大强度耐力训练和不同剂量补铁对大鼠血清铁、血红蛋白及骨骼肌线粒体呼吸链功能的影响

生垦垩塑堕兰壅查兰Q竺竺旦笙丝鲞笙塑垦旦垫璺P坐丛鲤堕Q堂竺793大强度耐力训练和不同剂量补铁对大鼠血清铁、血红蛋白及骨骼肌线粒体呼吸链功能的影响李洁王博西北师范大学体育学院兰州730070摘要目的探讨大强度耐力训练和不同剂量补铁对大鼠血清铁、血红蛋白及骨骼肌线粒体呼吸链功能的影响。方法40只雄睦WISTAR大鼠随机分为5组扎8对照组C组、训练组T组、小剂量补铁训练组S组、中剂量补铁训练组M组和大剂量补铁训练组L组。训练大鼠进行每周6天、共8周的递增负荷运动。补铁组大鼠第58周补铁，小剂量为2885MGDKG，中剂量为577MGDKG，大剂量为1154MGDKG。训练结束后取血液及骨骼肌样本，测定血红蛋白HB、血清铁含量及骨骼肌线粒体呼吸链酶复合体ICI活性。结果1与C组相比，T组血清铁含量显著下降P001，M组和L组血清铁含量均显著升高P005或P001。与T组相比，S组、M组和L组血清铁含量均显著升高P001。2与C组相比，TLIHB含量显著下降P001。与T组相比，S组、M组和L组HB含量均显著升高P001。3与C组相比，T组和S组CI活性均显著升高P001，C活性显著下降尸001；M组CI活性均显著升高P001；L组CI和C活性显著升高P001，CIV活性显著下降P001。与T组相比，S组CI、C和C活性均显著下降P001C活性显著升高P001；M组CI。活性均显著提高P001；L组CI、C和C活性均显著下降P0。01。结论大强度耐力训练引起大鼠缺铁性贫血，司LL练期阊补铁可改善贫血状况，中剂量补铁提高骨骼肌线粒体呼吸链功能的效果最佳。关键词耐力训练；补铁；大鼠骨骼肌；呼吸链酶活性EFFECTSOFTRAININGANDIRONSUPPLEMENTONSERUMIRON，HEMOGLOBINANDFUNCTIONOFMITOCHONDRIALRESPIRATORYCHAININSKELETALMUSCLEOFRATSIJEWANGBOCO讹伊OFPHYSICALEDUCATION，NORTHWESTNORMAL踟幻E瑚毋，LANZHOU，CHINA730070CORRESPONDINGAUTHORLI五E，EMAILLIJIE2005TY126COMABSTRACTOBJECTIVETHEAIMOFPRESENTSTUDYWASTOINVESTIGATETHEEFFECTSOFEXECISEANDIRONSUPPLEMENTOFFMITOCHONDRIALRESPIRATORYCHAININSKELETALMUSCLEOFRATSMETHODSFORTYHEALTHYMALEWISTARRATSWEFEEQUALLYRANDOMIZEDTO5GROUPSSEDENTARYCONTROLC，TRAININGT，TRAININGPLUSSUPPLEMENTATIONOFSMALLDOSEIRONS，TRAININGPLUSSUPPLEMENTATIONOFMEDIUMDOSEIRONMANDTRAININGPLUSSUPPLEMENTATIONOFLARGEDOSEIRONL1墨ATSINAUTRAININGGROUPSPERFORMEDINCREMENTALEXERCISE6DAYSPERWEEKFOR8WEEKSIRONSUPPLEMENTATIONWASAPPLIEDTORATSFROMFIFTHTOEIGHTHWEEK2885MGCVKG，577MGDKG，AND1154MGDKGOFFERROUSSULFATEWERESUPPLIEDTOGROUPST，S，M，ANDL，RESPECTIVELYAFTEREXPERIMENT，RATSWERESACRIFICEDANDBLOODANDSKELETALMUSCLESAMPLESWEREOBTAINEDHEMO斟OBINHB，SERUMIRONANDACTIVITIESOFRESPIRATORYCHAINCOMPLEXESRCCLIVINTHE收稿日期20130118基金项目国家自然科学基金项哥编号31060145，甘肃省盘然科学基金项目编号1T07POZA087通信作者李洁，EMAILLIJIE2005TY126CORN万方数据皇里歪垫垦兰壅查垫笙旦箜兰鲞笙竺塑堡塾里墅竺坐丛鲤墨巳兰Q丝堕SKELETALMUSCLEMITOCHONDRIAWEREDETERMINEDRESULTS1SERUMIRONCONTENTINGROUPTDECREASEDSIGNIFICANTLYPO01，SERUMIRONCONTENTINGROUPSMANDLINCREASEDSIGNIFICANTLYP0。05ORP001ASCOMPAREDWITHTHOSEINGROUPCSERUMIRONCONTENTINGROUPSS，MANDLINCREASEDSIGNIFICANTLYP001ASCOMPAREDWITHTHOSEINGROUPT2HBCONTENTINGROUPTDECREASEDSIGNIFICANTLYP001ASCOMPAREDWITHTHATINGROUPC，ANDINGROUPSS，MANDLINCREASEDSIGNIFICANTLYPO05ORP001ASCOMPAREDWITHTHOSEINGROUPT3RCCIIIIACTIVITIESINGROUPSTANDSINCREASEDSIGNIFICANTLYP001；RCCIVACTIVITYINGROUPSTANDSDECREASEDSIGNIFICANTLYP001；RCCIIVACTIVITIESINGROUPMINCREASEDSIGNIFICANTLYPO01；RCCIANDIIIACTIVITIESINGROUPLINCREASEDSIGNIFICANTLYP001，RCCIVACTIVITYINGROUPLDECREASEDSIGNIFICANTLYP001ASCOMPAREDWITHTHOSEINGROUPCRCCIIVACTIVITIESINGROUPSDECREASEDREMARKABLYPO01ANDINGROUPMINCREASEDREMARKABLYP001；RCCI，IIANDIVACTIVITIESINGROUPLDECREASEDREMARKABLYP001ASCOMPAREDWITHTHOSEINGROUPTCONCLUSIONIRONSUPPLEMENTATIONCANIMPROVEANEMIAINDUCEDBYINTENSIVEENDURANCETRAINING，ANDMEDIUMDOSEOFIRONSUPPLEMENTATIONISESPECIALLYUSEFULFORIMPROVINGMITOCHONDRIALRESPIRATORYCHAINFUNCTIONKEYWORDSENDURANCETRAINING，IRONSUPPLEMENT，RATSKELETALMUSCLE，RESPIRATORYCHAINENZYMATICACTIVITY铁参与体内众多生化反应并发挥重要作用。对室温232OC，相对湿度50_10，自然采光，饲养维持运动能力至关重要。研究表明，大强度运动引起室、用具等每周用紫外灯灭菌一次。本实验在西北师铁缺失甚至缺铁性贫血。机体铁代谢紊乱铁缺乏范大学体育学院运动人体科学实验中心完成。导致蛋白质合成减少血红蛋白HB携氧能力下降12动物适应性训练、筛选及分组以及能量代谢失调影响运动员的能量代谢水平使大鼠购入后在动物房饲养2天。以适应环境。然其运动能力下降引。营养干预明显改善运动训练引后所有大鼠进行1次，天、共2天的水平跑台适应性运起的铁代谢紊乱【3。血清铁蛋白SF较低的女运动动。跑台速度从10RNMIN开始递增到15MMIN，运动员补铁后SF和HB均明显增加引。另有研究表明。缺时间10RAIN，使大鼠熟悉跑台。根据体重、跑台运动铁影响大鼠骨骼肌的工作能力并使骨骼肌线粒体适应情况，淘汰体重过轻或过重、不适应跑台运动的铁硫蛋白FES下降5】，肌红蛋白含量下降40。大鼠保留40只大鼠进行分组实验。60细胞色素氧化酶活性及电子传递能力下降筛选出的40只大鼠随机分为5组每组8只安静50而且耐力成绩恢复与组织铁浓度回升密切相对照组C组、训练组T组、小剂量补铁ILL练组S关6】0骨骼肌是评价运动能力重要的靶器官，为了进组、中剂量补铁IJII练组M组和大剂量补铁0TL练一步明确铁影响有氧能力的机制本研究以大鼠骨组L组。骼肌细胞为研究对象施加大强度耐力训练及不同13训练方案剂量补铁通过测定大鼠血清铁、血红蛋白含量及骨训练方案参见文献3，“。训练大鼠进行速度为30骼肌线粒体呼吸链酶复合体活性探讨大强度耐力MRAIN的水平递增负荷跑台运动第12周每天早上训练及补铁对机体铁代谢及能量代谢的影响为合训练1次，运动时间从5MIN开始。每次递增2MIN。第理应用营养补剂提高机体有氧工作能力的研究提供34周每天训练2次早、晚各1次，每次递增2IILIN。参考。最后一次运动时间为75MIN。第5。8周每天训练2次早、晚各1次，第5周运动时间为80MIN，第6周运动1材料与方法时间为85MIN，第7周运动时间以90MIN开始、之后以11实验动物2LILIR次进行递增第8周末运动时间达到136MIN，6雄性健康5周龄WISTAR大鼠50只由兰州大学医D，周表1。若训练中大鼠出现严重力竭症状连续学院动物实验中心提供，动物生产许可证SCXK施加机械刺激大鼠不能继续跑动、下跑台后腹部触甘20050007，体重100G左右，分笼饲养，每笼5地严重呈甲鱼状，则允许其休息25MIN后继续运只。国家标准啮齿类动物饲料喂养，自由饮食饮水，动。万方数据生垦垩垫垦兰壁查2Q至竺旦笙丝鲞篁竺塑垦垫垫墨巴尘堕塑璺卫Q坠兰堕795表1大鼠跑台运动时间MILL14补铁及剂量国产分析纯试剂。第58周。补铁大鼠灌胃补充硫酸亚铁溶液1主要仪器DSPT一202型动物跑台中国杭州段次D。小剂量为2885MGDKG中剂量为577MGD氏制作，血红蛋白计瑞典BHEMODOBIN，YQ一3电KG，大剂量为1154MGDKGE81。每周一称1次体重。动匀浆器江苏金坛市仪表仪器厂，UNIVERSAL15取样及线粒体制备32R台式高速冷冻离心机德国，UV754N紫外分光训练结束后24H腹腔注射2戊巴比妥钠麻醉光度仪上海精密科学仪器有限公司。大鼠后，由腹主动脉取血。20仙L即刻用于测定HB含17统计学分析量，其余血样注入离心管。37保温30IILIN，3000R，实验数据均用MEANSD表示组间比较用RAIN离心15MIN，分离血清，放入一20低温保存，用SPSSL30软件进行单因素方差分析P005时认为于血清铁的测定。取血后。于冰盘上迅速取出股四头具有显著性差异。肌。在冷生理盐水中除去脂肪等结缔组织后，滤纸吸2结果干，置于液氮中冷冻，一20低温保存待用。将低温保存的骨骼肌样本取出0。4。C放置融21血清铁及IIB叠R量表2化在冰浴中将股四头肌剪成碎块并按重量体积比与C组相比。T组血清铁含量显著下降195P15加入匀浆缓冲液缓冲液组成250MMOLL蔗001，S组血清铁含量无显著性变化，M组和L组血清糖、10MMOLLMSHCL、5MMOLLEDTA，PH74匀铁含量均显著升高分别升高193P005和浆。按文献，差速离心提取线粒体。将制备的线粒体34P001。与T组相比，S组、M组和L组血清铁用悬浮液30MM01L蔗糖、20MMOLLTRISHCL、含量均显著升高P001，分别升高412、47901BSA，PH72悬浮待用。和666。16测试指标及方法与C组相比T组HB含量显著下降143P按血红蛋白计测定说明测定血红蛋白HB含O01，S组、M组和L组均无显著性变化。与T组相比，S量。按测试盒操作程序测定血清铁含量。参照组、M组和L组HB含量均显著升高P001，分别升VYATLINA等O的方法测定线粒体呼吸链酶复合体I。高98、272和158。CIC活性。以牛血清白蛋白为标准采用考马斯亮蓝法测定蛋白浓度。表2各组大鼠血清铁及HB含量比较药品与试剂2，3DIMETHOXY一5一METHYL一6一DECYLL，4BENZOQUINONEDB，COQO、NADH、ROTCNONE鱼藤酮、CYTC细胞色素C、ANTIMYCIN抗霉素、DODECYLBDMALTOSIDE3裂解剂、BOVINESERUMALBUMINBSA，牛血清白蛋白、考马斯亮蓝G瑚为SIGMA公司产品2，6一DICHLOROPHENOLINDOPHENOLSODIUMSAHHYDRATEDCPIP为FLUKA公司产品，血清注O05，001，与C组比较；LPO05，P铁测试盒为南京建成生物工程研究所提供。其余为001。与T组比较。万方数据796圭里重垫堕兰塑查兰Q兰生旦箜丝堂笙2塑鱼塾地璺卫塑塑盟璺巳Q丝堕122骨骼肌线粒体呼吸链CI。C活性表3与T组相比M组骨骼肌线粒体呼吸链CI活性与C组相比，T组、S组、M组和L组骨骼肌线粒体显著提高1609P001S组和L组均显著下降P呼吸链CI活性均显著升高P001，分别提高001，分别下降3026和3539M组骨骼肌线粒1158、505、15053和3943。T组、S组和M组C体呼吸链C活性显著提高2815P001，S组活性均显著升高P001，分别提高8211、和L组均显著下降P001分别下降543和7223和13338，L组无显著性变化；T组、S组、M组467S组和M组骨骼肌线粒体呼吸链C活性均显和L组骨骼肌线粒体呼吸链C活性均显著提高P著提高P001。分别提高959和9296，L组无显001，分别提高3573、1659、16191和3675；著变化。M组骨骼肌线粒体呼吸链C活性显著提高M组骨骼肌线粒体呼吸链C活性显著提高43075492P001。S组和L组均显著下降P001，P001。T组、S组和L组显著下降P001，分别分别下降3234和278。下降765、3752和1022。表3各组大鼠骨骼肌线粒体呼吸链CICIV活性比较活性单位NMOLLNINMGPROTEIN注中005，中O01，与C组比较；垆005，UP00L，与T组比较。练对铁代谢的不利影响提高红细胞生成速度和HB3讨论含量，从而改善机体运氧能力。31运动训练及补铁对大鼠血清铁含量的影响33运动训练及补铁对大鼠骨骼肌线粒体呼吸链酶研究显示长期递增负荷跑台运动导致大鼠血复合体活性的影响清铁呈降低趋势营养干预后血清铁显著升高3。本人体细胞95ATPI圭T线粒体呼吸链所产生。呼吸研究结果显示大强度递增负荷耐力训练大鼠血清链主要由NADHQ还原酶CI、琥珀酸一Q还原酶铁显著降低补铁训练组血清铁含量均显著高于训C、细胞色素还原酶CM和细胞色素氧化酶C练大鼠。上述提示运动训练造成机体血清铁含量低四部分组成。CI辅基有黄素单核苷酸FMN和下营养干预后改善血清铁含量。FES蛋白。CII辅基有黄素腺嘌呤二核苷酸FAD、32运动训练及补铁对大鼠HB含量的影响FES蛋白和细胞色素BNEMEB。C111辅基有HEME有研究显示大运动量跑台运动训练后HB含B562、HEMEB566、HEMECL和FES蛋白。C辅基有量显著低于对照组IITL2。本研究结果显示训练组大HEMEA、HEMEA3、CU和CUB。这些辅基都是电子载鼠HB含量显著低于安静对照组。这说明大强度耐力体，电子传递通过与酶分子结合的辅基完成。可见铁训练引起机体铁缺失甚至缺铁性贫血。其机制可能在电子传递过程中起重要作用铁缺乏影响CIC为大强度耐力训练引起红细胞破坏增加，铁丢失增活性及ATP生成，影响运动能力。加导致红细胞数下降和血红蛋白浓度降低是机体有研究表明大鼠力竭性游泳后股四头肌线粒对大负荷量运动训练的一种生理应答。体细胞色素C氧化酶活性显著下降。丙二醛MDA含本研究结果还显示大强度耐力训练期间适时量显著升高提示机体内源自由基浓度升高和脂质补铁提高HB含量且效应为中剂量补铁大于大剂量过氧化水平显著升高131一次性力竭运动后大鼠骨补铁大于小剂量补铁。说明大强度耐力训练复合补骼肌线粒体内膜NADHCOQ还原酶和ATP酶活性分铁改善运动性贫血状况中剂量补铁效应最佳。其可别较安静时下降342和462C41提示力竭运动导能机制是大强度耐力训练使机体铁代谢紊乱血清致骨骼肌线粒体呼吸链功能下降。本研究结果显示铁含量低下骨髓红细胞生成速度相对低于红细胞训练组大鼠骨骼肌线粒体呼吸链CIC活性显著的破碎速度。致使HB含量降低补铁缓解了运动训高于对照组，C活性显著低于对照组。运动训练使万方数据旦望垫垦堂窒查垫生竺旦箜丝鲞笙塑垦堕也苎P堕堕鲤墅巳垫三竺三兰盟竺797骨骼肌线粒体对训练刺激产生了一定适应为适应红细胞指数、血清铁、铁蛋白及转铁蛋白指标影响的研机体运动的需要增加骨骼肌线粒体呼吸链还原酶C究北京体育大学学报，2004，27810491052IC活性。运动训练提高了线粒体耗氧量氧自由4LAMNAEAJ，HAYMESEMEEFFCTSOFIRONREPLETIONON基产生增多，过氧化脂质含量增高，损伤呼吸链氧化V02MAX，ENDURANCE，ANDBLOODLACTATEINWOMENMEDSCI酶C，使其活性下降。分子氧可在电子传递链中途SPORTSEXERC，1993，251213861392接受一个单电子。即氧的单电子还原生成超氧阴离5OHIRAY，GILLSLEFFECTSOFDIETARYIRONDEFICIENCYON子OJ一，对C活性产生影响且具有损害性，最终影MUSCLEFIBERCHARACTERISTICSANDWHOLEBODYDISTRIBUTIONOF响ATP生成151。此外，在能量代谢过程中，是否由于HEMOGLOBININMICEJNUTR，1983，11318111818氧化还原势能改变和膜表面正电效应造成电子传6JOHNLBIRONBIOLOGYINIMMUNEFUNCTION，MUSCLE递的阻力增加惦从而使处于线粒体呼吸链末端的CMETABOLISMANDNEURONALFUNCTIONNUTR，200L，131568活性下降其机制有待进一步研究。580本研究结果还显示小剂量补铁OFI练组大鼠骨7赵杰修，田野，曹建民，等不同运动方式对大鼠血红蛋骼肌线粒体呼吸链CI活性显著高于对照组C白浓度的影响大鼠运动性贫血模型建立方法探讨活性显著低于对照组中剂量补铁OFL练组大鼠骨中国运动医学杂志，2004，234436440骼肌线粒体呼吸链CIC活性显著高于对照组8杨青俊，荫士安，赖建强，等硫酸亚铁不同补充方法对大剂量补铁OFI练组大鼠CI和C活性显著高于对大鼠铁营养的影响中国公共卫生，2006，227879照组。C活性无显著变化C活性显著低于对照880组。这表明运动训练联合补铁可保持或提高骨骼肌9周锦琳，田野急性运动对大鼠骨骼肌线粒体CA“一ATP线粒体还原酶CIC活性中剂量补铁提高线粒酶和HATP酶活性的影响北京体育大学学报体氧化酶C活性。大强度耐力训练导致机体铁代谢200L，243320322，346紊乱，影响HB和肌红蛋白载氧功能、铁相关酶活性、10VYATKINAG，BHATIAV，GERSTNERA，ETA1IMPAIRED线粒体呼吸链电子传递过程及质子泵出过程进而MITOCHONDRIALRESPIRATORYCHAINANDBIOENERGETICSDURING影响机体能量供应。补铁改善机体铁代谢，进而改善CHAGASICC