體育科學(xué)研究所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(基本17-18,基本17-19)。

覃飛,女,講師,博士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)免疫與健康, E-mail:qf_8707＠163.com。

趙杰修,男,研究員,博士,主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)與特殊環(huán)境,E-mail:zhaojiexiu@ciss.cn。