跑臺運動訓練和停訓對去卵巢大鼠脛骨無機礦物質含量的影響

韓天雨 卜淑敏 王子龍

(首都體育學院，北京 100191)

臨床實踐證明，絕經后骨質疏松是可以預防的，而且預防比治療更重要〔1,2〕，因此，研究能增加骨量或減少骨量丟失的預防措施具有更重要的意義。適當的運動能預防絕經后骨質疏松的發生，但這種預防效應在停止訓練后還能否被保持，目前還存在矛盾〔3,4〕。Umemura等〔3〕報道，為期8 w的跳躍運動對去卵巢大鼠骨組織的改善效應在停訓24 w后仍被保持。而Iwamoto等〔4〕報道，為期1年的快走和體操訓練雖能顯著增加患有骨質疏松的絕經后婦女腰椎的骨密度，但這種增加效應在停訓1年后消失。究竟是實驗對象不同，還是運動方式不同造成的結果不同，目前未知。本實驗觀察中等強度跑臺運動訓練和停訓對去卵巢大鼠血清鈣、磷水平和骨組織無機礦物含量的影響。

1 材料與方法

1.1實驗動物 健康3月齡雌性SD大鼠60只，體重(235±8)g，購自北京維通利華實驗動物有限公司，在北京大學醫學部實驗動物中心飼養〔合格證號：SCKK(京)2006-0008〕。

1.2手術和分組 大鼠適應飼養1 w后，按體重隨機分為假手術組(20只)和手術組(40只)。假手術組和手術組均禁食12 h，腹腔注射10%水合氯醛麻醉(3 ml/kg)，手術組從背部切除雙側卵巢，假手術組不切除卵巢，而將卵巢旁與卵巢等大的脂肪組織切除。手術后恢復1 w，將手術組大鼠按體重又隨機分為去卵巢靜止組(20只)和去卵巢運動組(20只)。實驗過程中，有7只大鼠因手術感染而于實驗的不同時間先后死亡，最后假手術組19只、去卵巢靜止組16只、去卵巢運動組18只。

1.3運動訓練方案和運動后分組 手術后第2周，去卵巢運動組大鼠開始在小動物跑臺上適應訓練1 w，跑速是從第1天的12 m/min逐漸增加到第7天的18 m/min，持續時間從30 min遞增到45 min。正式運動訓練期為14 w，4次/w，每次45 min，跑臺坡度為5°，跑速為18 m/min。正式運動訓練14 w時，將各組大鼠按體重隨機分為兩個亞組，分組情況和各組大鼠數目如下：假手術-16 w組(9只)、假手術-32 w組(10只)、去卵巢-16 w組(8只)、去卵巢-32 w組(8只)、去卵巢運動組(9只)和停訓組(9只)。

1.4取材及材料處理 分別于末次運動的36～48 h或停訓16 w時，用10%水合氯醛(3 ml/kg)麻醉各大鼠，腹主動脈取血后斷頭處死。分離脛骨，剔除骨周圍軟組織后，立即稱量脛骨濕重，之后用生理鹽水浸泡過的紗布包裹密封置于-20℃冰箱中待其他指標檢測。同時計算出每100 g體重的脛骨濕重。

1.5血清鈣和磷水平的測定 血清鈣和磷檢測試劑盒購自南京建成生物工程有限公司。血清鈣和磷水平的測定完全按照試劑盒說明書的步驟操作。

1.6脛骨去脂肪重量的測定 脛骨去脂肪的處理方法見參見文獻〔5〕。取脛骨，浸泡于甲醇和三氯甲烷的混合液中7 d以去除脂肪，之后置于60℃烘箱中烘干24 h，取出稱量后記為脛骨去脂肪干重，同時計算每100 g體重的脛骨去脂肪干重。

1.7脛骨無機質含量的測定 脛骨經60℃烘干至無總量變化，然后經600℃烤至無重量變化，稱重記為脛骨灰重，即為無機礦物質重量，然后計算每100 g體重的脛骨骨灰重。

2 結 果

2.1跑臺運動訓練和停訓對去卵巢大鼠血清鈣、磷水平的影響 去卵巢16 w時，與假手術-16 w組比較，去卵巢-16 w組大鼠血鈣水平顯著降低(P<0.05)，血磷水平無顯著變化；與去卵巢-16 w組比較，去卵巢運動組大鼠血鈣和血磷水平均無顯著變化。去卵巢32 w時，三組大鼠血鈣和血磷水平均無顯著變化。見表1。

表1 各組大鼠血清鈣和磷水平的比較

2.2跑臺運動訓練和停訓對去卵巢大鼠脛骨濕重、去脂肪干重、灰重的影響 去卵巢16 w時，與假手術-16 w組比較，去卵巢-16 w組大鼠脛骨濕重/體重、去脂肪干重/體重、灰重/體重顯著降低(P<0.01)；與去卵巢-16 w組比較，去卵巢運動組大鼠脛骨濕重/體重、去脂肪干重/體重、灰重/體重顯著增加(P<0.01)，而體重和脛骨濕重、去脂肪干重、灰重無顯著變化。去卵巢32 w時，與假手術-32 w組比較，去卵巢-32 w組大鼠體重顯著增加，脛骨濕重/體重、去脂肪干重/體重、灰重/體重顯著降低(P<0.01)，脛骨濕重無顯著變化；與去卵巢-32 w組比較，去卵巢運動停訓組大鼠脛骨濕重/體重、去脂肪干重/體重、灰重/體重顯著降低(P<0.05)，體重和脛骨濕重無顯著變化。見表2。

表2 各組大鼠脛骨濕重、脛骨去脂肪干重、脛骨無機礦物質含量的變化

3 討 論

成體骨骼是一種不斷變化的結締組織。骨量的穩態是許多因子，如生長因子、激素、力學負荷等相互作用的結果〔6〕。婦女絕經后，由于雌激素水平顯著下降，易發生骨質疏松。大量研究表明〔1,2〕，適當的運動能預防絕經后骨質疏松的發生。一方面，運動對對骨骼有良好的機械性刺激作用，從而使骨組織感受到一種應力，這種應力刺激對骨形成和骨吸收起著重要調節作用。另一方面，運動時，肌肉收縮產生的機械力也可以間接刺激骨組織、增加骨鹽，從而促進骨的形成〔7〕。本研究說明去卵巢可使大鼠脛骨無機礦物質含量下降。適當的運動確能減緩去卵巢大鼠骨礦物質的丟失。

本實驗表明跑臺運動對去卵巢大鼠脛骨無機礦物質丟失的減緩作用在停訓后隨之消失。對比Umemura等〔3〕的研究報道，推測抗重力性運動對去卵巢大鼠骨骼的改善效應在停訓后會保持更久。跑臺運動是一種有氧耐力性運動，可產生1.6～3倍重力于自身體重的地面反作用力，而跳躍運動是一種抗重力的力量性運動，跳起落地時可產生4.1～6倍重力于自身體重的地面反作用力〔8〕。這可能是抗重力性小于跳躍運動的跑臺運動對去卵巢大鼠脛骨無機礦物質含量的效應保持時間較短的原因之一。可見，不同運動方式對去卵巢大鼠骨組織的改善效應在停訓后維持的時間是不同的，跑臺運動對去卵巢大鼠脛骨無機礦物質含量丟失的減緩作用是暫時的，會在停訓后消失。若采取非抗重力性運動的方式預防絕經后骨質疏松，持續的運動訓練是必需的。

血清總鈣的測定對骨無機礦物質的研究具有一定的參考意義。研究顯示，50歲以上的絕經后婦女，每增加1歲，血鈣減少0.25 mg/L〔9〕。本研究中，去卵巢16 w時，去卵巢組大鼠血清鈣水平顯著低于假手術組。此結果與劉慶利等〔10〕報道得結果相似。此外，本研究結果可見，由去卵巢導致的大鼠血清鈣含量降低只在去卵巢后的早期出現。與我們前期報道〔11〕結果，即去卵巢大鼠骨密度的下降主要發生去卵巢的早期是相適應的。

綜上，中等強度跑臺運動對去卵巢大鼠脛骨無機礦物質含量的改善效應在停訓后消失。為保持跑臺運動對去卵巢大鼠無機礦物質含量影響的效應，持續運動訓練是必需的。

4 參考文獻

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3Umemura Y, Nagasawa S, Sogo N,etal. Effects of jump training on bone are preserved after detraining, regardless of estrogen secretion state in rats〔J〕. J Appl Physiol, 2008; 104(4):1116-20.

4Iwamoto J, Takeda T, Ichimura S. Effect of exercise training and detraining on bone mineral density in postmenopausal women with osteoporos〔J〕. Orthop Sci, 2001; 6 (2): 128-32.

5Honda A, Sogo N, Nagasawa S,etal. Bones benefits gained by jump training are preserved after detraining in young and adult rats〔J〕. J Appl Physiol, 2008; 105 (3): 849-53.

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7Cole JH, van der Meulen MC. Whole bone mechanics and bone quality〔J〕. Clin Orthop Relat Res, 2011; 469 (8): 2139-49.

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10劉慶利，權鐵剛，唐廣志，等. 中藥治療對去卵巢大鼠骨質疏松動物模型血鈣、血磷、堿性磷酸酶與骨密度的影響〔J〕. 中國老年學雜志，2008；28(16)：1528-9.

11魏 翔，卜淑敏，汪建紅. 跑臺運動訓練和停訓對去卵巢大鼠腰椎骨密度和和骨髓脂肪細胞數目的影響〔J〕. 中國運動醫學雜志，2012;31(3)：46-9.