ω-3多不饱和脂肪酸对运动疲劳大鼠心肌细胞代谢、抗氧化能力及血清IL-4、IL-6、INF-γ的影响

孔海军，黄 玲，王凤华，马国碧，李赵越，孔令生

(1.新疆师范大学体育学院，运动生物化学实验室，乌鲁木齐 830054； 2.济南艾迪康医学检验中心，济南 250031；3.山东中医药大学基础医学院， 济南 250031)

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ω-3多不饱和脂肪酸对运动疲劳大鼠心肌细胞代谢、抗氧化能力及血清IL-4、IL-6、INF-γ的影响

孔海军1，黄 玲2，王凤华1，马国碧1，李赵越1，孔令生3

(1.新疆师范大学体育学院，运动生物化学实验室，乌鲁木齐 830054； 2.济南艾迪康医学检验中心，济南 250031；3.山东中医药大学基础医学院， 济南 250031)

探讨了ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞代谢及血清T-SOD、MDA、血乳酸、LDH、IL-4、IL-6、INF-γ干预作用。将SD大鼠分为安静对照(Rc)组、运动对照(Mc)组、低剂量ω-3PUFAs灌胃(G1)组、中剂量ω-3PUFAs灌胃(G2)组和高剂量ω-PUFAs灌胃(G3)组。对SD大鼠进行8周递增负荷跑台运动复合ω-3PUFAs干预实验。结果表明：实验组大鼠心肌细胞高能磷酸化合物含量高于Mc组；实验组血清T-SOD活力呈现上升趋势;实验组MDA含量呈现下降趋势，G1组与Mc组比较具有显著差异(P<0.05)，G2、G3组与Mc组比较具有极显著差异(P<0.01)；实验组血乳酸水平呈现下降趋势，G1、G2组与Mc组比较具有显著差异(P<0.05)，G3组与Mc组比较具有极显著差异(P<0.01)；实验组LDH含量呈现上升现象，且LDH含量与ω-3PUFAs剂量呈正相关；实验组大鼠血清IL-4、IL-6、INF-γ水平低于Mc组。不同剂量ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞代谢、抗氧化能力及血清IL-4、IL-6、INF-γ具有干预作用。

ω-3PUFAs；心肌细胞；抗氧化能力；能量节省化

运动疲劳是运动过程常见的生理状态，表现为运动能力下降，机体各项生理生化指标波动。运动疲劳积累状态下，机体免疫及应激能力处于低谷水平，正常状态下的运动疲劳可视疲劳程度恢复，但疲劳的深度积累则会造成组织细胞变性，甚至诱发其他组织系统损伤[1]。普遍认为，心肌纤维能源物质水平可以反应机体心肌纤维的工作能力，同时也是鉴别机体运动疲劳状态的有力指标[2]。IL-4、IL-6、INF-γ是反映生物体免疫平衡的良好指标，通过上述指标可以判断机体运动免疫失衡恢复水平及自身免疫机制[3]。前期研究表明，ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)具有较为理想的抗氧化及降血压作用[4-5]。本文旨在探讨ω-3PUFAs对运动疲劳大鼠心肌细胞代谢及血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)、丙二醛(MDA)、血乳酸、乳酸脱氢酶(LDH)、IL-4、IL-6、INF-γ的影响。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 实验动物

60只8周龄SD雄性大鼠购自新疆医科大学动物实验中心，许可证号：SCXX(新)2011-0003，体重(204±9.7)g。

1.1.2 试剂

ω-3PUFAs(山东医学科学院提供，生产批号：100018-200408)，0.9%生理盐水(自配)，酶联免疫试剂盒、T-SOD试剂盒、MDA试剂盒、血乳酸试剂盒、LDH试剂盒，均由南京建成生物科技提供。

1.1.3 仪器与设备

PT-3502G酶标仪(北京普天新桥技术有限公司)，紫外分光光度计(德国Eppendorf公司)，恒温水浴箱(山东金普分析仪器有限公司)，YM-1000Y超声波细胞粉碎器(上海豫明仪器有限公司)，高速冷冻离心机(德国Eppendorf公司)，LC-10T高效液相色谱仪(赛智科技有限公司)，ZH-PT动物实验跑台(安徽正华生物仪器设备有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 递增负荷跑台运动复合ω-3PUFAs干预实验

实验动物随机分为5组，每组12只，分别为安静对照组、运动对照组、低剂量ω-3PUFAs灌胃组、中剂量ω-3PUFAs灌胃组、高剂量ω-3PUFAs灌胃组，以下分别简称Rc组、Mc组、G1组、G2组、G3组。动物使用营养饲料统一饲喂，鼠笼置于23～25℃、湿度50%～55%、光照12 h/12 h条件下。实验周期为8周，Rc组大鼠保持正常的饲养条件；Mc组大鼠每天进行递增负荷跑台运动，运动前2 h灌胃1 mL 0.9%生理盐水，饲养条件同Rc组；实验组每周训练6 d(周一至周六训练，周日休息)，前4周每天进行1次跑台运动，其余各周为每天早晚各1次，各组运动前2 h灌服1 mL递增剂量ω-3PUFAs稀释液(灌胃剂量分别为20、40、60 mg/kg，灌胃方式同Mc组)，饲养条件相同。

1.2.2 检测方法

8周递增负荷跑台运动复合ω-3PUFAs干预后，分别取5组大鼠颈动脉血、心肌组织，检测心肌组织高能磷酸化合物(ADP、AMP、ATP)含量；检测血液组织血清T-SOD、MDA、血乳酸、LDH含量，同时采用酶联免疫吸附法对大鼠血清IL-4、IL-6、INF-γ表达进行定量检测。将大鼠心室心肌组织制成冷冻薄片，加入预冷的0.42 mol/L高氯酸与1 mol/L 氢氧化钾，并使用匀浆机制成匀浆，然后用超声波细胞粉碎器将线粒体膜破坏，使线粒体中能量物质进入匀浆组织中[6](以上操作过程均在冰水中进行)，使用高速冷冻离心机以3 000 r/min离心15 min，取上清液过滤；取10 mL滤液经液相色谱仪分析AMP、ADP、ATP含量[7]。使用T-SOD试剂盒(羟胺法)测定血清T-SOD含量；MDA试剂盒(TBA法)测定血清MDA含量；使用LDH、血乳酸试剂盒测定LDH、血乳酸水平。采用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测定血清IL-4、IL-6、INF-γ含量。

1.2.3 统计方法

实验数据用“x±s”表示，数据分析使用SPSS 22.0数据包处理，首先使用动差法及Leneve法对各组实验数据进行正态检验及方差齐性检验，后使用LSD-t检验进行显著性差异分析，P<0.05表示有显著差异，P<0.01表示有极显著差异。

2 结果与讨论

2.1 大鼠心肌组织高能磷酸化合物水平检测结果(见表1)

表1 大鼠心肌组织高能磷酸化合物水平μmol/g

注：*与Mc组比较，P<0.05，**与Mc组比较，P<0.01；#与Rc组比较，P<0.05，##与Rc组比较，P<0.01。下同。

由表1可知，为期8周的递增负荷跑台运动实验后，Mc组大鼠心肌细胞高能磷酸化合物(AMP、

ADP、ATP)含量极显著低于Rc组(P<0.01)；G1组AMP、ADP、ATP水平显著高于Mc组(P<0.05)；G2组与Mc组比较AMP、ATP水平显著升高(P<0.05)，ADP水平出现极显著升高(P<0.01)；G3组AMP、ADP、ATP水平与Mc组比较出现极显著升高(P<0.01)。同时，不同剂量ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞高能磷酸化合物含量的影响程度不一，高剂量ω-3PUFAs对大鼠AMP、ADP和ATP的合成促进作用更加显著。随着ω-3PUFAs灌胃剂量的增加，实验组大鼠心肌细胞ATP含量呈上升趋势，G1组心肌细胞ATP含量极显著低于Rc组(P<0.01)，G2、G3组与Rc组比较显著下降(P<0.05)。G1组大鼠心肌细胞ADP含量与Rc组比较出现极显著下降(P<0.01)，G2组与Rc组比较出现显著下降(P<0.05)，G3组与Rc组比较无统计学差异(P>0.05)。说明ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞高能磷酸化合物生成具有促进作用或具有能量优化作用，在正常的生理代谢条件下，ω-3PUFAs灌胃组大鼠可以消耗更少的磷酸高能化合物以维持机体正常代谢机能。

2.2 大鼠血清T-SOD、MDA、血乳酸、LDH水平检测结果(见表2)

表2 大鼠血清T-SOD、MDA、血乳酸、LDH水平

实验组大鼠血乳酸水平在递增剂量ω-3PUFAs作用下呈现下降趋势，G1、G2组与Mc组比较，具有显著差异(P<0.05)，G3组与Mc组比较具有极显著差异(P<0.01)。大鼠血乳酸水平下降，说明机体乳酸代谢能力上升或有氧氧化能力上升，糖酵解功能占比下降。通过8周递增负荷跑台运动复合ω-3PUFAs干预实验，实验组LDH含量呈现上升现象，且LDH含量与ω-3PUFAs剂量呈正相关。血乳酸与LDH水平可以反映机体的无氧做功水平、乳酸代谢能力和耐受乳酸能力，同时也是判断运动疲劳的良好指标[9-11]。ω-3PUFAs的干预可有效降低血清血乳酸水平，减轻乳酸等运动代谢产物的毒性作用。

2.3 血清IL-4、IL-6、INF-γ水平检测结果(见表3)

表3 血清IL-4、IL-6、INF-γ水平μg/mL

由表3可知，Mc组大鼠血清IL-4、IL-6、INF-γ 值明显高于Rc组、实验组；G3组IL-4明显低于Mc组，两组比较具有极显著差异(P<0.01)，G2组血清IL-4水平显著低于Mc组(P<0.05)，G1组与Mc组比较无统计学差异(P>0.05)。 G1、G2组血清IL-6水平均显著低于Mc组(P<0.05)，G3组血清IL-6水平低于Mc组，两组比较均具有极显著差异(P<0.01)。INF-γ水平随ω-3PUFAs剂量上升而下降，且G1、G2组与Mc组比较均具有显著差异(P<0.05)，G3组与Mc组比较具有极显著差异(P<0.01)。

在正常情况下，INF-γ浓度较低，适量的INF-γ 对机体有保护作用，在疾病或疲劳状态下，INF-γ大量分泌，以致对机体产生损害作用。因此，通过ω-3PUFAs对运动疲劳大鼠IL-4、IL-6、INF-γ的调节可以说明，ω-3PUFAs可有效降低大鼠血清中IL-4、IL-6、INF-γ表达量，参与运动疲劳的预防及恢复，且高剂量ω-3PUFAs干预作用最为显著。

3 结 论

通过8周递增负荷跑台运动复合ω-3PUFAs干预实验发现，ω-3PUFAs可有效提高运动疲劳大鼠心肌高能磷酸物ATP、ADP、AMP水平，降低血乳酸、MDA含量，提高T-SOD、LDH活性，IL-4、IL-6、INF-γ水平出现明显下降。不同剂量ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞代谢及抗氧化能力及血清IL-4、IL-6、INF-γ具有干预作用，高剂量ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞代谢、抗氧化能力及血清IL-4、IL-6、INF-γ干预作用最为显著。

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Effectsofω-3PUFAsonmyocardialcellmetabolism,
antioxidantcapacityandserumIL-4，IL-6andINF-γinratswithexerciseinducedfatigue

KONG Haijun1, HUANG Ling2, WANG Fenghua1, MA Guobi1, LI Zhaoyue1, KONG Lingsheng3

(1.Sports Biochemistry Laboratory, Institute of Physical Education, Xinjiang Normal University, Urumqi 830054, China; 2.Jinan ADICON Clinical Center, Jinan 250031, China； 3. School of Basic Medical Sciences, Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250031, China)

In order to investigate the effects ofω-3PUFAs on the myocardial cell metabolism and the changes of serum T-SOD, MDA, blood lactate, LDH, IL-4, IL-6 and INF-γ in rats, the SD rats were divided into sedentary control (Rc) group, exercise control (Mc) group, low doseω-3PUFAs gavage(G1) group, medium doseω-3PUFAs gavage(G2) group and high doseω-3PUFAs gavage(G3) group, and a compoundω-3PUFAs intervention experiment by treadmill exercise for eight weeks was carried out. The results showed that the contents of high-energy phosphate compounds in experimental group were higher than those in Mc group. Serum T-SOD activity in experimental group showed an upward trend, while MDA content showed a downward trend, and G1 group had a significant difference with Mc group (P<0.05), G2 and G3 groups had highly significant differences with Mc group (P<0.01). Blood lactate levels in experimental group showed a downward trend. G1 and G2 groups had significant differences with Mc group (P<0.05), and G3 group had highly significant differences with Mc group(P<0.01). LDH content in experimental group showed an upward trend, and it was positively correlated withω-3 PUFAs dose. Serum IL-4, IL-6, INF-γ levels in experimental group rats were lower than those in Mc group. Different doses of ω-3 PUFAs had intervention on the myocardial cell metabolism, antioxidant capacity and serum IL-4, IL-6, INF-γ in rats.

ω-3PUFAs; myocardial cell; antioxidant capacity; energy saving

2016-11-21；

：2017-05-02

国家自然科学基金(31660736)；2016年新疆维吾尔自治区研究生科研创新项目(XJGRI2016106)

孔海军(1992)，男，硕士研究生，研究方向为运动生物化学(E-mail)konghaijun1992@163.com。

王凤华，副教授，硕士生导师(E-mail)1057033469@qq.com。

R151；R55

：A

1003-7969(2017)08-0063-04