不同强度运动对SD大鼠肾细胞凋亡程度的对比分析

不同强度运动对SD大鼠肾细胞凋亡程度的对比分析作者简介：常宁，西安体育学院研究生部许波，西安体育学院武术系重竞技教研室，助教摘要：目的：从肾细胞凋亡角度检测不同强度运动模式对肾组织的影响从而揭示运动训练对组织的损伤机制。方法：健康SD大鼠30只，随机分成安静对照组（C），中等强度运动组（M）和大强度运动组（H）。每组10只。不同强度训练12周后取材，采用tunel法检测肾细胞凋亡程度。结果：与对照组（C）相比，大强度运动组（H）肾细胞凋亡程度明显（p0.05）。结论：大强度运动能诱导SD大鼠肾细胞过度凋亡增加，而中等强度运动可能对SD大鼠的机体产生有益的效果。关键词：细胞凋亡；强度；运动大量的研究证实，激烈运动可以介导细胞凋亡，主要体现在激烈运动通过改变机体内部的某些因素，诱导淋巴细胞和骨骼肌细胞凋亡的发生和发展。Hoffman-GoetZ（1999）等研究结果提示，不同的训练方式的确可以诱导细胞凋亡，但是，运动刺激是促进还是降低细胞凋亡，可能与运动方式有一定的关系1。国内学者周未艾（1999）等2，王长青（2002）等3，李雷（2002）等4研究提示，细胞凋亡可能参与了运动性疲劳的发生和发展在上述研究中发现，运动是否诱导细胞凋亡，负荷强度是一个关键因素。因此，本文将力图通过观察SD大鼠在不同运动负荷游泳长期运动模型中，肾细胞凋亡的特征、发生和发展变化规律，为探讨机体与运动相适应的机理提供必要地理论依据。1.材料与方法1.1研究对象及分组选用健康SD雄性大鼠30只（8周龄，体重170g190g，购于西安交通大学医学院动物研究管理中心），以国家标准齿啮类动物饲养，自由饮食，实验期间室温保持2024，相对湿度为50%60%。自然光照，室内空气流通。将大鼠随机分为安静对照组（C），大强度运动组（H）和中等强度运动组（M），每组10只。大鼠购进后，适应性喂养1周，期间M及H组大鼠进行适应性游泳训练，每天约15min。1.2运动方案1.2.1运动方法本实验采用负重游泳训练法，水温2931，游泳池为高80cm，直径70cm，水深55cm的无毒圆形塑料桶。1.2.2游泳训练运动强度的确定先测定大鼠无负重力竭游泳时间，平均约2h，分别取其50%（1h）的值，确定为中等负荷。然后测定负重体重3%时大鼠力竭游泳时间，平均约为1.2h，取80%（1h）为大强度。1.2.3训练强度的安排安静对照组（C）不进行任何训练，饲养条件与运动训练组相同。中等强度运动组（H）：参照张钧等实验模型，大鼠每周训练6d，每天游泳训练1次，第一天下水游泳10min，以后逐日增加，至第1周末时每天游泳30敏，第2周末时每天游泳60min，并维持此运动强度直至游满11周。大强度运动组（H）：前3天，每天游泳30min，并在1周内延长时间至60min，训练1周后，对大鼠进行负重3%游泳训练，时间为60min。此后维持这一运动强度至第3周末，第4周开始对大鼠进行负重5%游泳训练，时间为60min，直至第11周末。1.3实验仪器与试剂徕卡荧光光学显微镜及其成像系统、小型染色缸、湿盒（塑料饭盒与纱布）、塑料盖玻片、吸管、各种规格的加样器及枪头等。Tunel试剂盒（罗氏公司）、PBS、双蒸水、二甲苯、梯度乙醇、DAB工作液、ProteinaseK工作液、苏木素、Dnase1等1.4取材采用2%戊巴比妥钠颈部注射，麻醉至理想状态后处死，颈部取血，离心取血清。切开腹腔后摘取肾组织，先称取重量后再生理盐水中漂洗干净，滤纸上将水分吸干，在冰块上选取理想不为进行纵切，将切片置入4%多聚甲醛中固定，24h后常规石蜡包埋。1.5细胞凋亡检测在荧光显微镜下，tunel阳性细胞为核内呈致密浓染的棕黄色亮点或棕黄色碎片，坏死细胞为质内黄绿色光减弱或消失，正常细胞核呈蓝色。荧光学显微镜（400）下每张切片随机观察6个视野，以莱卡显微图像分析软件测试每100个细胞中的平均阳性凋亡细胞数，即凋亡指数。求均值。1.6数据处理所有实验数据均用spss16.0统计软件处理，以平均数标准差MS表示各定量指标的平均值和离散程度，组间差异采用方差分析，取显著水平a=0.05。2.结果2.1大鼠肾组织的形态学观察正常的肾组织细胞核为球形或者卵形，其位置紧靠质膜下比较饱满，观察到质膜下细胞核出现细胞凋亡后的特殊形态。根据凋亡的细胞核呈现出不规则的形状，我们可以基本确定肾细胞发生了凋亡。2.2肾细胞凋亡结果使用tunel法检测，结果发现在安静对照组的细胞核及肾小管周围基本检测不到凋亡细胞，大强度运动组细胞凋亡明显且肾小管周围的凋亡细胞多于细胞核。中等负荷运动组细胞凋亡不明显且集中在细胞核中。3.讨论与分析3.1不同强度运动对SD大鼠肾组织形态的影响肾脏是维持内环境稳定的重要器官之一。本研究发现H组肾小管肿胀，刷状缘模糊，管腔内偶见脱落的细胞；肾小囊腔增大。其原因可能是由于在大强度运动下，机体运动器官血液流量增大，肾脏血流量下降，形成了“运动性肾缺血”，运动停止后，肾脏血供恢复，形成“运动性缺血再灌注”。3.2不同运动强度运动对SD大鼠肾组织细胞凋亡的影响细胞凋亡是基因调控下主动有序死亡的形式，是肾发生、发育及维持自身稳态必不可少的环节，同时也参与了病理情况下肾组织细胞的损伤和修复过程。细胞凋亡对组织内环境稳定起着重要作用。研究结果显示：未进行运动的大鼠肾细胞中亦有凋亡现象发生，但不明显；中等强度运动的大鼠肾细胞的凋亡率明显小于大强度运动大鼠细胞凋亡率；大负荷运动会导致大鼠肾细胞凋亡率增强，这与袁海平报道5的运动可诱导肝细胞凋亡的发生，且随运动强度的增加细胞凋亡率增加的研究结果相一致。实验还发现细胞凋亡主要在近曲小管周围发生，肾小球细胞凋亡不明显，说明大强度运动对近曲小管影响较大。近曲小管的功能主要是重吸收，近曲小管功能障碍可导致肾性糖尿、蛋白尿等产生。4.结论（1）中等强度、大强度运动都能对SD大鼠肾组织细胞的凋亡产生影响。（2）大强度运动对大鼠肾细胞凋亡的诱导作用比较高，并导致肾组织在形态学上的改变。（3）本研究结果仅是对各种训练模式对大鼠肾细胞造成影响的一种假设，但是否各强度训练会对肾细胞造成差异影响，仍需大量的研究证实。（作者单位：1.西安体育学院研究生部；2西安体育学院武术系重竞技教研室）参考文献：1Hoffman-GoetzL，ZajchowskiS，AldredA.Impactoftreadmillexerciseonearlyapoptoticcellsinmousethymusandspleen.LifeSci，1999，64（3）：191-200.2周未艾，李肃反，吕丹云.不同跑速速度训练大鼠肌肉细胞凋亡的初步实验研究J.中国运动医学杂志，2002，21（4）：367370.3王长青等.游泳训练后大鼠骨骼肌细胞自由基代谢、线粒体膜电位变化与细胞凋亡的关系J.中国运动医学杂志，2002，