不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠主動脈順應性的影響

呂昊文 ，夏瑩蘋 ，張 曼 ，司聯晶

（1.寧夏醫科大學，寧夏 銀川 750004；2.寧夏醫科大學護理學院，寧夏 銀川 750004）

不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠主動脈順應性的影響

呂昊文1，夏瑩蘋1，張 曼1，司聯晶2*

（1.寧夏醫科大學，寧夏 銀川 750004；2.寧夏醫科大學護理學院，寧夏 銀川 750004）

目的 探討不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠動脈血管收縮反應及血清抗氧化水平的影響。方法 雄性SD大鼠32只，按照心理應激方案進行心理干預，建立慢性復合性心理應激模型。適應性游泳一周后按不同運動強度隨機分為4組，即應激對照組、力竭運動組、中量運動組、小量運動組。除應激對照組大鼠正常飼養外，其他3組大鼠進行游泳運動訓練，4周后測定大鼠胸主動脈血管環對去甲腎上腺素（NA）的反應性，檢測血清中丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）的變化。結果（1）4組大鼠胸主動脈血管環的收縮反應對NA均呈濃度依賴性增高。與應激對照組相比，力竭運動組和小量運動組大鼠胸主動脈血管環收縮反應增強（P＜0.05），中量運動組大鼠胸主動脈血管環收縮反應減弱（P＜0.05），小量運動組大鼠胸主動脈血管環順應性較力竭運動組弱（P＜0.05）。（2）與應激對照組相比，力竭運動組大鼠SOD活性低、MDA含量高（P＜0.05），中量運動組大鼠SOD活性高、MDA含量低（P＜0.05），小量運動組SOD活性和MDA含量無顯著性差異（P＞0.05）。結論 中量運動強度具有改善慢性復合性心理應激下大鼠血管順應性以及調節血清抗氧化水平的作用，可通過改善動脈血管的功能和控制動脈粥樣硬化（AS）危險因素起到防治AS的作用。力竭運動強度會使慢性復合性心理應激下大鼠主動脈的收縮反應增強，抗氧化酶活力降低，并不能控制AS危險因素，反而加劇了AS的發展進程。小量運動強度會使慢性復合性心理應激下大鼠主動脈的收縮反應增強，但對血液氧化與抗氧化水平的調控作用并不明顯，不能起到防治AS的作用。

慢性復合性心理應激；運動強度；血管順應性

心理應激因素在心血管病的發生、發展中起重要作用，可促使機體釋放大量應激激素引起血流動力學改變、血管內皮損傷、血管免疫炎性反應，從而促進動脈粥樣硬化（AS）發生、發展。當機體處于慢性心理應激狀態下，組織、細胞內活性氧族（ROS）生成增加和（或）清除能力降低，引起體內、細胞內活性氧的產生與抗氧化之間失衡，導致氧自由基及其相關代謝產物過量聚集，損害血管內皮，促使炎性細胞聚集于內膜下，導致AS斑塊不斷發展[1]。

本研究通過建立慢性復合性心理應激動物模型，測定不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠血管順應性的影響，從動脈血管收縮反應的變化討論不同運動強度對慢性復合性心理應激下大鼠主動脈血管彈性的影響；從血清抗氧化水平變化分析不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠血清氧化與抗氧化平衡的調控作用。探討慢性復合性心理應激對機體的影響，為防治心身疾病、改變亞健康狀態提供思路和理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

清潔級健康雄性SD大鼠32只，體重180～210 g（由寧夏醫科大學動物中心提供），隨機分為4組，即A（應激對照組）、B（力竭運動組）、C（中量運動組）、D（小量運動組）組，每組8只，分籠飼養。在實驗室適應性飼養一周，飼養期間通風良好，自然光照，自由進食水。

1.2 建立模型

按照改進后的Ipek Yalcin等[2]提出的心理應激方案對4組大鼠進行心理干預，模擬人類抑郁、憤怒、焦慮等多重情緒體驗，具體方案為：（1）禁食 12 h；（2）禁水 12 h；（3）10℃冷水游泳6 min；（4）尾根 1 cm 處夾尾 1 min；（5）潮濕飼養 12 h；（6）110 dB 噪音刺激 1 h；（7）高速水平振蕩 45 min；（8）晝夜顛倒；（9）傾斜飼養（無鋸末的小鼠籠子傾斜45度）12 h；（10）束縛12 h。以上應激方式每天隨機使用1～2種，使動物不能預料刺激的發生，連續刺激30天。

1.3 運動干預方法

大鼠游泳池的規格為直徑60 cm的塑料大桶，水深55 cm，水溫（32±1）℃。運動干預前，對B組、C組、D組大鼠先進行一周適應性游泳訓練（1次/天），隨機選取兩只大鼠負重自身體重的4%，以大鼠所能承受的最長游泳時間即力竭時間為標準，來劃分運動量的大小。力竭時間：游泳動作明顯失調，不能堅持，沉入水底5 s不能回到水面的時間[3]。B組的運動干預時間為力竭時間，C組和D組的運動干預時間是力竭時間的70%和40%[4]。各運動干預組大鼠按劃定運動量進行游泳運動，1次/天，5天/周，共4周。A組大鼠正常飼養。

1.4 實驗方法

1.4.1 樣本制備 4周后，大鼠休息24 h，禁食24 h，以20%烏拉坦（0.5 ml/kg）進行腹腔麻醉，心臟取血，分離血清，保存在-80℃冰箱待測；迅速取出心臟，用生理鹽水洗掉殘余血液，濾紙吸干，按 W（g）∶V（ml）=1∶9 生理鹽水制成 10% 組織勻漿液。根據所測指標要求離心后取上清液，放-80℃冰箱保存。

1.4.2 動脈血管順應性測定[5]取大鼠胸主動脈血管，剔除血管周圍結締組織，剪成3 mm寬的血管環。將胸主動脈血管環懸掛于預置10 ml PSS緩沖液的離體器官組織浴槽內，37℃恒溫，持續通以95%O2和5%CO2的混合氣體。將血管環靜息張力調到1 g，期間每15 min更換一次PSS緩沖液，平衡1 h，待血管環張力穩定后，加入60 mmol KCl重復刺激兩次，以誘發最大收縮張力。中間更換PSS緩沖液恢復至基礎張力后，平衡30 min開始實驗。向浴槽中加入去甲腎上腺素（NA），使其終濃度依次為10-10～10-5M。以KCl誘發的血管環最大收縮幅度為100%，以加入NA后的血管環張力幅度與其KCl平均值比率反映血管張力變化。

1.4.3 指標測定 血清超氧化物歧化酶（SOD）測定采用黃嘌呤氧化酶法，丙二醛（MDA）測定采用硫代巴比妥酸法。試劑盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.5 統計學方法

所有數據均采用SPSS 19.0軟件進行統計學處理，以均數±標準差（±s）表示，兩樣本均數間比較采用 Student’s t檢驗，多樣本均數間比較采用單因素方差分析（one-way ANOVA）。P＜0.05表示差異有顯著性。

2 結果

2.1 力竭運動強度對慢性復合性心理應激下大鼠血管順應性的影響（見圖1）

圖1 不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠胸主動脈血管順應性的影響

4組大鼠胸主動脈血管環的收縮反應對NA均呈濃度依賴性增高。與應激對照組相比，力竭運動組和小量運動組大鼠胸主動脈血管環收縮反應性升高（P＜0.05），中量運動組大鼠胸主動脈血管環收縮反應性降低（P＜0.05），其中小量運動組大鼠胸主動脈血管環反應性低于力竭運動組（P＜0.05）。

2.2 力竭運動對慢性復合性心理應激下大鼠血清抗氧化水平的影響（見圖 2、3）

圖2 不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠血清中SOD代謝的影響

圖3 不同強度運動對慢性復合性心理應激下大鼠血清中MDA代謝的影響

與應激對照組相比，中量運動組大鼠血清SOD活性高、MDA含量低（P＜0.05），力竭運動組大鼠血清SOD活性低、MDA含量高（P＜0.05），小量運動組SOD活性和MDA含量無顯著性差異（P＞0.05）。

3 討論

大量研究證實，心理應激在心身疾病和亞健康發展過程中起重要作用，而運動作為一種疾病預防手段越來越受到人們的關注。關于運動防治動脈粥樣硬化的早期研究顯示，有氧運動通過改善血脂代謝和控制動脈粥樣硬化危險因素而起到防治動脈粥樣硬化的作用及潛在的抗動脈粥樣硬化作用。

SOD對機體的氧化和抗氧化平衡起著至關重要的作用，能清除超氧陰離子自由基，保護細胞免受損傷。血清MDA含量反映體內脂質過氧化的程度，間接反映細胞損傷程度。本實驗發現：與應激對照組相比，力竭運動組大鼠血清MDA含量升高，而SOD活性下降，表明力竭運動會使慢性復合性心理應激下大鼠內源性氧自由基脂質過氧化反應增強，降低抗氧化酶活力；中量運動組大鼠血清MDA含量下降，SOD活性升高，提示中量運動可提高慢性復合性心理應激下大鼠的抗氧化酶活力，減輕脂質過氧化反應。本實驗結果顯示，中量運動可通過其抗氧化作用減輕慢性復合性心理應激下大鼠的氧化應激反應，從而改善動脈血管功能，提高血管順應性。力竭運動使慢性復合性心理應激下大鼠的抗氧化酶活力及血管順應性降低。小量運動對慢性復合性心理應激下大鼠血液氧化與抗氧化水平的調控作用并不明顯。

有研究顯示，長期生活在應激狀態下可使機體出現持續的焦慮、抑郁，這些負性情緒使神經內分泌功能紊亂、免疫功能下降，對心血管疾病的發生、發展及預后產生很大影響[6]。長期處于慢性復合性心理應激狀態會出現主動脈損傷。血管順應性增高是指血管功能發生的急性改變，是心血管疾病發生發展的重要機制。血管順應性是判斷動脈健康狀況的一項指標。主動脈功能損傷主要表現為血管收縮功能增強和舒張功能減弱。本實驗結果顯示：與應激對照組相比，力竭運動組和小量運動組大鼠胸主動脈收縮反應增強，中量運動組大鼠胸主動脈收縮反應減弱，其中，小量運動組大鼠胸主動脈血管順應性低于力竭運動組，表明中量運動在一定程度上能夠改善慢性復合性心理應激下大鼠的動脈血管功能，力竭運動和小量運動均會加劇慢性復合性心理應激下大鼠血管的損傷程度。與小量運動相比，力竭運動對慢性復合性心理應激下大鼠血管的損傷更嚴重。

綜上所述，中量運動強度具有改善慢性復合性心理應激下大鼠血管順應性以及調節血清抗氧化水平的作用，可通過改善動脈血管功能、控制AS危險因素起到防治AS的作用。力竭運動強度會使慢性復合性心理應激下大鼠主動脈的收縮反應增強，抗氧化酶活力降低，加劇血管損傷，且不能控制AS危險因素，反而加劇了AS的發展進程。小量運動強度會使慢性復合性心理應激下大鼠主動脈的收縮反應增強，造成血管損傷，對血液氧化與抗氧化水平的調控作用并不明顯，不能對AS起到防治作用。

[1]Gu H F，Tang Y Z．Psychological stress，immune response and atherosclerosis[J]．Atherosclerosis，2012，223（1）：69-77．

[2]Ipek Yalcin，Fazilet Aksu，Catherine Belzung．Effects of desipramine and tramadol in a chronic mild stress mode in mice are tered by yonhimbin but not pindolol[J]．European Journal of Pharmacology，2005，14（2-3）：165-174．

[3]王長青，郝曉東，劉麗萍，等．游泳訓練后大鼠骨骼肌細胞自由基代謝、線粒體膜電位變化與細胞凋亡的關系[J]．中國運動醫學雜志，2002，21（3）：256-260．

[4]Fabiano Fernandes da silva，Rento Aparecido de Souza，Marcos Tadeu Tavares Pacheco．Effects Of different Swimming Exercise Intensitities on Bone Tissue Composition in Mice：A Paman Spectroscopy Study[J]．Photoraedicine and Laster Surgery，2010（1-9）：127-133．

[5]楊振，吳偉，劉法東，等．有氧運動對高脂肥胖大鼠胸主動脈血管反應性的影響[J]．寧夏醫科大學學報，2015（5）：531-534，538．

[6]Hernandez R，Allen N B，Liu K，et al．Association of depressive symptoms，trait anxiety，and perceived stress with subclinical atherosclerosis：results from the Chicago Healthy Aging Study（CHAS）[J]．Preventive medicine Apr，2014（9）：6154-6160．

G424．31

B

1671-1246（2017）23-0076-03

注：本文系2015年寧夏醫科大學“大學生創新創業訓練計劃”（國家級）項目（201510752012）

（*通訊作者：司聯晶）