不同训练方案对大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶的影响及其机制研究

摘要

对两月龄大鼠进行为期6周的不同训练方案，通过实验比较不同训练方案各组间大鼠心肌呼吸链复合体酶Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ以及与有氧代谢相关酶ICD（异柠檬酸脱氢酶），MDA（丙二醛），Mn-SOD(超氧化物歧化酶)和无氧代谢酶LDH（乳酸脱氢酶）活性的差异，不同训练方案组间大鼠心肌复合体酶Ⅰ第一个亚基ND1基因表达量的差异。探讨不同训练方案对提高机体呼吸链复合体酶活性以及运动能力的作用机制，得出最佳运动训练方案，为科学的指导运动员运动训练及增强运动员的运动能力提供科学依据。
　　实验方法：
　　选取2月龄雄性 wistar大鼠50只(购自甘肃中医学院)，生产许可证号为SCXK(甘2011-0001)，平均体重为226.1g±2.38g，随机分成5组，每组10只：即安静饲养组和耐力训练组、间歇训练组、耐力+间歇训练组、间歇+耐力训练组。跑台训练6周后，断头处死取心肌测定相关指标。所有数据均使用SPSS17.0统计软件进行统计学处理。
　　实验结果：
　　（1）实验前各组间大鼠体重差异均无统计学意义（P＞0.05）。实验后耐力训练组大鼠体重非常显著高于对照组（P＜0.01），间歇训练组非常显著低于对照组（P＜0.01），间歇+耐力训练组非常显著高于间歇组（P＜0.01），有氧+间歇训练组显著低于间歇+耐力组（P＜0.05）。
　　（2）不同方案的训练均会使大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅰ活性产生不同程度的提高。四种不同方案的训练方式中，耐力训练组（E）,间歇训练组（I）,耐力+间歇训练组（EI）,间歇+耐力训练组(IE)均使大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅰ的活性提高，与对照组之间进行比较均存在极显著性差异（P<0.01）；各训练组之间除耐力+间歇训练组（EI）与耐力训练组（E）之间比较存在显著性差异（P<0.05）其余训练组间进行比较可以看出各组之间存在着极显著性差异（P<0.01）这说明不同方案的训练均会对复合体酶Ⅰ产生影响。
　　（3）经过不同训练方案都可使大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅳ活性产生变化。与对照组C组比较，不同方案的训练组中大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅳ的活性均出现上升且具体变化趋势为：E(15.5)>I(14.4)>EI(12.3)>IE(10.6)。其中除间歇+耐力训练组(IE)与对照组（C）之间存在显著性差异（P<0.05），其余各训练组与对照组之间比较都存在显著性差异和极显著性差异（P<0.05， P<0.01）。间歇+耐力训练组(IE)只与I组间均存在极显著性差（P<0.01），耐力+间歇训练组（EI）与耐力训练组（E）间比较有显著性差异（P<0.05）但与间歇训练组（I）之间去无差异。同样间歇训练组（I）与耐力训练组（E）间比较也无显著性差异。
　　（4）不同方案的训练模式均会不同程度的对大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅳ活性产生影响。其中除间歇+耐力训练组(IE)与对照组（C）之间存在显著性差异（P<0.05），其余各训练组与对照组之间比较都存在显著性差异和极显著性差异（P<0.05，P<0.01）。间歇+耐力训练组(IE)只与I组间均存在极显著性差（P<0.01），耐力+间歇训练组（EI）与耐力训练组（E）间比较有显著性差异（P<0.05）但与间歇训练组（I）之间去无差异。同样间歇训练组（I）与耐力训练组（E）间比较也无显著性差异。
　　（5）不同方案的训练模式均会不同程度的对大鼠心肌ICD活性产生影响。其中不同方案的训练模式与对照组C之间存在显著性和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；四种不同方案的训练中，耐力训练组（E）与间歇训练组（I）和耐力训练+间歇训练组（EI）以及间歇训练+耐力训练组(IE)之间均存在显著性差异和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；间歇训练组（I）与耐力训练+间歇训练组（EI）和间歇训练+耐力训练组(IE)之间存在显著性和极显著性差异（P＜0.05， P＜0.01）。以上说明大鼠心肌ICD活性主要受间歇+耐力训练模式IE的影响。
　　（6）不同方案的训练模式均会不同程度的对大鼠心肌Mn-SOD活性产生影响。不同方案的训练模式与对照组之间均存在显著性和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）。不同训练方案模式间进行比较，耐力训练组（E）与间歇训练组（I）和耐力+间歇训练组（EI）以及间歇+耐力训练组(IE)之间均存在显著性差异和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；但是耐力+间歇训练组（EI）和间歇+耐力训练组(IE)与间歇训练组（I）比较不存在显著性差异（P＞0.05）；间歇+耐力训练组(IE)与耐力+间歇训练组（EI）之间进行比较也存在显著性差异（P＜0.05）。
　　（7）不同训练方案模式组MDA活性与对照组进行比较均存在显著性差异或极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；与耐力训练组（E）比较可以得出间歇训练组（I）、耐力+间歇训练组（EI）均与其之间存在显著性差异和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）但是其与间歇+耐力训练组(IE)进行比较之间存在的是显著性差异（P＜0.05），耐力+间歇训练组（EI）与间歇训练组（I）比较不存在显著性差异（P＞0.05），但是间歇+耐力训练组(IE)与间歇训练组（I）比较不存在显著性差异和极显著性差异（P＞0.05，P﹥0.01）；当间歇+耐力训练组(IE)与耐力+间歇训练组（EI）进行比较可以得出它们之间也存在的是显著性差异（P＜0.05）。
　　(8)不同方案的训练模式与对照组C之间存在显著性和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；不同方案的训练模式均对大鼠心肌LDH的活性有提高作用，分别为I（2.35）＞EI（1.99）＞IE（1.46）＞E（0.83）。通过方差分析:四种不同方案的训练中，耐力训练组（E）与间歇训练组（I）和耐力训练+间歇训练组（EI）以及间歇训练+耐力训练组(IE)之间均存在显著性差异和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）；间歇训练组（I）与耐力训练+间歇训练组（EI）和间歇训练+耐力训练组(IE)之间存在显著性和极显著性差异（P＜0.05，P＜0.01）。但通过以上结果说明大鼠心肌LDH活性主要受间歇训练模式（I）的影响。
　　(9)不同方案的训练组之间，间歇训练组（I）和耐力训练+间歇训练组（EI）以及间歇训练+耐力训练组(IE)与耐力训练组（E）间存在显著性差异（P<0.05）；间歇训练+耐力训练组(IE)和耐力训练+间歇训练组（EI）与间歇训练组（I）间也存在显著性差异（P<0.05）；耐力训练+间歇训练组（EI）与间歇训练+耐力训练组(IE)间也都存在显著性差异和极显著性差异（P<0.05）。这就说明每个不同的训练方案对大鼠心肌线粒体复合体酶Ⅰ第一个亚基ND1基因的表达量都有明显的提高作用。但是IE组是最有利于大鼠心肌线粒体复合体酶Ⅰ第一个亚基ND1基因的表达。
　　结论：
　　（1）中等强度的有氧训练能够促进大鼠的生长发育，而大强度的间歇训练会抑制大鼠的生长发育使其体重显著降低。
　　（2）文中的四种不同训练方案均能对心肌线粒体呼吸链复合体酶产生影响使其活性不同程度的升高，但是其中又以间歇+耐力训练使其复合体酶的活性升高的效果相对最好。
　　（3）在间歇+耐力训练训练模式下，大鼠心肌线粒体呼吸链复合体酶Ⅰ的亚基ND1基因的表达量最高。
　　（4）心肌线粒体呼吸链复合体酶的活性受到其调控的基因表达量的影响，即基因表达量越高呼吸链复合体酶活性越高，并且不同程度的受到LDH活性的影响，即LDH活性升高复合体酶活性受到抑制。