平板、上下20°坡运动对大鼠膝关节软骨基质合成代谢及炎症因子mRNA表达的影响

摘要

目的：观察平板、上下20°坡跑步运动对大鼠膝关节软骨细胞Ⅱ型胶原、蛋白聚糖(Aggrecan)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素1β(IL-1β)以及基质金属蛋白酶3(MMP-3)mRNA表达的影响。
　　 方法：16周雄性Wistar大鼠24只，初始体重300-330g。采用随机数排序法，分为非跑步运动组与跑步运动组。非跑步组大鼠，即自由活动组(n=6)笼养；跑步组大鼠先以固定距离(1000m/d)和固定速度(1000m/h)行适应性平板训练15天，然后再分为3组(6只/组)，分别以-20°、0°、+20°的坡度按上述训练距离与速度行跑步训练30天。每天一次，每周记录大鼠的体重一次。连续训练45天后，大鼠快速断髓处死，刮取右膝关节面软骨至冻凝管，液氮冷冻保存。提取软骨组织mRNA，用实时定量荧光反转录聚合酶链式反应(Realtime RT-PCR)法测定Ⅱ型胶原、蛋白聚糖、TNF-α、IL-1β以及MMP-3 mRNA的表达量。
　　 结果：⑴跑步组大鼠体重随时间变化呈现“U”型曲线，先减轻，后逐渐增加。在训练至第4周时，体重下降至最低点。整个过程中，非跑步组大鼠体重无明显变化。在训练结束时，上坡组大鼠体重较下坡组及自由组大鼠体重明显减轻(p＜0.05)。⑵大鼠膝关节软骨基质mRNA的表达量：跑步组大鼠膝关节软骨中Ⅱ型胶原的mRNA表达量较自由活动组均有显著下降(P＜0.01)，上坡组较下坡组下降显著(P＜0.05)，而平板组与上坡组、平板组与下坡组之间无统计学差异；跑步组大鼠膝关节软骨中Aggrecan的mRNA表达量较自由活动组均有显著下降(P＜0.01)，上坡组与平板组较下坡组下降(P＜0.05)，上坡组与平板组之间无统计学差异。⑶大鼠膝关节软骨炎性因子mRNA的表达量：跑步各组大鼠膝关节软骨中炎性因子TNF-α、IL-1β、MMP-3 mRNA表达量较自由活动组显著升高(P＜0.05)。上坡组大鼠膝关节软骨中TNF-αmRNA水平较平板组与下坡组升高更显著(P＜0.01)，平板坡组较下坡组升高(P＜0.05)；上坡组、平板组和下坡组三者之间大鼠膝关节软骨中IL-1β mRNA表达量无统计学差异；上坡组大鼠膝关节软骨中MMP-3 mRNA表达量较平板组与下坡组升高显著(P＜0.01)，平板组较下坡组升高(P＜0.05)。
　　 结论：连续不同坡度长时间跑步后，大鼠膝关节软骨存在不同程度的损伤。与平板运动相比，上坡运动膝关节软骨的损伤作用较重，而下坡运动的损伤作用则轻。

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