抗阻訓(xùn)練對(duì)大鼠腓腸肌廢用性肌萎縮恢復(fù)的影響

抗阻訓(xùn)練對(duì)大鼠腓腸肌廢用性肌萎縮恢復(fù)的影響

殘疾肌肉痙攣是臨床上常見的并發(fā)癥。運(yùn)動(dòng)減少、剎車或肌肉負(fù)荷可顯著減少骨骨骼肌肉的肌肉。許多臨床疾?。ㄈ绨c瘓、骨折等）和治療措施通常同時(shí)使用殘疾和運(yùn)動(dòng)減少，要求肌肉和骨骼的負(fù)荷。如何快速緩解肌肉和恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力是許多研究人員討論的問題。近年來,許多學(xué)者對(duì)廢用性肌萎縮進(jìn)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(duì)于設(shè)計(jì)最佳的康復(fù)治療計(jì)劃以及改善肌肉的各種形態(tài)和彌補(bǔ)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(dòng)情況下發(fā)生廢用性萎縮的機(jī)制,進(jìn)而尋找出治療和預(yù)防肌肉萎縮的有效措施,是臨床醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)及康復(fù)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域亟待解決的課題。本研究通過抗阻訓(xùn)練觀察大鼠腓腸肌恢復(fù)期抗氧化能力高低,以尋求更好更合理的恢復(fù)方案,為治療廢用性肌萎縮提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康雄性SD種大鼠20只,3月齡,由同濟(jì)醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周。1.2組件和模型的構(gòu)建1.2.1動(dòng)物房飼養(yǎng)管理隨機(jī)抽取5只大鼠作為對(duì)照組,標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)籠內(nèi)普通飼養(yǎng),動(dòng)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(dòng)物飼養(yǎng)及運(yùn)動(dòng)模型的建立余15只大鼠作為去負(fù)荷組,參照并改進(jìn)Awede等方法建立去負(fù)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(diǎn),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(zhǎng)軸與水平成25°～30°角,前肢著地仍可自由旋轉(zhuǎn)及自由進(jìn)食飲水。懸吊2周后,去負(fù)荷組再次測(cè)質(zhì)量后隨機(jī)分為模型組、自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組,每組5只。模型組大鼠在解除懸吊、測(cè)質(zhì)量后即處死。自由活動(dòng)組大鼠解吊后,標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)籠內(nèi)普通飼養(yǎng)2周后處死?？棺栌?xùn)練組大鼠參照Bedford大鼠運(yùn)動(dòng)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)建立中等強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)模型,采用FT-200動(dòng)物跑步機(jī)(成都泰盟科技有限公司制造),速度12m·min-1,坡度4°(相當(dāng)于45%～50%最大吸氧量),每日上午9點(diǎn)鐘開始,每次20min,每周4次,隔日1次,訓(xùn)練2周后處死。各組大鼠在同一動(dòng)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(cè)質(zhì)量記錄后標(biāo)記,肌肉放入經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%焦碳酸二乙酯(diethypyrocarbonate,DEPC)預(yù)先處理過的Eppendorf管中,置于液氮速凍,-80℃保存,備用。1.4測(cè)定試劑及儀器考馬斯亮蘭測(cè)定試劑盒、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malonaldehydealdehyde,MDA)測(cè)定試劑盒購自南京建成生物工程研究所;721分光光度計(jì)(上海精密儀器廠);XYJ80-1臺(tái)式離心機(jī)、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(cè)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(cè)腓腸肌MDA值,嚴(yán)格按照MDA測(cè)定試劑盒中的說明書操作,肌組織MDA含量(μmol·gprot-1)=(測(cè)定管吸光度-空白管吸光度)/(標(biāo)準(zhǔn)管吸光度-標(biāo)準(zhǔn)空白管吸光度)×標(biāo)準(zhǔn)品濃度(10mol·L-1)/蛋白含量(gprot·L-1);采用比色定量法檢測(cè)腓腸肌GSH值,嚴(yán)格按照GSH測(cè)定試劑盒中的說明書操作,肌組織中GSH含量(mgGSH·gprot-1)=(測(cè)定管吸光度-空白管吸光度)/(標(biāo)準(zhǔn)管吸光度-空白管吸光度)×標(biāo)準(zhǔn)管濃度(20μmol·L-1)×GSH分子量(307)/待測(cè)樣本勻漿蛋白含量。1.6統(tǒng)計(jì)分析工具實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差()表示,采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1抗阻訓(xùn)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(duì)照組、自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組,差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);抗阻訓(xùn)練組與模型組和自由活動(dòng)組比較,差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);對(duì)照組與自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。2.2各組抗阻訓(xùn)練組和模型組比較結(jié)果見表1。模型組MDA值高于對(duì)照組、自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組,差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);抗阻訓(xùn)練組與模型組和自由活動(dòng)組比較差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);對(duì)照組與自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。2.3各組抗阻訓(xùn)練組和模型組差異比較結(jié)果見表1。模型組GSH值低于對(duì)照組、自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組,差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01);抗阻訓(xùn)練組與模型組比較差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),但與自由活動(dòng)組比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);對(duì)照組與自由活動(dòng)組和抗阻訓(xùn)練組比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。3材料2:小強(qiáng)度抗阻訓(xùn)練制備廢用性肌萎縮的動(dòng)物模型有多種,其中以肌肉去負(fù)荷和肢體制動(dòng)最為常用。杜育峰發(fā)現(xiàn)尾部懸吊和后肢制動(dòng)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(dòng)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(duì)照組,差別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(yùn)動(dòng)及功能訓(xùn)練多年來一直是臨床上預(yù)防和治療肌萎縮的重要方法。合理的運(yùn)動(dòng)方案能增加骨骼肌的質(zhì)量,促進(jìn)肌纖維類型的轉(zhuǎn)變,提高肌肉氧化能力,改善血流供應(yīng)。目前,國內(nèi)外已有學(xué)者采用運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)廢用性肌萎縮恢復(fù)進(jìn)行研究并取得一定進(jìn)展。據(jù)報(bào)道,嚴(yán)金慧等通過對(duì)大鼠建立吊尾擬失重及失重后耐力性跑臺(tái)訓(xùn)練恢復(fù)模型來研究在小強(qiáng)度耐力性等張運(yùn)動(dòng)中胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(insulinlikegrowthfactor-1,IGF-1)對(duì)骨骼肌纖維的影響,實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):去負(fù)荷大鼠比目魚肌萎縮可能與內(nèi)源性IGF-1多肽下降有關(guān),小強(qiáng)度耐力性訓(xùn)練在肌萎縮恢復(fù)中未見明顯作用,比目魚肌肌萎縮的恢復(fù)可能由IGF-1多肽表達(dá)增加有關(guān)。這提示小強(qiáng)度耐力性訓(xùn)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(qiáng)度抗阻訓(xùn)練觀察大鼠肌萎縮恢復(fù)情況。本研究結(jié)果表明,抗阻訓(xùn)練組腓腸肌濕重體質(zhì)量比與自由活動(dòng)組、模型組比較差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明抗阻訓(xùn)練對(duì)廢用性肌萎縮腓腸肌恢復(fù)過程有促進(jìn)作用。急性劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)體清除活性氧的能力不足以平衡運(yùn)動(dòng)應(yīng)激情況下產(chǎn)生的活性氧,造成抗氧化與氧化應(yīng)激失平衡,引起運(yùn)動(dòng)性內(nèi)源活性氧產(chǎn)生增多,導(dǎo)致脂質(zhì)、蛋白質(zhì)及核酸等多種損傷,這種由運(yùn)動(dòng)引發(fā)的氧應(yīng)激可稱之為運(yùn)動(dòng)氧應(yīng)激。本研究發(fā)現(xiàn),抗阻訓(xùn)練組大鼠腓腸肌MDA值與模型組和自由活動(dòng)組比較差別均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,抗阻訓(xùn)練組MDA值、GSH值高于自由活動(dòng)組。而抗阻訓(xùn)練組大鼠腓腸肌GSH值與模型組比較差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但與自由活動(dòng)組比較差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。谷胱甘肽是一種低分子清除劑,GSH量的多少是衡量機(jī)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(xì)胞氧化還原狀態(tài)調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝、增生、分化、免疫、炎癥反應(yīng)和基因的表達(dá)。MDA量常?？煞从硻C(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化程度,也可以間接反