运动对饮食性高同型半胱氨酸血症大鼠血管内皮舒缩功能的影响

运动对饮食性高同型半胱氨酸血症大鼠血管内皮舒缩功能的影
响
郭娴;李亮;刘文波;曹建民;汪毅
【摘要】目的:研究游泳运动对高蛋氨酸饮食造成的高同型半胱氨酸血症大鼠血液同型半胱氨酸的影响,以及对血管内皮舒缩功能的影响.方法:健康雄性4周龄SD大鼠30只,每组10只,随机分为普通饮食组(C)、蛋氨酸饮食组(M)、蛋氨酸饮食运动组(MT).普通组喂食普通饲料,蛋氨酸组喂食3％蛋氨酸饲料.运动方式为第1周的第1天运动10 min,以后每天递增10 min,到第1周第6天增至60 min;第2周每天递增5 min,到第2周第6天增至90 min,以后的6周每天持续90 min的游泳.酶联免疫法测试血浆Hcy,放免法测试NO、总NOS、6-Keto-PGF1α和TXB2.结果:M组Hcy和TXB2显著高于C组(P＜0.01),同时M组NO、总NOS和6-Keto-PGFlα显著低于C组(P＜0.01),表明大鼠内皮舒缩功能出现紊乱.随着8周的游泳运动干预,MT组Hcy显著降低(P＜0.01),同时MT组的总NOS、6-Keto-PGFlα显著高于M组(P＜0.01),TXB2显著低于M组(P＜0.01),内皮舒缩功能有所改善.结论:8周的高蛋氨酸饮食可导致血浆Hcy显著升高,进而引起内皮舒缩功能障碍.但是通过8周游泳训练,能显著降低高蛋氨酸大鼠的血浆Hcy水平,提高总NOS 和6-Keto-PGF1 α含量,降低TXB2含量,改善内皮舒缩功能,预防动脉粥样硬化疾病的发生发展.
【期刊名称】《沈阳体育学院学报》
【年(卷),期】2014(033)005
【总页数】4页(P90-93)
【关键词】游泳运动;大鼠;血浆同型半胱氨酸;血管舒缩功能
【作者】郭娴;李亮;刘文波;曹建民;汪毅
【作者单位】北京体育大学运动人体科学学院,北京100084;宿州学院,安徽宿州234000;宿州学院,安徽宿州234000;北京体育大学,北京100084;北京体育大学,北
京100084
【正文语种】中文
【中图分类】G804.55
近年来，人们已经普遍关注由于肥胖引起的高脂血症对人体心血管功能带来的危害，但是临床研究发现冠心病人中高同型半胱氨酸血症却占一定的比例。

同型半胱氨酸水平的升高导致机体形成高同型半胱氨酸血症（Homocysteinemia，HH），在
一定程度上造成血管内皮细胞损伤加重，血管痉挛，进一步诱发了动脉粥样硬化病的发生［1］。

血管内皮功能的损伤与障碍是心血管病的形成和发展的主要原因，内皮功能的障碍一般表现为血管收缩与舒张障碍，纤溶、凝血功能障碍，血小板聚集功能障碍以及炎症细胞的粘附障碍。

运动能够有效改善血管内皮功能。

本研究旨在观察游泳运动对高蛋氨酸饮食造成的高同型半胱氨酸血症大鼠血浆同型半胱氨酸的影响，以及运动对与血管内皮舒缩功能相关的一氧化氮（nitric oxide，NO）、一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）、血栓素B2（Thromboxane b-2，TXB2）和6酮前列腺素F1α（6-keto-prostacylin F1α，6-Keto-PGF1α）的影响，进而为运动预防动脉粥样硬化和心血管疾病提供方法和依据。

1.1 实验动物及分组
健康雄性4周龄SD大鼠30只，购于北京大学医学部实验动物科学部（动物质量合格证编号为SCXK（京）2006-0008），体重为（120±5）g。

进行7 d的适应
性喂养后，随机将大鼠分为3组，包括普通饮食组（C），蛋氨酸饮食对照组（M），蛋氨酸饮食运动组（MT），每组10只。

在室温为20℃～26℃，湿度为45%～70%，昼夜节律控制，每日光照12 h（早8点～晚8点）条件下分笼饲养
8周。

普通饮食组的大鼠进行普通饲料的喂养，蛋氨酸组的大鼠按3%的比例添加L-蛋氨酸制成的蛋氨酸饲料喂养，共持续8周。

普通饲料和蛋氨酸饲料均购置于中国医
学科学院实验动物研究所，饲料合格证明编号为SCXK2006-0003。

饲料生产厂商为北京康蓝生物技术有限公司，批号为20090518。

1.2 运动方式
采用无负重的游泳运动，每周6天，共8周。

适应性地进行7天的游泳后开始正
式的训练方案。

第1周的第1天运动10 min，以后每天递增10 min，到第1周
周末增至60 min，第2周每天递增5 min，到第3周周末增至90 min，以后的
6周每天持续90 min的游泳，直到实验结束，见表1。

游泳池水深50 cm，水温（32±1）℃。

1.3 动物处理
第8周最后一天实验完成后，对大鼠禁食12 h，于第2天对大鼠进行宰杀。

大鼠
麻醉采用25%乌拉坦，按0.5 m l／200 g体重的计量进行腹腔注射。

待大鼠进入深度麻醉后，固定四肢及头部，75%酒精消毒腹部后剖开腹腔，用注射器腹主动
脉取血8 ml左右，一部分注入构橼酸钠抗凝试管中，以3 000 rpm离心10 mim，取上层血浆置-20℃冰箱保存，供测血浆同型半胱氨酸（Hcy），剩余部分血做特
殊消炎痛-EDTANa2的抗凝处理后待测血栓素B2（TXB2）和6酮前列腺素F1a （6-keto-PGF1a）。

1.4 指标测试方法
1.4.1 血浆同型半胱氨酸（Hcy）测定 Hcy测试采用酶联免疫吸附测试法
（ELISA），试剂盒由Adlitteram Diagnostic Laboratories，Inc USA提供，测试仪器为STAT FAX 2100全自动酶标仪（Awareness Technology A）。

测试原理：已知Hcy浓度的标准品、未知浓度的样品加入微孔酶标板内进行检测。

现将Hcy和生物素标记的抗体同时温育。

洗涤后，加入亲和素标记过的HRP。

再经过温育和洗涤，去除未结合的酶结合物，然后加入底物A、B，和酶结合物同时作用产生颜色，颜色的深浅和样品中的Hcy的浓度呈比例关系。

1.4.2 血浆NO、NOS测定测试采用比色定量法，试剂均由南京建成生物工程研
究所提供，仪器为721分光光度计。

NO化学性质活泼，体内代谢转化为硝酸盐
和亚硝酸盐，血清硝酸盐和亚硝酸盐浓度代表体内NO水平。

NOS催化L-Arg和分子氧反应生成NO，NO与亲核性物质生成有色化合物，在530 nm波长下测定吸光度，根据吸光度大小可以计算出NOS活力。

1.4.3 血浆6-keto-PGF1α与TXB2的测定 6-keto-PGF1α和TXB2的测试都采用放射免疫法，试剂盒由北京华英生物技术研究所提供，放免仪器为中国科技大学实业总公司生产的r-911全自动放免技术仪。

取一次性2 mL空针吸取消炎痛-EDTA·Na2约0.1 mL，快速静脉穿刺取血2 mL，即刻在空针内颠倒混匀，注入
试管内，4℃3 500 rpm／min离心15 min，分离血浆，放-20℃保存后进行测试。

1.5 数理统计法
数据以平均数±标准差（¯X±S）记录，用SPSS 13.0统计软件处理。

组间分析采
用单因素方差分析，显著水平P＜0.05，非常显著水平P＜0.01。

2.1 各组大鼠血浆同型半胱氨酸含量变化
由表2可知，各组都出现非常显著性差异。

与C组相比，M组Hcy含量出现非常显著性增加（P＜0.01），并且M组的平均值超过16μmol／L，是C组的两倍以上，说明M组产生了高同型半胱氨酸血症。

与M组相比，MT组出现了Hcy含
量的显著性降低（P＜0.01）。

2.2 各组大鼠血浆6酮前列腺素F1a、血栓素B2含量变化
由表3可知，与C组相比，M组出现了NO、总NOS和6-keto-PGF1αa含量的非常显著性降低（P＜0.01）。

经过8周的游泳干预后，与M组相比，MT组的总NOS和6-keto-PGF1α含量都出现了升高的现象，且有非常显著性差异（P＜0.01）；NO虽然出现了升高的趋势，但无统计学意义。

对于血浆TXB2的含量，与C组相比，M组出现了非常显著性的升高（P＜0.01）。

MT组较之M组出现了显著性的降低，具有非常显著性差异（P＜0.01）。

3.1 高同型半胱氨酸血症及其对内皮舒缩功能的影响
早在1996年，Mccully研究发现同型半胱氨酸的升高对动脉粥样硬化的发病有重要作用。

近年来，国内外专家逐渐达成共识，认为后天的营养因素造成的HH是导致动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）及其心血管疾病的独立危险因子［2-5］。

HH致内皮功能紊乱和AS的机制目前没有一致的结论，但是HH能够与内皮来源的NO反应生成S-亚硝基诱导NO的失活，进而造成血管舒张功能下降［6］，导致细胞功能障碍，内皮细胞对表面氧化的抵抗力减弱［7-8］。

前列环素（Prostscyclin 2，PGI2）和血栓素A2（Thromboxane a-2，TXA2）是花生四稀酸（achidonic acdi，AA）代谢的中间产物。

PGI2主要在内皮细胞合成，TXB2主要在血小板内合成。

PGI2的主要功能是舒张血管和抑制血小板的聚集，其在全血中半衰期较短，很快转变为性质稳定的6-keto-PGF1α。

TXA2其主要功能是收缩血管和促进血小板聚集，其半衰期较短，在全血中很快转变为性质稳定TXB2，所以测定6-keto-PGF1α和TXB2可反映内皮的收缩和舒张功能，同时反映血小板的聚集情况。

正常生理情况下，6-keto-PGF1α和TXB2的生成和分解处于动态平衡，但随着6-keto-PGF1α分泌的减少和TXB2分泌的增加，血小板聚集增强，可增加血栓形成的危险，进而诱发心血管疾病。

国内外相关研究表明，随着血浆Hcy增多以及自氧化过程中所释放的活性氧自由基增加，可导致6-keto-
PGF1α的降低、TXB2的增多，此时可出现血管舒张性下降、血小板聚集和活化增强，进而加剧AS的风险［9-11］。

Hcy的升高是增加血小板聚集，增强组织因子活性，促进血栓形成的重要机制。

本实验8周的高蛋氨酸饮食后，M组大鼠血浆Hcy水平显著升高，达到C组含量的两倍以上，说明本实验大鼠形成了HH。

随着血中Hcy的显著性升高，M组的NO、总NOS和6-keto-PGF1α显著低于对照组，同时TXB2比C组显著升高，这些变化都说明高蛋氨酸饮食造成了大鼠内皮舒缩功能的障碍，这一结果与杨波［12］的研究一致。

血管内皮能够分泌NO、内皮素-1和PGI2等，其中NO、PGI2作为血管的舒张因子，可以抑制平滑肌的增生，另外还能够发挥抗凝功能抑制血小板的聚集和活化。

随着血液中Hcy的升高，抑制NO的生成增加，同时抑制NOS的活性；Hcy升高带来的大量自由基的增加也影响了PGI2的正常产生与代谢，进而引起内皮功能障碍。

相关因素的叠加都可能进一步加剧大鼠发生动脉粥样硬化和心血管疾病的风险。

3.2 游泳运动对血浆Hcy和内皮舒缩功能的影响
李亮等［13］通过8周的渐增强度的游泳观察对大鼠血浆Hcy的影响，发现8周后大鼠的Hcy大大降低。

Rinder MR［14］等观察了适宜耐力训练对内皮依赖性舒张功能的影响，结果发现运动组血浆Hcy轻度下降，同时血管内皮功能改善。

本实验通过8周的递增有氧游泳训练后，MT组的血浆Hcy水平较M组出现了显著性下降，分析原因可能是由于运动增加了体内的B族维生素的含量，使得能够有更多的辅酶参加Hcy的代谢过程，从而降低了血浆中Hcy的水平。

国内研究者［15-17］倾向于运动锻炼通过改变内皮细胞的剪切应力，进而使细胞内的Ca2+增多，Ca2+通过钙调素激活NOS，提高血液中NO和NOS含量。

杨波等［18］研究表明，对高同型半胱氨酸血症大鼠进行8周游泳训练后，运动组大鼠与蛋氨酸组大鼠相比血浆TXB2含量显著降低，血浆6-keto-PGF1α显著增
加，并且出现了6-Keto-PGF1α／TXB2比值显著上升，说明PGI2／TXA2失衡得到了有效的控制。

李宁川等［19］对36名大学男生进行了不同强度的运动训练，实验发现中等强度的训练能够降低TXB2／6-Keto-PGF1α的比值进而预防血小板聚集。

张文姚等［20］在临床治疗中对冠心病患者进行了康复运动，发现患者的6-Keto-PGF1α／TXB2比值显著升高了32.81%。

证明冠心病患者经过康复运动能够改善PGI2／TXA2比例，更好地保护冠状动脉。

窦丽等［21］研究发现，高血压大鼠进行10周的游泳运动，可降低血浆TXB2的含量，提高6-Keto-PGF1α的含量，防止血栓的形成。

本实验的结果与上述研究类似，8周游泳锻炼后MT组的NO、总NOS和6-Keto-PGF1α都较M组有非常显著性的上升（P＜0.01），并且TXB2含量出现了非常显著性下降（P＜0.01），表明运动显著改善了PGI2／TXA2的平衡状态。

可能是长期的有氧游泳运动提高了机体抗氧化及清除自由基的能力，同时运动可能通过改善脂质过氧化的含量增加TXB2的水平，进而降低血管内皮细胞的损伤，这对于预防血栓形成，改善动脉粥样硬化疾病的进程有重要意义。

蛋氨酸摄入过多可造成高同型半胱氨酸血症，血液中同型半胱氨酸的升高可造成内皮舒缩功能的紊乱，加剧动脉粥样硬化形成危险。

通过持续8周的递增负荷游泳运动能够有效改善血浆中Hcy的水平，同时降低血浆中TXB2含量，增加NO、总NOS和6-Keto-PGF1α含量，进而改善PGI2／TXA2系统平衡，抵抗血小板聚集，保护血管内皮的舒缩功能。

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