[摘 　 要 ]　 目的: 研究有氧運動對心理應激衰老大鼠行為和外周血氧自由基的影響。

方法: 健康雌性 S D大鼠 28只 ,隨機分為對照組、運動組、心理應激組、運動+心理應激組,實驗后測定大鼠的開場行為和外周血自由基的變化情況。 

結果 : ①開場行為:在穿越格數(shù)上運動組、心理應激組、運動+心理應激組與對照組相比較均有顯著的增加( P< 0 . 05) ,在站立次數(shù)上心理應激組、運動+心理應激組與對照組及運動組相比較有顯著減少 ( P < 0 . 01)。②血清中S OD活性、 H2O2含量:各組間均無明顯差異性;MDA含量:運動組、 運動 +心理應激組與對照組及心理應激組相比較有明顯的減少 (P < 0 . 05) ;過氧化氫酶 (CAT)活性:運動組的 CAT活性明顯高于心理應激組 ( P < 0 . 05) ; GSH - px活性:與對照組相比較 ,運動組、 運動 +心理應激組的活性明顯增加 ( P < 0 . 05) ,心理應激組則明顯降低 ( P < 0 . 05)。

結論: 不適宜的心理應激可對動物的自發(fā)行為和探究行為產生影響 ,并可誘發(fā)機體內自由基量的增加而導致機體損傷 ,而通過有氧運動可減輕心理應激對機體產生的影響。

[關鍵詞 ]　 有氧運動;心理應激;衰老大鼠;開場行為;自由基　 

自由基學說 ( free radical theory)是 20世紀 80年代以來開始廣泛被生命科學界所重視的一門學科。自由基對機體的影響主要是由于其高度的活性和反應性所決定 ,自由基易與各種生物大分子發(fā)生反應 ,造成細胞和組織的氧化損傷 ,引起機體的各種生理功能的減退和障礙 ,導致生物體的衰老與死亡。目前已有許多研究表明 ,通過誘發(fā)自由基反應可以對機體各組織造成損傷[ 1, 2 ]。而心理應激對機體的影響則表現(xiàn)為:不適宜的心理應激可引起動物開場行為的改變并可誘發(fā)機體產生大量的自由基 ,而對腦、 肝、 心、 腎等組織造成損傷[ 3 ]。本研究通過對衰老SD大鼠進行中等負荷強度的有氧運動訓練 ,同時施加一定程度的心理刺激 ,并觀察大鼠的開場行為及外周血中的超氧化物歧化酶(super oxide dis2mutase, SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶 (glutathi oneper oxidase, GSH2 px)、過氧化氫酶(catalase, CAT)、丙二醛(mal ondialdehyde, MDA)、過氧化氫 (H2O2)含量的變化 ,為進一步研究通過運動訓練來減輕心理應激對機體自由基產生量的影響,從而降低自由基對機體的損傷而達到延緩衰老的目的提供理論依據(jù)。

1　 材料與方法

1 . 1　 動物選擇及分組

3月齡雌性 SD大鼠 49只 , 20月齡雌性 SD大鼠7只 (均購自江蘇大學醫(yī)學院動物中心)。3月齡大鼠隨機分為衰老對照組 ( 14只)、 心理應激組 ( 7只)、 運動組 (7只)、 運動 +心理應激組 (7只)、 空白對照組 (7只)和電擊組 (7只)。其中前 4組大鼠制備成衰老模型大鼠 ,空白對照組和電擊組不作處理。衰老模型制備后由衰老對照組隨機選取7只與空白對照組和老齡組作衰老模型的評定。

1 . 2　 造模方法

1 . 2 . 1　衰老模型 　采用 D2 半乳糖皮下注射法: D2半乳糖用生理鹽水配成濃度為 7 . 5%的注射液 , 3月齡造模組大鼠腹部皮下注射 D2 半乳糖 125 mg·kg- 1·d- 1,連續(xù)注射 42 d[ 4 ]。

1 . 2 . 2　心理應激模型 　采用大鼠旁觀電擊模型(Communicati on Box) ,電擊組的大鼠被電擊驚叫、驚跳 ,應激組大鼠不受電擊 ,而是旁觀電擊組大鼠遭受電擊的過程 ,通過視覺、 聽覺等產生心理應激[ 5 ]。

1 . 3　 造模各組干預情況

對照組: 平時不運動,也不應激。心理應激組:前 8周與對照組相同 ,從第9周起每次應激持續(xù)30min,隔天1次,至第10周。運動組: 前3天每天適應訓練30 min,然后每天無負重游泳一次 , 每次 60min,共 10周。運動組 +心理應激組:前 8周與運動組相同 ,從第 9周起 ,再同時附加心理應激,心理刺激與運動分別在上午和下午進行,至第 10周。

1 . 4　 運動及應激方式

1 . 4 . 1　 運動方式 　 衰老模型制備后無負重游泳 ,水溫 31～33℃,水深為 60 cm,人工控制大鼠不停地游泳。每天 1次 ,每次 1 h,一周 5次 ,共 10周 ,對照組大鼠放入同等條件的淺水中 ,以避免水溫對大鼠產生的刺激差異。

1 . 4 . 2　 心理應激方式 　衰老模型制備后的第 9周起開始應激 ,每次應激分批進行 , 每次應激持續(xù) 30min,隔天一次 ,連續(xù) 2周。每次應激完畢后將造模對照組放入清洗后的旁觀電擊箱中 30 min,以保持實驗條件的一致。

1 . 5　 開場行為測定末次心理應激后或末次游泳后 24 h,將動物置于75 cm×65 cm×47.5 cm周壁為黑色 ,底面被分成面積相等的 25塊組成的有底曠場里。實驗室內隔音 ,光照度 60W。觀察 3 min內大鼠由底面中心開始跑動穿越底面的格數(shù)、后肢站立 (包括前肢扶壁和懸空)次數(shù)。

1 . 6　 生化指標的測定

超氧化物歧化酶 ( SOD)、 谷胱甘肽過氧化物酶(GSH2 px)、 過氧化氫酶 (CAT)、 丙二醛 (MDA)、 過氧化氫 (H2O2 )測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。末次心理應激后或末次游泳后 24 h,開場行為測定后禁食 12 h,依次麻醉 ,心臟采血后制備血清。按照各試劑盒的要求制成待測標本。測定儀器: 722分光光度計。

1 . 7　 結果處理

數(shù)據(jù)由 SPSS軟件分析處理 ,采用單因素方差分析。

2　 結 　 果

2 . 1　 衰老模型的結果

各組血清生化指標比較見表 1。

表 1顯示:除了血清 SOD外 ,空白對照組的血清 GSH2 px, CAT指標均顯著高于衰老對照組 ( P <0 . 05) ,而 MDA含量則是顯著低于衰老對照組 ( P <0 . 05) ;衰老對照組與老齡組相比較 ,兩組間血清SOD, GSH2 px, CAT,MDA含量均無顯著差異性。

2 . 2　 有氧運動對心理應激衰老大鼠開場行為的影響

各組動物開場行為比較見表 2。

穿越格數(shù)        站立次數(shù)

衰老對照組 40 . 00 ± 2 . 236   20 . 40 ± 1 . 749

運動組 48 . 20 ± 1 . 772    21 . 40 ± 1 . 435

心理應激組 51 . 60 ± 3 . 982  13 . 60 ± 1 . 030

運動 +心理應激組 49 . 80 ± 1 . 655  14 . 20 ± 1 . 241

表 2顯示:運動組、 心理應激組、 運動 +心理應激組與衰老對照組相比較 ,衰老 SD大鼠的穿越格數(shù)有顯著的增加 ( P < 0 . 05) ,其中心理應激組增加*為明顯 ( P < 0 . 01) ;在站立次數(shù)上心理應激組、 運動 +心理應激組與衰老對照組及運動組相比較有顯著減少 ( P < 0 . 01) ,而運動組則與衰老對照組無明顯差異。

2 . 3　 有氧運動對心理應激衰老大鼠血清中氧自由基的影響

血清中 GSH2 px活性:與衰老對照組相比較 ,運動組、 運動 +心理應激組的活性明顯增加 ( P <0 . 05) ,心理應激組則比衰老對照組明顯降低 ( P <0 . 05)。血清中 CAT活性:運動組的 CAT活性明顯高于心理應激組 ( P < 0 . 05) ,其余各組間無顯著差異性。血清中 MDA含量:運動組、 運動 +心理應激組與衰老對照組及心理應激相比較有明顯的減少 ( P< 0 . 05) ,衰老對照組與心理應激組之間無顯著差異性。血清中 H2O2含量:運動組、 運動 +心理應激組比衰老對照組和心理應激組低 ,但各組間均無顯著差異性。

3　 討 　 論

3 . 1　 衰老模型的結果

空白對照組的血清 GSH2 px, CAT活性顯著高于衰老對照組 ,而血清 MDA含量則顯著低于衰老對照組。衰老對照組與老齡組在血清 SOD, GSH2 PX, CAT,MDA含量比較均無顯著性差異。我們可以認為衰老模型造模成功 ,D2 半乳糖 125 mg·kg- 1·d- 1腹腔皮下注射 42天后的增齡大鼠相當于自然生長21個月左右的老齡鼠。

3 . 2　 有氧運動對心理應激衰老大鼠開場行為的影響

開場行為測定現(xiàn)在已經成為研究動物恐懼、 緊張情緒的重要指標 ,大鼠的穿越格數(shù)和站立次數(shù)分別代表了大鼠在新異環(huán)境中的自發(fā)行為和探究行為。但由于心理應激是一個非常復雜的過程 ,目前心理應激對開場行為的影響在研究結果上還有分歧存在。嚴進等[ 6 ]研究表明:動物因心理應激而產生緊張、 恐懼時會出現(xiàn)穿越格數(shù)減少、 站立次數(shù)減少等現(xiàn)象;而鄭樂穎等[ 7 ]的研究則支持動物因心理應激而產生穿越格數(shù)增加、 站立次數(shù)增加等現(xiàn)象。本實驗的結果表明由于心理應激及有氧運動的干預 ,衰老 SD大鼠的穿越格數(shù)顯著增加 ,其中又以心理應激組增加*為顯著 ,說明心理應激可引起衰老 S D大鼠穿越格數(shù)增加 ,而通過有氧運動則有降低心理應激對機體影響的作用。在站立次數(shù)上則表現(xiàn)為心理應激組和運動 +心理應激組顯著低于對照組和運動組 ,可認為心理應激可引起衰老 SD大鼠站立次數(shù)的減少。

3 . 3　 有氧運動對心理應激衰老大鼠血清中氧自由基的影響GSH2 px, CAT, SOD是廣泛存在于生物體內的抗氧化酶 ,代表機體內抗氧化系統(tǒng)的活性 ,它們可** O-

2 , H2O2等氧自由基,而使體內過量超氧離子維持在一定的水平 ,其活性的高低直接或間接反映了機體**氧自由基的能力。本實驗結果表明 ,各組間的 GSH2 px活性均表現(xiàn)出了顯著的差異性 ,其活性的高低可按心理應激組 <衰老對照組 <運動 +心理應激組 <運動組的次序排列 ,而心理應激組的CAT活性與運動組相比較也有顯著性的降低。說明不適宜的心理應激造成了動物機體內酶防御系統(tǒng)活性的下降 ,而有氧運動訓練則可以使其活性提高。這與侯公林、 沙繼斌等[ 3, 8 ]多數(shù)學者的結果是相一致的 ,從而我們也可以認為通過有氧運動訓練可以減輕心理應激對機體造成的損傷。MDA是機體內脂質過氧化反應的重要代謝產物 ,對細胞具有嚴重的毒性作用 ,血清中 MDA的含量可以反映機體內脂質過氧化程度 ,間接反映了細胞損傷的程度。本實驗中對照組與心理應激組中血清 MDA含量顯著高于運動組和運動 +心理應激組 ,表明有氧運動可顯著改善因心理應激而造成的過氧化脂質的大量產生 ,從而減輕自由基對機體各組織器官的損害。綜上所述 ,我們可以認為不適宜的心理應激可降低機體抗氧化系統(tǒng)的活性 ,并能誘發(fā)機體內自由基產生增加 ,而通過適宜的有氧運動訓練則可以減輕這種應激對機體的影響 ,即有氧運動可在一定程度上緩解心理應激對機體的傷害。