一次力竭离心运动后大鼠骨骼肌αB—晶体蛋白的变化及针刺对其影响

2014-09-22黄巧婷李俊平

山东体育学院学报 2014年4期

关键词：针刺

黄巧婷　李俊平

摘要：目的：探讨一次力竭离心运动后大鼠骨骼肌αB-crystallin表达和血清CK的变化，及针刺对其的影响。方法：雄性SD大鼠分安静组、运动非针刺组与运动针刺组。运动组大鼠进行一次力竭离心运动，于运动后即刻对运动针刺组进行针刺处理。免疫组织化学的方法和比色法分析各组大鼠腓肠肌中αB-crystallin含量的变化和血清CK的值。结果：一次力竭离心运动后，运动针刺组大鼠αB-crystallin含量高于运动非针刺组大鼠（P<0.05）。运动针刺24h组血清CK显著低于运动即刻组（P<0.01）；运动24h组与运动即刻组相比，血清CK值无显著性差异（P>0.05）。结论：1）针刺可促使运动诱导的αB-crystallin蛋白进一步表达，可能是针刺促进运动导致的骨骼肌损伤提前恢复的机制之一。2）针刺通过加强骨骼肌超微结构损伤修复促使血清CK含量提前恢复至24 h水平。

关键词：离心运动；αB–crystallin；CK；针刺

中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1006-2076（2014）04-0063-05

Abstract：The purpose of this study was to explore the effects of acupuncture on αB-crystallin and serum CK after an exhaustive eccentric exercise.Methods： Male SD rats were randomly divided into 2 groups，sedentary group and exercise group，and exercise group was divided into non-acupuncture group and acupuncture group.The exercise group was conducted exhaustive eccentric exercise，while acupuncture group acupuncture. Then immunohistochemical and colorimetric methods were used to compare αB-crystallin and serum CK of each group. Results：Compared with the non-acupuncture group，the expression of αB-crystallin in acupuncture group was increased（P<0.05）.Serum CK measured immediately after exercise was higher than that with acupuncture 24 h after exhaustive eccentric exercise group （P<0.01）， but compared with non-acupuncture group， there was no significant difference（P>0.05）.Conclusion：1）Acupuncture induced the expression of αB-crystallin further， which might be one of the mechanisms of damaged skeletal muscle recovering earlier. 2） Acupuncture made the recovery time of serum CK move up and back to 24 h level by enhancing the repair of the damaged skeletal muscle.

Key words：exhaustive eccentric exercise；αB-crystallin； CK； acupuncture

离心运动可导致骨骼肌受损，其症状表现为肌膜受损，肌节扭曲，Z线变宽、轮廓模糊，甚至Z线部位断裂，部分骨架蛋白降解，这极可能造成损伤的肌纤维和未损伤的肌纤维纠缠在一起形成收缩结（contraction clot）[1]，致使损伤面积扩大。如何使离心运动导致的骨骼肌超微结构损伤快速恢复，一直是运动医学界关注的焦点和难点问题。研究发现[2]，针刺能使离心损伤的骨骼肌超微结构在短时间内迅速恢复正常，可通过加强运动受损骨骼肌中收缩蛋白的合成，使其合成与降解的趋势达到平衡，最终达到修复受损骨骼肌的作用。αB –crystallin（αB晶体蛋白）作为小热休克蛋白中的一种，其具有保护骨骼肌的骨架及肌原纤维蛋白的作用也已被广泛的证实[3]。而血清CK是细胞外液中的一种大分子蛋白，它是评价骨骼肌微细结构损伤的敏感指标，骨骼肌损伤引起血清中CK含量升高。

山东体育学院学报第30卷第4期2014年8月黄巧婷，等一次力竭离心运动后大鼠骨骼肌αB-晶体蛋白的变化及针刺对其影响No.4 2014 本研究拟通过建立一次力竭性离心运动模型，并对运动后大鼠的腓肠肌给予针刺干预，检测腓肠肌内αB-crystallin、血清CK 含量的变化，来探讨针刺是否可通过调节αB–crystallin的含量而发挥其保护作用，为针刺促进损伤肌肉的恢复提供理论依据。

3分析与讨论

3.1针刺对一次力竭离心运动后骨骼肌αB–crystallin的影响

热休克蛋白（HSP），根据其分子量、等电点不同，将HSP分成5大类或家族，分别为小分子量HSP家族、中等分子量HSP家族、HSP70家族、HSP90家族、HSP110家族，每个家族又有多个成员组成。HSP对机体受到多种应激后的细胞损伤与修复起着关键的作用，防御多种应激对细胞造成的损伤，如复性或高温引起的蛋白变性，修复低氧、缺血、氧化应激等引起的蛋白损伤。αB晶体蛋白即αB –crystallin，热休克蛋白中的一种，是存在于所有生物体中的一个保守的结构域。由90个氨基酸残基组成，能够与细胞内各组分（蛋白质、细胞核、细胞骨架元件、膜）进行相互作用，以维持细胞的稳定。

一次力竭性离心运动可导致骨骼肌超微结构发生可逆性变化，主要表现为Z线部位断裂，部分骨架蛋白降解。骨架蛋白是骨骼肌细胞中具有重要功能的结构，主要包括三种，即细胞膜骨架、肌节内骨架及肌节外骨架。其中肌节外骨架中desmin蛋白（中间丝蛋白，细胞骨架蛋白中的一种，是研究运动性骨骼肌细胞微损伤的敏感指标）常与αB–crystallin、plectin及骨骼肌细胞一起在Z线附近组成一个有组织的网络结构，此结构与相应的细胞膜、细胞核及细胞器一起限制肌节在肌肉舒缩活动中的过度牵扯，保护在机械应激过程中保护肌原纤维结构的完整[6]。

Timothy[3]等的研究发现，小鼠离心收缩后即刻趾长伸肌desmin和膜骨架蛋白dystrophin丢失，伴随HSP25和 αB-crystallin增加并移位到Z盘及细胞膜附近，推测HSP25和αB-crystallin可能具有稳定或修复骨架蛋白的作用。高前进[7]等发现未经训练大鼠在进行大强度定量离心运动后即刻，骨架蛋白Desmin含量显著降低，αB – crystallin则表现为平行的显著增加趋势。最近有研究发现[8]，一次性力竭离心运动后即刻、12 h、24 h组腓肠肌HSP70蛋白表达水平均明显增高，且HSP70蛋白表达于运动后即刻增加最明显，随后逐渐下降。提示运动后增多的HSP70可能在保护和促进细胞恢复中，发挥着重要的作用。

超习惯负荷的肌肉工作所引起收缩蛋白的解聚或降解优势导致收缩结构改变和解体，此时工作肌的收缩蛋白和结构蛋白分解代谢大于合成代谢，经过适当的休息和调整，收缩蛋白的合成加强即刻自行恢复。针刺对治疗骨骼肌损伤和延迟性肌肉酸疼具有很好的疗效。卢鼎厚[2]等人在研究了针刺对大负荷运动后骨骼肌超微结构变化恢复的促进作用后，研究了针刺对骨骼肌蛋白代谢的影响。指出，针刺促进运动后骨骼肌收缩结构和功能的恢复是通过调整或促进运动后骨骼肌收缩蛋白的转化或其分解代谢与合成代谢的平衡实现的。

王瑞元的研究显示，针刺可以促进一次力竭性离心运动后骨骼肌MHC基因和α- actin基因表达的恢复[9-10]。还有研究显示，针刺能够增加热休克蛋白70在脑组织中的表达是针刺治疗急性脑出血的一个重要机制[11]。一次力竭性离心运动后，针刺能诱导热休克蛋白70在骨骼肌中的进一步表达[8]。以上研究结果提示，针刺可以促进运动后骨骼肌损伤的提前恢复，同时针刺可以促进机体热休克蛋白的高表达，可能是其发挥保护作用的内在机制。

本研究结果显示，一次力竭性离心运动后，运动组大鼠随着运动时间的延长，αB-crystallin含量显著增加。提示运动后αB-crystallin增加，可能对骨骼肌也发挥着重要的保护作用。其作用机制推测可能有两个方面，一是运动诱导αB-crystallin增加，增加的αB-crystallin通过与骨架蛋白相互作用，使骨骼肌抗机械外力损伤的能力增强[12]；二是运动诱导增加的小热休克蛋白还参与了骨骼肌收缩蛋白或骨架蛋白的修复。一次力竭性离心运动后，运动针刺即刻组、运动针刺12 h 组及运动针刺24 h组大鼠αB-crystallin含量均高于运动即刻组、运动12 h组、运动24 h组，但仅有运动针刺12 h 与运动12 h组间具有显著差异。提示在运动诱导αB–crystallin表达增加的基础上，使用针刺可以使其表达进一步增高。表明针刺可能通过某种机制可刺激机体αB–crystallin表达的增加，从而加快受损骨骼肌的修复。

3.2针刺对一次力竭离心运动后骨骼肌CK的影响

肌酸激酶（CK）广泛分布于人体各组织细胞内，与细胞内能量运转、肌肉收缩、ATP再生密切相关，可催化肌酸磷酸化，生成ATP和磷酸肌酸。正常情况下，细胞外液CK浓度是细胞内液的1/1000～1/10000，CK作为大分子蛋白，不能直接进入循环系统，而由损伤组织细胞中泄露出的CK通过细胞间隙液进入淋巴液，最终参与血液循环[13]。因此，血清CK升高提示组织细胞的通透性增强或细胞膜破坏，尤其是肌纤维膜通透性异常或肌纤维损害为主。离心运动导致骨骼肌超微结构的变化，崔玉鹏[13]等研究显示血清CK活性越高，MRI信号越强，骨骼肌机械损伤越严重。张蕴琨等研究结果表明，力竭性游泳后小鼠血清CK活性显著上升，表明力竭性运动使肌组织产生一定程度的损伤，肌细胞膜通透性增加，肌肉酶逸出增多，血清CK活性提高[14]。

本实验结果发现，一次力竭离心运动后即刻，血清CK水平最高，随后逐渐降低，表明力竭性运动后肌细胞膜通透性增加，肌细胞中酶逸出增多，血清CK活性升高，随着运动后时间的延长，机体自我修复能力加强，降低了肌细胞通透性，血清CK活性降低。一次力竭离心运动即刻后，针刺组大鼠血清CK值显著高于非针刺组，而12 h后，针刺组血清CK值低于非针刺组，提示针刺对大鼠骨骼肌产生了一定的刺激，血清CK值增高，随后针刺加强骨骼肌超微结构损伤修复提高了血清CK的清除率。另外，运动针刺24 h组血清CK显著低于运动针刺即刻组，运动24 h组与运动即刻组相比血清CK值无明显差异，表明针刺针刺通过加强骨骼肌超微结构损伤修复加速了血清CK的清除速率，促使血清CK含量提前恢复至24 h水平。

3.3小结

本研究通过针刺动物模型对大鼠进行预处理，发现针刺组大鼠腓肠肌αB–crystallin、血清CK与非针刺组相比呈现不同的变化趋势。针刺组大鼠αB–crystallin含量均高于非针刺组，且随针刺后时间的延长，逐渐递增。血清CK在运动针刺即刻最高，随后下降，24 h后又略有上升。与运动后即刻血清CK相比，运动后12 h组和24 h组都非常显著性降低。李俊平[8]等人通过针刺模型使大鼠HSP70升高，减轻了力竭离心运动后骨骼肌缺血再灌注损伤，这与本实验结果相似。而心肌中，预热应激处理可以诱导HSP70、αB-crystallin表达升高，而且这种表达量升高与心肌缺血再灌注后梗死面积减少、肌肉功能改进以及CK泄漏减少相关[15]。这些研究与本研究所得结果基本一致。所以说针刺可能通过某种内源性机制刺激机体内αB–crystallin的表达，增强与骨架蛋白desmin及plectin形成的网格结构，修复受损骨骼肌。而本研究结果中血清CK的变化趋势可以证明αB–crystallin对受损骨骼肌确实有修复作用。

4结论

4.1一次力竭离心运动可诱导大鼠腓肠肌αB-crystallin蛋白表达增高，且随恢复时间的延长有增加趋势。

4.2针刺可促使运动诱导的αB-crystallin蛋白进一步表达，可能是针刺促进运动导致的骨骼肌损伤提前恢复的机制之一。

4.3针刺通过加强骨骼肌超微结构损伤修复促进血清CK含量提前恢复至24 h水平。

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