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研究目的: 有氧运动不仅可以增强机体心血管系统功能,同时也能提高自主神经的调节能力,改善机体消化系统功能和增强免疫系统功能等。有机磷农药是迄今使用量最大的化学农药且对人畜往往具有较高的毒性,尤其为神经毒性,有较高的致死致残率。我国每年农药中毒的比例中,有机磷农药中毒人数比例达70%以上。残留的有机磷农药最终富集在人体内,导致体内正常生理功能失调,进而引起生殖系统、免疫系统及神经节系统等的急性和慢性病变。有机磷农药通过抑制靶标酶—乙酰胆碱酯酶的活性调节胃肠神经功能,增强胃肠动力,增加消化道腺体的分泌量等。前期研究发现,六周中等强度游泳训练可使大鼠肠神经的整体分布升高(PGP9.5的阳性表达升高),并在一定程度上回调慢性马拉硫磷中毒大鼠下降的肠神经分布;但有氧运动和慢性低剂量有机磷农药接触对肠神经系统的影响机制不清,因此本研究将对有氧运动改善肠神经系统调节的机制进行研究,探讨有氧运动和慢性马拉硫磷联合作用与肠神经凋亡的关系。 研究方法: 健康SPF级雄性Wistar大鼠32只,8周龄,随机分为4组(每组8只):安静对照组(C)、有氧运动组(E)、马拉硫磷染毒组(M)和马拉硫磷染毒运动组(ME)。 C组大鼠正常笼内饲养;E大鼠进行无负重游泳运动,持续6周,每周3次,每次1h,隔日进行;M组大鼠马拉硫磷经口给药(100mg/kg),持续6周,每周6次;ME组大鼠经口给药(马拉硫磷100mg/ml),并进行无负重游泳训练,训练方案同E组。C组和E组每天进行同剂量的玉米油灌胃,每周6次,持续6周。 6周实验结束后,测定小肠推进指数、小肠匀浆测SOD活性和MDA含量,免疫组化法测定回肠蛋白基因相关肽9.5(PGP9.5)、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(Caspase-3)、Bcl-2家族Bcl-2/bax的表达情况,TUNEL法测定回肠神经细胞凋亡率。 研究结果: 1.回肠肌间神经丛PGP9.5的表达显示:与C组相比,E组回肠PGP9.5阳性表达显著增加(P<0.05),M组回肠PGP9.5阳性表达则显著减少(P<0.05),与M相比,ME组回肠PGP9.5阳性表达明显增高(P<0.01)。 2.TUNEL检测结果显示:染毒组M较C组和E组肠神经细胞凋亡率显著上升(P<0.01,P<0.05),ME组较M组肠神经细胞凋亡率显著下降(P<0.05),且高于C组(P<0.05)。 3.Caspase-3检测结果显示:M组明显高于C组(P<0.05),也较其它组均值高,但差异不具有显著性(P>0.05)。 4.Bcl-2和Bax免疫组化分析显示:Bcl-2各组间相比,E组阳性表达较C组明显升高(P<0.05),M组和ME组较E组明显降低(P<0.05); Bax各组间比较,M组较其它组升高,但差异没有显著性(P>0.05);Bcl-2/Bax组间比较, M组较E组明显降低(P<0.05)。 5.小肠匀浆SOD活性和MDA含量比较显示:SOD活性各组比较具有明显显著性(P<0.01),M组比C组和E组明显下降(P<0.05); MDA含量比较,M组较C组明显升高(P<0.05),ME组较M明显降低(P<0.05)。 研究结论: 1.六周马拉硫磷接触可使大鼠回肠肌间神经丛的分布显著降低(PGP9.5的阳性表达减少),反应细胞凋亡水平的指标TUNEL显著增高,提示马拉硫磷慢性低剂量接触可能导致肠神经系统乙酰胆碱酯酶活性产生代偿性抑制,从而引起神经细胞凋亡增多,肠神经纤维支配和分布减少。 2.六周马拉硫磷接触可使大鼠回肠SOD活性下降,自由基生成增多(MDA上升),Bcl-2/Bax比值下降,caspase-3明显上调,提示马拉硫磷慢性低剂量接触可导致肠组织氧自由基生成增多,细胞膜脂质过氧化程度增大,细胞凋亡调节基因Bcl-2和Bax之间作用被破坏,凋亡执行因子caspase-3作用增强,进而加速细胞的凋亡。说明马拉硫磷染毒可以使大鼠肠神经细胞凋亡加剧,最终导致肠神经功能紊乱。 3.六周中等强度游泳训练可使大鼠回肠肌间神经丛的整体分布升高(PGP9.5的阳性表达上升),并在一定程度上减缓肠神细胞的凋亡(TUNEL显著降低),回调慢性马拉硫磷中毒大鼠减少的肠神经支配与分布。六周中等强度游泳训练可导致大鼠回肠组织SOD活性增强、Bcl-2/BAX比值上调及Caspase-3表达降低,提示长期有氧运动可能是通过SOD/MDA— Bcl-2/BAX—Caspase-3途径减少因有机磷农药暴露引起的小肠神经细胞凋亡。