训练改变-内啡肽表达水平对运动员运动能力的影响

训练改变-内啡肽表达水平对运动员运动能力的影响

0阿片肽和非肽类质中的小肽内源性氨基酸盐酸盐（ols）是一种天然产生的氨基磺酸盐活性物质。它具有亚洲活性，与亚洲受体具有亲和力，包括亚洲物质和非晶态咖啡因。OLS能引起精神欣快感并具有镇痛作用,内源性阿片肽(EndogenousOpioidPeptides,EOP)是由大型的前体分子降解而成的小肽,包括最初发现的三个阿片肽家族,如脑啡肽(enkephalins)家族、内啡肽(endorphins)家族和强啡肽(dynorphins)家族,后来又分离出的许多新的阿片肽。其中内啡肽家族中最主要的是β-内啡肽(β-endorphin,β-EP),与海洛因、吗啡等产生的嗜好行为相似。1脑氧肽免疫反应β-内啡肽源于前阿黑皮素(POMC)系统,由其C末端31个氨基酸组成,在脑组织和胃肠道均能合成、分泌。前阿黑皮素在垂体前叶和中间部、下丘脑、杏仁核、丘脑室周核、脑桥延髓部及导水管周围灰质中有很高的含量,脊髓中也有。关于β-内啡肽免疫反应阳性细胞在脑内的分布已有大量的报道。认为β-内啡肽能神经元的胞体分布于下丘脑基底部和孤束核中,在下丘脑主要分布于弓状核及其临近地区,向吻侧可延伸到视交叉后区,向外侧延伸到腹内侧和腹外侧区,部分胞体可位于腹内侧核中。少量阳性胞体可见于乳头体上交叉与下丘脑后区之间。Bloom等报道β-内啡肽免疫阳性神经元与脑啡肽神经元系统彼此分开,而Watson等则观察到β-内啡肽、β-LPH(β-促脂解素)和ACTH(促肾上腺皮质激素)共存于弓状核的同一神经元内,α-MSH(黑素细胞刺激素)和β-内啡肽也可共存于一个神经细胞内。β-内啡肽合成部位主要为下丘脑的基底部和延髓孤束核,并有纤维投射到下丘脑室旁核、正中隆起等许多部位,共同参与调节作用。有资料认为,杏仁核中央核内不仅含有丰富的β-内啡肽,而且存在大量的β-内啡肽结合点。β-内啡肽免疫反应阳性纤维呈串珠状,主要分布于下丘脑的室周核、背内侧核及未定带腹侧。室旁核的内侧、背侧及小细胞亚核、乳头体上核、前乳头体腹侧核、结节区等处也有少量阳性纤维。下丘脑弓状核区的β-内啡肽能神经元,发出纤维投射到下丘脑的正中隆起、视前区、终纹核、室旁核、杏仁核及中隔,并延第三脑室壁向前向上,然后投射到中脑导水管周围灰质、脑桥的蓝斑核、臂旁核。另外在延脑孤束核内也有β-内啡肽神经元。2属和脑内分布的分布1973年在哺乳动物脑内发现3类阿片受体的存在,它们分别是μ受体(含409个氨基酸)、δ受体(含407个氨基酸)和κ受体(含398个氨基酸),各种受体又分多个亚型。随后又研究发现,脑内至少存在五种具有不同效应的阿片受体,即μ、δ、κ和ξ、σ等,并且同一类受体也有显著的动物种属和脑内分布的差异。研究发现与美味食物摄取相关的阿片受体主要是μ和δ受体,与条件性味觉厌恶(CTA)有关的已知是μ和κ受体。μ受体广泛分布于前脑、中脑和脑干,参与痛觉及感觉运动整合作用。δ受体在脑内的分布相对集中,主要分布在与情感等行为有关的边缘系统,可能与欣快感和情感反应有关。大鼠侧脑室内微量注射选择性δ受体拮抗剂可抑制大鼠对糖精溶液的摄取,但不影响其对蔗糖溶液的摄取,表明δ受体调节没有营养作用的单纯味觉刺激。有研究发现内源性阿片肽对不同阿片受体有一定的选择性,但三类阿片肽与三型受体之间却没有严格的对应关系。β-内啡肽与μ及δ受体均有很高的亲和性,脑啡肽主要选择δ受体,强啡肽主要倾向于选择κ受体,但与μ及δ受体也有一定的亲和力。β-内啡肽和亮脑啡肽作用于μ和δ受体产生奖赏作用,导致欣快、满足感觉。而强啡肽作用于κ受体产生相反的“厌恶作用”,导致动物的回避行为。有人认为,存在一种ε型受体,对β-内啡肽有特殊亲和性。3内源性阿片对情绪的影响内啡肽具有多种生理功能,例如调节应激、疼痛、体温、饮水、摄食和奖赏、学习记忆、情绪变化以及作为神经递质的神经激素等,认为内啡肽是一种天然的快乐之源。β-内啡肽作为主要的内阿片样物质,其最大特性是它在哺乳动物中有缓解疼痛的能力,即参与痛觉信息调制。另外,与μ受体结合发挥有刺激摄食活动的功能。不少实验表明,食物美味(palatability)或嗜好性味觉刺激与脑内阿片肽,特别是β-内啡肽的功能活动密切相关。β-内啡肽的神经元和纤维分布在与味觉传导路以及边缘系统有关的核团内。下丘脑是产生β-内啡肽的重要部位,哺乳动物食欲受到下丘脑的综合调节,提示β-内啡肽可能参与味觉调制以及欣快、报酬行为等情绪调节活动。正常情感和情绪的维持也与内源性阿片样物质有关。在动物的抑郁模型中,甲硫氨酸脑啡肽、亮氨酸脑啡肽、吗啡及脑啡肽酶抑制剂均表现出治疗作用;纳络酮则加重抑郁症状。这表明抑郁症可能与阿片系统的功能降低有关。阿片系统功能降低可能导致孤独症,这些病人血浆和脑脊液中的β-内啡肽含量减少。研究表明,健康人血浆β-内啡肽含量高代表着情绪稳定。一般认为,阿片系统在学习与记忆,尤其在条件性位置偏爱(conditionedplacepreference,CPP)和条件性位置厌恶(conditionedplaceaversion,CPA)中有重要作用。在大鼠腹侧被盖区及导水管周围灰质中注射吗啡可导致CPP,而同一脑区注入纳络酮可导致CPA,向其他脑区注射则没有这种效应。在其他几种学习模型中,也均有阿片参与。阿片还影响记忆的保持过程,μ受体、δ受体和κ受体激动剂均可抑制已形成的条件反射,提示阿片机制不利于记忆的保持。但另一方面,阿片的依赖和渴求本身又是一种最强烈和持久的记忆过程。内源性阿片肽对垂体后部激素的分泌有抑制作用,尤其对FSH和LH分泌的抑制。相反,内源性阿片肽可以刺激GH和PRL的分泌。4阿片肽在体育锻炼中的降解运动会导致内源性阿片肽,尤其是β-内啡肽和β促脂解素浓度的显著增加。运动导致的内源性阿片肽变化的具体生理意义还不清楚,但是β-内啡肽可以使人产生欣快感,增加对疼痛的耐受力,改变食欲,降低焦虑、紧张的情绪。训练者运动中内源性阿片肽的降解速度低于普通人,利于增强运动员对超长距离运动的耐受力。有研究表明,跑台运动可以引起大鼠下丘脑弓状核和中脑导水管周围灰质内的β-内啡肽含量增加;跑步过程中大鼠海马内β-内啡肽阳性产物也表现出显著增加;而且运动也可以导致血浆中含有β-内啡肽的免疫细胞释放β-内啡肽,引起血清中β-内啡肽的含量增加。4.1游泳与血浆-内啡肽的变化实验研究表明,运动训练能影响β-内啡肽表达水平,而且,运动强度、运动时间不同对β-内啡肽的影响程度和变化趋势产生不同效果。吴卫兵等人为探讨不同负荷训练对大鼠下丘脑和血浆β-内啡肽含量的影响,将大鼠随机分为4组,对照组、45min训练组、90min训练组和90min+5%体质量尾负荷组。结果发现90min训练组和90min+5%体质量尾负荷组下丘脑β-内啡肽含量均升高,与对照组比较差异有显著性意义;而90min训练组和90min+5%体质量尾负荷组血浆β-内啡肽含量均降低,与对照组比较差异有显著性意义。实验结果表明,不同运动负荷对β-内啡肽应答的影响不同;通过不同的运动负荷可以合理地调节下丘脑和血浆中β-内啡肽的含量,有利于调节机体机能和提高运动能力。极限负荷时运动持续时间和运动水平密切相关。矫玮以小鼠为实验对象,研究了不同强度和时间的游泳对血浆和下丘脑β-内啡肽水平的影响。结果表明:力竭游泳使下丘脑分泌β-内啡肽减少,血浆β-内啡肽水平降低,运动持续时间越长降低的越显著。这可能是由于极限负荷运动使动物产生厌恶情绪,或者长时间的过度训练造成疲劳、机能下降,进而引起β-内啡肽表达水平下降。β-内啡肽在下丘脑或血液中的表达水平是否可以作为评定运动性疲劳的一个敏感指标尚有待于进一步研究。有研究报道极限负荷运动后β-内啡肽分泌水平与最大耗氧量显著相关,与呼吸频率呈显著的负相关。提示β-内啡肽对呼吸频率、最大耗氧量的维系也存在着调控作用。静力训练同样也可以影响β-内啡肽的表达水平。在探索静力训练对大鼠β-内啡肽及其前体前阿黑皮素(POMC)基因表达的影响时,将168只大鼠随机分为静力训练高(A)组、中(B)组、低负荷(C)组,动力训练(D)组,绑缚(E)组和正常(F)组6组,六周后,分别检测安静和运动后即刻下丘脑、垂体、血浆β-内啡肽及下丘脑POMCmRNA含量。结果发现静力训练和动力训练均可以提高下丘脑POMC基因转录水平,但静力训练提高了安静和运动后中枢β-内啡肽含量及下丘脑POMC基因转录水平。说明启动内源性β-内啡肽的基因表达可能是静力训练效应的内在机制之一。上述实验结果提示,根据运动项目特点的需要合理安排运动负荷量可以调节下丘脑和血浆中β-内啡肽含量,有利于提高运动水平,促进其机能恢复。并且注意在训练过程中调节运动员情绪,让运动员心情愉快地参加训练、不厌恶训练内容,才能能动性地调整自身状态,发挥最大潜能挑战极限。4.2电针镇痛作用的机制β-内啡肽的镇痛作用比吗啡更加明显,因此不同运动形式产生的β-内啡肽可以起到缓解疼痛、增强机体对疼痛的耐受力的作用。梁繁荣研究发现不同针法的镇痛后效应与其调节中枢镇痛物质β-内啡肽的含量有关,并且观察了炎症局部痛阈、脑干中5-羟色胺含量、下丘脑β-内啡肽含量。结果得知电针能提高痛阈并能维持60min以上;提高下丘脑β-内啡肽含量并维持30min以上;提高脑干5-羟色胺含量并维持此效应30min以上。提示电针镇痛后效应有其客观的中枢机制。蔗糖味觉刺激引起β-内啡肽释放,可与阿片类物质镇定、镇痛作用联系起来,应用于临床治疗。新生儿对痛觉比成年人敏感,在血液取样时表现出显著的痛觉反应,新生儿期的反复剧烈疼痛引起长时间的行为变化。口腔内给以蔗糖可以减轻对新生儿临床采血时的哭叫反应,在摄取蔗糖和采血之间的最有效间隔是120s,这与蔗糖刺激引起内源性阿片样物质释放的时间相一致,提示蔗糖的味觉传入,引起β-内啡肽释放,从而发挥镇痛、镇静作用。NakagawasaiO等人研究发现,压力止痛法主要生理机制是大鼠通过跑台运动引起ARC、PAG内的β-内啡肽释放增加,β-内啡肽含量的增多抑制了疼痛的感觉。由炎症引起的疼痛,可以诱导含有β-内啡肽的免疫细胞向病灶区域迁移,并且释放β-内啡肽,通过激活外周阿片受体以抑制疼痛。应用牵拉性运动可以引起β-内啡肽释放,能减轻运动中和运动后的肌肉酸痛。在运动后进行30min的电刺激,可以使肌肉酸痛明显低于非电刺激组,而且酸痛时间明显缩短,可能是由于穴位刺激引起内阿片肽的释放,作用于受体而发挥作用。由上述报道得知,适当的运动可以增加相关脑区或血液中β-内啡肽的浓度;而内阿片类物质可以发挥缓解肌肉疼痛、增强耐受力的作用以及调节运动员情绪达到欣快、不烦躁。上述作用均有利于消除运动员的疲劳,促进其恢复。4.3纳络酮可减少成为南果粉食物的抗剂大量实验研究得出β-内啡肽参与调节对美味食物的摄取,特别是那些富含糖和脂肪的食物的味觉反应和嗜好。肥胖和易饥饿病人对甜味和高脂肪食物的特殊偏爱,可能与内源性阿片系统有关。实验研究贪食女性组和正常对照组,给予静脉注射阿片拮抗剂纳络酮,让被试品尝20种糖和脂肪混合物,并允许自由选择摄取糖和脂肪含量不同的快餐食物,发现纳络酮降低贪食组和对照组的味觉嗜好,并且可以显著减少贪食者对快餐食物的总热量摄入,尤其对饼干和巧克力等甜味高脂肪食物,这种效果更为明显。而在对照组这种效果不明显,表现出对味觉嗜好和食物摄取的影响不一致的现象。在探讨针刺对肥胖机体下丘脑神经肽含量的影响的实验中,下丘脑β-内啡肽、神经肽Y(NPY)的含量与肥胖指标呈正相关,针刺治疗取得良好减肥疗效的同时,肥胖大鼠下丘脑β-内啡肽、NPY的含量明显下降,说明机体下丘脑β-内啡肽、NPY水平异常增高可能是产生肥胖的重要因素之一,针刺对肥胖机体下丘脑神经肽的良性调整作用可能是针刺减肥的重要作用机制。4.4运动锻炼对大鼠脑-内啡肽表达的影响无论是动物实验研究还是运动员自身经历,都不能否认运动训练对机体激素水平的调节作用。例如运动造成女运动员月经周期紊乱等现象的原因之一是由于内源性阿片肽对垂体后部激素分泌的抑制作用,尤其是对FSH和LH分泌的抑制所引起的。雌激素水平降低容易引起女运动员月经不调,从而造成骨质疏松、衰老提前等症状。设计运动性闭经大鼠模型观察不同动情周期、不同训练强度时雌性大鼠下丘脑促性腺激素释放激素(GnRH)和β-内啡肽免疫反应阳性细胞的定量变化。结果提示:急性运动时,下丘脑β-内啡肽含量降低,并在其他因素参与下,促使GnRH从下丘脑释放增多。长期力竭运动后,下丘脑GnRH和β-内啡肽仍进行释放,但相互作用机制尚需进一步探讨。中医在研究药物治疗因雌激素水平失调造成的衰老时,观察快速老化模型小鼠增龄过程中,下丘脑-垂体-卵巢(HPO)轴功能的变化,发现其动情周期和动情间期均明显延长,垂体LH水平显著升高,下丘脑β-内啡肽含量随增龄逐渐下降,卵巢雌激素受体α表达量明显低下。研究表明在衰老过程中所表现的进行性HPO轴功能紊乱与下丘脑肽类神经递质含量及卵巢雌激素受体α水平的变化具有密切关系。口服雌激素能降低垂体LH水平、显著提高下丘脑β-内啡肽含量,但是明显降低卵巢重量及卵巢雌激素受体α水平。因此可以应用运动锻炼能提高β-内啡肽表达水平这一机理来调节激