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目的:本研究通过氧化磷酸化理论和以实验为基础的低氧肥胖大鼠动物模型,探索低氧环境与训练对肥胖大鼠体重的影响,研究低氧运动过程中脑组织线粒体呼吸氧耗和能量合成之间的关系,阐明低氧运动时脑组织线粒体呼吸氧耗与能量供给之间的关联,理解原理,明确其变换规律,为低氧运动的实际应用提供理论依据,给参与运动减肥的人们提供科学指导,也为训练的科学化尤其是有氧代谢耐力训练方法提供理论依据。方法:选取SD雄性大鼠120只,6周龄,按实验动物喂养要求分笼饲养。(1)环境适应:为了使大鼠熟悉喂养环境,首先在大鼠进入实验室后安静饲养1周;(2)游泳适应:各组大鼠在常氧环境下完成6天游泳适应的训练,时间为15分钟,(3)运动强度适应训练,让大鼠适应游泳训练强度,训练时间从15分钟起,每天增加5分钟,最终速度达到35分钟,共6天。(4)低氧适应训练:起初把大鼠置于低氧环境中进行2天适应性训练,游泳运动时间为15分钟;然后在进行递增强度适应,训练时间由15分钟递增至30分钟,适应性训练4天。动物在饲养室内适应性饲养2周后,随机分成A、B、C、D、E、F六组,A组为普通运动(n=20);B组为普通对照(n=20);C组为高脂运动(n=20);D组为高脂对照(n=20);E组为高脂低氧运动(n=20);F组为高脂低氧对照(n=20)。低氧组大鼠置于低氧室中模拟海拔3400米高原(大气压61.6 kPa、温度25℃左右)持续低氧刺激8周。对照组动物置于海拔400米的平原(大气压96.6 kPa,室温25℃左右),不进行低氧刺激。(5)筛选动物标准:通过体重、游泳适应和低氧适应情况,淘汰不能符合实验要求的大鼠。最后留下82只完成正式实验。A组为普通运动(n=11);B组为普通对照(n=11);C组为高脂运动(n=15);D组为高脂对照(n=15);E组为高脂低氧运动(n=15);F组为高脂低氧对照(n=15)。结果:(1)对大鼠体重监控显示,实验前普通组大鼠体重无显著性差异,高脂组大鼠体重无显著性差异,普通组大鼠与肥胖组大鼠身体重量之间有明显变化;训练后普通组大鼠和高脂组大鼠身体重量均比训练前明显增加。普通组(A、B)相比较,训练前后均无显著性变化,但是训练后运动组的体重低于对照组。高脂组(C、D、E、F)大鼠体重相比较,训练前后增幅也均无明显差异。然而训练后(C组和D组、E组和F组)运动组大鼠体重均低于对照组大鼠体重,而高脂低氧组和高脂常氧组比较,低氧运动及对照组肥胖大鼠体重均低于常氧运动及对照组肥胖大鼠体重。(2)对大鼠脑组织线粒体ATP,ADP,AMP实验数据结果分析可知,A组的AMP含量高于C组,且有显著性差异(P<0.05);E组的ATP含量高于A组,且有显著性差异(P<0.05);E组的ATP、ADP、AMP含量均高于C组,且有显著性差异(P<0.05)。D组的ATP、ADP含量高于F组,且有显著性差异(P<0.05)。C组的ADP通过运动干预低于D,且有显著性差异(P<0.05)。E组的ATP通过运动干预高于F组,且有显著性差异(P<0.05)。(3)线粒体ATP酶活性实验可知:C组的Mg-ATP、Ca-ATP、Ca,Mg的酶活性通过运动干预低于D组,且有显著性差异(P<0.05)。(4)线粒体氧化呼吸活性实验结果可知:E组的RCR、OPR含量均低于A组,且有显著性差异(P<0.05)。D组的RCR含量低于B组,且有显著性差异(P<0.05)。C组的ST3(急性缺氧24h后大鼠脑组织线粒体三态呼吸)通过运动干预高于D组,且有显著性差异(P<0.05)。E组的ST4(呼吸四态)通过运动干预高于F组,且有显著性差异(P<0.05)。(5)线粒体膜电位实验结果可知:运动干预使线粒体功能活性增强,能量代谢更活跃,但各组之间无显著变化。结论:(1)运动能够抑制肥胖大鼠体重的增加,而低氧训练(氧浓度14%)对抑制肥胖大鼠体重的增加能达到同样的效果。(2)低氧训练(氧浓度14%)使脑组织线粒体氧化磷酸化效率提升,ATP合成增加,刺激机体对能源物质的合成。(3)运动和低氧训练(氧浓度14%)都能使机体氧运输能力有所提高,而低氧训练的效果更为明显。(4)运动能够提高脑组织线粒体呼吸链效率,而低氧(氧浓度14%)与运动的叠加刺激又让脑组织线粒体氧化呼吸链效率的提升更进一步提高。