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热休克蛋白(Heat Shock Protein HSP)是一种受应激而表达的内源性保护蛋白。热休克蛋白可以对变性受损的蛋白质进行正确的组装、折叠及运送,维持细胞内的稳态,维护细胞对环境的应变能力。热应激能诱导热休克蛋白的表达。而且,事先给予机体一次刺激,诱导热休克蛋白的合成,机体会对随后的第二次刺激产生耐受性。研究显示,一定强度和时间的运动亦能导致机体各组织合成热休克蛋白。热休克蛋白70是受应激最易表达的一种热休克蛋白。在国内运动界,关于热休克蛋白的研究还不多,对于热休克蛋白的交叉耐受性的报道也很少。因此,本研究的目的是通过一次急性运动对心肌组织HSP70的影响,观察运动后恢复期HSP70的变化;同时观察HSP70在热预处理运动后的变化,并检测机体的抗氧化能力及损伤情况,探讨热休克蛋白的交叉耐受性的高表达对机体的保护作用,希望在HSP70的机制研究上得到进一步的认识。 3月龄的SD大鼠为实验对象,将其分为8组:室温安静组、室温运动即刻组、室温运动3h(小时)组、室温运动24h组、热预处理安静组、热预处理运动即刻组、热预处理运动3h组、热预处理运动24h组。热预处理经热休克15 min(直肠温度达42℃)后,恢复24h,安静组大鼠立即被处死,其余进行一次60 min(25m/min,坡度为0°)的跑台运动,运动结束后,分别在运动后即刻、3h、24h处死大鼠。取其心肌,检测HSP70蛋白含量以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、一氧化氮(nitric oxide,NO);同时检测血液中血乳酸(Blactate,BLA)的变化情况。 实验结果: (1)室温安静组HSP70在室温运动后即刻、运动后3h显著上升(P<0.05),在运动后24h恢复到原来水平;热预处理组HSP70在安静时就有很高的表达,与室温安静组相比具有显著性差异;运动使得HSP70的合成量继续加大,到运动后3h达到最高水平,24h后回落,甚至低于热休克安静组,但还是高于室温安静组。表明一次急性运动训练模型(25m/min,60min,0°)能够诱导心肌HSP70的合成。 (2)运动后即刻室温组和热预处理组SOD的活性显著高于安静组,运动过后3h保持上升趋势,运动后24h开始回落,返回基础水平。与室温组相比,热预处理组仅在运动后3h其SOD值明显高于对应室温3h组。表明热预处理可以诱导HSP70的合成,HSP70表现出交叉耐受性,保护细胞功能。 (3)在运动后即刻,MDA变化不明显;而到了运动后3h,室温与热预处理组MDA水平都显著上升,但与室温运动后3h相比,热预处理3h组MDA水平明显要低;运动后24h,两组MDA水平都恢复到安静组水平。表明一次60 min的急性运动,导致心肌自由基代谢与抗氧化系统之间的失衡,热预处理能通过合成HSP70改善机体自由基代谢的失衡。 (4)无论在室温组还是在热预处理组,运动后即刻NO开始上升,运动后3h继续上升,24h后返回基础值。与安静组相比,运动后即刻和3h组NO显著升高。与室温组相比,热预处理组运动后即刻和运动后3h组也比对应组NO值要低,并具有显著性差异P<0.05。可能因为热应激对抗氧化系统的调节从而抑制了NO的上升。 (5)无论在室温组还是在热预处理组,运动后即刻血乳酸的含量都显著升高,热预处理组运动后即刻血乳酸的含量低于室温组,且具有显著性差异(P<0.05)。此结果表明,热预处理能够加速血乳酸的清除。