运动对去卵巢大鼠脑组织ATP酶活性的影响

【摘要】  　　目的：探讨运动对去卵巢大鼠脑组织ATP酶活性的影响。方法:雌性SD大鼠随机分为正常对照组（A组）、去卵巢组（B组）、运动组（C组）。A组行假手术，其余两组行双侧卵巢切除术，C组术后3个月开始为期3个月的运动治疗。治疗结束后观察大鼠脑组织ATP酶活性的变化。结果:去卵巢大鼠脑组织Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase和Ca2＋Mg2＋-ATPase活力均较正常对照组有明显降低（P<005），运动能提高去卵巢大鼠脑组织的ATP酶活性，Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase和Ca2＋Mg2＋-ATPase的活力与模型组有显著性差异（P<005）。结论:运动在一定程度上可以通过增加脑组织的ATP酶活性，来减少去自由基对脑组织的攻击，达到延缓去卵巢大鼠脑衰老的作用。

【关键词】  ATP酶 运动 去卵巢大鼠

　　Effects of exercise training on ATPase activity of　brain in osteoporotic rat

　　LI Mei，LI Shuang，SUN Hong-bing
   
　　(The People's Hospital of Sichuan Province,Sichuan,Chengdu 610072,China)
   
　　【Abstract】  Objective:To study the effects of exercise training on ATPase activity of brain in osteoporotic ratMethods:Female SD rats were randomly divided into the normal control (group A),ovariectomized group（group B）,exercise training group (group C),The rats of group A had a sham operation,while that of other two groups were ovariectomized3 months after operation,the rats had been treated by exercise training for 3 months Then the activity of ATPase was observed in the brain of all ratsResults:The activity of Na＋K＋-ATPase,Mg2＋-ATPase,Ca2＋-ATPase and Ca2＋Mg2＋-ATPase in the brain of osteoporotic rats was lower than that of normal control group（P<005）,exercise training can increase the activity of ATPase in the brain of osteoporotic rats, the activity of Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase和Ca2＋Mg2＋-ATPase in group C had  distinctive difference compared with the model group（P<005）Conclusion:Exercise training can reduce the free radicals' attack to brain through increasing of ATPase activity,to neutralize aging on brain in osteoporotic rats
   
　　【Key words】  ATPase; Exercise training;Osteoporotic rat

　　妇女绝经是一个自然现象。但绝经后的低雌激素状况对其靶器官，如脑、骨骼、皮肤、心血管和泌尿系统等有不利影响，将会给绝经后妇女带来许多生理和心理不适［1］。文献研究表明［2～4］，运动对缓解围绝经症状、预防绝经后妇女骨质疏松症和冠心病有一定作用。体育运动在许多疾病的预防、治疗和康复过程中均可发挥积极、明显的作用，有着独特的疗效，已引起人们的关注。为了探讨运动疗法是否具有防治绝经后妇女认知功能障碍的作用，本实验采用去卵巢大鼠动物模型，造成体内雌激素降低，模拟绝经后的功能变化，观察运动对去卵巢大鼠脑内ATP酶活性的影响, 分析其可能的作用机制，旨为运动疗法的开发和应用提供实验依据。

　　1  材料和方法

　　11  实验动物  选用6月龄健康雌性SD大鼠36只，体重250～300g，SPF级，购自广州中医药大学实验动物中心。

　　12  动物分组与饲养  36只大鼠随机均分为3组，分别为正常对照组、去卵巢组和运动组。常规分笼饲养，室温控制在（23±3）℃，相对湿度40％～60％，自由进食、饮水。

　　13  造模方法  用10%水合氯醛溶液按033ml/100g腹腔注射麻醉，正常对照组大鼠，行假手术，采用后背部脊两侧腹后壁切口，切除少量脂肪组织后立即关闭；其余各组大鼠均采用同样的手术入路，切除双侧卵巢，进行手术造模。

　　14  治疗方法  手术后正常饲养满75天后开始运动治疗，治疗时间为3个月。本实验模拟田径运动中周期性耐力跑的形式，参照Bedford［5］的动物负荷标准，采用段氏PT98型鼠类跑台进行运动训练。训练大鼠的运动强度逐渐加大，两周内达到设计负荷。开始跑速为12m/s，持续20分钟，坡度为0°，以后隔日增加运动强度3m/s，增加运动时间10分钟。两周后达到跑速每分钟20～22m，坡度为5°，每天1小时，每周连续训练5天，休息2天。

　　15  观察指标  治疗结束，处死实验大鼠，取小脑组织（冰上操作）制成2%组织匀浆，检测Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase、Ca2＋Mg2＋-ATPase的活力。ATP酶活性试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

　　16  数据处理  所有数据采用SPSS110统计软件进行方差分析、t检验。

　　2  结果
   
　　去卵巢大鼠脑组织Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase和Ca2＋Mg2＋-ATPase活力均较正常对照组有明显降低（P<005）。运动能提高去卵巢大鼠脑组织的ATP酶活性，Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase和Ca2＋Mg2＋-ATPase的活力与模型组有显著性差异（P<005）。见表1。

　　表1  运动对去卵巢大鼠脑组织ATP酶活性的影响（略）

　　注：与去卵巢组比较，▲P<001，△P<005；与正常对照组比较☆P<005

　　3  讨论
   
　　雌激素对中枢神经系统具有保护作用,并能影响学习和记忆过程。有研究报道［6］，绝经后妇女认知功能减退可能与卵巢萎缩、体内雌激素生成减少, 使脑内ChAT在mRNA水平上表达下降以及由此导致的乙酰胆碱生成减少有关。激素治疗（hormone therapy，HT）能够缓解绝经后的低雌激素症状，对骨质疏松症等低雌激素所致的相关病症有较好的干预作用，因此，HT曾被广泛应用。但自1998年以来，HERS、WHI和MWS等几大研究陆续报道了HT的前瞻性随机对照研究，其研究结果说明， HT不仅不能作为心血管疾病的预防，而且会增加脑卒中和血栓的危害，HT对改善认知功能的作用也无定论。此外，长期使用HT可能会增加患乳腺癌和卵巢癌的危险［1］。运动疗法在许多与低雌激素有关病症的预防、治疗和康复过程中均可发挥极明显的作用，并且有着安全、经济、方便等明显优势，已得到广泛认可，具有良好的应用前景。
   
　　ATP酶主要存在于组织细胞膜及细胞器膜上，是生物膜上的一种蛋白酶，它在物质运送、能量转化以及信息传递方面具有重要作用，可以维持细胞膜内外的离子平衡，保持细胞膜内外的离子浓度差，维持细胞的兴奋性和传导性，调节神经递质的释放及代谢。因此，该酶的活性已成为评价神经元质膜功能状态的标志之一［7］。Na+K+-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase、Ca2＋Mg2＋-ATPase具有载体和酶的双重作用，它们能催化ATP水解释放能量，并能利用此能量进行逆化学梯度转运离子，保持着Na+、K+、Mg2＋、Ca2＋的正常分布，是维持细胞功能正常和离子内环境稳定的物质基础。脑组织中Na+K+-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase、Ca2＋Mg2＋-ATPase活性，在维持神经元兴奋传导、突触传递等方面有着重要的生理作用［8～10］。
   
　　去卵巢大鼠动物模型，已被广泛应用于观察体内雌激素减少对机体功能活动影响的实验中。动物在去除卵巢后，血中雌激素水平明显降低，表明体内的雌激素主要来源于卵巢的分泌，其它部位产生的雌激素仅能维持在一个较低的水平。本实验对去卵巢大鼠进行周期性耐力跑训练，观察运动对去卵巢大鼠脑组织中Na+K+-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase及Ca2＋Mg2＋-ATP活性的改变，从亚细胞水平进行探讨低雌激素与脑组织ATP酶活性的关系，以及长期运动对绝经后妇女脑组织功能影响的作用机制。实验结果发现，去卵巢大鼠脑组织Na＋K＋-ATPase、Mg2＋-ATPase、Ca2＋-ATPase和Ca2＋Mg2＋-ATPase活力均较正常对照组有明显下降（P<005）。大鼠去卵巢后雌激素水平低下，脑组织的ATP酶活性显著降低，抗氧化能力减弱，脑细胞功能受到不良影响。本实验发现，运动刺激去卵巢大鼠，能有效抑制绝经后低雌激素造成的脑组织ATP酶活性的降低，有利于增加脑组织的能量供给，维持细胞内外正常的离子浓度梯度，进而保护细胞膜、线粒体等亚细胞器结构和功能的完整性，这对延缓绝经后脑组织功能衰退具有积极的作用。运动对去卵巢大鼠脑组织ATP酶活性的保护作用，证明了运动对绝经后神经内分泌的调节作用，可为临床上采用运动方法防治女性绝经后脑功能衰退提供依据。

【参考文献】
  　　［1］ 黄 薇.绝经后激素治疗的研究现状［J］.中华妇幼临床医学杂志,2006,2(4):184-187

　　［2］ 江雪芳,田丰莲,黄晓晖.围绝经期妇女运动对预防围绝经期综合征的影响［J］中国临床医学,2004,11(6)1091-1092.

　　［3］ Stamper MJ,Hu FB，Manson，et alPrimary prevention of coronary heart disease in women through diet and lifestyle［J］N Eng J Med，2000,343：16－22.

　　［4］ 李 爽,罗毅文,刘庆思,等.运动对Ⅰ型原发性骨质疏松症形成的干预［J］中国康复,2004,19(5):262－263

　　［5］ Bedford TC,Tipton CM,Wilson NC,et alMaximal oxygen consumption of rat and its changes with various experimental procedures［J］J Appl Physiol,1979,47:1278-1283

　　［6］ 田淑君,尹 岭,孙锦平,等.针刺对去卵巢大鼠脑内胆碱乙酰转移酶基因表达的影响［J］.生理学报,2004,56(4):498-502

　　［7］ 隆淑芬,黄秀深,罗玉熙,等.湿困脾胃证大鼠脑组织Na+-K+-ATP酶活性的实验研究［J］.成都中医药大学学报,2007,30(3):36－37.

　　［8］ 臧广悦.Na+,K+-ATP酶与运动和人体健康［J］.沈阳体育学院学报,2006,25(4):59-62.

　　［9］ 郝 洪,阮 耀.旱莲草对衰老小鼠组织ATP酶细胞形态及记忆的研究［J］.成都中医药大学学报,2007,30(1):25-30

　　［10］ 朱志安,张 红,李祖晟,等.促红细胞生成素对大鼠外伤脑组织线粒体ATP酶活性的影响［J］.上海交通大学学报(医学版),2007,27(11):1325-1327.

作者单位：四川省人民医院妇产科，四川 成都 610072；广州大学体育学院