劉豐彬

（大連大學(xué) 體育學(xué)院，遼寧 大連 116622）

綜合干預(yù)對(duì)D-半乳糖衰老大鼠骨骼肌自由基和激素代謝影響的研究

劉豐彬

（大連大學(xué) 體育學(xué)院，遼寧 大連 116622）

討論負(fù)重跑的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和補(bǔ)充大豆多肽的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)對(duì)D-半乳糖衰老大鼠的骨骼肌組織激素代謝和自由基代謝的影響。56只健康雄性SD大鼠隨機(jī)分為7組：對(duì)照組，模型組，小負(fù)重跑組，大負(fù)重跑組，補(bǔ)肽組，補(bǔ)肽小負(fù)重跑組，補(bǔ)肽大負(fù)重跑組。造模過(guò)程中每天觀察各組大鼠外觀體征的變化。6周后處死大鼠，測(cè)試血清以及骨骼肌組織各項(xiàng)指標(biāo)。所有造模組大鼠均出現(xiàn)不同程度的衰老外觀體征，負(fù)重跑訓(xùn)練和補(bǔ)肽可以在一定程度上緩解這種現(xiàn)象；與對(duì)照組實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，模型組大鼠的骨骼肌MDA含量、SOD活性、脂褐素含量都明顯地升高，SOD/MDA有降低的趨勢(shì)，但沒有顯著性差異，負(fù)重跑訓(xùn)練或補(bǔ)肽除了可以進(jìn)一步提高骨骼肌SOD活性外，均可顯著性地逆轉(zhuǎn)其他的趨勢(shì)，并且效果更為顯著多為小負(fù)重跑組，同時(shí)在以上情況下，兩種手段均具有顯著的交互作用；與成年組相比，模型組大鼠血清的T和GH含量、T/C比值顯著性降低，血清C含量顯著性升高，血清IGF-I含量有下降的趨勢(shì)，但無(wú)顯著性差異，負(fù)重跑訓(xùn)練或補(bǔ)肽均可以有效的反轉(zhuǎn)上述的趨勢(shì)，多數(shù)以小負(fù)重跑訓(xùn)練組的干預(yù)效果更為明顯，并且兩種干預(yù)手段交互作用明顯。負(fù)重跑的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或補(bǔ)充大豆多肽的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)均可以顯著改善D-半乳糖衰老大鼠的骨骼肌組織中激素代謝紊亂和自由基代謝紊亂的狀況，以小負(fù)重跑訓(xùn)練組的效果最好，兩種干預(yù)手段疊加使用有更顯著的效果。

骨骼?。淮蠖苟嚯?；負(fù)重跑訓(xùn)練；自由基；激素；衰老

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和醫(yī)學(xué)科學(xué)水平的提高，人口的老齡化已經(jīng)成為我國(guó)一個(gè)新的突出的社會(huì)問題。截至2015年底，我國(guó)60歲及以上老年人口2.22億人，占總?cè)丝?6.1%，其中65歲及以上人口1.44億人，占總?cè)丝?0.5%。面對(duì)這樣一個(gè)巨大的數(shù)字，衰老和抗衰老的研究已經(jīng)受到社會(huì)普遍的關(guān)注。眾所周知，骨骼肌是人體進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)最重要的器官，而且研究顯示，骨骼肌也是人體最早出現(xiàn)衰老的機(jī)體組織之一。[1,2]目前，針對(duì)骨骼肌衰老領(lǐng)域的研究已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外體育科研工作者、專家和學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

本文采用了衰老基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究中常采用的 D-半乳糖經(jīng)經(jīng)皮下注射的方法，來(lái)建立大鼠骨骼肌衰老的亞急性模型，并在衰老形成的過(guò)程中，選擇負(fù)重跑運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)和補(bǔ)充大豆多肽營(yíng)養(yǎng)干預(yù)兩種方法，結(jié)合對(duì)大鼠的外部表現(xiàn)、自由基代謝和激素代謝等相關(guān)指標(biāo)變化的觀察，分析運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)對(duì)骨骼肌衰老發(fā)生過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)早的干預(yù)效果，接下來(lái)探討其中可能的機(jī)制，為今后研發(fā)出更加科學(xué)和合理營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充物，以及提出更有針對(duì)性的運(yùn)動(dòng)方式來(lái)對(duì)應(yīng)對(duì)老年人骨骼肌的衰老進(jìn)程，進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)嘗試，并開辟一條有益的途徑和方法。

1 研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)分組

Sprague Dawley雄性大鼠56只，體重平均300 g左右，清潔級(jí)，3月齡，河北醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。所有大鼠購(gòu)回后要適應(yīng)性飼養(yǎng)一周，并統(tǒng)一編號(hào)和稱重，隨機(jī)分 7組：對(duì)照組（C）：大鼠常規(guī)飼養(yǎng)六周，并且維持日?；顒?dòng)；模型組（M）：大鼠皮下注射 D-半乳糖造模六周，維持日?；顒?dòng)；小負(fù)重跑組（S）：造模和生理鹽水灌胃六周，進(jìn)行小負(fù)重的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；大負(fù)重跑組（B）：造模和生理鹽水灌胃六周，進(jìn)行大負(fù)重的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；補(bǔ)肽組（P）：造模和生理鹽水灌胃六周，維持日常活動(dòng)；補(bǔ)肽+小負(fù)重跑組（PS）：造模和大豆多肽灌胃六周，進(jìn)行小負(fù)重的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；補(bǔ)肽+大負(fù)重跑組（PB）：造模和大豆多肽灌胃六周，進(jìn)行大負(fù)重的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

1.2 實(shí)驗(yàn)處理

依據(jù)國(guó)內(nèi)成熟的方法進(jìn)行了 D-半乳糖衰老骨骼肌亞急性模型的復(fù)制[3]，其中 D-半乳糖（5%，200 mg/kg/d）進(jìn)行了大鼠后頸背部的皮下注射，每日 1次，連續(xù)六周。

跑臺(tái)負(fù)重跑運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案參考Bedford等[4]和劉豐彬[5]的方法，跑速15 m/min，坡度0°，跑和休息各2 min交替進(jìn)行為1組，每天6組連續(xù)進(jìn)行，周日休息，共進(jìn)行六周。根據(jù)之前預(yù)實(shí)驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果，大鼠最大負(fù)重的30%和70%作為小負(fù)重和大負(fù)重的標(biāo)準(zhǔn)。

灌胃的大豆多肽主要包括五肽、六肽和八肽，分子量在200～600 D之間，總蛋白含量超過(guò)90%，純度超過(guò)80%。每次負(fù)重訓(xùn)練后的30分鐘以內(nèi)，所有補(bǔ)肽組大鼠灌胃大豆多肽溶液（15%，0.15 g/100g），每天1次，連續(xù)進(jìn)行6周，所有負(fù)重跑訓(xùn)練組大鼠灌胃等量的生理鹽水溶液[6]。

1.3 動(dòng)物取材

實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到6周結(jié)束后，所有大鼠斷食12小時(shí)后開始取材。戊巴比妥鈉麻醉（1%，50 mg/kg），取血并分離血清，-30℃保存待測(cè)生物化學(xué)指標(biāo)。取少量大鼠腓腸肌組織，按照1：9（W/V）加入4℃生理鹽水中，-30℃保存勻漿上清液，待測(cè)骨骼肌生化指標(biāo)。

1.4 測(cè)試指標(biāo)

1.4.1 大鼠外觀體征

每日觀察各組大鼠體毛、精神狀態(tài)和活動(dòng)等一般情況。

1.4.2 大鼠骨骼肌組織的勻漿指標(biāo)

超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定，采用黃嘌呤氧化酶法；丙二醛（MDA）含量的測(cè)定，采用硫代巴比妥酸法；脂褐素（Lipofuscin）含量的測(cè)定，采用物理熒光比色法。

1.4.3 大鼠血清指標(biāo)

睪酮（T）、皮質(zhì)醇（C）和生長(zhǎng)激素（GH）均采取液相平衡競(jìng)爭(zhēng)的放射免疫分析法（RIA）測(cè)試；胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(IGF-I)采用酶聯(lián)免疫（ELISA）的方法測(cè)試。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。用SPSS 13軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。單一因素如方差齊，采用單因素方差分析，顯著性差異用 S-N-K的方法進(jìn)行比較，如方差不齊，采用秩和檢驗(yàn)或自然對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換。多個(gè)研究因素對(duì)主效應(yīng)和交互作用的影響，采用雙因素方差分析。P＜0.05和P＜0.01確定差異為顯著性和非常顯著性水平。

2 結(jié)果

2.1 大鼠外觀體征觀察

實(shí)驗(yàn)前所有大鼠反應(yīng)、毛發(fā)、飲食、飲水和活動(dòng)均正常。在造模過(guò)程中，C組大鼠的狀態(tài)良好，毛色發(fā)亮并且有光澤。隨著造模時(shí)間的增加，除C組外，其他各組大鼠均出現(xiàn)了不同程度的衰老表現(xiàn)，比如反應(yīng)遲緩，行動(dòng)緩鈍，體毛發(fā)黃、干枯和無(wú)光澤等。M組大鼠背部和兩頰部均出現(xiàn)了不同程度的掉毛現(xiàn)象，尾部部分有色素和斑點(diǎn)的沉著。PS組和S組的大鼠每次干預(yù)后能維持正常活動(dòng)，疲勞感小，還有部分大鼠還能夠站立張望。PB組和B組的大鼠在每次干預(yù)后均出現(xiàn)懶動(dòng)、俯臥和疲勞的現(xiàn)象，但第二天再次訓(xùn)練時(shí)能恢復(fù)正常表現(xiàn)。

2.2 丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性的比較

如表1、2所示：和C組相比較，M組大鼠的骨骼肌組織丙二醛（MDA）的含量顯著性上升（P＜0.01），超氧化物歧化酶（SOD）的活性顯著性升高（P＜0.05），SOD/MDA比值表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

經(jīng)過(guò)雙因素的方差分析，補(bǔ)肽或負(fù)重跑訓(xùn)練都可以導(dǎo)致 D-半乳糖衰老大鼠的骨骼肌組織的SOD/MDA比值和SOD的活性顯著性升高（P＜0.01和P＜0.05），以P組的表現(xiàn)最為顯著，MDA的含量雖然表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）；負(fù)重跑訓(xùn)練疊加補(bǔ)肽使 D-半乳糖衰老大鼠骨骼肌組織的 SOD/MDA比值和 SOD的活性顯著性升高（P＜0.01），以PB組的表現(xiàn)最為顯著，而MDA的含量顯著性降低（P＜0.05），但以PS組的表現(xiàn)最為顯著，兩者交互作用明顯。

表1 大鼠骨骼肌組織MDA含量、SOD活性及SOD/MDA比值的比較（n=8）

表2 大鼠骨骼肌組織MDA含量、SOD活性及SOD/MDA比值雙因素的方差分析

2.3 脂褐素含量的比較

如表3、4所示：和C組相比較，M組大鼠的骨骼肌組織脂褐素（Lipofuscin）的含量顯著性升高（P＜0.01）。

表3 大鼠骨骼肌組織的脂褐素含量比較（n=8）

表4 大鼠骨骼肌組織的脂褐素含量的雙因素方差分析

經(jīng)過(guò)雙因素的方差分析，負(fù)重跑的運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以使 D-半乳糖衰老大鼠骨骼肌組織 Lipofuscin的含量出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），補(bǔ)肽可以使Lipofuscin的含量出現(xiàn)顯著性下降（P＜0.05），以P組的表現(xiàn)最為顯著，負(fù)重跑訓(xùn)練疊加補(bǔ)肽可以使D-半乳糖衰老大鼠骨骼肌組織的 Lipofuscin含量出現(xiàn)進(jìn)一步的下降（P＜0.05），以PS組的表現(xiàn)最為顯著，兩者交互作用顯著。

2.4 睪酮和皮質(zhì)醇含量的比較

如表5、6所示：和C組相比較，M組大鼠的血清中睪酮（T）含量和T/C比值顯著性降低（P＜0.01），而皮質(zhì)醇（C）含量顯著性升高（P＜0.01）。

表5 大鼠血清的C含量、T含量及T/C比值的變化（n=8）

表6 大鼠血清的C含量、T含量及T/C比值的雙因素方差分析

經(jīng)過(guò)雙因素的方差分析，補(bǔ)肽或負(fù)重跑訓(xùn)練都可以使D-半乳糖衰老大鼠血清的T含量和T/C比值出現(xiàn)顯著性升高（P＜0.01），C含量顯著性降低（P＜0.05），以S組的表現(xiàn)最為顯著；負(fù)重跑訓(xùn)練疊加補(bǔ)肽使D-半乳糖衰老大鼠血清的T含量和T/C比值都可以進(jìn)一步升高（P＜0.01），C 含量則進(jìn)一步降低（P＜0.05），以PS組的表現(xiàn)最為顯著，兩者交互作用明顯。

2.5 生長(zhǎng)激素含量和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1含量的比較

如表7、8所示：和C組比較，M組大鼠血清胰島素樣生長(zhǎng)因子-1（IGF-I）含量表現(xiàn)出降低的趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），而M組大鼠血清的生長(zhǎng)激素（GH）含量則表現(xiàn)出顯著性降低（P＜0.01）。

表7 大鼠血清的IGF-I含量和GH含量的比較（n=8）

表8 大鼠血清的IGF-1含量和GH含量的雙因素方差分析

經(jīng)過(guò)雙因素的方差分析，補(bǔ)肽或負(fù)重跑訓(xùn)練都可以使D-半乳糖衰老大鼠血清的IGF-I含量和GH含量表現(xiàn)出顯著性升高（P＜0.01，P＜0.05），以 S組的表現(xiàn)最為顯著；負(fù)重跑訓(xùn)練疊加補(bǔ)肽能使 D-半乳糖衰老大鼠血清的IGF-I含量和GH含量表現(xiàn)出進(jìn)一步升高（P＜0.01，P＜0.05），以PS組的表現(xiàn)最為顯著，兩者交互作用顯著。

3 討論與分析

從我國(guó)古代煉丹術(shù)和長(zhǎng)生不老藥到現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的抗衰老手段與藥物，各國(guó)科學(xué)家都在不斷地探索攻克衰老這個(gè)國(guó)際性醫(yī)學(xué)難題的方法和手段[7,8]。運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)干預(yù)在人體退行性變化和與衰老有關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用也越來(lái)越受到重視。如何通過(guò)運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)這兩種相對(duì)安全的方法，對(duì)人體機(jī)能退行性改變重要表現(xiàn)之一骨骼肌的衰老進(jìn)行相應(yīng)干預(yù)，并探討其可能的機(jī)制，值得深入研究。

目前，體育科學(xué)領(lǐng)域普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)，老年人的骨骼肌本身具有良好的可訓(xùn)練性，進(jìn)行科學(xué)和合理的力量訓(xùn)練，尤其是適宜的抗阻力訓(xùn)練能夠有效改善老年人力量素質(zhì)，從而提高和改善老年人的健康水平。但目前，多數(shù)相關(guān)研究只是停留在定性層面，指標(biāo)也較為單一，缺乏定量指標(biāo)和作用機(jī)理的綜合研究[9-11]。因此，本研究借鑒本課題組以往的研究經(jīng)驗(yàn)[5,13]，采取大鼠負(fù)重跑模型模擬人體抗阻力訓(xùn)練，根據(jù)相關(guān)的訓(xùn)練參數(shù)和訓(xùn)練原則，最終確定了本研究的大鼠運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案。

國(guó)內(nèi)外很多研究表明，補(bǔ)充大豆多肽可以顯著的提高骨骼肌的力量和質(zhì)量，并且還具有提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力和加速疲勞恢復(fù)的效果，但多數(shù)的研究對(duì)象是運(yùn)動(dòng)員，缺少針對(duì)普通人群，特別是缺少針對(duì)營(yíng)養(yǎng)狀況普遍欠佳的中老人的研究。從不同的角度入手，采用較長(zhǎng)的干預(yù)時(shí)間，選取大豆多肽作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑，觀察其對(duì)骨骼肌衰老的作用和影響效果，并探討其可能的作用機(jī)制，國(guó)內(nèi)外目前還沒有見到相關(guān)研究的報(bào)道[14-16]。因此，本研究在參考之前預(yù)實(shí)驗(yàn)和營(yíng)養(yǎng)實(shí)驗(yàn)一般原則的基礎(chǔ)上，確定了本研究的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)方案。

衰老是在生物體成年后出現(xiàn)的一系列漸進(jìn)性、多器官系統(tǒng)、多功能的退行性改變。所以，動(dòng)物在衰老的過(guò)程中也會(huì)在外觀特征上發(fā)生一系列的變化。本研究發(fā)現(xiàn)：大鼠在注射D-半乳糖以后，從第3周開始，M 組的大鼠開始出現(xiàn)體毛發(fā)黃、脫毛、失去光澤的現(xiàn)象，同時(shí)皮毛的彈性也在下降；接下來(lái)，大鼠出現(xiàn)行動(dòng)緩慢、發(fā)懶、精神萎靡不振、尾部色素附著等現(xiàn)象，并且隨著時(shí)間延長(zhǎng)而加重，這與以往的研究結(jié)果相一致[3,17]。負(fù)重跑訓(xùn)練組和補(bǔ)肽組的大鼠，雖然也注射等劑量的D-半乳糖，但是大鼠多數(shù)在D-半乳糖造模第4周或第5周后才開始出現(xiàn)輕微的脫毛現(xiàn)象，并且多數(shù)大鼠精神狀態(tài)不錯(cuò)，脫毛程度不明顯，與之前相比日常行為的改變也不十分明顯。由此得知：兩種干預(yù)方式可以有效改善 D-半乳糖衰老大鼠因衰老而導(dǎo)致的行為和外觀上的退行性變化，對(duì)于大鼠衰老現(xiàn)象過(guò)早的出現(xiàn)有積極的預(yù)防作用。

上世紀(jì)中葉，歐美的科學(xué)家提出了衰老的自由基學(xué)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外許多科學(xué)家都將研究的重點(diǎn)放到了研究衰老、自由基的產(chǎn)生和細(xì)胞代謝之間的聯(lián)系方面。很多的研究已經(jīng)證實(shí)，生物體細(xì)胞膜內(nèi)的脂肪酸過(guò)氧化和代謝垃圾自由基的產(chǎn)生是最終導(dǎo)致細(xì)胞受到破壞、機(jī)體出現(xiàn)衰老以及一系列相關(guān)慢性退行性疾病出現(xiàn)的重要原因之一[18,19]。而對(duì)生物體內(nèi)最重要的抗氧化酶類之一超氧化物歧化酶（SOD）的活性，機(jī)體氧化代謝產(chǎn)物丙二醛（MDA）和脂褐素的含量和水平，經(jīng)常用來(lái)直接評(píng)價(jià)機(jī)體氧化應(yīng)激程度、自由基代謝水平和衰老程度的有效標(biāo)志物[20,21]。

本研究結(jié)果顯示，和C組相比，M組的大鼠骨骼肌組織的SOD活性、MDA和脂褐素的含量顯著性升高，SOD/MDA比值下降但不明顯。提示：隨著研究時(shí)間的增加，大鼠體內(nèi)自由基含量不斷增多，而其清除能力在不斷下降，機(jī)體出現(xiàn)一系列的氧化應(yīng)激反應(yīng)，引發(fā)大鼠衰老程度加深。但機(jī)體產(chǎn)生的過(guò)多氧自由基反而客觀上刺激了骨骼肌組織內(nèi)的抗氧化防御系統(tǒng)，引起SOD活性的提高，國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究報(bào)道也證實(shí)了該結(jié)果[19,22]。其機(jī)理可能為：大量自由基的過(guò)量刺激可能激活了抗氧化酶的基因表達(dá)，或者骨骼肌細(xì)胞中的巰基儲(chǔ)備量減少也會(huì)導(dǎo)致SOD活性的升高。

造模6周的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)干預(yù)組大鼠的骨骼肌組織SOD活性和SOD/MDA比值與M組相比顯著性升高，MDA和脂褐素的含量顯著性降低。并且以小負(fù)重組的作用效果更為明顯。P組也出現(xiàn)了相似的趨勢(shì)，這些與以往的一些研究基本一致[20,21]。除此之外，本研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)重跑疊加補(bǔ)肽比單獨(dú)一種方法更能夠顯著提高大鼠機(jī)體內(nèi)自由基的清除能力和抗氧化酶的活性。其中的機(jī)理可能是：負(fù)重跑這種運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以有效提高大鼠的物質(zhì)和能量代謝的能力，推遲了 D-半乳糖注射造成的代謝紊亂情況，客觀上提高了大鼠機(jī)體內(nèi)清理自由基的能力，進(jìn)而減慢了機(jī)體內(nèi)氧化應(yīng)激的程度；同時(shí)，活性肽的補(bǔ)充也可以有效調(diào)節(jié)大鼠機(jī)體的能量代謝。并且，兩種運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)干預(yù)方法的疊加使用能夠有效地增強(qiáng) D-半乳糖衰老大鼠對(duì)抗自由基的能力。

相關(guān)文獻(xiàn)表明，伴隨著年齡的增加，有機(jī)體的激素代謝水平也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)變化：胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGFs），生長(zhǎng)激素（GH）和睪酮（T）等的含量會(huì)下降，皮質(zhì)醇（C）等的含量會(huì)上升[23,24]。在體育科研實(shí)踐過(guò)程中，通常采用測(cè)試血清T/C、T和C和來(lái)反映機(jī)體激素代謝水平的狀況。

本研究的結(jié)果表明，和C組相比較，M組的大鼠血清中 T含量顯著地下降，此結(jié)果與以往相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道基本一致[24,25]。提示：伴隨大鼠衰老程度的加深，大鼠機(jī)體內(nèi)分泌調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂情況，導(dǎo)致激素代謝和調(diào)節(jié)能力降低，引起促進(jìn)合成代謝的激素——T的分泌水平出現(xiàn)下降，可能的機(jī)制是：分泌控制軸——下丘腦-垂體-促性腺激素的分泌功能隨著年齡的增加而衰減，睪丸本身也出現(xiàn)了細(xì)胞衰老的表現(xiàn)，尤其是Leydig細(xì)胞分泌開始減少，導(dǎo)致T的含量減少；同時(shí)，睪丸的血供隨年齡的增加而減少，其中的曲精小管也發(fā)生了衰老性改變，間質(zhì)細(xì)胞功能減退，從而導(dǎo)致分泌的 T的數(shù)量和質(zhì)量下降。與 C組相比較，造模組大鼠的血清 C含量顯著性上升，血清T的含量顯著性降低，使T/C的比值出現(xiàn)顯著性下降。這好像與之前的有些文獻(xiàn)報(bào)道相矛盾。[26,27]其中可能的機(jī)制有：造模的過(guò)程中，大鼠體內(nèi)物質(zhì)代謝出現(xiàn)紊亂，間接影響了下丘腦-垂體-腎上腺內(nèi)分泌軸（HPA）和下丘腦上級(jí)的大腦組織尤其是海馬組織的分泌和調(diào)節(jié)功能，使有大鼠機(jī)體處于長(zhǎng)期和慢性的氧化應(yīng)激狀態(tài)，HPA軸的調(diào)節(jié)功能持續(xù)性增強(qiáng)，最終出現(xiàn)大鼠血清C的含量增加。

進(jìn)行 6周的負(fù)重跑訓(xùn)練或補(bǔ)肽能夠顯著地提高D-半乳糖衰老大鼠的血清T含量，降低血清C的含量，進(jìn)而使T/C的比值提高，并以小負(fù)重跑組的效果更加顯著。提示：長(zhǎng)時(shí)間的補(bǔ)肽和負(fù)重跑訓(xùn)練和補(bǔ)肽都能夠顯著性地改善 D-半乳糖衰老大鼠的內(nèi)分泌系統(tǒng)紊亂的狀況，特別是可以有效地改善在機(jī)體物質(zhì)代謝和能量代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用的C和T的分泌狀況，負(fù)重跑訓(xùn)練疊加補(bǔ)肽比單獨(dú)采用一種干預(yù)方法改善內(nèi)分泌紊亂的效果更加顯著。其中機(jī)理可能是：作為一種對(duì)骨骼肌有效的應(yīng)激，負(fù)重跑訓(xùn)練是一種外在的機(jī)械性刺激，它可以改善下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸等神經(jīng)調(diào)節(jié)通路的中樞調(diào)控作用，并且能夠有效地改善骨骼肌組織的新陳代謝水平，并與有關(guān)的激素調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成正向反饋?zhàn)饔茫@著性地糾正了衰老大鼠機(jī)體內(nèi)分泌紊亂的情況；而大豆多肽這樣的優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)的補(bǔ)充，可以有效地糾正大鼠機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)的負(fù)平衡狀況，從而改善了大鼠骨骼肌組織中蛋白質(zhì)的合成代謝能力。因此，兩種運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)干預(yù)手段的疊加使用可以更加顯著性地改善 D-半乳糖衰老大鼠的血清C和T的含量和水平。

作為一種有機(jī)體內(nèi)重要的促進(jìn)合成代謝的激素，GH對(duì)機(jī)體組織發(fā)揮生理作用主要是依靠IGF-I進(jìn)行介導(dǎo)并完成的。相關(guān)文獻(xiàn)資料顯示，生物體年齡的增加對(duì)GH的分泌會(huì)產(chǎn)生消極的作用，而IGF-I代謝和含量水平的降低與機(jī)體的衰老程度密切相關(guān)。所以，血清中IGF-I含量和水平的變化常作為評(píng)價(jià)機(jī)體衰老的重要參考指標(biāo)之一[26,28]。

本研究的結(jié)果表明，和C組相比較，M組的大鼠血清IGF-I和GH含量均顯著性地下降，這與國(guó)內(nèi)外的大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果基本一致[26-28]。提示：隨著大鼠衰老程度的加深，機(jī)體內(nèi)激素代謝和物質(zhì)代謝出現(xiàn)紊亂的狀況，引發(fā)GH的分泌量降低，從而導(dǎo)致與其關(guān)系密切的IGF-I的分泌量也隨之降低。其可能的機(jī)制是：隨著年齡的增加，會(huì)導(dǎo)致 GH—IGF-I和生長(zhǎng)激素釋放激素—生長(zhǎng)抑素兩個(gè)激素調(diào)節(jié)軸的功能下降，生長(zhǎng)激素結(jié)合蛋白的水平和周邊組織中生長(zhǎng)激素的受體含量及活性緊接著出現(xiàn)降低，間接地引起胰島素樣生長(zhǎng)因子的結(jié)合蛋白含量和活性也出現(xiàn)下降；同時(shí)，機(jī)體衰老還會(huì)引起分泌IGF-I的主要器官，如骨骼肌、肝、腎等的功能出現(xiàn)減退，胰島素和甲狀腺激素等激素的正向調(diào)節(jié)能力隨之下降。

和M組的大鼠相比較，S組和B組大鼠的血清GH和IGF-I的水平均顯著性地升高，P組也出現(xiàn)了相同的升高趨勢(shì)。負(fù)重跑這種運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的干預(yù)疊加補(bǔ)肽的這種營(yíng)養(yǎng)干預(yù)的方法比使用單一干預(yù)方法更可以顯著性地改善 D-半乳糖的衰老大鼠機(jī)體GH—IGF-I軸的主動(dòng)調(diào)節(jié)功能。其可能的機(jī)制是：對(duì)大鼠骨骼肌組織刺激量較大的負(fù)重跑訓(xùn)練，可以有效地改善因?yàn)闄C(jī)體衰老導(dǎo)致的生長(zhǎng)激素釋放激素——生長(zhǎng)抑素和 GH—IGF-I兩個(gè)激素調(diào)節(jié)軸功能下降的情況，并且提高和改善了生長(zhǎng)激素釋放激素的分泌狀況，并促進(jìn)了GH分泌的積極性調(diào)節(jié)，導(dǎo)致血清GH的含量和水平得到提高和改善。并且，這種運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以使IGF-I的結(jié)合蛋白及其受體的含量和活性得以提高，輔助于類似于GH等激素的正向調(diào)節(jié)作用，最終使血清IGF-I的含量和水平也得到了相應(yīng)提高和增強(qiáng)。而大豆多肽的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充，不僅可以提高IGF-I受體和胰島素樣生長(zhǎng)因子結(jié)合蛋白的活性和含量，還會(huì)對(duì)IGF-I的自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌產(chǎn)生積極和有效地促進(jìn)作用，最終使血清IGF-I的水平得以提高。但是，營(yíng)養(yǎng)干預(yù)對(duì)IGF-I和GH分泌水平及其激素調(diào)節(jié)軸的影響作用不及負(fù)重跑訓(xùn)練，從而表現(xiàn)出補(bǔ)肽組的效果不及負(fù)重跑組。同時(shí)，兩種運(yùn)動(dòng)和營(yíng)養(yǎng)兩種干預(yù)手段的疊加使用可以更加顯著性地改善 D-半乳糖的衰老大鼠血清IGF-I和GH的含量和水平。

4 結(jié)論

采用本研究的實(shí)驗(yàn)方法，進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)6周D-半乳糖的注射，可以成功地復(fù)制大鼠的亞急性骨骼肌衰老模型。在造模同時(shí)，進(jìn)行大豆多肽的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充或負(fù)重跑的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)，均能夠顯著性地改善大鼠骨骼肌組織中自由基代謝和激素代謝紊亂的情況，并以小負(fù)重跑運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的效果最好，兩種干預(yù)手段疊加使用的效果更為顯著。其中可能的作用機(jī)制是：骨骼肌組織的氧化應(yīng)激程度得以減輕，機(jī)體自由基的生成得以減少，激素代謝和相關(guān)因子代謝水平的紊亂狀況得以糾正等。

[1] Barbosa-Silva TG, Bielemann RM, Gonzalez MC, et al.Prevalence of sarcopenia among community-dwelling elderly of a medium-sized South American city: results of the COMO VAI? Study[J]. J Cachexia Sarcopenia Muscle, 2016, 7(2):136-143.

[2] Zampieri S, Mosole S, L?fler S, et al. Physical Exercise in Aging: Nine Weeks of Leg Press or Electrical Stimulation Training in 70 Years Old Sedentary Elderly People[J]. Eur J Transl Myol, 2015, 25(4): 237-242.

[3] 徐智, 吳國(guó)明, 錢桂生, 等. 大鼠衰老模型的初步建立[J].第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 25(4): 312-315.

[4] Bedford TG, Tipion CM, Nilson NC, et al. Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedure [J]. J Appl Physiol, 1979, 47(6):1278-1283.

[5] 劉豐彬. 負(fù)重訓(xùn)練和補(bǔ)充大豆多肽干預(yù)大鼠骨骼肌衰老效果及機(jī)制研究[D]. 石家莊: 河北師范大學(xué), 2009.

[6] 劉豐彬, 趙斌, 閆萬(wàn)軍, 等. 負(fù)重跑訓(xùn)練和補(bǔ)充大豆多肽干預(yù)大鼠骨骼肌衰老過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 天津體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 25(1): 33-37.

[7] Frederick DW, Loro E, Liu L, et al. Loss of NAD homeostasis leads to progressive and reversible degeneration of skeletal muscle[J]. Cell Metab, 2016, 24(2): 269-282.

[8] Calabria E, Mazza EM, Dyar KA, et al. Aging: a portrait from gene expression profile in blood cells[J]. Aging, 2016, 8(8):1802-1821.

[9] Santtila M, Keijo H, Laura K, et al. Changes in cardiovascular performance during an 8-week military basic training period combined with added endurance or strength training[J]. Mil Med, 2008, 173(12): 1173-1179.

[10] Balachandran A, Martins MM, De Faveri FG, et al.Functional strength training: Seated machine vs standing cable training to improve physical function in elderly[J]. Exp Gerontol, 2016, 82: 131-138.

[11] Smolarek Ade C, Ferreira LH, Mascarenhas LP, The effects of strength training on cognitive performance in elderly women[J]. Clin Interv Aging, 2016(11): 749-754.

[13] 劉豐彬, 王洪丹, 賈華. 負(fù)重跑訓(xùn)練和補(bǔ)肽對(duì)衰老大鼠骨骼肌α-actin mRNA和MHC異形體mRNA表達(dá)影響的研究[J]. 天津體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 25(5): 388-391.

[14] Van Vliet S, Burd NA, van Loon LJ. The Skeletal Muscle Anabolic Response to Plant-versus Animal-Based Protein Consumption[J]. J Nutr., 2015, 145(9): 1981-91.

[15] 李耕. 補(bǔ)充活性肽對(duì)骨骼肌Calpain基因表達(dá)的影響[D].北京: 北京體育大學(xué), 2012.

[16] 李世成, 王啟榮, 邵雄杰, 等. 補(bǔ)充海洋生物活性肽對(duì)大鼠高強(qiáng)度離心運(yùn)動(dòng)后骨骼肌結(jié)蛋白表達(dá)的影響[J]. 山東體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2010, 26(5): 52-56.

[17] Budni J, Pacheco R, da Silva S, et al. Oral administration of D-galactose induces cognitive impairments and oxidative damage in rats[J]. Behav Brain Res., 2016, 302: 35-43.

[18] Kojima T, Dogru M, Ibrahim OM, et al. Effects of Oxidative Stress on the Conjunctiva in Cu, Zn-Superoxide Dismutase-1(Sod1)-Knockout Mice[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2015,56(13): 8382-8391.

[19] 雷曉妮. 不同負(fù)荷運(yùn)動(dòng)對(duì)老齡小鼠骨骼肌組織自由基代謝的影響[D]. 武漢: 武漢體育學(xué)院, 2007.

[20] Kim HJ, So B, Son JS, et al. Resistance training inhibits the elevation of skeletal muscle derived-BDNF level concomitant with improvement of muscle strength in zucker diabetic rat[J].J Exerc Nutrition Biochem., 2015, 19(4): 281-288.

[21] Brunk UT, Teman A. Lipofuscin: mechanisms fo age-related accumulation and influence on cell function[J]. Free Radic Biol Med, 2002, 33(5): 611-619.

[22] Zhang H, Davies KJ, Forman HJ. Oxidative stress response and Nrf2 signaling in aging[J]. Free Radic Biol Med, 2015,88: 314-336.

[23] 馮連世, 李開剛. 運(yùn)動(dòng)員機(jī)能評(píng)定常用生理生化指標(biāo)測(cè)試方法及應(yīng)用[M]. 北京: 人民體育出版社, 2002: 25-36.

[24] Barber L, Scicchitano BM, Musaro A. Molecular and Cellular Mechanisms of Muscle Aging and Sarcopenia and Effects of Electrical Stimulation in Seniors[J]. Eur J Transl Myol, 2015, 25(4): 231-236.

[25] Bake S, Okoreeh AK, Alaniz RC, et al. Insulin-Like Growth Factor (IGF)-I Modulates Endothelial Blood-Brain Barrier Function in Ischemic Middle-Aged Female Rats[J].Endocrinology, 2016, 157(1): 61-69.

[26] Mederos MA, Bernie AM, Scovell JM, et al. Can Serum Testosterone Be Used as a Marker of Overall Health[J]. Rev Urol, 2015, 17(4): 226-230.

[27] Maggio M, De Vita F, Fisichella A, et al. The Role of the Multiple Hormonal Dysregulation in the Onset of "Anemia of Aging": Focus on Testosterone, IGF-1, and Thyroid Hormones[J]. Int J Endocrinol, 2015, 2015: 292574.

[28] Yamaguchi A, Fujikawa T, Tateoka M,et al. The expression of IGF-I and myostatin mRNAs in skeletal muscle of hypophysectomized and underfed rats during postnatal growth [J]. Acts Physiol (Oxf), 2006, 186(4): 291-300.

[][]

The Study of the Effect in Free Radical and Hormone Metabolism of Aging Rat Skeletal Muscle by Weight Training and Soy Polypeptide Supplement

LIU Feng-bin
(College of Physical Education, Dalian University, Dalian 116622, China)

To study of the effect in free radical and hormone metabolism of aging rat skeletal muscle by weight training and soy polypeptide supplement. 56 male SD rats were divided into 7 groups randomly: Control, Model,small load running, big load running, peptide, peptide-small load running, and peptide-big load running. Observed changes of rats‘ appearance in the experiment process every day. The rats were killed after 6 weeks, tested serum, as well as indicators of skeletal muscle. All the model rats showed up the aging appearances in different extent, weight training and soy polypeptide supplement could mitigate this phenomenon in some extent; Compared with Group C,the content of SOD, MDA and Lipofuscin in skeletal muscle of Group M were higher, however, the ratio of SOD/MDA was in decrease tendency and had no difference statistically, load running or the supplement of soy polypeptide could make the SOD in skeletal muscle in a further increase and reverse others tendency, the Group S had much more obvious appearance in most cases, moreover, the above two interventions have significant interaction;Compared with group C, the serum T, GH and T/C in group M were lower, C were higher, but the IGF-I of serum was in a decrease tendency and had no statistical difference, load running or the supplement of soy polypeptide could delay this tendency, group S had much more obvious appearance in all, and the above two interventions have significant interaction. Load running or soy polypeptide supplement can improve the indiscriminate condition in free radical and hormone metabolism in skeletal muscle of aging rats effectively, the running of small load has even the best result, the way combined two interventions together can have much more obvious effects.

load running; soy polypeptide; skeletal muscle; free radical; hormone; aging

R87

A

1008-2395(2017)03-0075-07

2017-04-12

大連市科技局科技計(jì)劃項(xiàng)目（2010E15SF165）；大連大學(xué)博士科研基金項(xiàng)目（0302294）。

劉豐彬（1981-），男，副教授，博士，研究方向：體育健康促進(jìn)的理論與應(yīng)用。