李锋，广西民族师范学院体育系

摘要  目的：探讨游泳训练对大鼠心肌能量代谢相关酶类活性的影响。方法：选取8周龄雌性大鼠80只，随机分成对照组和训练组，训练8周后两组大鼠再各自随机分成安静、运动1h 、力竭即刻、力竭恢复12h、力竭恢复24h时5个亚组，分别于相应时刻处死取材，测定心肌琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）、肌酸激酶（CK）和Na⁺-K⁺-ATP酶活性。结果：SDH活性，各状态下训练组大鼠均低于对照组，且在力竭时显著低于对照组（P<0.01）；MDH活性，训练组在力竭即刻和24h恢复时显著高于对照组（P<0.05）；CK活性，训练组在力竭即刻、恢复12h和恢复24h时显著高于对照组（P<0 05）；Na⁺-K⁺-Atp酶活性，训练组在运动1h、力竭即刻、恢复12h和恢复24h时均高于对照组，但无显著差异。结果提示：游泳训练能促进大鼠心肌MDH、CK、Na⁺-K⁺-ATP酶等能量代谢相关酶活性升高，却使大鼠心肌胞浆中SDH活性降低，最终增强心肌有氧供能能力，提高运动能力。

关键词  大鼠；游泳训练；能量代谢；相关酶

运动的疲劳与恢复是人体运动过程中身体机能变化的重要环节，也是影响运动训练效果的重要因素，能量的充分供应及能源系统的快速恢复是维持运动及提高运动能力的基础和关键。因此如何提高机体的能量代谢水平，以保证正常训练和比赛中机体能量的供应始终是运动生理学研究的重点之一。在长时间的运动中，尤其心脏机能水平是影响运动能力大小的关键因素。本实验采用递增负荷游泳训练方式，对大鼠进行为期8周的游泳运动，通过观察大鼠对照组、训练组在安静、定量负荷、力竭即刻、力竭恢复12小时、力竭恢复24小时五种不同状态下与心肌能量代谢有关酶活性的变化，探讨递增负荷游泳运动大鼠对心肌能量代谢的影响，进而从能量代谢角度探讨延缓运动疲劳发生和促进疲劳恢复的机制。

材料与方法

1 1实验对象及分组

    选取8周龄雌性Wistar大鼠80只，体重200克左右，购于山东鲁抗医药股份有限公司，随机分为运动组和对照组，采用国家标准大鼠饲料喂养，自由饮水。

1 2实验方法

1.2.1运动方案

    运动组组大鼠采用游泳训练，训练桶高100cm、直径 70cm 的，水深 55cm，水温 32-35℃，每桶4只，先进行适应训练时间为15min/d，共6天。之后进行持续8周游泳训练，尾部负重为体重的3%，每周训练6天。第一周训练时间为30min，以后每周递增训练时间10min，最后一周每天训练100 min。周一上午称体重。

1 2 2取材

8周后，对训练组和对照组大鼠分别再分作安静、定量负荷、力竭运动即刻、力竭后恢复12h和力竭后恢复24h五个亚组，并于相应状态断头处死，迅速取出心肌，于冰生理盐水中洗净血液，滤纸吸干，剪取约0.3g，按W/V=1/9加入预冷的生理盐水，冰浴条件下匀浆后放置4℃的冷冻离心机，以3000rPm离心15min，取上清装入样品管中置-20℃冷藏待测。力竭运动标准为：大鼠沉入水面下10s不能自主浮出水面，且放在平板上无法完成翻正反射视为力竭^【1】。

1 2 3测试指标与方法

Na⁺-K⁺-ATP酶、苹果酸脱氢酶（MDH）、琥珀酸脱氢酶（SDH）、肌酸激酶CK试剂盒购于南京建成生物工程研究所比色法测定，各项指标的测定严格按照试剂盒说明书进行，并在实验之前进行预实验，测定完毕后按说明书计算所测指标浓度。

1 2 5实验数据处理方法

    所有数据以“平均数士标准差”(X(—)士S)表示，采用独立样本t检验，显著性差异水平P<0 05。所有统计学处理在SPSS13 0统计软件上完成。

实验结果

2.1大鼠游泳力竭时间的比较

两组大鼠游泳力竭时间比较B组游泳力竭时间明显延长(P<0 05)

表1 A、B两组大鼠游泳力竭时间的比较一览表

2.2不同状态下大鼠心肌SDH活性的变化

5种状态下，训练组大鼠心肌SDH活性均低于对照组，但无显著差异，力竭即刻状态训练组显著低于对照组（P<0.01）。

   表2不同状态下各组大鼠心肌SDH酶活性的变化一览表（单位U/mgprot）

2.3不同状态下大鼠心肌MDH活性的变化

    5种状态下，B组大鼠心肌MDH活性均高于A组，力竭即刻组和24h恢复组B组显著高于A组（P<0.05）。

表3不同状态下各组大鼠心肌MDH酶活性的变化一览表（单位U/mgprot）

2.4不同状态下大鼠心肌CK活性的变化

5种状态下，B组大鼠心肌CK活性均高于A组，力竭即刻、12h恢复组和24h恢复组显著高于A组（P<0 05）。

表4不同状态下各组大鼠心肌CK酶活性的变化一览表（单位U/mgprot）

2.5不同状态下大鼠心肌Na⁺-K⁺-Atp酶活性的变化

定量负荷组、力竭即刻组、12h恢复组和24h恢复组，B组大鼠心肌Na⁺-K⁺-Atp酶活性均高于A组，但无显著差异。

表5不同状态下各组大鼠心肌CK酶活性的变化一览表（单位U/mgprot）

3.分析与讨论

运动疲劳的出现会导致机体运动能力降低直至力竭。力竭是指肌肉或器官完全不可能维持运动^【2】。大鼠运动能力可以通过大鼠的力竭运动时间来体现，本实验结果显示（表1），训练组大鼠力竭运动时间明显长于对照组。说明长时间递增负荷耐力训练可以提高大鼠运动能力。

琥珀酸脱氢酶属膜结合酶，位于线粒体内膜，是三羧酸循环中唯一掺入线粒体内膜的酶，广泛存在于诸多脏器的线粒体中，正常情况下SDH位于线粒体内膜上，组织损伤时，线粒体肿胀、变性，线粒体膜通透性增加，基质水肿，SDH活性会发生变化，大量逸出细胞器，所以胞浆内SDH含量增加的多少是衡量组织损伤程度的一个重要指标^【3】。SDH大量逸出严重影响线粒体内三羧酸循环的顺利进行，能量代谢紊乱，机体出现疲劳。本实验研究结果显示，8周的递增负荷游泳训练改善了运动大鼠心肌的氧化代谢能力，明显降低组织损伤的程度，表现为细胞液中SDH活性降低，推测线粒体内SDH活性应升高。这与CamPbell^【4】、李燕玉^【5】等运动使大鼠骨骼肌及心肌线粒体SDH活性研究结果一致。苹果酸脱氢酶是机体有氧代谢途径中的催化酶之一，存在于胞浆和线粒体基质中，线粒体基质中的MDH可促进苹果酸到草酰乙酸的转化，而细胞质中的MDH可将草酰乙酸还原为苹果酸，后者通过线粒体内膜上的载体进入线粒体，参与苹果酸一天冬氨酸循环，维持酶促反应的动态平衡^【6】。本实验发现，经过8周的递增负荷耐力训练， 训练组大鼠MDH活性在不同状态下均较安静对照组大鼠有不同程度的提高（如表3），说明此实验方案对大鼠心肌细胞MDH活性有显著提高作用。

肌酸激酶又称磷酸肌酸激酶，与机体的能量代谢密切相关，它参与糖酵解的控制、线粒体的呼吸和肌肉的收缩供能，是机体ATP-CP 供能系统代谢的关键酶之一。人体骨骼肌、心肌、脑、平滑肌中都含有CK，以骨骼肌含量最多。CK是能量代谢的关键酶之一，其作用是催化三磷酸腺苷和磷酸肌酸之间高能磷酸键可逆性的转移。CK在心肌细胞中高表达，在心肌细胞的能量代谢和从ATP产生到利用的能量传递过程中起关键作用^【7】。关于运动对CK活性影响的研究较多，多见于血清中CK活力测定。CK是一种大分子蛋白质，正常情况下肌细胞膜结构完整、功能正常，CK极少渗透出细胞膜进入循环系统。大强度或力竭性运动后血清中CK活性会极具上升，说明运动导致肌细胞损伤，细胞膜通透性增加，大量CK蛋白分子渗透出细胞膜最终进入循环血液^【8】。血清中CK活性的变化往往表明心肌损伤程度，经常作为心肌损伤的标志酶。本实验结果显示，五种状态下，训练组大鼠心肌CK活性均高于对照组，且在运动过程，训练组大鼠心肌CK活力降低程度比对照组有明显减缓趋势。说明采取递增负荷的有氧训练方式可有效增强大鼠心肌组织的抗损伤能力，提高运动中大鼠心肌CK活力。

Na⁺-K⁺-ATPase是镶嵌在生物膜脂质双分子层中的一种蛋白质，具有载体作用和酶的活性，其活力的大小是细胞能量代谢及功能有无损伤的重要指标。它催化ATP水解，提供能量驱动Na⁺和K⁺对向运输，使细胞内蓄积高浓度的K⁺，而细胞外则为高浓度Na⁺状态。这种离子梯度的维持有着重要的生理意义，如在膜电位产生、调节细胞渗透压、为某些营养物质的吸收提供驱动力，以及在神经和肌肉细胞的冲动传导等方面起着重要作用^【9】.本实验，在大鼠运动及恢复过程中，训练组大鼠Na⁺-K⁺-ATPase均高于对照组大鼠，且训练组大鼠在运动过程该酶的降低趋势较对照组减缓。说明此实验运动方案可增强大鼠运动中Na⁺-K⁺-ATPase活性，对减少力竭运动时大鼠心肌损伤提高心肌能量代谢能力具有重要意义。

综上所述，递增负荷有氧耐力训练能促进大鼠心肌MDH酶活性的升高，减缓运动过程中其活性的降低，从而提高大鼠心肌有氧代谢的能力延缓疲劳的发生；可以增加与能量代谢相关的CK、Na⁺-K⁺-ATPase的活性，减缓运动过程中降低的速率及增加其恢复，从而提高大鼠能量代谢水平，提高运动能力并促进运动后疲劳的恢复；本研究显示，游泳训练使大鼠心肌SDH酶活性水平在各状态下均降低，其原因有待进一步探讨和验证。

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