抗阻訓練對大鼠腓腸肌廢用性肌萎縮恢復的影響

抗阻訓練對大鼠腓腸肌廢用性肌萎縮恢復的影響

殘疾肌肉痙攣是臨床上常見的并發(fā)癥。運動減少、剎車或肌肉負荷可顯著減少骨骨骼肌肉的肌肉。許多臨床疾病（如癱瘓、骨折等）和治療措施通常同時使用殘疾和運動減少，要求肌肉和骨骼的負荷。如何快速緩解肌肉和恢復運動能力是許多研究人員討論的問題。近年來,許多學者對廢用性肌萎縮進行了深入探討,并提出了一些防治肌萎縮的有效方法,這些對于設計最佳的康復治療計劃以及改善肌肉的各種形態(tài)和彌補肌肉生理功能的缺陷具有重要意義。因此,探明骨骼肌在制動情況下發(fā)生廢用性萎縮的機制,進而尋找出治療和預防肌肉萎縮的有效措施,是臨床醫(yī)學、運動醫(yī)學及康復醫(yī)學等領域亟待解決的課題。本研究通過抗阻訓練觀察大鼠腓腸肌恢復期抗氧化能力高低,以尋求更好更合理的恢復方案,為治療廢用性肌萎縮提供科學依據(jù)。1材料和方法1.1實驗動物健康雄性SD種大鼠20只,3月齡,由同濟醫(yī)科大學動物實驗中心提供,適應性飼養(yǎng)1周。1.2組件和模型的構建1.2.1動物房飼養(yǎng)管理隨機抽取5只大鼠作為對照組,標準飼養(yǎng)籠內(nèi)普通飼養(yǎng),動物房室溫維持在(21±2)℃,光照與黑暗12h交替循環(huán),每3d記錄1次體質(zhì)量,飼養(yǎng)2周后處死。1.2.2動物飼養(yǎng)及運動模型的建立余15只大鼠作為去負荷組,參照并改進Awede等方法建立去負荷模型:大鼠尾基部剔毛后,敷上薄層窄條透氣橡皮膠布0.5cm×20.0cm,再用0.5cm×2.0cm小夾板固定于兩側(cè),然后由1.0cm×10.0cm透氣膠布纏繞多圈制成懸掛點,連接可裝卸式鏈條吊起,鏈條另一端固定于籠頂合適部位,以使后肢懸垂剛剛脫離地面,身體長軸與水平成25°～30°角,前肢著地仍可自由旋轉(zhuǎn)及自由進食飲水。懸吊2周后,去負荷組再次測質(zhì)量后隨機分為模型組、自由活動組和抗阻訓練組,每組5只。模型組大鼠在解除懸吊、測質(zhì)量后即處死。自由活動組大鼠解吊后,標準飼養(yǎng)籠內(nèi)普通飼養(yǎng)2周后處死?？棺栌柧毥M大鼠參照Bedford大鼠運動負荷標準建立中等強度運動模型,采用FT-200動物跑步機(成都泰盟科技有限公司制造),速度12m·min-1,坡度4°(相當于45%～50%最大吸氧量),每日上午9點鐘開始,每次20min,每周4次,隔日1次,訓練2周后處死。各組大鼠在同一動物室內(nèi)飼養(yǎng)。各組大鼠用戊巴比妥鈉(45mg·kg-1)腹腔麻醉處死,快速取雙側(cè)后肢腓腸肌,清除結(jié)締組織,測質(zhì)量記錄后標記,肌肉放入經(jīng)質(zhì)量分數(shù)0.1%焦碳酸二乙酯(diethypyrocarbonate,DEPC)預先處理過的Eppendorf管中,置于液氮速凍,-80℃保存,備用。1.4測定試劑及儀器考馬斯亮蘭測定試劑盒、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malonaldehydealdehyde,MDA)測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所;721分光光度計(上海精密儀器廠);XYJ80-1臺式離心機、FA1104電子天平(上海精密儀器儀表有限公司);HH.W21100℃恒溫水浴箱(北京市永光明醫(yī)療儀器廠)。1.5肌組織mda含量、gprot-1的測定觀察大鼠腓腸肌濕重體質(zhì)量比,腓腸肌濕重體質(zhì)量比=腓腸肌質(zhì)量/體質(zhì)量×100%;采用硫代巴比妥酸比色法檢測腓腸肌MDA值,嚴格按照MDA測定試劑盒中的說明書操作,肌組織MDA含量(μmol·gprot-1)=(測定管吸光度-空白管吸光度)/(標準管吸光度-標準空白管吸光度)×標準品濃度(10mol·L-1)/蛋白含量(gprot·L-1);采用比色定量法檢測腓腸肌GSH值,嚴格按照GSH測定試劑盒中的說明書操作,肌組織中GSH含量(mgGSH·gprot-1)=(測定管吸光度-空白管吸光度)/(標準管吸光度-空白管吸光度)×標準管濃度(20μmol·L-1)×GSH分子量(307)/待測樣本勻漿蛋白含量。1.6統(tǒng)計分析工具實驗數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差()表示,采用SPSS11.5統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計分析,各組之間的差異性用單因素方差分析,P<0.05為差別有統(tǒng)計學意義。2結(jié)果2.1抗阻訓練組和模型組差別比較結(jié)果見表1。模型組大鼠腓腸肌濕重體質(zhì)量比低于對照組、自由活動組和抗阻訓練組,差別均有統(tǒng)計學意義(P<0.01);抗阻訓練組與模型組和自由活動組比較,差別均有統(tǒng)計學意義(P<0.01);對照組與自由活動組和抗阻訓練組比較差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。2.2各組抗阻訓練組和模型組比較結(jié)果見表1。模型組MDA值高于對照組、自由活動組和抗阻訓練組,差別均有統(tǒng)計學意義(P<0.01);抗阻訓練組與模型組和自由活動組比較差別均有統(tǒng)計學意義(P<0.01);對照組與自由活動組和抗阻訓練組比較差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。2.3各組抗阻訓練組和模型組差異比較結(jié)果見表1。模型組GSH值低于對照組、自由活動組和抗阻訓練組,差別均有統(tǒng)計學意義(P<0.01);抗阻訓練組與模型組比較差別有統(tǒng)計學意義(P<0.01),但與自由活動組比較差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05);對照組與自由活動組和抗阻訓練組比較差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。3材料2:小強度抗阻訓練制備廢用性肌萎縮的動物模型有多種,其中以肌肉去負荷和肢體制動最為常用。杜育峰發(fā)現(xiàn)尾部懸吊和后肢制動均可使大鼠比目魚肌發(fā)生明顯萎縮,是研究抗重力肌廢用性萎縮可靠、理想的動物模型。其中,尾部懸吊14d肌萎縮效果最明顯。因此,本研究采用尾部懸吊建立廢用性肌萎縮模型。本研究發(fā)現(xiàn),大鼠懸吊2周后,模型組腓腸肌濕重體質(zhì)量比明顯低于對照組,差別具有統(tǒng)計學意義,說明模型組大鼠腓腸肌發(fā)生明顯萎縮,這與杜育峰研究相一致,說明本研究所建立的廢用性肌萎縮模型是可靠的。運動及功能訓練多年來一直是臨床上預防和治療肌萎縮的重要方法。合理的運動方案能增加骨骼肌的質(zhì)量,促進肌纖維類型的轉(zhuǎn)變,提高肌肉氧化能力,改善血流供應。目前,國內(nèi)外已有學者采用運動訓練對廢用性肌萎縮恢復進行研究并取得一定進展。據(jù)報道,嚴金慧等通過對大鼠建立吊尾擬失重及失重后耐力性跑臺訓練恢復模型來研究在小強度耐力性等張運動中胰島素樣生長因子-1(insulinlikegrowthfactor-1,IGF-1)對骨骼肌纖維的影響,實驗研究發(fā)現(xiàn):去負荷大鼠比目魚肌萎縮可能與內(nèi)源性IGF-1多肽下降有關,小強度耐力性訓練在肌萎縮恢復中未見明顯作用,比目魚肌肌萎縮的恢復可能由IGF-1多肽表達增加有關。這提示小強度耐力性訓練可能不是最合適的抗肌萎縮方法。所以本研究采用中等強度抗阻訓練觀察大鼠肌萎縮恢復情況。本研究結(jié)果表明,抗阻訓練組腓腸肌濕重體質(zhì)量比與自由活動組、模型組比較差別均有統(tǒng)計學意義,說明抗阻訓練對廢用性肌萎縮腓腸肌恢復過程有促進作用。急性劇烈運動時,機體清除活性氧的能力不足以平衡運動應激情況下產(chǎn)生的活性氧,造成抗氧化與氧化應激失平衡,引起運動性內(nèi)源活性氧產(chǎn)生增多,導致脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及核酸等多種損傷,這種由運動引發(fā)的氧應激可稱之為運動氧應激。本研究發(fā)現(xiàn),抗阻訓練組大鼠腓腸肌MDA值與模型組和自由活動組比較差別均有統(tǒng)計學意義,抗阻訓練組MDA值、GSH值高于自由活動組。而抗阻訓練組大鼠腓腸肌GSH值與模型組比較差別有統(tǒng)計學意義,但與自由活動組比較差別無統(tǒng)計學意義。谷胱甘肽是一種低分子清除劑,GSH量的多少是衡量機體抗氧化能力大小的重要因素,GSH不僅有抗氧化和解毒作用,而且可通過改變細胞氧化還原狀態(tài)調(diào)節(jié)細胞代謝、增生、分化、免疫、炎癥反應和基因的表達。MDA量常?？煞从硻C體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度,也可以間接反