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耐力运动训练对大鼠心功能及心肌线粒体能量代谢的影响

作 者: 陆燕玲
导 师: 彭峰林
学 校: 广西师范大学
专 业: 体育教育训练学
关键词: 耐力训练 心肌 心功能 线粒体 ATP 能量代谢 呼吸链氧化酶 抗氧化酶
分类号: G804.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


背景:心肌线粒体是能量产生的主要场所,不同强度耐力训练后,部分线粒体的一些氧化酶和组织中的抗氧化酶会产生不同的适应性变化,从而影响细胞的能量代谢。心脏机能与心肌的能量代谢密切相关,心肌能量代谢适应性变化是运动科学研究的重点,而心肌细胞线粒体又是能量代谢研究中的热点和关键点。目前不同运动对心肌能量代谢的研究还是比较多的,但是大多数都是分别从运动后线粒体抗氧化能力、腺苷酸(ATP、ADP、AMP)、线粒体呼吸链氧化酶活性和心功能等单方面进行研究。而它们之间的关系是如何联系的,是否存在直接的对应关系,运动训练对它们之间的关系会造成怎样的影响,还值得我们进一步探讨。目的:1大鼠心功能的运动适应性变化,主要从抗氧化防御体系的变化探索其初步机制。2从能量代谢的运动适应变化探究心功能的运动适应的机制。3探索线粒体能量代谢运动适应性变化的机制,提高心肌抗氧化能力。方法:本文参照Bedford报道的大鼠最大摄氧量的标准制定不同强度的耐力训练方案,观察运动训练对大鼠心肌的腺苷酸含量以及能荷(EC),呼吸链氧化酶(NADH和CCO)、抗氧化酶(SOD、GSH-Px)、脂质过氧化物(MDA)以及心脏功能的变化,探讨不同强度的耐力运动训练对心肌能量代谢的影响规律、抗氧化防御能力以及心脏功能的影响,从能量代谢、抗氧化角度阐明不同强度的耐力运动对心脏功能的影响。将40只SD雌性大鼠参照Bedford报道大鼠最大摄氧量的标准,建立大、中、小不同强度的大鼠运动模型;同时设置对照组。在训练结束后测定各组大鼠的心脏机能,急性处理后采集心肌组织样本来观察心肌线粒体内腺苷酸(ATP、ADP、AMP)及其呼吸链酶活性(细胞色素C、NADH氧化酶)的变化以及其抗氧化能力(SOD、GSH)的变化,并探讨运动心脏机能变化与心肌线粒体能量代谢变化之间的关系,及心肌线粒体能量代谢运动适应性变化的机制。结果:(1)大鼠经过运动训练后,三个运动组的心率(HR)相对低于安静组,并且中强度组低于安静组具有显著性差异(P<0.05),虽然小强度组HR也低于安静组,但是并没有统计学意义;HR在大强度组的时候恢复到安静水平;三个运动组的LVSPP、±dp/dtmx相对高于安静组,除了小强度较安静组具有显著性差异(P<0.05)外,中、大强度组较安静组具有非常显著性差异(P<0.01);而三个运动组的LVEDP相对低于安静组,小、中强度组显著低于安静对照组(P<0.01),大强度组稍微高于中小强度组,但总体还是低于安静对照组,并具有显著性差异(P<0.05)。(2)大鼠经训练后,心肌的ATP、ADP和AMP含量均高于安静组。经过小强度训练后ATP、ADP和AMP含量都高于安静对照组,但是并不具统计学意义;中强度训练后三者较安静对照组具有非常显著性差异(P<0.01);大强度训练后,三者含量还是显著高于安静组(P<0.05);能荷的变化与ATP的变化一致,中、大强度组分别较安静组有显著性差异(P<0.01、P<0.05)。(3)大鼠经训练后,心肌的NADH、CCO含量高于安静组,中强度组与安静对照组相比,NADH、CCO差异非常显著(P<0.01)。心肌NADH和CCO的变化是中强度组>小强度组>大强度组>安静组。(4)大鼠经训练后,中、大强度运动组心肌的SOD活性都显著高于安静组,大强度组虽然稍低于中强度组,但与安静组相比存在显著性差异(P<0.05),小强度组SOD活性虽然高于安静组,但是并无统计学意义;与安静对照组相比,中、大强度组GSH差异具有非常显著性(P<0.01);心肌的MDA与安静对照组相比,小、中强度组差异并没有显著性,与大强度组差异显著(P<0.05)。心肌SOD和GSH的变化是中强度组>小强度组>大强度组>安静组,腓肠肌的GSH中强度组>小强度组>大强度组>安静组,MDA的变化是大强度组>安静组>中强度组>小强度组。结论:(1)中强度耐力运动训练是的大鼠心肌产生了良好的适应,心脏的收缩功能和舒张功能得到增强。(2)中等强度的耐力训练增加心肌腺苷酸、呼吸链氧化酶(NADH、CCO)的含量,能量代谢水平得到提高。(3)中等强度的耐力训练提高心肌的抗氧化酶SOD、GSH的活性,增强心肌抗氧化防御系统的能力,能够有效清除产生的MDA,防止细胞受到自由基的攻击;长时间大强度的耐力训练会降低心肌的抗氧化能力,MDA生成增加,生物膜损伤加重,细胞机能下降。(4)中等强度耐力训练增加心肌腺苷酸、呼吸链氧化酶(NADH、CCO)的含量,能量代谢水平得到加强,同时心功能也在增强;长时间大强度的耐力训练引起细胞线粒体损伤,降低心肌细胞能量代谢能力下降,进而降低心脏功能。(5)适宜强度的耐力训练可通过抗氧化作用而改善能量代谢水平,增强心功能,而大强度耐力训练降低抗氧化能力而使得能量代谢水平受到抑制,影响心功能。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-8
目录  8-10
1 前言  10
  1.1 研究目的和意义  10
2 文献综述  10-16
  2.1 运动对心脏功能的影响  10-11
  2.2 运动、心肌能量供应和心脏功能  11-16
    2.2.1 关于心肌抗氧化酶的概述  11-13
    2.2.2 关于心肌腺苷酸能荷的概述  13-14
    2.2.3 关于心肌线粒体呼吸链氧化酶概述  14-16
3 材料与方法  16-23
  3.1 实验对象与分组  16
  3.2 主要试剂  16
  3.3 主要仪器  16-17
  3.4 运动训练方案  17
  3.5 心功能指标测试  17-18
  3.6 腺苷酸含量的测定  18-20
    3.6.1 心肌腺苷酸测定的准备  18
    3.6.2 色谱条件  18
    3.6.3 标准液的配制以及心肌腺苷酸标准曲线  18-19
    3.6.4 样品处理及分析  19
    3.6.5 标准曲线计算公式  19-20
  3.7 呼吸链氧化酶活性的测定  20
    3.7.1 样品准备  20
    3.7.2 测试方法  20
  3.8 抗氧化酶与MDA的测定  20-23
    3.8.1 样品处理  20-21
    3.8.2 心肌蛋白测定:双缩脲法  21
    3.8.3 超氧化物歧化酶SOD测定:黄嘌呤氧化酶法  21-22
    3.8.4 丙二醛MDA测定  22
    3.8.5 谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px测定  22-23
  3.9 统计学处理  23
4 研究结果与分析  23-27
  4.1 不同强度耐力训练对大鼠心脏功能的变化  23-25
  4.2 不同强度耐力训练对心肌腺苷酸含量与能荷的变化  25-26
  4.3 不同强度耐力训练对心肌呼吸链氧化酶活性的变化  26
  4.4 不同强度耐力训练对心肌抗氧化能力的变化  26-27
5 讨论  27-33
  5.1 耐力运动训练对心脏功能的影响  27-28
  5.2 耐力运动训练对心肌线粒体能量代谢的影响  28-29
  5.3 耐力运动训练对心肌抗氧化防御能力的影响  29-30
  5.4 能量代谢适应性变化与心脏功能改善的关系  30-31
  5.5 抗氧化能力与心脏功能、心肌能量代谢的关系  31-33
6 结论  33-34
参考文献  34-38
攻读硕士学位期间发表的论文  38-39
致谢  39-40

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中图分类: > 文化、科学、教育、体育 > 体育 > 体育理论 > 体育基础科学 > 运动生理学
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