运动热应激对大鼠淋巴细胞凋亡氧化应激机制的影响

辽孝ｇ压Ｍｅ亏院零搪２０１１　Ａｐｒ．３２Ｊ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｍｅｄｉｅａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　（２）　一，　１０５　

运动热应激对大鼠淋巴细胞凋亡氧化应激机制的影响　

汪君民　，赵阶祥　

（１．福建体育职业技术学院，福建福州３５０００３；２．沛县初级中学，江苏徐州２２１６００）　

摘要：目的探讨运动热应激大鼠淋巴细胞凋亡氧化应激的机制。方法健康的雄性ＳＤ大鼠３６只，随机　分为４组，每组９只，即对照组、热应激组、运动纽和运动热应激组。实验后测定各组大鼠外周血中氧自由基　ＭＤＡ浓度、ＳＯＤ活性、淋巴细胞凋亡及其相关调控基因表达的变化情况。结果８周热应激可对大鼠的产生显　著的影响，同时可诱发大鼠体内产生大量的氧自由基，也导致外周血淋巴细胞凋亡显著增加，且其发生与相关　调控基因的表达一致；８周的中等负荷的运动训练可降低大鼠体内自由基ＭＤＡ的浓度，提高ＳＯＤ的活性，也可　以抑制外周血淋巴细胞的凋亡，且其发生与相关调控基因的表达一致；中等负荷运动训练可拮抗热应激诱发的　大鼠淋巴细胞凋亡，且其发生与相关基因表达的变化一致。结论　中等负荷运动训练拮抗热应激导致的大鼠淋　巴细胞凋亡的机制可能是，中等负荷的运动训练通过降低热应激对机体造成氧化应激损伤的反应强度，影响相　

关凋亡调控基因表达，从而降低大鼠淋巴细胞的凋亡。　关键词：热应激；运动训练；中等负荷；氧化应激；淋巴细胞凋亡　中图分类号：Ｑ９５４．６　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４～０４２４（２０１１）０２—０１０５—０５　

Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｓｐｏｒｔｓ　ａｎｄ　Ｈｅａｔ　ｏｎ　Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　Ｓｔｒｅｓｓ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　

Ｒａｔｓ’Ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ　Ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　

ＷＡＮＧ　Ｊｕｎｍｉｎ　，ＺＨＡＯ　Ｊｉｅｘｉａｎｇ　

（１．Ｆｕｊｉａｎ　Ｓｐｏｒｔｓ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｆｕｚｈｏｕ　３５０００３　Ｃｈｉｎａ；　２．Ｐｅｉｘｉａｎ　Ｍｉｄｄｌｅ　Ｓｃｈｏｏｌ，Ｘｕｚｈｏｕ　２２１６００　Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ　Ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｓｐｏｒｔｓ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｏｎ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｒａｔｓ’ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ　ａｐｏｐｔｏ—　ｓｊｓ．Ｍｅｔｈｏｄｓ　３６　ｈｅａｌｔｈｙ　ＳＤ　ｍａｌｅ　ｒａｔｓ　ｗｅｒｅ　ｒａｎｄｏｍｌｙ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｆｏｕｒ　ｇｒｏｕｐｓ，ｔｈａｔ　ｗｅｒｅ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｇｒｏｕｐ，ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｇｒｏｕｐ，ｔｈｅ　ｓｐｏｒｔ　ｇｒｏｕｐ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｐｏｒｔ～ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓｅｄ　ｇｒｏｕｐ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｔｈｅ　ｒａｔｓ　ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅｉｒ　ＭＤＡ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｒｅｅ　ｒａｄｉｃａｌｓ　ｉｎ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　ｂｌｏｏｄ，ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ，ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｒｅｇｕ—　ｌａｔｉｏｎ　ｇｏｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｅｉｇｈｔ　ｗｅｅｋｓ’ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｈａｄ　ａｎ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｒａｔｓ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｌａｒｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｒｅｅ　ｒａｄｉｃａｌｓ　ａｐｐｅａｒｅｄ　ｉｎ　ｒａｔｓ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｌｅｄ　ｔｏ　ａｎ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ｉｎ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　ｂｌｏｏｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｉｄｅｎｔｉｃａｌ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｇｏｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｅｉｇｈｔ　ｗｅｅｋｓ’ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅｘｅｒ—　ｅｉｓｅ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ＭＤＡ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｒｅｅ　ｒａｄｉｃａｌｓ　ｉｎ　ｒａｔｓ，ｉｎｃｒｅａｓｅ　ＳＯＤ　ａｃｔｉｖｉｔｙ，ａｎｄ　ｉｎｈｉｂｉｔ　ｔｈｅ　ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ｉｎ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　ｂｌｏｏｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｇｏｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅｘｅｒ—　ｃｉｓｅ　ｍｌ　ｇｈｔ　ａｎｔａｇｏｎｉｚｅ　ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｇｏｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ　Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｍｏｄｅｒａｔｅ　ｅｘｅｒｃｉｓｅ　ｔｒａｉｎｉｎｇ’Ｓ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ａｎｔａｇｏｎｉｚｉｎｇ　ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ　ｍｉｇｈｔ　ｂｅ　ｔｈａｔ　ｂｙ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｏｘｉｄａｔｉｖｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ｉｎｊｕｒｙ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｇｏｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｉｔ　ｃａｎ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　ｏｆ　ｒａｔ’Ｓ　ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｅａｔ　ｓｔｒｅｓｓ；ｓｐｏｒｔｓ　ｔｒａｉｎｉｎｇ；ｍｅｄｉｕｍ　ｌｏａｄ；ｏｘｙｇｅｎ　ｓｔｒｅｓｓ；ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅｓ　ａｐｏｐｔｏｓｉｓ　

机体对热和运动都会产生应激反应，在热环境　

中运动应激被称为运动热应激。运动热应激是运动　

应激、热应激和心理应激的综合反应，它们共同作　

用，相互影响，严重影响机体的健康和竞技能　力　¨。国内外学者主要集中于运动或热应激对机　

体免疫机能的单方面研究上，对运动中热应激的研　

究也只是局限于机体的一些生理、生化指标上，从　

运动和热应激双重因素对机体免疫指标的变化情况　

基金项目：２００９年福建省教育厅课题，编号为：ＪＢ０９２８５。　作者简介：汪君民（１９７５），男，江苏省赣榆县人，讲师，在读博士研究生，主要研究方向为运动生理学。

　辽宁医学院学报２０１１年４月，３２（２）　

研究较少。本文观察大鼠在运动和热应激双重因素　

条件下的淋巴细胞凋亡氧化应激机制。　

运动热应激的适应可以通过训练获得，单纯的　

热习服及单纯的有氧适应，可能会改善运动热应激　下机体的运动及体温调节能力，有氧适应可使耐受　

的极限体温增高及持续时间延长。但理想的运动热　

应激适应必须是运动应激与热应激同时施加于运动　

员机体才能获得　Ｊ。　

关于体育锻炼对热应激机体免疫功能的影响研　

究结果表明，适宜的体育锻炼可以通过交感神经　

（ＳＮＳ）、下丘脑——垂体——肾上腺（ＨＰＡ）系统　

和神经肽的介导，拮抗热应激对机体淋巴细胞活　

性、淋巴细胞含量和亚群、细胞因子以及神经肽的　

影响，从而维持机体免疫功能的稳定，保持机体的　健康　Ｊ。但是对于在免疫功能中扮演重要角色的　

淋巴细胞凋亡及其调控基因的影响尚无相关的研究　

涉及。　

本研究通过对ＳＤ大鼠进行中等负荷强度游泳　

训练，并施加热应激，测定大鼠、外周血氧自由基　

ＳＯＤ活性和ＭＤＡ含量以及淋巴细胞凋亡及其相关　

调控基因表达的变化情况，探讨热应激、体育运动　

及其交互作用对机体的影响，为进一步研究人在热　

环境中体育锻炼，如何增强免疫力、拮抗淋巴细胞　

凋亡提供实验依据。　

１材料与方法　

１．１实验动物及喂养　

健康雄性ＳＤ大鼠３６只，随机分为４组，即对　

照组、热应激组、运动组、运动热应激组，每组９　

只。分笼饲养，每笼１只，饲养温度１５～１６℃，　

国家标准固体混合饲料喂养，自由进食。　

１．２实验方法　

（１）运动条件：训练方式采用跑台运动，常　

规适应性喂养３　ｄ，大鼠进行慢跑适应，速度为ｌ０　

ｍ／ｒａｉｎ，每次不超过５　ｍｉｎ，共进行２　ｄ，２　ｄ后分　

别以１０　ｍ／ｍｉｎ、１５　ｍ／ｍｉｎ速度各跑５　ｍｉｎ。运动训　

练及运动热应激大鼠适应性训练后休息２—３天，　

即进行正式训练，训练采用运动强度为７０％～　

７５％ＶＯ，Ｉｎａ．ｘ渐增负荷运动模型。具体运动负荷训　

练方案见表１。（２）热应激方案：参照仇乃民　创　

建的热应激模型方法，使人工气候室保持在干球温　

度为（３８．５－ｔ－Ｏ．５）ｃＩＣ，湿球温度为（３５－４－１）ｃＣ。　

实验区与饲养区温度、光照条件一致。（３）分组　

和训练方案：对照组（Ｃ）：平时不运动，饲养条　

件与训练组相同。热应激组（Ｈ）：进入人工气候　室，但不运动；每天１次，每次２　ｈ，持续８周。　

运动组（Ｔ）：常温条件下，每天训练１次，每次　

６０　ｍｉｎ，共８周。运动热应激组（ＴＨ）：进入人工　

气候室，每天１次，每次２　ｈ，同时跑台训练１次，　

每次６０　ｍｉｎ。持续８周。　

表１大鼠递增运动负荷训练方案　

１．３取材　大鼠在末次热应激后２４　ｈ，戊巴比妥钠腹腔麻　

醉，从腹腔主动脉取血。　

１．４指标测定　

１．４．１开场行为测定（Ｏｐｅｎ—ｆｉｅｌｄ　ｔｅｓｔ）　末次　

热应激后或末次训练后２４　ｈ，将动物置于７５　ｃｍ　Ｘ　

６５　ｃｍ×４７．５　ｃｍ周壁为黑色，底面被分成面积相　

等的２５块组成的有底旷场里。实验室隔音，光照　

６Ｏ　ｗ。观察３　ｍｉｎ内大鼠由底面中心开始跑动穿越　

底面的格数、后肢站立（包括前肢扶壁和悬空）　

次数　。　

１．４．２　ＳＯＤ活性和ＭＤＡ含量的测试ＳＯＤ活性　

采用黄嘌呤氧化酶法测定，ＭＤＡ采用ＴＢＡ缩合比　

色法测定。测定仪器为７５２一紫外分光光度计。　

１．４．３淋巴细胞凋亡测试采用Ａｎｎｅｘｉｎ—Ｖ／ＰＩ　

双染色法测定。测定仪器：ＬＤＺ５—２型台式离心　

机，美国ＢＤ公司生产的ＦＡＣＳ　Ｃａｌｉｂｕｒ和Ｃｅｌｌ　Ｑｕｅｓｔ　

软件。　

１．４．４　Ｂｃｌ一２及Ｂａｘ基因表达变化检测采用免　

疫组织化学检测。随机选取２０—２５高倍视野计算　

每个高倍视野中央０．０８　ｍｍ　Ｘ０．０８　ｍｍ计数视野细　

胞共ｄ００个细胞中的阳性细胞数，分别计算Ｂｃｌ一２　

和Ｂａｘ阳性细胞百分率。　

１．５统计学处理　

开场行为、血液中ＳＯＤ活性值、ＭＤＡ含量以　

及流式细胞仪检测淋巴细胞凋亡量和基因表达结果　

数据和用ｘ±ｓ表示，所有数据由ＳＰＳＳ１６．０软件分　

析处理；采用单因素方差分析及ＬＳＤ法检验组间　

差异显著性。　

２结　果　

２．１

　有氧运动对心理应激衰老大鼠开场行为的影