艾灸神阙穴对不同程度力竭运动大鼠海马区单胺类神经递质的影响❋

许晓康，周小红，张治方，吕天元，祝 婕，高 飞，梁玉磊△，马小顺△

(1. 河北中医学院，石家庄 050200； 2. 河北省刺灸法效应特异性重点研究室，石家庄 050091； 3. 河北省中医院，石家庄 050017)

在竞技运动训练中，训练负荷越大疲劳现象越容易出现，疲劳状态的恢复直接影响到运动员的训练进程及成绩，因此预防运动疲劳和促进疲劳恢复成为体育和医疗领域共同研究的主要课题。根据疲劳发生部位可分为中枢性疲劳和外周性疲劳，中枢性疲劳是由运动引起的中枢神经系统不能产生和维持足够的神经冲动，以满足运动所需的现象[1]。研究表明，这种疲劳的发生与脑组织中单胺类神经递质变化密切相关[2-4]。

之前课题组研究发现，艾灸神阙穴可有效延长力竭运动大鼠的游泳时间，改善机体血清丙二醛(malondialdehyde, MDA)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)浓度及天门冬氨酸转氨酶(aspartate transaminase, AST)、丙氨酸转氨酶(alanine transaminase, ALT)和乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase, LDH)，缓解疲劳状态[5-7]。为进一步探讨艾灸神阙穴抗中枢性疲劳的作用机制，本研究以不同程度力竭大鼠为研究对象，观察艾灸神阙穴对力竭运动大鼠海马组织单胺类神经递质5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(Dopamine,DA)、去甲肾上腺素(Norepinephrine，NE)的含量变化。

1 材料与方法

1.1 动物与分组

SPF级雄性SD大鼠72只，体质量(200±10)g，购于北京维通利华实验动物技术有限公司(许可证号SCXK(京)2012-0001)。分笼饲养，每笼4只，饲养室温度保持在20～24 ℃，湿度50%左右，明暗各12 h(光照07∶00～19∶00)，所有动物自由进食水。大鼠适应性喂养7 d，并分别于第3、6天适应游泳1次，每次3 min。所有动物实验均遵循河北中医学院实验动物管理相关规定。

按照随机数字表将大鼠随机分为正常组8只、模型组和艾灸组各32只，根据造模和治疗持续时间，模型组与艾灸组再随机分为模型1次亚组、模型4次亚组、模型7次亚组、模型10次亚组和艾灸1次亚组、艾灸4次亚组、艾灸7次亚组、艾灸10次亚组，每亚组各8只。

1.2 主要试剂与仪器

5-羟色胺(5-HT)试剂盒、多巴胺(DA)试剂盒、去甲肾上腺素(NE)试剂盒，均由上海森雄科技实业有限公司提供。

自制恒温水箱(Φ200×80 cm)、艾条(Φ7 mm×11.7 cm，河南南阳汉医艾绒有限公司)；自制艾灸专用大鼠盒[8](国家实用新型专利ZL201120193244.8)；高效液相色谱系统(Waters Corporation)等。

1.3 模型制备

适应性喂养7 d后参照文献[9]制造力竭运动模型。将模型组和艾灸组大鼠置于恒温水箱(水深50 cm，水温30±2 ℃)，尾根部束体质量5%的铅皮(套在距基1～5 cm处)，行力竭运动(力竭标准为大鼠游泳动作明显失调，不能再坚持，并下沉水过鼻尖5 s，无力返回水面)。

模型与艾灸各亚组按照上述方法进行相应次数的力竭运动，1次力竭运动后隔日进行第2次力竭运动。

1.4 干预方法

艾灸1次亚组：1次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中，温和灸神阙穴[10]15 min，仅治疗1次。

艾灸4次亚组：每次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中，温和灸神阙穴[10]15 min，隔日1次，共治疗4次。

艾灸7次亚组：每次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中，温和灸神阙穴[10]15 min，隔日1次，共治疗7次。

艾灸10次亚组：每次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中，温和灸神阙穴[10]15 min，隔日1次，共治疗10次。

模型1次亚组：1次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中15 min，不进行艾灸，仅1次。

模型4次亚组：每次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中15 min，不进行艾灸，隔日1次，共4次。

模型7次亚组：每次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中15 min，不进行艾灸，隔日1次，共7次。

模型10次亚组：每次力竭运动结束后,即刻将大鼠置于艾灸专用大鼠盒中15 min，不进行艾灸，隔日1次，共10次。

正常组：将大鼠置于自制艾灸专用大鼠盒中15 min，隔日1次，共10次，不施其他任何干预。

1.5 指标检测

1.5.1 力竭时间 由专人记录模型各亚组、艾灸各亚组大鼠最后一次的力竭运动时间，以秒为单位，精确到0.1 s。

1.5.2 生化指标检测 各亚组大鼠力竭运动后24 h断头处死，正常组与第10次亚组大鼠同时处死，迅速在冰面上取出全脑, 用冰冷的生理盐水洗净、滤纸吸干，立即分离海马脑区置液氮中冻存备用。采用高效液相色谱电化学法(HPLC-ECD)测定5-HT、DA、NE含量，所有生化指标检测均由河北中医学院科研中心完成。

1.6 统计学方法

2 结果

2.1 各组大鼠力竭运动时间比较

表1显示，与模型1次亚组比较，模型4次亚组大鼠力竭运动时间明显延长(P<0.01)，模型7次亚组和模型10次亚组均明显缩短(P<0.01)。与相应模型亚组比较，艾灸1次亚组和艾灸4次亚组大鼠力竭运动时间变化无差异(均P>0.05)，艾灸7次亚组和艾灸10次亚组大鼠力竭运动时间均明显延长(均P<0.01)。

2.2 各组大鼠海马区5-HT、DA、NE含量比较

与正常组比较，模型1次亚组的5-HT、DA、NE含量均明显升高(P<0.01)；模型4次亚组和模型7次亚组的5-HT、NE含量均明显升高(P<0.05或P<0.01)，DA含量差异不明显(P>0.05)；模型10次亚组的5-HT含量明显升高(P<0.01)，DA含量明显降低(P<0.01)，NE含量差异不明显(P>0.05)；艾灸1次亚组、艾灸4次亚组、艾灸7次亚组、艾灸10次亚组的5-HT、DA、NE含量均明显升高(P<0.05或P<0.01)。

与模型1次亚组比较，模型4次亚组、模型7次亚组和模型10次亚组的NE含量均明显降低(P<0.01)，模型7次亚组和模型10次亚组的5-HT含量均明显升高(P<0.01)，DA含量均明显降低(P<0.01)；与模型4次亚组比较，模型7次亚组和模型10次亚组的5-HT含量均明显升高(P<0.01)，DA、NE含量均明显降低(P<0.01)；与模型7次亚组比较，模型10次亚组NE含量明显降低(P<0.01)，DA/5 -HT值持续下降。

与艾灸1次亚组比较，艾灸4次亚组、艾灸7次亚组和艾灸10次亚组的NE含量均明显升高(P<0.01)，艾灸10次亚组的DA含量升高(P<0.05)，与艾灸4次亚组比较，艾灸7次亚组和艾灸10次亚组的NE含量均明显升高(P<0.01)；与艾灸7次亚组比较，艾灸10次亚组的NE含量明显升高(P<0.01)；DA/5 -HT值呈上升趋势。

表1显示，与相同干预次数的模型亚组比较，艾灸1次亚组变化不明显(P>0.05)；艾灸4次亚组的NE含量明显升高(P<0.01)；艾灸7次亚组和艾灸10次亚组的5-HT含量显著降低(P<0.01)，DA、NE含量明显升高(P<0.01)。

表1 各组大鼠力竭游泳时间与海马区5-HT、DA、NE含量比较

注：与正常组比较：##P<0.05，#P<0.01；与模型1次亚组比较：△P<0.01；与模型4次亚组比较：▲P<0.01；与模型7次亚组比较：※※P<0.05，※P<0.01；与模型10次亚组比较：○P<0.01；与艾灸1次亚组比较：●●P<0.05，●P<0.01；与艾灸4次亚组比较：◇P<0.01；与艾灸7次亚组比较：◆P<0.01

3 讨论

反复力竭运动可导致机体出现运动性疲劳，而中枢性疲劳在运动性疲劳的发展过程中起主导作用[11]。海马是前脑神经中枢的重要组成部分，承担着学习记忆、运动调控和神经内分泌等重要功能， 因其为缺血缺氧最为敏感的部位之一，海马是应激易累及损伤的主要靶区[12]，过度运动应激导致的神经损伤与修复也常常发生在此脑区[13]。研究表明[3、14]，长时间的运动可导致中枢神经细胞突触间隙5-HT含量增加，过多的5-HT外溢后激活轴突始段的 5-HT1A 受体，该受体被激活后则抑制运动神经元动作电位发生，并进一步抑制肌肉的收缩，从而降低中枢向外周发放的冲动，引起运动能力的降低。而DA是中枢神经系统中一种兴奋性递质[15]，能激发并促进肌肉协调能力，调节肌紧张，使机体做好运动准备，大脑皮层冲动的触发便发动某动作，并增强运动能力。在持续运动中，随着疲劳的发生发展，DA被大量消耗[16]。也有研究证实，DA合成和分解的代谢功能减退与运动能力下降关系密切[17]。有研究也发现，力竭运动或长时间大强度运动后，大鼠海马组织DA含量下降的同时DA/5-HT值也明显降低，认为 DA/5-HT比值变化更能准确反映机体中枢疲劳状况[18]。NE是海马部位神经营养因子之一，可促使神经元功能活跃，维持机体运动需求[19]。研究表明，即性运动使脑组织处于相对缺血缺氧状态，NE含量随力竭程度而增加，反复力竭使得脑组织处于绝对缺氧缺血状态，此时NE含量则随力竭程度而降低[20]。

力竭运动属于中医“劳”的范畴。《素问·举痛论篇》载：“劳则气耗……劳则喘息汗出,外内皆越,故气耗矣。”神阙穴隶属任脉，穴居脐中。《高式国针灸穴解》解释为：“本穴在脐，脐为先天之结蒂，又为后天之气舍”[21]，具有调和阴阳、扶正祛邪之功。研究表明，隔药灸脐可以提高衰老大鼠脑单胺类神经递质含量[22]，同时艾灸可以为能量缺乏的病态细胞提供活化能[23]，促进衰老小鼠海马神经元的再生、神经递质和神经营养因子的合成，维持神经元的正常功能[24]。

实验结果发现，模型4次亚组大鼠力竭游泳时间明显长于模型1次亚组、模型7次亚组和模型10次亚组，呈先上升后下降的抛物线状，可能是由于大鼠运动后肌肉功能得到锻炼，耐力增强，进而游泳时间延长。反复几次力竭运动后，机体恢复能力下降，游泳时间随之缩短。同时发现，模型1次亚组和模型4次亚组大鼠海马单胺类神经递质5-HT、DA、NE含量明显升高，猜测可能由于机体为防止过度疲劳或损伤，启动了损伤的自身保护和修复功能，维持机体运动，但此时DA/5 -HT值呈下降趋势。随着大鼠反复力竭运动，DA/5 -HT值持续下降。机体进入中枢性疲劳状况，中枢神经系统发生了同方向抑制性趋势调控反应[4]，模型7次亚组和模型10次亚组大鼠海马单胺类神经递质5-HT含量持续升高，DA、NE含量呈下降趋势，此期损伤再无法通过自身修复得以维持，运动能力明显下降。笔着观察到在艾灸4次亚组中，力竭时间略有延长，5-HT含量下降，DA、 NE含量开始升高，DA/5 -HT值下降。在艾灸7次亚组和艾灸10次亚组中，力竭时间明显延长，5-HT含量显著降低，DA、NE的含量明显升高，DA/5 -HT值呈上升趋势，说明艾灸神阙穴可以通过调节反复力竭运动大鼠海马区神经递质含量，促进神经细胞的功能恢复，改善机体疲劳状态，尤其当机体处于中枢性运动疲劳无法通过自身恢复时作用更明显。