全 文 ：EFFECTOF AEROBIC EXERCISE ON LIVINGMYOCARDIAL
NUCLEAR CALCIUM TRANSPORT IN RATS
TIAN Zhen-jun1 ,2 , M I Chun-juan1 , ZHANG Xiao-lin3 , ZHANG Zhi-qi2
(1.School of Physical Education , 2.Key Laboratory of Chinese Tradit ional Medicine Resou rce and Remedy Chemist ry of M inist ry of Educat ion ,
Shanxi Normal University , Xi an 710062 , China;3.Department of C hemist ry , Bei jing Institute of Technology , Beijing 100081 , China)
ABSTRCT
Aim:To investig ate the biological mechanism of the dynamic changes of living myocardial nuclear calcium which was isolated
f rom aerobic exercised rats.Methods:Acutely isola ted myocardial cells were incubated with STDBT and F luo-3Ca2+ fluorescent indi-
cato r.The changes of the fluorescence signal o f free calcium w ere measured by laser scanning confocal micro scope(LSCM).Results:
The fluorescence of the ventricular myocardium cell w as weak w hich w as incubated with nucleus specific Ca2+ fluorescent probe
S TDBT-AM , transverse striation and transverse tubules was looked ambiguous.The most significant fluorescence intensity w as dis-
tributed in the place of nucleus , bo ttle green was observed and the borderline o f nuclear membrane.I t w as showed that STDBT could
though cytoplasm and specifically clustered in nucleus and characterized by targeting to the distribution of nucleus.Compared with
control g roup , aerobic exercise group had the same characteristic of the change of the basic and peak value of [ Ca2+] n.When isopro-
terenol was added , the [ C2+a ] n of aerobic exercise group was increased significantly , its change rate was 33.3412%(P<0.01).Be-
fore and after added isoproterenol , myocardial cell s [ Ca2+] n changed significantly.After added isoproterenol , the [ Ca2+] n of aero-
bic exercise group w as increased significantly and the change rate was 33.224%.Conclusion:This article firstly studied the changes of
living myocardial nuclear calcium and discussed the transpo rt of the [ Ca2+] n of myocardial nuclear which was isolated from aerobic
exercised rats;proved that aerobic exercise could increase its level of [ Ca2+] n significantly , isoproterenol could increase the level of
[ Ca2+] n and decrease the level of [ Ca2+] i.Myocardial nuclear is one of calcium stroes of myocardial cell , aerobic exercise could im-
pact on the modulation of myocardial cell.
KEY WORDS:　aerobic exercise;　myocardium;　nuclear calcium;　laser scanning confocal microscope(LSCM)
竹节人参总皂苷对 I/R损伤大鼠抗氧化作用的观察＊
文德鉴1 , 张　松2 , 张翠兰2 , 董兴高1
(1.湖北民族学院医学院 , 湖北 恩施 445000;2.湖北民族学院附属医院 , 湖北恩施 445000)
摘要　目的:观察竹节人参总皂苷(tPJS)对 I/ R损伤大鼠的抗氧化作用。方法:SD 大鼠灌胃给药 15 d ,采用双侧颈总动脉结扎法
制备大鼠急性全脑缺血模型 ,测定脑组织含水量,制备脑匀浆测定脑组织乳酸脱氢酶(LDH)和脑超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙
二醛(MDA)含量。结果:tPJS 可降低 SD 大鼠脑组织LDH 活性 ,升高 SOD 活性 ,明显降低丙二醛(MDA)含量 ,降低缺血损伤后脑
组织含水量。结论:tPJS对 I/R损伤大鼠有明显的抗氧化作用。
关键词:　竹节人参总皂苷;　脑缺血-再灌注;　乳酸脱氢酶;　超氧化物歧化酶
KEY WORDS:　t otal panax japonicus saponins;　cerebral ischemia/ reperfusion;　lactic dehydrogenase(LDH);　superoxide dismu tase
(SOD)
中图分类号:R285.5 文献标识码:A 文章编号:1000-6834(2008)02-195-02
　　竹节人参为五加科植物竹节人参 Panax japonicus
C.A.Mey.的干燥根茎 , 为常用中药 , 味甘 、微苦 , 性温 , 归
肝 、脾 、肺经 ,具滋补强壮 , 散瘀止痛 , 止血祛痰的功效。用于
病后虚弱 , 劳嗽咯血 , 咳嗽痰多 , 跌打损伤 [ 1]。研究表明竹节
人参对缺血性脑损伤和低氧/复氧脂质过氧化损伤有保护作
用[ 2 ～ 3] 。而竹节人参总皂苷(to tal panax japonicus saponins ,
tPJS)为竹节人参的主要成分 , 本文在大鼠脑缺血再灌注损
伤模型上观察了 tPJS 对 I/ R损伤大鼠的抗氧化作用 , 为将
来直接利用 tPJS 作为预防脑缺血再灌注所带来的脑损伤 ,
或作为抗氧化 、降低兴奋性氨基酸毒性和细胞凋亡的有效成
分提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　试剂与仪器
竹节人参由恩施民丰药业有限公司提供。 超氧化物歧
195
中国应用生理学杂志 , 2008;24(2)
DOI :10.13459/j.cnki.cjap.2008.02.011
化酶(superoxide dismutase , SOD)、乳酸脱氢酶(lactic dehy-
drogenase , LDH)、丙二醛(malondialdehyde , MDA)试剂盒(南
京建成生物技术研究所), 其它化学试剂均为分析纯。 CQ-
250 超声波清洗器 , 756MC 型紫外可见分光光度计 , 超声波
细胞粉碎机 ,电子分析天平。
1.2　供试药液(竹节人参总皂苷水溶液)的制备
将适量竹节人参粉碎过 40 目筛 ,加甲醇浸泡过夜 ,超声
提取 2次 , 每次 45 min ,合并滤液 , 将滤液蒸干 ,再溶于水中 ,
用乙醚提取 3次 , 去除脂类物质 , 醚液弃去 ,水层再用水饱和
的正丁醇提取 4 次 , 合并正丁醇液 , 用水洗 3 次 , 最后将正丁
醇液减压浓缩至干 ,即得 tP JS。取适量 tPJS 加水溶解 , 调 pH
至中性 , G4 垂熔玻璃漏斗滤过 , 使成 50 mg/ ml 、100 mg/ml
水溶液。冷藏备用。
1.3　实验用动物
SD大鼠 , 雄性 ,体重 220 ～ 250 g , 由湖北省实验动物中
心提供。
1.4　大鼠脑缺血再灌注模型
取 SD大鼠 80 只。随机分为 4 组 , 即对照组 、假手术组 、
tPJS 低剂量组和 tP JS 高剂量组 , 每组 20 只 , tPJS 低 、高剂量
组分别 ig tP JS 50 mg/kg、100 mg/ kg , 1 d一次 , 连续 15 d , 对
照组 ig 等容量生理盐水 , 假手术组除不结扎颈总动脉 ,其余
处理同对照组。末次给药后 1 h , 大鼠乙醚麻醉后 , 颈部正中
手术分离双侧颈总动脉 ,待动物清醒后 , 结扎双侧颈总动脉 ,
30 min后再恢复脑供血 , 24 h 后断头取脑备用。
1.5　脑含水量的测定
各组取 10 只大鼠断头取脑 , 行全脑急性不完全缺血再
灌注模型 ,取脑去除脑干及小脑后称量其湿重 ,置于 120℃电
热恒温箱中 48 h 后称重 ,按以下公式计算脑组织含水量:
脑组织含水量(%)=(湿重-干重)/湿重×100%[ 4] 。
1.6　脑组织 LDH、SOD 活性及MDA含量的测定
各组取 10 只大鼠断头取脑 , 去除小脑和脑干后在冰浴
下用超声波细胞粉碎机制备成 10%脑组织匀浆 , 按照试剂盒
说明书要求 ,采用分光光度法测定缺血脑组织中 LDH 活性 、
SOD活性 、MDA 含量 ,Hartree 法测定脑组织中蛋白质含量。
1.7　统计学方法
采用 SPSS11.5 软件系统进行分析 ,实验数据用均数±
标准差( x±s)表示 , 配对 t 检验。
2　结果
大鼠全脑缺血 30 min 再灌注 24 h , 与假手术组比较 , 对
照组大鼠缺血再灌注损伤后 , 肉眼观察脑组织水肿明显 , 脑
含水量增高(P <0.01), tP JS 低 、高剂量脑含水量亦较对照
组明显降低(P<0.05), 表明了 tPJS 对于脑缺血损伤后脑组
织水肿具有一定的保护抑制作用。 对照组大鼠脑组织 LDH
活性明显升高 , SOD 活性明显降低 , MDA 含量明显升高 , 竹
节人参总皂苷 50 mg/ kg、100 mg/ kg 灌服 , 能显著提高缺血
再灌注大鼠脑组织的 SOD 活力 , 降低 LDH 活性 , 降低 M DA
含量 ,同时可轻度抑制脑组织水肿(表 1)。
Tab.1　Effects of tPJS against cerebral ischemia/-reperfusion injury in rats( x±s , n=10)
Group
Dosage
(mg/kg/ d)
LDH
(U/ mg)
MDA　
(μmol/mg)　
SOD　
(U/ mg)　
Water content of　
brain tissue %　
Control 178±28 27.66±2.76 1.74±0.47 80.76±0.78
Sham 105±27＊＊ 13.41±1.42＊＊ 5.72±0.76＊＊ 79.02±0.93＊＊
tPJS 50 149±22＊## 18.96±2.12＊＊## 3.58±0.58＊＊## 79.34±0.47＊
100 138±23＊＊# 14.59±2.17＊＊ 4.82±0.41＊＊ 79.21±0.76＊＊
　　＊P <0.05 , ＊＊P <0.01 vs coutrol;#P <0.05 , ##P<0.01 vs sham
3　讨论
脑缺血再灌注 , 可引起脑组织的损伤和机能障碍 , 其机
制尚未完全明了。目前认为 ,脑缺血再灌注后的损伤 , 可能
与氧自由基 、一氧化氮 、细胞内钙超载 、白细胞浸润 、兴奋性
氨基酸的毒性作用等有关 ,特别是氧自由基学说在其中占有
重要地位[ 5] 。MDA作为氧自由基与生物膜不饱和脂肪酸发
生脂质过氧化反应的产物 ,可间接反映体内脂质过氧化反应
的程度。SOD 活性的高低可反映体内清除自由基的能力 , 也
常作为清除自由基能力的主要指标。本实验中的大鼠全脑
缺血再灌注损伤模型上 , 表明缺血再灌注后脑组织 MDA 含
量显著增加 , SOD 活性显著降低 , LDH 活性升高 , 与文献报
道一致 ,因此测定这些物质的活性或含量变化可以反映出机
体脑组织自由基水平和脂质过氧化反应的强弱 , 可作为观察
药物抗脑缺血再灌注损伤作用的有效指标。 本实验结果显
示 ,竹节人参总皂苷能明显抑制缺血再灌注脑组织 LDH 释
放 ,减少复灌后脑组织脂质过氧化产物 MDA 生成 , 使脑组织
SOD活性明显升高 , 与竹节人参提取物作用相似[ 2] , 说明
tPJS 具有抗自由基 、抑制脂质过氧化的作用 , 能阻断氧自由
基导致的生物膜脂质过氧化反应从而损伤细胞的恶性循环 ,
保护细胞结构及功能 ,从而延缓或减轻脑组织再灌注损伤。
脑水肿是脑缺血后病理发展的必然结果 , 也是导致缺血
后神经细胞出现不可逆损害的重要因素之一。缺血引起的
脑水肿属混合性水肿 , 即血管源性水肿与细胞毒性水肿 , 主
要机制是脑内毛细血管通透性增加 , 大量水肿液渗出并集中
在脑实质细胞及血管周围的细胞间隙内 , 引起颅内压增高及
实质细胞代谢障碍。本实验中 , tPJS 具有一定的减轻脑组织
水肿的作用 ,可能与降低毛细血管通透性 , 减少细胞间隙内
液体渗出的效应有关。
(下转第 228 页)
196
Chin J Appl Physiol 2008;24(2)　
[ J] .J Sports Sci , 2006 , 24(7):773-782.
[ 2] 　王国祥.电刺激诱发胫骨前肌疲劳过程中诱发肌电
图的变化特征[ J] .体育与科学 , 2004 , 25(6):65-
68.
[ 3] 　王　静 , 刘洪涛 , 马　强 , 等.运动性中枢疲劳时大
鼠脑乳酸和糖原含量的变化[ J] .中国运动医学杂
志 , 2005 , 24(2):152-155.
[ 4] 　Holstege J C.The ventro-medial medullary pro jections
to spinal motoneurons:ultrastructure , transmitters and
functional aspects[ J] .Prog Brain Res , 1996 , 107(1):
159-181.
[ 5] 　Ornung G , Ottersen O P , Cullheim S , et al.Distribu-
tion of glutamate-, g lycine- and GABA-immunoreactive
nerve terminals on dendrites in the cat spinal motor nu-
cleus[ J].Exp Brain Res , 1998 , 118(4):517-532.
[ 6] 　Armanini M P , Hutchins C , Stein B A , et a1.Gluco-
corticoid endangerment of hippocampal neurons is MM-
DA-receptor dependent[ J] .Brain Res , 1990 , 532(1-
2):7-12.
[ 7] 　Kuo J J , Lee R H , Johnson M D , et al.Active den-
dritic integ ration of inhibitory synaptic inputs in vivo
[ J] .J Neurophysiol , 2003 , 90(6):3617-3624.
[ 8] 　Carlin K P , Jones K E , Jiang Z , et a1.Dendritic L-
type calcium currents in mouse spinal motoneurons:im-
plications fur bistability[ J].Eur J Neurosci , 2000 , 12
(5):1635-1646.
[ 9] 　Lai Y Y , Kodama T , Siegel J M . Changes in
monoamine release in the ventral horn and hypoglossal
nucleus linked to pontine inhibition of muscle tone:an in
vivo microdialy sis study [ J] . J Neurosci , 2001 , 21
(18):7384-7391.
[ 10] 　Jacobs B L , Martin-Cora F J , Fo rnal C A.Activity of
medullary serotonergic neurons in freely moving animals
[ J].Brain Res Rev , 2002 , 40(1-3):45-52.
THE CHANGESOF NEUROTRANSMITTER CONTENT IN SPINAL
CORD AFTER EXERCISE-INDUCED CENTRAL FATIGUE
XU Chuan-xiang1 , LIU Hong-tao1 , WANG Jing1
(1.Inst itute of Healthy and Envi ronmental Medicine , Academy of M ilit ary Medical S ciences , TianJin 300050 , China)
ABSTRACT
Aim:To investigate the changes of neurotransmitter concentration in spinal co rd after exercise-induced central fatigue and study
the mechanism of central fatigue a t spinal level.Methods:Establish exercise-induced central fatigue model according to Bedford incre-
mental loading training.The ra ts were divided into three g roups , control g roup(C), immediately after training group(IT), rest 3
hours after training g roup(RT).Then using high performance liquid chromatog raphy(HPLC)to detect the concentration of neuro-
transmitter in spinal cord.Results:Amino acid neurotransmitters in spinal co rd increased in IT group:Glu , GABA increased signifi-
cantly(P<0.05), Gly also increased but have no statistic difference;w hile in RT group , amino acid neurotransmitters go t back to
normal.How ever monoamine neurotransmitters NE , 5-HT tended to decrease in IT group.In RT g roup 5-H T decreased dramatical-
ly(P<0.05).Conclusion:Exercise-induced fatigue changed the concentration of neuro transmitter in spinal cord.The results suggest-
ed that neuro transmitter in spinal co rd might have relationship with exercise-induced fatigue , especially 5-HT might have more impor-
tant effect on recovery o f fatigue.
KEY WORDS:　spinal cord;　exercise-induced fatigue;　neuro transmitter
(上接第 196 页)
　　综上 , tPJS 对 I/ R损伤大鼠有明显的抗氧化作用。
4　参考文献
[ 1] 　国家药典委员会编.中华人民共和国药典[ S].2005
版一部.北京:化学工业出版社 , 2005.93.
[ 2] 　肖本见 , 陈国栋 , 谭志鑫 , 等.竹节人参对脑缺血大
鼠兴奋性氨基酸的影响[ J] .中药药理与临床 , 2005 ,
21(6):36-38.
[ 3] 　刘家兰 , 李德清 , 段先宇.竹节人参提取物对大鼠和
小鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用[ J] .湖北民族学
院学报医学版 , 2002 , 19(1):35-41.
[ 4] 　张广钦 , 陈世忠 , 郝雪梅 , 等.厚朴酚对脑缺血的保
护作用[ J] .中国药理学通报 , 2003 , 19(9):1020-
1023.
[ 5] T raystman R J , Kirsch J R , Koehler R C.Oxygen radical
mechanisms of brain injury following ischemia and reper-
fusion[ J].J Appl Physiol , 1991 , 71(4):1185-1195.
　＊收稿日期:2007-04-27;修回日期:2008-01-07
作者简介:文德鉴(1973-), 男 , 土家族 , 湖北恩施人, 硕士, 讲
师 , 从事中草药药理研究。
228
Chin J Appl Physiol 2008;24(2)