（运动人体科学专业论文）力竭性运动对大鼠血浆心钠素、内皮素及心肌血供的影响.pdf

摘要 研究目的：通过研究1 i 同训练程度人鼠力竭性运动后，血清a n p 、e t 含量的变 化，同时观察彳i 同训练组火鼠运动后心肌组织的缺血状况，从而探讨力竭性运 动对大鼠心脏内分泌以及心肌血供的影响。， 研究方法：1 6 只雄性s d 大鼠( 18 5 + 2 5 9 ) ，随机分为三组：其中对照组( a 组) 4 只，无训练游泳力竭组( b 组) 6 只，长期耐力训练游泳力竭组( c 组) 6 只。安静对照组笼内生活，自由饮食；无i ) r t 练游泳力竭组适应性喂养一周后 进行一定的适应性游泳训练，之后与安静对照组饲养方式相同；长期酬力训练 游泳力竭组训练8 周，每周6 次。8 周后进行力竭性运动，运动后取大鼠血浆， 测定a n p 、e t 含量，取心肌组织，做光镜切片，观察缺血情况。 研究结果：力竭性游泳训练后，两力竭组大鼠血浆a n p 、e t 含量l j 对照组相 比发生显著性改变：1 与对照组相比，无训练游泳力竭组人鼠f l 浆e t 含量显著 上升，p 0 0 1 ，其变化率为2 0 3 ；血浆a n p 含量上升较为显著，p 0 0 5 ，变 化率为1 1 7 ；血浆e t 的上升幅度比血浆a n p 大。2 有训练游泳力竭组血浆 a n p 、e t 含量较对照组显著上升，其中血浆a n p 的变化率为3 0 1 ，与血浆e t 的变化率9 6 相比，变化幅度较大。3 两力竭组大鼠运动后血浆a n p 、e t 含 量也有显著性差异，p o 0 5 。4 两力竭组大鼠心肌组织皆有缺血现象发生，且 无训练组较训练组更为严重。 结论：长期耐力游泳训练可以使大鼠心脏结构及功能产生一定的适应性改变， 力竭性运动会造成大鼠心衄管内分泌活性物质a n p 、e t 拮抗功能的失调，并 造成心肌组织缺血。 关键词：力竭性运动心钠素内皮素 心肌缺f | ：l l a b s t r a c t p u r p o s eo fr e s e a r c h ：t h r o u g hs t u d y i n gt h eb l o o ds e r u m sa n p , e ts a l i n i t yc h a n g e o nd i f f e r e n tt r a i n i n gl e v e lr a t sa f t e re x h a u s t i n ge x e r c i s e ，s i m u l t a n e o u so b s e r v i n gt h e d i f f e r e n tt r a i n i n gg r o u pr a t sm y o c a r d i a li s c h e m i as t a t u sa f t e re x e r c i s e ，a n ds o d i s c u s s i n gt h ee x h a u s t i n ge x e r c i s e i n f l u e n c eo nc a r d i a ci n c r e t i o na n dc a r d i a c m u s c l eb l o o ds u p p l yi ns dr a t s r e s e a r c hm e t h o d ：s i x t e e nm a l es dr a t s ( 18 5 2 5 9 ) ，r a n d o m l yd i v i d e di n t ot h r e e g r o u p s ：c o n t r o lg r o u p ( ag r o u p ) i n c l u d ef o u r ，w i t h o u ts w i m m i n gt r a i n i n gg r o u p ( bg r o u p ) i n c l u d es i x ，l o n g t e r md u r a b i l i t y s w i m m i n gt r a i n i n gg r o u pfcg r o u p ) i n c l u d es i x c o n t r o lg r o u pl i v ei nt h ec a g ea n df r e ed i e t ；w i t h o u ts w i m m i n g t r a i n i n g g r o u pt a k e s3 0 m i na d a p t i v es w i m m i n gt r a i n i n gt h r e et i m e s ，a n dt h e nb r e e d i n gl i k e t h eq u i e tc o n t r o lg r o u p ；l o n g t e r md u r a b i l i t ys w i m m i n gt r a i n i n gg r o u pt r a i n se i g h t w e e k s ，s i xt i m e si ne v e r yw e e k l h er a t sc a r r yt h ee x h a u s t i n ge x e r c i s ea f t e re i g h t w e e k s ，t a k i n gr a t s p l a s m at om e n s u r et h ea n p , e t c o n t e n ta f t e rp u tt od e a t h ，t a k i n g t h ec a r d i a cm u s c l et i s s u et om a k et h es l i c eo fo p t i c a lm i c r o s c o p e ，o b s e r v i n gt h e i s c h e m i as t a t u s r e s e a e hr e s u l t ：a f t e re x h a u s t i n gs w i m m i n ge x e r c i s e ，t w oe x h a u s t i n gg r o u p sr a t s p l a s m aa n p , e tc o n t e n tb yc o m p a r i s i n gt oc o n t r o lg r o u po c c u rs i g n i f i c a n c e c h a n g e ：1 c o m p a r i s o nt ot h ec o n t r o lg r o u p ，w i t h o u ts w i m m i n gt r a i n i n g e x h a u s t i n gg r o u p sp l a s m ae tc o n t e n te v i d e n c ea s c c n d i n g ，p 0 叭t h er a t eo f c h a n g ei s2 0 3 ；t h ec h a n g eo f t h ep l a s m a a n pi se v i d e n c e ，p 0 。0 5 ，t h er a t eo f c h a n g e i s1 1 7 0 ；t h ee x t e n to f t h e p l a s m a e t i s l a r g e r t h a n t h ep l a s m a a n p s 。2 t h e p l a s m aa n p , e t c o n t e n to f t h el o n g t e r md u r a b i l i t ys w i m m i n gt r a i n i n gg r o u p c o m p a r i n gt h ec o n t r o lg r o u ph a se v i d e n c ea s c e n d i n g ，a n dt h ep l a s m aa n pr a t eo f c h a n g ei s3 0 1 c o m p a r i n gt op l a s m ae t sr a t eo fc h a n g ei n96 t h ec h a n g e 皂 e x t e n ti sl a r g e r 3 t w oe x h a u s t i n gg r o u p s r a t sp l a s m aa n r e t c o n e n th a v eg o t s i g n i f i c a n tc h a n g ca f t e re x e r c i s e p 0 0 5 4 t w oe x h a n s t i n g g r o u p 8 。8 t 8 。3 。d 1 8 。 m u s c l et i s s u eo c c u rt h ei s c h e m i ap h e n o m e n a ，a n dt h e w i t h o u tt r a i n i n gg r o u p1 3m o 。e s e v e r i t y ， c o n e l u s i o n ：l o n g _ t e md u r a b i l i t ys w i m m i n gt r a i n i n gc o u l di n s p i r e t h er a t s 。“。d i 8 。 s t m c t u r ea n df u n c t i o nw i t hd e f i n i t ea d a p t i v ec h a n g e ，t h ee x h a u s t i l l g e x e r c i s e 。e 8 t 。8 t h er a t s ，c a r d i a ce n d o e r i n ef u n c t i o nm a l a d j u s t m e n t ，a n dl e a d t ot h ec a r d i a cm u s c l e t i s s u ei s c - h e m i a k e y w o r d s ：e x h a u s t i n g e x e r c i s ea n pe tm y o c a r d i 8 li 8 。h 。i n i a 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下独立进行研究工作取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容和致谢的地方外，论文中不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：奎堡日期：2 0 0 6 年5 月8 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解武汉体育学院有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机 构送交论文，并编入有关数据库。 作者签名：奎堡导师签名：日期：2 0 0 6 年5 月8 日 武汉体育学院硕士学位论文 1 i 【j 一 刖f 舌 长期以来，运动与心血管系统的关系一直受到运动界的普遍重视。人们认 为运动可以影响和锻炼心血管系统，而心血管系统则通过自身调节作用来适应 人体运动的需要，从而提高人体机能。全面和详细的了解运动时心血管结构和机 能的变化规律对于运动生理学研究具有重要的理论意义。 自1 9 8 4 年发现心钠素( a n p ) 以来，人们对心血管内分泌功能的研究一直 没有间断，现已证明心脏和血管还可以产生和分泌内皮素( e t ) 、血管紧张素i i ( a n g i i ) 等多种激素和生物活性物质。这种研究结果大大扩展了经典内分泌的 理论，使人们认识到除神经内分泌、激素内分泌以外，心血管系统也具有相对 对立的内分泌系统。心血管活性物质是心血管内分泌物质的统称，它是心血管 系统的调节物质，正常情况下，体内活性物质维持相对平衡状态，但当机体应 激发生时，心血管活性物质分泌增加，通过调节动脉血压、心率、心排出量以 及各组织的血流量来适应当时新陈代谢的需求。 运动是一种强烈的刺激，它对心血管活性物质具有明显的影响，短时间内 它可打破心血管活性物质原有的平衡状态，使活性物质增加或减少，从而有效调 节心血管系统以适应人体运动的不同需求。但长时间的力竭性运动则引起平衡 紊乱的进一步加剧，可能会造成运动疲劳、心血管调控功能失常，甚至局部缺 血等不良反应。因此，研究运动时心血管活性物质的变化，探索心血管活性物 质在力竭性运动中的变化规律，可能对于揭示运动导致机体力竭的可能机制等 体育科研的重大理论问题有一定的意义。本文力求通过研究力竭性运动后不同 李伟：力竭性运动对大鼠血浆a n p 、e t 及心肌血供的影响 训练程度大鼠血清a n p 、e t 含量的变化，同时观察运动后不同训练组大鼠心肌 的缺血状况，探讨力竭性运动对大鼠心脏内分泌以及心肌血供的影响。 武汉体育学院硕士学位论文 二、文献综述 2 1 心钠素在运动训练中的研究与进展 2 1 1 心钠素的发现 1 9 5 5 年著名的解剖学家k i s c h “1 最早应用电子显微镜观察到豚鼠的心房肌 细胞内含有一些类似内分泌颗粒的特殊的分泌颗粒，称为致密体。以后 i a m i e s o n 和p a l a d e 又进一步指出，这种致密体主要分布在哺乳动物的心房肌 细胞内，故称它为心房性特异颗粒。现已证明这种特殊颗粒是心钠素在心肌细 胞中的贮存部位嘲。1 。几乎所有哺乳动物以及人的心房肌细胞都有这种特殊颗 粒。1 9 8 3 年底d e b o l d 等从大鼠的心房组织中提取、分离和纯化出心钠素。1 9 8 4 年初美国的c u r r i e 和日本的m i s o n o 实验室又从人的心房组织中提取、分离和 纯化心钠素。从而确定了心钠素的基本结构为2 8 个氨基酸组成的多肽。1 9 8 5 年美国的l u v a q u e 等人又成功地克隆出心钠素的e d n a ，并建立了心钠素d n a 文 库“1 。心钠素分布广泛，应用特异性放射免疫和免疫组织化学的方法证明，在体 内的许多器官都含有心钠素嘲。 2 1 2 心钠素的作用及机制 2 1 2 1 舒张血管，降低血压 心钠素可对抗去甲肾上腺素、血管紧张素、5 一羟色胺和组织胺引起的缩血 管效应。它对体内不同部位血管的作用是不一致的。一般认为它对较大的血管， 4 李伟：力竭性运动对大鼠血浆a n p 、e t 及心肌血供的影响 如主动脉、颈动脉、肺动脉、肠系膜动脉等，舒张作用强，而对小血管影响较 小。因此，应用心钠素后，对总外周阻力影响较小。最近有人发现心钠素可以 舒张毛细血管，增加微循环的血流量。心钠素对肾血管具有选择性作用，认为 它是一种选择性的肾血管舒张剂。在肾内，对入球小动脉的舒张作用强，而对 出球小动脉的作用弱，因此可以增加肾小球的滤过压。心钠素可以舒张冠状血 管，降低血管阻力，增加血流量。心钠素改善心肌供氧的作用是也是通过其舒 张冠状动脉，增加冠状动脉血流量实现的o j 心钠素引起的血压降低原因是多方面 的，静脉回流量的减少和前负荷的降低可能是心钠素降低血压的主要原因。正常 人或动物应用心钠素可以降低心脏排血量和心脏射血指数。这可能是因为静脉 回流量减少所致，而非心肌收缩力降低所引起的，在心功能不全的患者，应用 心钠素，心脏排血量不仅不降低，反而可以升高。由于心钠素可以舒张血管， 降低外周阻力，增加尿钠排出量，减少血容量和心输出量，因此，具有降低血 压的作用。但是，由于自身的调节作用，其降压作用并不十分显著。 2 1 2 2 改善心律失常和调节心功能，保护心肌细胞 研究初步验证了更年期女性心律失常患者血浆中心钠素水平增高，提示心 钠素水平升高可能是心律失常发生的机制之一，应用心钠素是否能够对更年期 心律失常起治疗作用，尚有待深入的研究，这可能对心律失常的治疗提供一个 新的途径，同时，也为更年期女性康复干预措施的制定，以及应用康复疗法改 善功能性障碍提高生活质量提供了理论依据“1 。合理的运动训练强度有利于心 肌细胞的保护，而训练强度过大乃至达到力竭程度可能会对心肌细胞造成缺氧 性损害。有训练游泳力竭组大鼠心肌大量增加的心钠素可能是一种代偿作用， 有助于改善和保护力竭运动时心肌细胞的缺氧状态。而无训练游泳力竭组大鼠 心肌心钠素颗粒明显减少：可能是由于细胞缺氧加重，影响了其表达。其机制 有待进一步研究。 武汉体育学院硕士学位论文 2 1 2 3 排钠利尿，调节体内水、电解质平衡 心钠素是目前己知的最强大的利钠利尿剂。心钠素的排钠利尿机制主要是 增加肾小球的滤过率，增加肾髓质的血流量，改变球管平衡和抑制近曲小管和 集合管对钠的重吸收，抑制肾素、血管紧张素和醛固酮的分泌，抑制抗利尿激 素的分泌。此外，心钠素可提高肺泡表面活性物质的含量，缓解支气管平滑肌 痉挛，调节肠道水、电解质的吸收和分泌，增强细胞免疫功能。临床许多疾病， 特别是心血管疾病，心钠素的基因表达及合成与分泌均明显增加，这可能是机 体在病理状态下的一种代偿和保护反应。 2 1 3 运动与血浆心钠素的研究 2 1 3 1 急性运动对血浆心钠素的影响 在运动中，a , n p 调节心血管系统对运动的适应，缓冲运动中的血压变化， 舒张冠状动脉，增加冠状动脉的血流量，保证运动心脏的营养，调节肾血流量， 调节体内水和电解质的平衡，维持内环境的稳态。1 。 ， 大部分实验结果表明，急性运动或运动后即刻可引起血浆心钠素水平的增 高，其增高的幅度与运动负荷强度有关。有学者报道健康受试者经极限递增负 荷跑台运动试验后，血浆心钠素含量明显高于安静状态，而且随着运动强度的 增大，血浆心钠素水平不断增高，两者呈正相关。还有学者让训练和未训练者 分别进行最大负荷强度的跑台运动，结果显示二者在运动后即刻血浆心钠素水 平明显增高，提示急性运动可诱发心钠素内分泌的改变。 2 1 3 2 耐力性训练对血浆心钠素及基因表达的影响 有关训练特别是耐, - b o l l 练对血浆心钠素水平的影响研究结果不一，争议较 大。部分研究发现：经耐力训练血浆中心钠素含量明显降低。左心房组织中心 6 李伟；力竭性运动对大鼠血浆a n p 、e t 及心肌血供的影响 钠素含量显著降低达耗尽，心钠素m r n a 表达无显著变化。右心房组织中心钠素 含量无显著改变，心钠素m r n a 表达显著增加。心室中，t 3 钠素m r n a 表达未见增 加，研究结果提示，耐力训练使心房组织中心钠素含量和心钠素基因表达之间的 比率发生改变。但也有部分报道说耐力训练血浆中心钠素含量增加的。 正常心脏耐力训练激发心钠素合成，但与心室肥大无关，自发性高血压大鼠 耐力训练进一步刺激肥大心室的心钠素合成。现已研究证实，病理性心肌肥大时 心钠素的表达、分泌增加可产生强大的排钠、利尿、扩张血管，降血压，稳定和 改善心功能的作用，而且同时伴有心肌收缩蛋白基因的表达增加。1 。在运动中心 钠素调节心血管系统对运动的适应具有重要意义。运动性一t 3 肌肥大是由于心脏 负荷增加所引起的多种心肌生长调节因子或激素介导的一系列基因应答反应。 在运动性心肌肥大的研究中心钠素的基因表达和确切的调节机制仍不完善仍有 许多深入的工作要做。1 。 金其贯等“”人对比研究了2 0 名体育系男大学生与1 6 名普通系男大学生在 进行中等强度的运动后，血浆心钠素含量的变化。经过一次中等强度的急性运 动后，体育系男大学生的血浆心钠素从( 0 6 2 5 0 1 2 ) u g l 上升到( 0 7 7 1 0 1 4 1 ) u g l ( p 右心房 左心房 右心室近心 房处。与对照组相比，有训练的大鼠进行游泳力竭运动心房心钠素阳性反应明显 增强，而无训练大鼠进行力竭运动心房肌心钠素表达明显减少。结果表明，力竭 运动可对大鼠心肌组织心钠素的表达产生损伤性影响“”乜0 埘1 。 2 1 5 心钠素指标在运动训练领域应用所存在的问题与展望 2 1 5 1 对运动中心钠素生理功能的研究 心钠素可以与不同的受体结合介导不同的生物学效应。与a n p a 或a n p b 受体结合，可通过激活颗粒型鸟苷酸环化酶，发挥其利钠利尿、舒张血管、降 低血压的生物学效应，并与肾素血管紧张素系统相拮抗，参与体液自稳态 和血压的调节“2 “2 。与a n p _ _ c 受体结合，可通过受体介导的内趋化而被降解1 。 运动中心钠素主要由心房肌细胞分泌入血，随血液循环至全身的靶器官，发挥其 功能。已有研究表明，运动中血浆心钠素可以增加冠状动脉血流量，改善心肌营 养，促进心脏功能的加强。但运动中血浆心钠素的变化作用于其他靶器官，如肺、 肾，进而引起一系列生理效应，如调节与稳定血压、减少静脉血量、影响心脏收 缩前负荷等的机制尚不清楚。心房作为心钠素分泌的主要部位，能使运动中血浆 心钠素显著增加，除了心房的作用外，血浆心钠素的增加，是否与心钠素的半衰 期延长有关? 也就是说运动是否改变心钠素的清除机制，与作为“清除受体”的 a n p c 受体的下调有关? 有待进一步研究。 2 1 5 2 心钠素与运动心脏重塑 武汉体育学院硕士学位论文 9 成年后，心室心钠素基因的表达一直维持在较低水平，只有心房表达量的 i i 0 0 。而常芸的研究表明，静力训练后，在心室肌细胞中没有观察到心钠素的贮 存形式，但心室肌组织中心钠素含量显著性增加，并且可见较为丰富的粗面内质 网和高尔基复合体，虽然不能完全断定与心钠素的合成有关，但至少可以认为心 室参与了运动心脏内分泌的功能。这可能暗示了运动心房、心室中心钠素分泌 的调节机制以及心钠素所引起的心血管效应不同。心房分泌的心钠素主要释放 入血，使血浆中心钠素水平增加，发挥其生物学效应，而心室中心钠素的表达，可 能是由癌基因如c - l o s 、c j u n 激活，作为胚胎基因参与运动心肌肥大的形成。 力量运动中，心室心钠素重新合成、分泌，其调节机制、生物学效应还有待进一 步研究。 2 1 5 3 运动中心钠素与其它心源性激素的关系的研究 心血管功能调节中充满了对立与统一的矛盾法则，收缩与舒张、生长与凋 亡、增殖与抑制、分化与逆分化、凝血与抗凝血、保钠保水与利钠利尿等。利 钠利尿系统在体内的分布与肾素血管紧张素系统类似，但这两大系统在功能上 相互拮抗，它们共同参与体液自稳态和血压的调节。其中作为利钠利尿家族的主 要成员之一的心钠素与心脏局部肾素一血管紧张素系统中最活跃的因素肾素血 管紧张素i i 在运动中的相互关系如何? 体内的许多基因来源于一个共同的祖基 因，一些不同的基因，其结构有高度的同源性，这一同源性较高的基因所表达的 蛋白也有相似的特性。人们最早发现了心钠素，以后又发现了脑钠素、c 一型心 钠素及相应的基因，这些在遗传上具有高度同源性的利钠利尿家族中的成员，对 心血管的作用在某一方面表现为主要作用和辅助效应的关系，在运动中它们的 关系如何呢? 综上所述，有关运动能改变血浆心钠素含量这一点已基本达成共识，对其改 变的机理进行了一些深入研究，今后可进行运动对心钠素受体的影响、心钠素与 1 0 李伟：力竭性运动对大鼠血浆a n p ，e t 及心肌血供的影响 运动心肌肥大、运动中心钠素与其它心源性激素的关系的研究。总之，运动与心 钠素的研究具有广阔的前景。 2 2 运动与内皮素分泌的研究概况 2 2 1 内皮素生物学结构与分布 内皮素( e n d o t h e l i n ，e t ) 是1 9 8 8 年日本y a n a g i s a w a 等人首先从猪主动脉内 皮细胞中分离纯化出的一种由2 1 个氨基酸组成的活性多肽，具有强烈的收缩血 管和刺激血管平滑肌细胞肥大的作用。随后研究发现心肌细胞内也有e t 分布， 细胞膜有e t 受体存在。内皮素是一种出内皮细胞合成、释放的生物活性肽，是 迄今为止发现的体内最强的缩血管活性物质。目前已克隆出三种内皮素：e t l 、 e t 一2 、e t 一3 ，它们的共同点都是2 1 个氨基酸组成。血管e t 系统以内皮细胞产 生的e t 一1 为主要代表。内皮素主要作为局部激素以自分泌的方式发挥作用。在 心外组织，如心脏、脑、肾等部位都含有e t 。 2 2 2 内皮素的生物学功能 e t 具有强大的正性肌力作用。应用e t 灌流离体心脏，可显著增加心肌收 缩力。e t 作为激素调节肽，可以影响心脏的内分泌功能。有人发现，e t 以浓度 依赖的方式，刺激心脏和心肌细胞释放a n g 一2 和儿茶酚胺，它们迸一步促进心 肌细胞的收缩。此外，a n p 还可抑制e t 的基因表达和e t 的释放。因此，在心 脏和血管局部不仅存在着e t 生物学效应的正反馈和负反馈调节机制，而且与其 它的血管活性肽共同组成一个复杂的网络调节系统，共同维持心血管的稳态。 e t 不仅有强烈的缩血管作用，同时还具有促进心肌细胞肥大和增殖的作 用。有实验研究发现“”，应用1 0 8 m o l l 的e t ，能明显增加大鼠乳鼠心肌细胞 计数，使心肌细胞肥大。 武汉体育学院硕士学位论文 内皮素作用时间长，范围广，不为a 受体、h l 受体及5 一h t 受体阻断剂拮抗， 可被异丙肾上腺素、心钠素及降钙素基因相关肽等激素抑制，因而内皮素是一种 心源性长效血管收缩因子。近年来文献还报道e t 除对心脏具有强大的正性肌力 作用外，如同血管紧张素i i 一样，e t 的缩血管及正性肌力作用可能与细胞外c a ” 内流和促进细胞内肌浆网贮存c a “释放入胞浆，增加胞内c a ”的浓度有关。由于 缩血管、升血压还可反射性地抑制心率，故在全身血管和局部血流调控以及维持 机体内环境稳定中起重要作用。 2 2 3 运动对内皮素的影响 2 2 3 1 急性运动对内皮素的影响 关于急性运动对e t 分泌的影响，目前国内外已有一些报道，但报道结果不 尽一致。不同运动强度、运动方式对内皮细胞分泌内皮素的影响不同。日本学 者m a z d as 等( 1 9 9 3 ) 1 研究了低于和高于个体通气阈( 9 0 v 0 。和1 3 0 v 0 。) 的 运动强度时血浆e t 的变化，发现9 0 v o 。；的强度运动后血浆e t 浓度轻度增加。 1 3 0 v o 。的强度运动后血浆e t 浓度明显增加。石幼琪等研究发现，经过跑台极 限运动后，血浆e t 含量较运动前增高1 2 ( p 0 0 5 ) ：自行车极限运动后，血浆e t 含量较运动前增高9 。李严冰等。7 1 让3 0 名二级少年运动员和1 5 名普通中专男 学生在1 0 0 w 恒定负荷条件下，动态观察了机体血浆e t 含量的变化，结果发现， 运动1 5 m i n 后即刻，两组血浆e t 含量有所上升，但与运动前相比无显著性差异： 而运动3 0 m i n 后e p n ，血浆e t 含量均显著上升。而a 1 l e v a r d 等报道小白鼠极 限跑台运动后血浆e t 浓度下降。大多数研究表明，血浆e t 的应答与运动强度有 关，强度愈大，增高的幅度也愈大。郭勇力等( 2 0 0 2 ) 发现大鼠力竭运动后，大鼠 血浆e t 含量显著上升。m a e d as 等( 1 9 9 7 ) 汹1 让男运动员在功率自行车上用单腿 进行11 0 个人通气阈的运动，运动3 0 分钟后发现，非工作腿股静脉中血浆e t 浓 度明显升高，而工作腿股静脉中e t 含量则无变化，说明e t 可能直接或间接地参 1 2李体：力竭性运动对丈鼠血浆a n p 、e t 及心肌血供的影响 与运动时肌肉血液的重新分配。另有学者也研究发现，急性运动并不能使血浆 e t 一1 含量改变啪“”1 。但是，p r e d e l 等和l e t i z i a 等让心血管病患者和正常受试 者同时进行功率自行车运动，结果发现正常受试者运动后血浆e t 1 水平显著上 升。2 瑚1 。因此，运动时e t l 的释放可能也与机体的机能状态有关。同时，l u b o v 等也研究表明，在运动性缺血时，血浆t l 水平上升，并认为e t l 的释放可 视作运动时缺血严重性的一个标记1 。虽然急性运动对内皮细胞e t 分泌影响的 研究较多，但是研究结果并不一致，这可能与实验对象、运动强度、运动时间、 运动方式以及机体的机能状态的不同有关。 实验研究表明，肾上腺素、血管紧张素、加压素的增加，以及缺血、缺氧和 内皮细胞的损伤均可促进e t 的分泌。剧烈运动时，机体交感神经系统兴奋，刺激 肾上腺素分泌增加，血浆儿茶酚胺及血管紧张素的浓度增加，从而刺激e t 分泌 的增加：同时，血液浓缩也可能是引起血浆e t 升高的原因，是机体应激状态下的 种代偿性反应。但是，如果e t 分泌异常增多，使血管强烈收缩，加重心肌缺血 缺氧，会促进心血管系统的病理性变化。研究还表明，向冠状动脉内灌注e t ，可 以减少冠状动脉的血流量并导致缺血性心肌损伤，s t 段抬高，进一步增加左心 室舒张末期压，会引起低血压甚至房颤，故运动时血浆e t 导致损伤的阈值有待 进一步研究。 2 2 3 2 耐力性运动对内皮素的影响 关于耐力运动对e t 分泌的影响，目前国内外已有一些报道，但结果没有明 显的一致性和趋向性。a h l b o r g 等研究表明，正常受试者以5 0 v o 。运动2 小时 和以7 0 v 0 。，运动l 小时，血浆内皮素含量均上升( p o 0 1 ) ，都可使血浆e t 一1 含量显著升高，但指出循环血中的e t l 对内脏血流量和糖代谢有直接或问接影 响”1 。然而r i c h t e r 等让1 0 名健康男性受试者以6 5 v o 。在功率自行车上运 动至力竭，并动态观察e t 含量变化时发现，在运动开始后的3 0 m i n 内，血浆 武汉体育学院硕士学位论文 e t 含量显著下降，在后一个3 0 m i n 内，血浆e t 含量显著上升，但与运动前无 显著性差异o ”。石幼琪等为了研究不同强度、不同方式的运动对血浆e t 含量的 影响，让3 组中长跑和游泳运动员分别进行跑台递增负荷力竭性运动，7 0 v o 。 跑台恒定负荷运动3 0 m i n 和功率自行车递增负荷的力竭性运动。结果发现，跑 台力竭性运动组运动血浆e t 含量较运动前降低2 ，功率自彳亍车递增负荷力竭 性运动后血浆e t 含量增加9 ，但运动前后均无显著性差异o “。然而，导致这 种差异的原因目前还不清楚，有待于进一步研究。耐力训练可使人体在安静状 态下血浆e t 浓度增高，也可使人在体力竭尽状态下血浆e t 浓度增高，优秀的耐 力运动员增高的幅度大于普通青少年。常芸等研究了不同类型运动大鼠心脏的 内分泌改变特征，发现经过1 2 周耐力训练后的大鼠心房组织中，e t 水平较对照 组显著增高( p 0 0 1 ) ，血浆e t 水平虽也有增高，但与对照组比较无显著性。金 其贯等研究表明：中小强度的运动训练可抑制e t 的分泌，对降低血压有利。殷松 楼等也报道游泳锻炼可明显降低e t 的水平。 ： 2 2 3 3 不同类型的运动项目对内皮素的影响 常芸等( 1 9 9 6 ) 1 为了研究不同类型运动心脏的内分泌改变特征，让大鼠分 别进行1 2 周强度为7 0 - - 8 0 v 0 。，的跑台训练( 耐力性训练组) 和1 2 周的爬杆训 练( 静力性训练组) 。研究发现，耐力性训练组心房肌组织中e t 含量显著升高， 并与心房组织中心钠素含量改变一致；而心室肌组织中e t 含量无明显改变，血 浆中e t 含量较对照组增加1 2 ，但无显著性差异。静力性训练组心房肌、心室 肌及血浆中e t 含量均无显著性变化。洪长青”等( 1 9 9 8 ) 对大鼠进行为期6 周、 每周6 天的持续训练、间歇训练和静力性训练，结果发现，持续训练组( 每天2 次，每次1 5 0 分钟，中间休息1 2 0 分钟) 血浆e t 含量上升，但与对照组相比无显著 性差异：而间歇训练组( 负重5 ，游泳6 分钟，休息4 分钟，连续进行l o 组) 血浆 e t 浓度下降了9 5 ，与对照组相比具有显著性差异：静力性训练组血浆e t 水平 1 4李伟：力竭性运动对大鼠血浆a n p 、e t 及心肌血供的影响 2 0 0 6 4 无明显变化。石幼琪等( 2 0 0 0 ) “0 1 在对不同运动项目运动员血浆e t 含量的研究 中发现，中长跑、游泳等耐力型项目运动员的血浆e t 含量低于摔跤、柔道等力 量型项目。 因此，不同的运动方式对血浆e t 的影响不同，血浆e t 水平与运动强度、负 荷方式有一定的关系，并非所有的极限运动都能导致血浆e t 的明显增加，它随 着运动强度增加、缺氧程度的加重而增加，中度运动不引起血浆e t 的应答变化。 这对于在全民健身运动中，锻炼者掌握适当强度的有氧运动而不至于引起不良 反应提供了科学依据，并具有科学的指导意义。专业运动员的血浆e t 基础水平 明显高于同龄普通人群，这在一定程度上揭示了专业运动员的心血管内分泌系 统改变的特征，这种改变对增加心肌收缩性、加强心肌泵功能、调节冠状血管张 力、改善心肌供血有着重要的生理意义。 e t 的合成和释放受多种因素的调控。在生理状态下，e t 的合成、释放很低： 内环境、理化因素，如c a 2 + 载体、血管紧张素、去甲肾上腺素、缺血、缺氧、高 c a ”及高血糖等条件下，均可促使e t 的表达和释放：心钠素，脑钠素、降钙素相关 基因肽( c g r p ) 和内皮素衍生舒张因子( e d r f ) 等均可抑制e t 的表达和释放：当内 皮细胞受到各种机械刺激和物理、化学的强烈刺激时，e t 分泌增加，如对抗机 制和降解活力减弱时，可引起病理反应。剧烈运动时，一方面机体交感神经兴奋， 刺激肾上腺分泌增加，血浆儿茶酚胺及血管紧张素浓度增加，从而刺激e t 分泌 的增加：另一方面，随着运动强度的增加，机体组织缺血、缺氧和损伤进一步加重 也可导致e t 的释放、分泌增加。 2 3 力竭性运动对心脏的影响 2 3 1 力竭性运动对心脏形态结构的影响 “运动员心脏”是运动员对长期大运动量的一种生理适应现象，表现为 武汉体育学院硕士学位论文 心肌纤维增粗，毛细血管密度增加，心肌收缩力增强，功能储备充足，泵血有 力。对运动员而言，大运动量、大强度的训练对提高运动成绩有较大的促进作 用。运动是一种特殊的生理、病理过程，适度运动有利于人体健康和提高运动 能力，过度运动则导致机体受损，尤其是运动性心肌损伤。以前的研究表明， 力竭性运动可以诱发机体心肌损伤”“。 运动作为一种特殊的应激源，适度的运动可引起心脏形态机能产生良好的 适应性改变。但力竭性运动可导致心肌产生损伤“2 “”1 。 l u c e n am c “”( 1 9 8 4 ) 在光镜和电镜下对游泳至力竭的大鼠心室肌进行了体 视学的研究，发现运动可导致心肌细胞与间质的比值降低，且认为这种降低是由 于细胞间质水肿所致。水肿在运动的第一小时最为明显。在心肌细胞中。心肌纤 维的相对体积和线粒体的数量均无显著性的变化，但发现线粒体的体积有明显 的增加，尤其是在运动的前两小时，由此认为线粒体体积的增加主要是由于其肿 胀所致。l u c e n am c ( 1 9 8 4 ) “”研究指出，力竭性游泳运动后即刻大鼠心室肌形态 发生下列退行性变化：( 1 ) 肌小节中的肌原纤维从极度收缩的有组织状态变为肌 原纤维失去方向和z 线模糊的无组织状态。( 2 ) 线粒体表现为肿胀并伴有嵴的瓦 解和线粒体膜之间的间隙变窄。( 3 ) 细胞核表现为异染色质的数量增加。在运动 后最初几分钟内上述变化较为明显且在运动后1 2 小时之间达最高峰，在运动 后2 3 小时之间消失。指出运动引起的心肌变化是可逆的，因为在运动后第1 2 、 2 4 、4 8 小时心肌纤维的形态即恢复至正常水平。t h o m a sd p ( 1 9 8 5 ) “6 3 对急性和 慢性运动至力竭的心肌进行了组织学和超微结构的研究。发现从线粒体形态学 看来，一次急性力竭性运动后正常心脏并不表现出缺氧。但发现肌浆网和横管膨 胀，该变化的生理意义尚不清楚。在慢性力竭性运动中，主要表现在对心脏血管 的影响，表现为大冠状动脉的直径增加及毛细血管数量的增加。对小冠状动脉的 影响尚不清楚。对人体的回顾性研究以及对灵长类和低等哺乳类动物的实验研 究显示，训练所致的结构改变对冠心病具有一定的预防作用，同时具有促进其恢 复的意义。t h o m a sd p ( 1 9 8 8 ) “7 1 通过组织学的方法对安静、一次力竭性游泳运动、 1 6李伟：力竭性运动对大鼠血浆a n p 、e t 及心肌血供的影响 反复7 天的力竭性游泳运动的大鼠心肌形态学以及采用透射式电镜对肌纤维膜 以及肌管膜的超微结构的观察，研究了反复力竭性运动对心肌亚细胞膜结构的 影响。通过线粒体的形态可以看出一次性或反复的力竭性运动并不产生心肌缺 氧。但肌小管肿胀和间隙增加。高倍镜( x4 5 ，0 0 0 ) 显示肌小管全部崩溃。7 天 同1 天的力竭性运动相比膜损伤的范围明显增加。所有这些发现为以前观察到 的反复力竭性运动所致心肌肌浆网的减少和线粒体钙吸收提供了结构基础。 c o s m a sa c ( 1 9 9 7 ) “”研究了运动和高胆固醇饮食对大鼠心肌毛细血管超微结构 的影响，发现正常饮食不活动的大鼠的比值最小。正常饮食并运动的大鼠以及高 胆固醇饮食运动大鼠中毛细血管与心肌纤维的比值以及毛细血管的密度比不运 动鼠高。饮食和运动对毛细血管胞饮泡的数量具有明显的反作用，而对胞饮泡的 大小无明显的影响。运动鼠的毛细血管内皮所占毛细血管面积的比例比非运动 鼠高。运动增加了心肌的毛细血管网并促进了心脏毛细血管中受体介导的转运 过程。k o l l e r a ( 1 9 9 8 ) “”通过对短距离上山下山跑、高山超马拉松、高山长距离 自行车三种状态下的血液心肌钙蛋白水平的测量，研究了运动对心肌的损伤。结 果认为，无理由暗示长时问的剧烈运动可以导致无心脏病且症状较少的运动员 产生心肌损伤。 2 3 2 运动对心肌耗氧与氧利用率的影响 心肌是严格需氧代谢的组织。心脏的耗氧量很大，这除了有解剖学上毛细 血管较丰富的特点外，在心肌中还含有大量的肌红蛋白。肌红蛋白可被视为氧 的储库，在周身缺氧时，心脏仍可获得一些氧的供应。从冠状动、静脉血液中 氧含量的分析得知，心脏的氧摄取量即使在安静时也可达7 0 8 0 ，这远比 全身