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以往的研究已经表明,运动可影响外周铁代谢、自由基代谢以及维生素E(VE)代谢,另一方面,脑铁与认知、行为、运动协调等功能有关。然而,尚不清楚运动以及VE是否以及如何影响脑内铁代谢和自由基代谢。最新研究表明,运动可通过一氧化氮(NO)调节铁代谢,但是,尚不清楚运动以及VE是否影响脑内NO代谢。
研究目的:本研究观察运动对脑内铁贮存和自由基代谢的影响,膳食VE对脑铁贮存和自由基代谢的作用,以及对一氧化氮(NO)合成的影响。
研究方法:雌性SD大鼠随机分为6组:VE缺乏十运动组(LVEEX)及其静息对照组(LVESD)、正常含量VE+运动组(NVEEX)及其静息对照组(NVESD)、补充VE+运动组(HVEEX)及其静息对照组(HVESD)。运动游泳三个月后,各组动物被断头取血、取脑,分析血液学铁状态指标,包括血红蛋白(Hb)、红细胞比积(Hct)、血浆铁(PI)、血浆总铁结合力(TIBC)、血浆转铁蛋白饱和度(TS),测定各脑区非血红素铁(NHI)含量、丙二醛(MDA)含量、羟自由基含量、NO含量。
研究结果:关于血液学铁状态指标,与NVESD组比较,LVESD组的Hb和TIBC值显著增加;HVESD组的PI和TS值显著增加,TIBC值显著下降。与NVEEX组相比,LVEEX组和HVEEX组的Hb、PI和TS值均显著增加。与相应静息组比较,LVEEX组TIBC显著下降;NVEEX组TS显著下降;HVEEX组PI显著下降而TIBC则显著上升。脑组织各指标与NVESD相比其他静息组各脑区NHI含量呈上升或下降趋势,个别脑区呈显著上升(延髓和HVESD组的中脑)或下降(下丘脑、LVESD组的小脑和HVESE组的纹状体):与NVESD相比,其他静息组各脑区NO含量呈上升或下降趋势,个别脑区呈显著上升(LVESD组的延髓,HVESD组的小脑)或下降(HVESD组的延髓);其他两组MDA含量表现为,与NVESD相比呈显著上升(延髓,LVESD组皮层)或下降(海马,中脑);抑制羟自由基能力亦表现为显著的上升(LVESD组海马)或下降(中脑,皮层,HVESD组丘脑)。与NVEEX相比其他运动组各脑区NHI含量呈上升或下降趋势,个别脑区呈显著上升(纹状体和HVEEX组的中脑)或下降(HVEEX组的丘脑);NO含量表现为显著下降(海马);MDA含量表现为显著上升(延髓,HVEEX组皮层)或下降(中脑,LVEEX组小脑);抑制羟自由基能力丘脑表现为显著上升,其他各脑区均表现为显著下降。
研究结论:
运动使部分血液学铁状态指标发生显著地变化,如PI和TS表现为显著下降。VE对血液学铁指标产生显著影响,例如,LVESD组的Hb和TIBC显著增加,HVESD组PI和TS显著增加,而TIBC则显著下降。
运动使脑内贮存铁发生区域性变化,例如海马内上升,下丘脑内下降。VE亦影响脑贮存铁的变化,例如,大剂量时延髓、下丘脑、中脑内贮存铁上升,纹状体内下降;缺乏时延髓内上升,下丘脑和小脑内下降。
运动使脑内的NO含量发生区域性改变,例如,延髓内NO含量下降,而海马和中脑内NO含量上升。VE对脑内NO含量的变化产生显著影响,如缺乏时延髓内上升,大剂量时小脑内上升、延髓内下降。
运动改变脑内的过氧化反应,VE则具有区域性不同作用,例如,海马和中脑内脂质过氧化下降,VE缺乏时,延髓和皮层脂质过氧化增强。
运动对脑内抑制羟自由基的能力产生显著的区域性影响。如丘脑抑制羟自由基的能力显著下降,而小脑、皮层和延髓则表现为显著上升。VE对脑内抑制羟自由基的能力亦产生显著影响,如海马抑制羟自由基的能力显著增强,而中脑、皮层和HVESD组的丘脑抑制羟自由基的能力则表现为显著下降。
运动对脑内羟自由基代谢产生显著的区域性影响,例如,丘脑内羟自由基增加,而小脑、皮层和延髓内下降。VE亦影响脑内羟自由基的产生,例如,不论是缺乏还是大剂量补充,海马内羟自由基均下降;而中脑和皮层内均升高。大剂量补充VE时丘脑内羟自由基升高。