張銳閆會萍陸一帆王娟娟宋小波彭朋趙偉白玉茗

1浙江大學公共體育與藝術部（杭州 310058）2北京體育大學運動醫(yī)學與康復學院（北京 100084）3中國人民武裝警察部隊后勤學院（天津 300309）

運動對2，3，7，8-四氯二苯并二惡英急性暴露大鼠血清兩種轉氨酶活性及總膽固醇含量的影響

張銳1閆會萍2陸一帆2王娟娟2宋小波2彭朋3趙偉2白玉茗2

1浙江大學公共體育與藝術部（杭州 310058）2北京體育大學運動醫(yī)學與康復學院（北京 100084）3中國人民武裝警察部隊后勤學院（天津 300309）

目的：探討有氧運動對2，3，7，8-四氯二苯并二惡英（TCDD）急性暴露大鼠血清丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）活性及總膽固醇（TC）含量的影響。方法：40只雄性成年Wistar大鼠隨機分為正常對照組（NC組）、單純染毒組（NT組）、運動對照組（EC組）和運動染毒組（ET組）。染毒組（NT和ET組）一次性腹腔注射10μg/kg體重的TCDD（溶于玉米油），非染毒組（NC和EC組）一次性腹腔注射等量的玉米油；不運動組（NC和NT組）靜養(yǎng)，運動組（EC和ET組）游泳（尾部負重5%，30 min/d，6 d/周）。4周后測定血清ALT和AST活性及TC含量。結果：TCDD染毒明顯提高血清AST活性，對ALT活性無明顯影響，有氧運動對TCDD染毒引起的血清轉氨酶活性變化無明顯影響；TCDD染毒使血清TC水平明顯升高，有氧運動能明顯降低TCDD染毒引起的TC水平升高。結論：急性TCDD染毒后4周可致大鼠肝細胞損傷并引起膽固醇代謝異常；4周有氧運動對TCDD引起的肝細胞保護作用不明顯，但可有效改善TCDD引起的高膽固醇血癥。

2，3，7，8-四氯二苯并二惡英；運動；轉氨酶；膽固醇；大鼠

二惡英（dioxin）類化合物是人類生產過程中的副產品，常溫下為固態(tài)晶體，穩(wěn)定性高，難溶于水和酸堿，可溶于大部分有機溶劑，700℃以上才開始分解且很難通過化學或生物學方法降解，能在環(huán)境中存在十多年，并聚積在動物食物鏈和人體中，從而帶來健康風險[1]。二惡英類物質結構穩(wěn)定、半衰期長，僅需暴露一次即可長期留存體內，長期接觸可造成體內蓄積[2]。因此，低劑量長期接觸會造成嚴重的機體毒害作用。二惡英具有親脂性，其高度脂溶性特點使其極易透過細胞膜，在胞漿內作為配體與轉錄因子芳香烴受體（aryl hydro?carbon receptor，AHR）結合后，以與固醇類激素相似的作用機制發(fā)揮毒性作用[3]。二惡英的毒性表現(xiàn)在很多方面，有研究表明二惡英對肝細胞有損害，也使膽固醇代謝產生異常[4]。

有氧運動作為促進健康的一種有效手段，能對身體的多方面產生積極影響。有關運動對二惡英毒性的影響作用鮮有報道[5-7]。本研究通過探討有氧運動對急性2，3，7，8-四氯二苯并二惡英（2，3，7，8-tetrachlorod?ibenzo-p-dioxin，TCDD）暴露后大鼠血清丙氨酸氨基轉移酶（alanine aminotransferase，ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（aspartate aminotransferase，AST）活性及總膽固醇（cholesterol）含量的影響，為運動干預緩解二惡英毒性的有效性提供參考依據。

1 對象與方法

1.1 實驗動物

本實驗由清華大學實驗動物福利倫理委員會批準。8周齡VAF/SPF級雄性Wistar大鼠40只，體重336.03±16.07 g，購自北京維通利華實驗動物中心，許可證號：SCXK[京]2006-0009。大鼠適應性飼養(yǎng)1周后，隨機分為4組，每組10只：正常對照組（normal con?trol，NC組）、單純染毒組（normal toxic，NT組）、運動對照組（exercise control，EC組）和運動染毒組（exercise toxic，ET組）。各組分籠飼養(yǎng)，環(huán)境溫度21～24℃，相對濕度40%～60%，晝夜交替時間為12 h，自由飲水、進食國家標準嚙齒類動物常規(guī)飼料，飼養(yǎng)室和用具定期消毒滅菌。

1.2 染毒和運動方式

將 TCDD（美國 Cambridge Isotope Laboratories Inc，純度99%）溶于玉米油中，染毒組（NT和ET組）一次性腹腔注射10μg/kg體重的TCDD，非染毒組（NC和EC組）一次性腹腔注射等量的玉米油。不運動組（NC和NT組）靜養(yǎng)4周。運動組（EC和ET組）進行4周游泳運動，游泳時尾部負重5%，星期一至星期六的每個上午運動30 min，星期日不運動。游泳水桶直徑150 cm，水深75 cm，水溫32～34℃。

1.3 取材

大鼠最后一次游泳（或靜養(yǎng)）后休息24 h，取材前禁食8 h。取材前稱體重，用20%（w/v）的烏拉坦，按2 g/kg體重的劑量腹腔注射麻醉，經腹主動脈取血，離心，分離血清。

1.4 測試指標

采用比色法測定血清丙氨酸氨基轉移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉移酶（AST）活性以及總膽固醇（TC）含量，檢測試劑盒購于北京華英生物技術研究所，檢測儀器為7160全自動生化分析儀（日本日立公司）。

1.5 數據處理

結果以平均值±標準差表示。數據用SPSS17.0統(tǒng)計軟件處理。以ALT、AST和TC為因變量，以運動和TCDD染毒為自變量，進行多因素方差分析。顯著性水平為α=0.05，非常顯著性水平為α=0.01。

2 結果

運動對ALT活性無可靠的主效應（F=1.769，P=0.192，偏η2=0.047）。TCDD染毒對ALT活性無可靠的主效應（F=0.793，P=0.379，偏η2=0.022）。運動和TCDD染毒對ALT活性的影響無可靠的交互效應（F=0.376，P=0.543，偏η2=0.010）。見圖1。

圖1 各組大鼠血清ALT的活性

運動對AST活性無可靠的主效應（F=0.2978，P=0.093，偏η2=0.076）。TCDD染毒對AST活性有可靠的主效應（F=7.564，P=0.009，偏η2=0.174），TCDD染毒使AST活性升高，NT組的AST活性明顯高于NC組（P＜0.01）。運動和TCDD染毒對AST活性的影響無可靠的交互效應（F=0.004，P=0.952，偏η2=0.000）。見圖2。

圖2 各組大鼠血清AST的活性

運動對TC水平有可靠的主效應（F=40.055，P=0.000，偏η2=0.527），運動使TC水平降低，EC組的TC水平明顯低于NC組（P＜0.01），ET組的TC水平明顯低于NT組（P＜0.01）。TCDD染毒對TC水平有可靠的主效應（F=416.052，P=0.000，偏η2=0.920），TCDD染毒使TC水平升高，NT組的TC水平明顯高于NC組（P＜0.01）。運動和TCDD染毒對TC水平的影響有可靠的交互效應（F=18.609，P=0.000，偏η2=0.341），TCDD染毒后運動（ET組）使TC水平明顯降低至TCDD染毒前（NC組和EC組）的水平。見圖3。

圖3 各組大鼠血清TC的含量

3 討論

ALT和AST主要存在于肝細胞中。ALT主要分布于細胞漿中，AST主要分布于細胞漿的線粒體中。血清ALT和AST活性明顯升高常提示肝細胞損傷，是臨床上用于檢測肝功能的主要標志物。當肝細胞受損時，ALT先進入血中；當肝細胞嚴重受損危及線粒體時，AST也會進入到血中。而當AST活性升高幅度大于/等于ALT活性升高幅度時，表明肝細胞損傷嚴重[8]。

有研究報道，每隔7 d給予Wistar大鼠0.75μg/kg的TCDD，第21 d的血清ALT活性比對照組（給予玉米油）明顯降低，而血清AST活性明顯升高；用同樣方法給予8μg/kg的TCDD，第21 d的血清ALT活性比低劑量（0.75μg/kg）時低的多，血清AST活性則明顯升高[4]。本研究發(fā)現(xiàn)，急性TCDD暴露4周后，大鼠血清AST活性明顯升高，而ALT活性變化不明顯，與前期研究結果一致[7]。血清AST活性明顯升高，表明大鼠在一次急性TCDD暴露后第4周的肝細胞損傷較嚴重，可能已累及線粒體。本研究的其他結果發(fā)現(xiàn)，TCDD染毒使大鼠肝濕重和肝相對重量（肝濕重與體重的百分比）明顯增加，也支持一次急性TCDD暴露對肝細胞造成嚴重損傷[5]。一次急性TCDD暴露4周后，大鼠血清ALT活性無明顯變化的結果也支持急性TCDD暴露（即使?jié)舛群芨撸ρ錋LT活性的影響短暫的觀點[9]。

有研究表明，有氧運動能降低血清 ALT和AST活性，提示通過合理的有氧運動能有效減輕肝細胞微損傷、維護肝臟細胞膜結構功能的完整性[10]。本研究中未發(fā)現(xiàn)4周有氧運動使正常對照組和TCDD染毒組的血清ALT和AST活性有明顯降低，可能與運動強度和運動持續(xù)時間有關，即本研究的運動方式對TCDD染毒造成的肝損傷的保護作用不明顯。

肝臟是合成和貯存膽固醇的主要器官。血清TC是血液中所有脂蛋白所含膽固醇的總和，包括游離膽固醇和膽固醇酯。血清TC和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）升高是易患心血管疾病的主要原因之一[11]。

研究表明，大鼠急性暴露于10μg/kg體重的2，3，7，8-TBDD（與TCDD毒性相當）時，血清TC水平增加[12]。小鼠急性給予30 μg/kg體重的2，3，7，8-TCDD后24 h的血清TC水平增高[13]。本研究也發(fā)現(xiàn)，急性暴露TCDD后4周，大鼠血清TC水平明顯升高。Sato等研究證實TCDD能干擾乙酰輔酶 A合成酶、HMG-CoA合成酶1、固醇調節(jié)元件結合因子2等膽固醇合成代謝關鍵酶的基因表達，從而影響膽固醇的代謝[14]。Olsen等則認為，TCDD使葡萄糖的攝取受到抑制，脂肪細胞中脂蛋白脂肪酶的活性降低。當細胞攝取葡萄糖量減少時，使肝細胞膜上低密度脂蛋白受體下調，而低密度脂蛋白代謝的主要途徑就是通過肝細胞膜上低密度脂蛋白受體來進行的。如果該受體下調會升高血清低密度脂蛋白濃度，則血清TC濃度就會升高[15]。

規(guī)律有氧運動能降低血清TC水平，增加高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平，并可逆轉輕度脂肪肝[16，17]。低強度有氧運動可有效降血清低極低密度脂蛋白膽固醇（VLDL-C）水平并提高HDL-C水平，但降低TC和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）的作用不明顯。中高強度有氧耐力運動則能有效降低TC濃度，且運動強度和TC下降程度存在劑量-反應關系[18]。運動引起外周血中TC含量降低的可能原因包括：（1）作為合成膽固醇來源的游離脂肪酸被其他組織大量攝取，減少內源性膽固醇的合成；（2）運動時肝臟血流量減少，膽固醇合成速率隨之降低；（3）體內能量需要量增加，血中TC被利用，脂蛋白脂肪酶活性增高，在酯酶的作用下，被水解成甘油和游離脂肪酸，從而增強了對TC的清除能力[19-22]。

在本研究中，單純有氧運動可明顯降低大鼠血清的TC水平，而急性TCDD暴露后進行4周有氧運動也使升高的血清TC水平明顯降低。結果提示：有氧運動對TCDD染毒引起的高膽固醇血癥有明顯的改善作用，其機理有待進一步探討。

4 結論

急性TCDD染毒可導致大鼠肝細胞損傷并引起膽固醇代謝異常；4周有氧運動對TCDD引起肝細胞損傷的保護作用不明顯，但可有效改善TCDD引起的高膽固醇血癥。

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2017.01.03

中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助課題（2016RB016）；全國重點地區(qū)環(huán)境與健康專項調查（21111011101EHH-2011-505）

第1作者：張銳，Email：gtbzr@zju.edu.cn；

閆會萍，Email：yanhp000@126.com