何思淼，麻新远，衣雪洁

(1.吉林大学体育学院，吉林 长春 130012;2.长春工业大学体育部，吉林 长春 130012;3.沈阳体育学院运动人体科学系，辽宁 沈阳 110102)

力竭游泳对大鼠肠组织MDA、Free－SH、ATP含量及Na+－K+－ATPase活性的影响

何思淼1，麻新远2，衣雪洁3

(1.吉林大学体育学院，吉林 长春 130012;2.长春工业大学体育部，吉林 长春 130012;3.沈阳体育学院运动人体科学系，辽宁 沈阳 110102)

为探讨力竭性运动引起的运动性肠功能紊乱及其氧化应激损伤，将32只SD雄性大鼠随机分为4组:即对照组(C);运动后即刻组(EX);运动后30min组(EX30);运动后60min组(EX60)，测定力竭性游泳后不同时相，肠组织匀浆MDA、游离巯基(Free－SH)和ATP含量。结果显示，运动后肠组织MDA含量在运动后30min，60min显著性增加(P＜0.01);运动后Free－SH含量在运动后30min(P＜0.05)和运动后60min后(P＜0.01)显著下降;运动后30min组 ATP含量显著下降(P＜0.01);运动后60min，Na+－K+－ATPase活性下降。结果提示，力竭运动使肠组织自由基产生增加，自由基使得肠组织中游离巯基氧化，致使ATP含量下降，Na+－K+－ATPase活性下降可能是造成运动性肠功能紊乱的重要因素之一。

力竭性游泳;丙二醛;游离巯基;ATP;肠组织;钠－钾－ATP酶

胃肠道既是机体的重要消化器官，也是机体重要的免疫器官。在运动训练和体育竞赛中，运动性胃肠不适、功能失调或紊乱(胃肠道综合症)出现频率较高。表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻(或便秘)和胃肠道出血。胃肠道综合症发生率较高的运动项目有自行车、中长跑、马拉松项等。Keeffe［1］通过对707名马拉松选手调查发现:长跑时下部胃肠症状较上部多见;运动员在运动中和运动后便意为最常见症状;其出现率与运动强度有关。女子出现下部胃肠症状者比男子多;长跑时出现胃肠症状年轻人比中老年人多。

许多因素与运动中和运动后出现胃肠功能失调或紊乱有关，例如运动强度过大、训练水平低、运动前进餐时间、胃排空时间、饮食的种类、温度、内脏血流、时差、脱水和运动引起躯体应激和心理应激等。目前尚缺乏运动状态下运动源性自由基生成与肠组织功能变化关系的研究。探讨运动诱导的胃肠不适、功能失调及紊乱的机理具有一定的理论价值和现实意义。

1 材料与方法

1.1 实验动物和运动方式实验动物选用SD大鼠，体重300－350g，随机将大鼠分为四组:对照组(C，n=8);运动后即刻组(EX，n=8);运动后30min组(EX30，n=8);运动后 60min 组(EX60，n=8)。运动方式采用一次性力竭性游泳，水温控制在32±1℃，大鼠游泳池规格为长100cm×50cm×50cm，力竭判断标准为大鼠持续下沉十秒不能露出水面为力竭标准。

1.2 组织匀浆的制备大鼠断头取材，用干过滤纸吸干清洗后的组织块，在相同部位取一定的组织块，按1:10加入匀浆介质后，将其制成组织匀浆，冷冻离心机上采用3 000－4 000rpm离心15min，取上清液待测。

1.3 丙二醛浓度测定采用建成试剂盒测定。

1.4 游离巯基的测定参照文献［2］进行。

1.5 组织匀浆ATP含量和Na+－K+－ATPase的测定:依参照文献［2，3］进行。

1.6 蛋白测定采用Bradford方法。

1.7 统计结果处理以均数±标准差、配对t检验作数据处理。

2 结果

一次性力竭游泳运动对大鼠肠组织自由基代谢、游离巯基(Free－SH)、ATP含量和 Na+－K+－ATPase活性的影响与对照组相比，实验组肠组织自由基代谢水平在运动后30min和60min组MDA含量显著增高(p＜0.05;p＜0.01)。肠组织游离巯基含量在运动后即刻组含量增加(p＜0.05)，而在运动后30min和60min含量显著下降(p＜0.05;p＜0.01);运动后30minATP 含量极显著下降(p＜0.01);Na+－K+－ATPase活性在运动后 C 组:4.41 ±0.62，EX 组:4.23 ±0.41，EX30 组:3.57 ±0.59，EX60 组 4.38 ±0.91(单位:U*M*pi/mg*pro*hr)。60min极显著降低(p＜0.01)。

3 分析与讨论

机体内的自由基处于动态平衡，一般不会造成组织伤害。但是如果自由基产生过多，远远超过机体自身清除能力，就会对生物膜中的多不饱和脂肪酸进行攻击，脂质过氧化反应增强，对生物膜的结构、功能产生消极影响［4－9］。目前，有关运动诱导的自由基对机体的影响大多集中在肝脏、心肌、骨骼肌等一些组织、器官中，胃肠组织研究较少。大强度运动期间，因机体通过神经－体液调节，心输出量增加，且不均衡地分配到不同组织、器官中，运动可引起肌肉和内脏血流的重新调配，即骨骼肌的血管扩张，增加血流量，胃肠道发生血管收缩现象，导致内脏和胃部血流减少，即形成运动期血液重新分配。运动恢复期，伴随着肌肉中的血流减少，又会使内脏器官血流增加，出现相对缺血再灌注的过程。

实验结果显示，急性一次性力竭运动可以使肠组织自由基产生水平增加，尤其是运动后30min和60min显著增加，而游离巯基含量在运动后即刻增加，运动后30min和60min极显著下降，可能由于运动后即刻组机体内总抗氧化能力暂时没有降低，可能是应激性增强所致，运动后30min和60min反而显著下降，可能因为自由基生产进一步增加，机体制止过氧化水平升高，而总抗氧化能力下降引起的，特别是“运动诱导的相对缺血再灌注”所致。运动后30min，ATP含量极显著下降(p＜0.01);Na+－K+－ ATPase活性在运动后60min极显著降低可能与肠组织运动中“缺血”，ATP被大量消耗及运动后肠组织血液再灌注有关。

缺血再灌注引起的损伤可能是由黄嘌呤氧化酶系统产生的自由基过多造成的［10］。在相对缺血期，组织中消耗ATP增加，AMP及次黄嘌呤则在这个期间得以大量积累;再灌注时，机体得到大量氧气供应，可迅速引起黄嘌呤氧化酶系统产生大量氧自由基，导致了组织损伤。可见，ATP分解和自由基的产生使得Na+－K+－ATPase活性下降。同时，因为自由基可以攻击Na+－K+－ATPase中巯基，使巯基氧化、交联，导致其活性下降或丧失。经典缺血再灌注损伤理论，缺血期的损伤较再灌期的损伤要小。

解剖学观察研究发现，运动后即刻组肠组织未见异常，色白质鲜;而运动后30分钟组，尤其是胃肠壁，有明显充血、血斑、组织呈紫红色;肠组织损伤在运动后60分钟组明显高于30分钟组，肠组织大面积出现出血和血斑。运动造成的组织损伤可能是由于急性游泳的大鼠对水环境的不适应，运动中灌注外源水、疲劳等引起运动中大鼠的胃肠强烈收缩或痉挛，造成运动期组织的一定程度的伤害或损伤，进一步引起组织及毛细血管受损，运动后恢复期(再灌注期)的损伤加重可能主要由于化学性损伤所致。

运动员出现胃肠道各种症状常与胃排空、内脏血流，高温时脱水，饮料的性质等因素有关。运动性胃肠道症状发生的确切原因还未完全清楚，可能与以下原因有关:上消化道急性出血的最常见原因是溃疡病。较少见的为运动诱发的胆道内出血。下消化道出血的原因研究较少，主要认为与肠道在极量运动时缺血有关，同时由于高温、脱水等影响，致使肠道管发生缺血性坏死，出现血便等症状。另一个可能原因是下部胃肠道在运动时被反复震动引起损伤或出血。

力竭游泳后大鼠肠组织自由基产生增加，导致肠组织脂质过氧化水平升高，引起游离巯基含量降低，可能由于运动时血液重新分布，肠组织相对血液供应不足，通过黄嘌呤氧化酶氧化途径产生FR(自由基)所致。运动时由于中性粒细胞粘附在肠道管壁中，中性粒细胞被激活后，出现爆发性呼吸，可产生大量自由基［10－12］。另外，在氧气和血液供应充足情况下，正常的粘膜细胞线粒体在进行氧化过程产生能量时，在氧化呼吸链上进行单电子还原时，也可生成FR，此外，体内血红蛋白和儿茶酚胺自氧化也可以产生FR。

FR损伤肠粘膜可能由于:氧自由基可使含－SH的蛋白质，如ATP酶、GSH(还原型谷胱甘肽)和一些蛋白酶抑制剂等失去活性，引起细胞凋亡或死亡，内皮细胞受损，基质膜胶原、透明质酸降解，造成血管的通透性进一步增加，膜磷脂受损，磷脂酶激活使游离脂肪酸(FFA)，溶血磷脂增加，导致细胞损伤进一步加重，引起NADH－COQ还原酶抑制而导致呼吸链电子传递损伤，使得恢复期 ATP生成受到抑制［7－9］。可见，急性一次性力竭运动对肠功能的损害比较严重，运动时肠组织自由基产生增多，导致脂质过氧化水平升高，对肠组织产生较大毒害后果，引起巯基氧化、交联，激活磷脂酶［13，14］;FR对肠组织的直接或间接损害，导致膜的通透性增加;细胞骨架遭到破坏，细胞膜极化状态发生改变，干扰线粒体氧化磷酸化偶联［14］，导致ATP含量和Na+－K+－ATPase活性下降，影响酶蛋白活性及细胞功能，导致肠组织功能异常，这可能是造成运动性胃肠功能不适、失调或紊乱(胃肠道综合症)和运动性疲劳发生机制之一。

4 结论

一次性力竭游泳运动可导致肠组织FR产生增加，脂质过氧化水平升高，游离巯基下降，ATP含量和Na+－K+－ATPase活性下降，特别是在运动后30min和60min组肠组织脂质过氧化水平显著升高，而游离巯基显著降低，Na+－K+－ATPase活性在运动后60min后显著下降，这些可能与运动过程中存在相对“缺血－再灌注”过程有关，表现为相对再灌注期引起的损伤明显大于相对缺血期，这些可能是造成运动性肠功能紊乱(胃肠道综合症Gastro－intestinal syndrome)和运动性疲劳原因之一。

［1］Keeffe EB.Lowe DK，Gross JR，et al.The gastrointestinal symptoms of marathon runners［J］.West J Med 1984，141.

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Effect of Exhaustive Swimming on the Activity of MDA，Free －SH，ATP and Na+－K+－ATPase in Rats Intestinal Tissue

He Xi－miao
(Sports College，Jilin University，Changchun Jilin 130012)

In order to investigate the effects of oxidative stress on intestines function and the exercise induced intestines function disorder，32 male SD rats were divided into four groups(that is control group，immediate post－ exercise group，30 min post－ exercise group and 60 min post－ exercise group).The research measures the contents of MDA、FREE －SH and ATP contents in rats intestine tissues.The result shows that MDA content has significant increase at 30 min and 60 min after exhaustive swimming while FREE－SH contents has remarkable decrease in the 30 min post－exercise group and 60 min post－exercise group.At the same time，ATP content decline significantly in the 30 min postexercise group.The result suggests that increase of exercise induced free radicals led to FREE－SH of intestine cross link，which resulted in the decline of ATP content.These might be important factors of exercise induced intestine disorder.

exhaustive swimming，MDA，FREE－SH，ATP，intestine tissue，Na+－K+－ATPase

Document code:A

1001－9154(2011)06－00

G804.2

A

1001－9154(2011)06－0071－03

何思淼(1977—)，男，硕士，讲师，主要研究方向为体育教学训练与健康促进。

2011－04－26