許曉康，周小紅，張治方，呂天元，祝 婕，高 飛，梁玉磊△，馬小順△

(1. 河北中醫(yī)學(xué)院，石家莊 050200； 2. 河北省刺灸法效應(yīng)特異性重點(diǎn)研究室，石家莊 050091； 3. 河北省中醫(yī)院，石家莊 050017)

在競(jìng)技運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，訓(xùn)練負(fù)荷越大疲勞現(xiàn)象越容易出現(xiàn)，疲勞狀態(tài)的恢復(fù)直接影響到運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練進(jìn)程及成績(jī)，因此預(yù)防運(yùn)動(dòng)疲勞和促進(jìn)疲勞恢復(fù)成為體育和醫(yī)療領(lǐng)域共同研究的主要課題。根據(jù)疲勞發(fā)生部位可分為中樞性疲勞和外周性疲勞，中樞性疲勞是由運(yùn)動(dòng)引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)不能產(chǎn)生和維持足夠的神經(jīng)沖動(dòng)，以滿足運(yùn)動(dòng)所需的現(xiàn)象[1]。研究表明，這種疲勞的發(fā)生與腦組織中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)變化密切相關(guān)[2-4]。

之前課題組研究發(fā)現(xiàn)，艾灸神闕穴可有效延長(zhǎng)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠的游泳時(shí)間，改善機(jī)體血清丙二醛(malondialdehyde, MDA)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)濃度及天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate transaminase, AST)、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(alanine transaminase, ALT)和乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase, LDH)，緩解疲勞狀態(tài)[5-7]。為進(jìn)一步探討艾灸神闕穴抗中樞性疲勞的作用機(jī)制，本研究以不同程度力竭大鼠為研究對(duì)象，觀察艾灸神闕穴對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠海馬組織單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(Dopamine,DA)、去甲腎上腺素(Norepinephrine，NE)的含量變化。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物與分組

SPF級(jí)雄性SD大鼠72只，體質(zhì)量(200±10)g，購(gòu)于北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司(許可證號(hào)SCXK(京)2012-0001)。分籠飼養(yǎng)，每籠4只，飼養(yǎng)室溫度保持在20～24 ℃，濕度50%左右，明暗各12 h(光照07∶00～19∶00)，所有動(dòng)物自由進(jìn)食水。大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d，并分別于第3、6天適應(yīng)游泳1次，每次3 min。所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均遵循河北中醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理相關(guān)規(guī)定。

按照隨機(jī)數(shù)字表將大鼠隨機(jī)分為正常組8只、模型組和艾灸組各32只，根據(jù)造模和治療持續(xù)時(shí)間，模型組與艾灸組再隨機(jī)分為模型1次亞組、模型4次亞組、模型7次亞組、模型10次亞組和艾灸1次亞組、艾灸4次亞組、艾灸7次亞組、艾灸10次亞組，每亞組各8只。

1.2 主要試劑與儀器

5-羥色胺(5-HT)試劑盒、多巴胺(DA)試劑盒、去甲腎上腺素(NE)試劑盒，均由上海森雄科技實(shí)業(yè)有限公司提供。

自制恒溫水箱(Φ200×80 cm)、艾條(Φ7 mm×11.7 cm，河南南陽(yáng)漢醫(yī)艾絨有限公司)；自制艾灸專用大鼠盒[8](國(guó)家實(shí)用新型專利ZL201120193244.8)；高效液相色譜系統(tǒng)(Waters Corporation)等。

1.3 模型制備

適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后參照文獻(xiàn)[9]制造力竭運(yùn)動(dòng)模型。將模型組和艾灸組大鼠置于恒溫水箱(水深50 cm，水溫30±2 ℃)，尾根部束體質(zhì)量5%的鉛皮(套在距基1～5 cm處)，行力竭運(yùn)動(dòng)(力竭標(biāo)準(zhǔn)為大鼠游泳動(dòng)作明顯失調(diào)，不能再堅(jiān)持，并下沉水過(guò)鼻尖5 s，無(wú)力返回水面)。

模型與艾灸各亞組按照上述方法進(jìn)行相應(yīng)次數(shù)的力竭運(yùn)動(dòng)，1次力竭運(yùn)動(dòng)后隔日進(jìn)行第2次力竭運(yùn)動(dòng)。

1.4 干預(yù)方法

艾灸1次亞組：1次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，僅治療1次。

艾灸4次亞組：每次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，隔日1次，共治療4次。

艾灸7次亞組：每次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，隔日1次，共治療7次。

艾灸10次亞組：每次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，隔日1次，共治療10次。

模型1次亞組：1次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進(jìn)行艾灸，僅1次。

模型4次亞組：每次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進(jìn)行艾灸，隔日1次，共4次。

模型7次亞組：每次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進(jìn)行艾灸，隔日1次，共7次。

模型10次亞組：每次力竭運(yùn)動(dòng)結(jié)束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進(jìn)行艾灸，隔日1次，共10次。

正常組：將大鼠置于自制艾灸專用大鼠盒中15 min，隔日1次，共10次，不施其他任何干預(yù)。

1.5 指標(biāo)檢測(cè)

1.5.1 力竭時(shí)間 由專人記錄模型各亞組、艾灸各亞組大鼠最后一次的力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間，以秒為單位，精確到0.1 s。

1.5.2 生化指標(biāo)檢測(cè) 各亞組大鼠力竭運(yùn)動(dòng)后24 h斷頭處死，正常組與第10次亞組大鼠同時(shí)處死，迅速在冰面上取出全腦, 用冰冷的生理鹽水洗凈、濾紙吸干，立即分離海馬腦區(qū)置液氮中凍存?zhèn)溆谩２捎酶咝б合嗌V電化學(xué)法(HPLC-ECD)測(cè)定5-HT、DA、NE含量，所有生化指標(biāo)檢測(cè)均由河北中醫(yī)學(xué)院科研中心完成。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間比較

表1顯示，與模型1次亞組比較，模型4次亞組大鼠力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間明顯延長(zhǎng)(P<0.01)，模型7次亞組和模型10次亞組均明顯縮短(P<0.01)。與相應(yīng)模型亞組比較，艾灸1次亞組和艾灸4次亞組大鼠力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間變化無(wú)差異(均P>0.05)，艾灸7次亞組和艾灸10次亞組大鼠力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間均明顯延長(zhǎng)(均P<0.01)。

2.2 各組大鼠海馬區(qū)5-HT、DA、NE含量比較

與正常組比較，模型1次亞組的5-HT、DA、NE含量均明顯升高(P<0.01)；模型4次亞組和模型7次亞組的5-HT、NE含量均明顯升高(P<0.05或P<0.01)，DA含量差異不明顯(P>0.05)；模型10次亞組的5-HT含量明顯升高(P<0.01)，DA含量明顯降低(P<0.01)，NE含量差異不明顯(P>0.05)；艾灸1次亞組、艾灸4次亞組、艾灸7次亞組、艾灸10次亞組的5-HT、DA、NE含量均明顯升高(P<0.05或P<0.01)。

與模型1次亞組比較，模型4次亞組、模型7次亞組和模型10次亞組的NE含量均明顯降低(P<0.01)，模型7次亞組和模型10次亞組的5-HT含量均明顯升高(P<0.01)，DA含量均明顯降低(P<0.01)；與模型4次亞組比較，模型7次亞組和模型10次亞組的5-HT含量均明顯升高(P<0.01)，DA、NE含量均明顯降低(P<0.01)；與模型7次亞組比較，模型10次亞組NE含量明顯降低(P<0.01)，DA/5 -HT值持續(xù)下降。

與艾灸1次亞組比較，艾灸4次亞組、艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的NE含量均明顯升高(P<0.01)，艾灸10次亞組的DA含量升高(P<0.05)，與艾灸4次亞組比較，艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的NE含量均明顯升高(P<0.01)；與艾灸7次亞組比較，艾灸10次亞組的NE含量明顯升高(P<0.01)；DA/5 -HT值呈上升趨勢(shì)。

表1顯示，與相同干預(yù)次數(shù)的模型亞組比較，艾灸1次亞組變化不明顯(P>0.05)；艾灸4次亞組的NE含量明顯升高(P<0.01)；艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的5-HT含量顯著降低(P<0.01)，DA、NE含量明顯升高(P<0.01)。

表1 各組大鼠力竭游泳時(shí)間與海馬區(qū)5-HT、DA、NE含量比較

注：與正常組比較：##P<0.05，#P<0.01；與模型1次亞組比較：△P<0.01；與模型4次亞組比較：▲P<0.01；與模型7次亞組比較：※※P<0.05，※P<0.01；與模型10次亞組比較：○P<0.01；與艾灸1次亞組比較：●●P<0.05，●P<0.01；與艾灸4次亞組比較：◇P<0.01；與艾灸7次亞組比較：◆P<0.01

3 討論

反復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)性疲勞，而中樞性疲勞在運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)展過(guò)程中起主導(dǎo)作用[11]。海馬是前腦神經(jīng)中樞的重要組成部分，承擔(dān)著學(xué)習(xí)記憶、運(yùn)動(dòng)調(diào)控和神經(jīng)內(nèi)分泌等重要功能， 因其為缺血缺氧最為敏感的部位之一，海馬是應(yīng)激易累及損傷的主要靶區(qū)[12]，過(guò)度運(yùn)動(dòng)應(yīng)激導(dǎo)致的神經(jīng)損傷與修復(fù)也常常發(fā)生在此腦區(qū)[13]。研究表明[3、14]，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)可導(dǎo)致中樞神經(jīng)細(xì)胞突觸間隙5-HT含量增加，過(guò)多的5-HT外溢后激活軸突始段的 5-HT1A 受體，該受體被激活后則抑制運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢话l(fā)生，并進(jìn)一步抑制肌肉的收縮，從而降低中樞向外周發(fā)放的沖動(dòng)，引起運(yùn)動(dòng)能力的降低。而DA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中一種興奮性遞質(zhì)[15]，能激發(fā)并促進(jìn)肌肉協(xié)調(diào)能力，調(diào)節(jié)肌緊張，使機(jī)體做好運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備，大腦皮層沖動(dòng)的觸發(fā)便發(fā)動(dòng)某動(dòng)作，并增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力。在持續(xù)運(yùn)動(dòng)中，隨著疲勞的發(fā)生發(fā)展，DA被大量消耗[16]。也有研究證實(shí)，DA合成和分解的代謝功能減退與運(yùn)動(dòng)能力下降關(guān)系密切[17]。有研究也發(fā)現(xiàn)，力竭運(yùn)動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后，大鼠海馬組織DA含量下降的同時(shí)DA/5-HT值也明顯降低，認(rèn)為 DA/5-HT比值變化更能準(zhǔn)確反映機(jī)體中樞疲勞狀況[18]。NE是海馬部位神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子之一，可促使神經(jīng)元功能活躍，維持機(jī)體運(yùn)動(dòng)需求[19]。研究表明，即性運(yùn)動(dòng)使腦組織處于相對(duì)缺血缺氧狀態(tài)，NE含量隨力竭程度而增加，反復(fù)力竭使得腦組織處于絕對(duì)缺氧缺血狀態(tài)，此時(shí)NE含量則隨力竭程度而降低[20]。

力竭運(yùn)動(dòng)屬于中醫(yī)“勞”的范疇?！端貑?wèn)·舉痛論篇》載：“勞則氣耗……勞則喘息汗出,外內(nèi)皆越,故氣耗矣?！鄙耜I穴隸屬任脈，穴居臍中?！陡呤絿?guó)針灸穴解》解釋為：“本穴在臍，臍為先天之結(jié)蒂，又為后天之氣舍”[21]，具有調(diào)和陰陽(yáng)、扶正祛邪之功。研究表明，隔藥灸臍可以提高衰老大鼠腦單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量[22]，同時(shí)艾灸可以為能量缺乏的病態(tài)細(xì)胞提供活化能[23]，促進(jìn)衰老小鼠海馬神經(jīng)元的再生、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的合成，維持神經(jīng)元的正常功能[24]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，模型4次亞組大鼠力竭游泳時(shí)間明顯長(zhǎng)于模型1次亞組、模型7次亞組和模型10次亞組，呈先上升后下降的拋物線狀，可能是由于大鼠運(yùn)動(dòng)后肌肉功能得到鍛煉，耐力增強(qiáng)，進(jìn)而游泳時(shí)間延長(zhǎng)。反復(fù)幾次力竭運(yùn)動(dòng)后，機(jī)體恢復(fù)能力下降，游泳時(shí)間隨之縮短。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，模型1次亞組和模型4次亞組大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-HT、DA、NE含量明顯升高，猜測(cè)可能由于機(jī)體為防止過(guò)度疲勞或損傷，啟動(dòng)了損傷的自身保護(hù)和修復(fù)功能，維持機(jī)體運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)DA/5 -HT值呈下降趨勢(shì)。隨著大鼠反復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)，DA/5 -HT值持續(xù)下降。機(jī)體進(jìn)入中樞性疲勞狀況，中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生了同方向抑制性趨勢(shì)調(diào)控反應(yīng)[4]，模型7次亞組和模型10次亞組大鼠海馬單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-HT含量持續(xù)升高，DA、NE含量呈下降趨勢(shì)，此期損傷再無(wú)法通過(guò)自身修復(fù)得以維持，運(yùn)動(dòng)能力明顯下降。筆著觀察到在艾灸4次亞組中，力竭時(shí)間略有延長(zhǎng)，5-HT含量下降，DA、 NE含量開(kāi)始升高，DA/5 -HT值下降。在艾灸7次亞組和艾灸10次亞組中，力竭時(shí)間明顯延長(zhǎng)，5-HT含量顯著降低，DA、NE的含量明顯升高，DA/5 -HT值呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明艾灸神闕穴可以通過(guò)調(diào)節(jié)反復(fù)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠海馬區(qū)神經(jīng)遞質(zhì)含量，促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的功能恢復(fù)，改善機(jī)體疲勞狀態(tài)，尤其當(dāng)機(jī)體處于中樞性運(yùn)動(dòng)疲勞無(wú)法通過(guò)自身恢復(fù)時(shí)作用更明顯。