不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練中一氧化氮對大鼠骨骼肌鐵代謝的影響.pdf

1、中長跑是典型的周期性耐力項目，有氧氧化供能占主導(dǎo)地位。因此氧的攝取和利用效率是影響骨骼肌產(chǎn)生ATP的重要因素。紅細(xì)胞中的血紅蛋白是運氧的重要載體，骨骼肌中肌紅蛋白接受并貯存血紅蛋白運載的氧，線粒體是有氧代謝的主要場所，電子傳遞鏈中的細(xì)胞色素水平影響有氧代謝能力。鐵參與了血紅蛋白、肌紅蛋白和細(xì)胞色素等物質(zhì)的合成，因此機體鐵狀態(tài)可以影響氧的轉(zhuǎn)運及線粒體產(chǎn)生ATP的能力，進而影響運動成績。對于中長跑運動員來說維持機體鐵穩(wěn)態(tài)尤其是骨骼肌的鐵含量

2、是十分重要的。目前的研究表明我國優(yōu)秀運動員仍存在運動引起的鐵缺乏，以至影響運動能力。關(guān)于運動中鐵代謝的變化進行了大量研究，但不同負(fù)荷的耐力訓(xùn)練對機體尤其是骨骼肌鐵代謝的調(diào)節(jié)機制尚不明確。最新的研究成果表明一氧化氮(NO)可調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞和人白血病細(xì)胞的鐵代謝。然而目前尚缺乏直接證據(jù)證明在運動中NO對骨骼肌細(xì)胞鐵代謝究竟有何影響，其調(diào)節(jié)機制還缺乏深入研究。本研究通過在體和離體實驗，研究NO對不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練過程中大鼠骨骼肌鐵代謝的調(diào)節(jié)機制。

3、觀察大鼠不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練后骨骼肌NO含量、骨骼肌鐵代謝變化及其相關(guān)關(guān)系，通過免疫蛋白印跡(Western Blot)觀察骨骼肌相關(guān)蛋白表達的變化。通過培養(yǎng)大鼠骨骼肌細(xì)胞，檢測外源NO對肌細(xì)胞攝鐵和釋鐵功能、鐵轉(zhuǎn)運蛋白表達的影響，闡明運動中NO對骨骼肌鐵代謝的調(diào)節(jié)機制。 研究方法： 在體實驗：雄性Wistar大鼠18只，體重300±10g，隨機分為對照組、適度運動組和過度運動組，每組6只。對照組大鼠不運動，適度運動組和過度

4、運動組大鼠分別進行不同負(fù)荷的遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練。5周后取材，測定血常規(guī)、機體鐵狀態(tài)、組織鐵含量及腓腸肌鐵代謝相關(guān)蛋白表達(TfR1、DMT1(IRE)、DMT1(non-IRE)和FPN1)、血清和腓腸肌一氧化氮合酶(NOS)活性及NO含量。 離體實驗：培養(yǎng)L6大鼠成肌細(xì)胞，實驗組加入0.5mmol/l的NO供體SNAP，對照組用基本培養(yǎng)基，孵育24小時后用同位素鐵55Fe測定鐵的攝取量與釋放量、鐵代謝相關(guān)蛋白表達(TfR1、DM

5、T1(IRE)、DMT1(non-IRE)和FPN1)。 研究結(jié)果： (1)不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練對大鼠體重的影響：經(jīng)過5周不同負(fù)荷遞增負(fù)荷的運動，過度運動組大鼠體重在第3周開始下降，到第5周末體重與對照組相比下降了19.18％(P<0.01)，適度運動組體重與對照組無顯差別。 (2)不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練對大鼠血常規(guī)的影響：過度運動組大鼠紅細(xì)胞(RBC)、血紅蛋白(Hb)和紅細(xì)胞壓積(Hct)與對照組比較分別下降了32.3

6、9％、32.05％和21，30％(P<0.01)，而適度運動組大鼠RBC、Hb和Hct均高于對照組和過度運動組(P<0.01)。 (3)不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練對大鼠機體鐵狀態(tài)的影響：適度運動組和過度運動組大鼠腓腸肌鐵含量均顯著高于對照組(P<0.01)，而適度運動組腓腸肌鐵含量顯著高于過度運動組(P<0.01)。與對照組相比，適度運動組大鼠血清鐵含量和轉(zhuǎn)鐵蛋白飽合度增加。過度運動組血清鐵含量、轉(zhuǎn)鐵蛋白飽合度、血清鐵蛋白、骨髓鐵含量均比

7、對照組和適度運動組降低。各組血清總鐵結(jié)合力和肝臟鐵含量沒有變化。 (4)不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練對大鼠腓腸肌鐵轉(zhuǎn)運蛋白表達的影響：適度運動組和過度運動組大鼠腓腸肌TfR1和DMT1(IRE)蛋白表達量均比對照組高，而兩組FPN1蛋白表達量均低于對照組(P<0.05)。適度運動組與過度運動組之間三種蛋白的表達量差異不具有顯著性。各組之間DMT1(non-IRE)蛋白表達量均差異不具有顯著性。 (5)不同負(fù)荷耐力訓(xùn)練對大鼠腓腸肌和血

8、清NO、NOS的影響：過度運動組血清NOS活性和NO含量顯著高于對照組和適度運動組(P<0.01)，腓腸肌NOS活性和NO含量顯著高于對照組(P<0.01)。適度運動組血清NOS活性和NO含量顯著高于對照組(P<0.01)，腓腸肌NO含量高于對照組(P<0.01)，對照組和適度運動組腓腸肌NO含量與腓腸肌鐵含量線性相關(guān)(r=0.81，P<0.01)。 (6) NO對L6細(xì)胞鐵代謝的影響：同位素測試結(jié)果顯示實驗組L6細(xì)胞鐵攝入量比

9、對照組高，鐵釋放量與對照組比較差異不具有顯著性。 (7) NO對L6細(xì)胞鐵轉(zhuǎn)運相關(guān)蛋白表達的影響：實驗組L6細(xì)胞TfR1、DMT1(IRE)蛋白表達量比對照組高(P<0.05)，F(xiàn)PN1蛋白表達量比對照組低(P<0.05)，而DMT1(non-IRE)蛋白表達量與對照組比較差異不具有顯著性。 結(jié)論： (1)適度運動可通過增加大鼠體內(nèi)NO，引起腓腸肌細(xì)胞膜上向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運鐵的蛋白(TfR1、DMT1(IRF))表達增

10、加，而向細(xì)胞外釋放鐵的FPN1表達降低，導(dǎo)致肌細(xì)胞內(nèi)鐵貯量增加。同時增加Hb含量，保證運動中骨骼肌細(xì)胞對氧和鐵的需求，促進有氧氧化的順利進行，使機體對運動產(chǎn)生有益的生理適應(yīng)。 (2)過度運動使大鼠體內(nèi)NO急劇增加，NO誘發(fā)機體貯存鐵重新分布，使腓腸肌內(nèi)鐵儲量明顯增加，但骨髓內(nèi)鐵貯量大幅減少，導(dǎo)致運動性低血色素。同時機體鐵儲量明顯降低。機體大量動員了骨髓中的貯存鐵，以保障骨骼肌的鐵需求，但并未動員肝臟貯存鐵，表明過度運動引發(fā)機體鐵