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摘要：文章采用实验法、文献资料和数理统计等方法，研究4周跑台训练对雄性SD大鼠骨骼肌肌动蛋白（a-actin）及血清CK、LDH的影响，采用对比法将研究对象随机分为对照组、训练组、安静组。运动训练组采用半定量反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）测定腓肠肌a-actin mRNA的表达，运动后即刻取材，采用酶动力法测试CK及LDH。研究结果发现：连续的训练能增强大鼠腓肠肌a-actin mRNA的表达，从CK、LDH活性看连续运动可以加快骨骼肌损伤的恢复，机体对运动逐渐产生适应。
关键词：离心运动；肌动蛋白；基因表达；肌酸激酶（CK）；乳酸脫氢酶（LDH）
中图分类号：R87 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-04-0082-2
随着细胞生物学和分子生物学技术的不断发展与应用，从基因转录水平上探讨运动后骨骼肌结构和功能改变的机制。大量研究证实，在1次力竭性运动后会造成a-actin mRNA表达增加，大强度的练习，引起a-actin mRNA表达升高更为明显。[1]研究表明1次力竭性运动会造成CK、LDH活性迅速增加，大强度训练可使同等强度负荷下CK、LDH活性降低[2]。特别是大强度离心性运动可造成肌肉收缩蛋白降解，超微结构异常，造成运动损伤，从而影响运动成绩。本文的主要研究目的为：观察1次和4周后大鼠骨骼肌a-actin mR-NA表达及血清CK、LDH活性的变化，间接评价大鼠骨骼肌运动后的损伤及适应情况，探讨动物对连续长时间运动训练的适应性。
1 实验材料
1.1 实验动物
健康雄性Spraque Dawley （S D）大鼠120只，体重205.1±23.3 g，随机分为对照组、运动训练组和安静组三大组，组间体重无显著性差异。对照组分为一次性训练A组（测定CK、LDH活性）根据取样时间分为：即刻组、1d组、2d组、4d组、7d组和一次性训练B组（测定骨骼肌a-actin mR-NA表达）根据取样的时间分为：即刻组、6h组、12h组、24h组、48h组、72h组，安静组分为：安静A组（测CK、LDH）、安静B组（测a-actin基因表达），每组5只，分笼饲养，自由饮食，室温18±2℃，光照时间为6-8小时，SD大鼠由吉林大学白求恩医学院动物实验中心提供。
1.2 运动方式
实验前3天，所有动物进行适应性5～10min跑台运动，速度为5～10m/min，坡度为0度。正式实验时，所有对照组进行一次大强度训练，所有训练组动物均进行持续性下坡跑，大鼠在坡度为-16°的跑台上，以16m/Min的速度进行90分钟的下坡跑，中间休息2分钟，每周连续训练5天，休息2天，安静组正常饮食、光照。运动过程中使用声、光刺激或毛刷刺激尾部，运动结束后，将动物放回笼内，同样条件饲养，直到处死取材。
1.3 取样
CK、LDH取样，对照组和训练组动物分别在1次运动后即刻、1d、2d、7d和4周运动组在最后一次运动后即刻、1d、2d、7d天注射2%的戊巴比妥将鼠麻醉，从鼠腹腔主动脉取血10ml，放置于离心管中，静放 30min～60min后，以3000r/min离心制备血清，-30℃保存。a-actin mR-NA取样，对照组和训练组分别在1次运动后即刻、6h、12h、24h、48h、72h和4周运动组在最后一次运动后即刻、6h、12h、24h、48h、72h，将大鼠用2%的戊巴比妥钠腹腔麻醉，腹主动脉取血处死，然后取腓肠肌，用冰生理盐水洗去残留的血迹，尽可能去掉脂肪组织和结缔组织，置于液氮保存待测。采用同样方法对安静组动物取样。
1.4 测试指标和方法
1.4.1 CK、LDH活性的测定 取血静置30min～60min后，3000转/min离心10min分离血清。酶动力法测CK、LDH。测试方法，测试原理，试剂配制均为测试肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）水平变化的一般方法，具体方法不再阐述，详细参见肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）测定试剂盒使用说明书。
1.4.2 a-actin基因表达的测定 利用定量反转录聚合酶链式反应法测定a-actin基因表达）[3]。
1.5 数据处理
所有测得数据采用平均数±标准差表示，统计分析采用SPSS 16.0软件，用单侧t检验进行显著性检验，显著性差异水平为P< 0.05，非常显著性差异水平为 P < 0.01。
2 结果
2.1 大强度离心运动对大鼠血清CK值的影响（表1）
1次运动组运动后即刻血清CK值较安静组明显上升（P<0.01），1d、2d、4d后迅速下降，仍明显高于安静组（P<0.01）；7d后明显恢复，但仍高于安静组（P<0.05）。4周运动组运动后即刻、1d较安静组明显上升（P<0.01）；2d、4d后仍高于安静组（P<0.05），但明显低于一次运动组（P<0.05）；7天后恢复，明显低于一次运动组（P<0.05），与安静组相比无显著性差异（P>0.05）（表1）。
2.2 大强度离心运动对大鼠血清LDH值的影响（表2）
1次运动组大鼠运动后即刻血清LDH值急剧上升（p<0.001）；1d后迅速下降，但仍明显高于安静组（p<0.001）；2d、4d仍然高于安静组的（p<0.01）；7d后LDH值继续下降，但仍明显高于对照组（p<0.01）。4周组运动后即刻、1d血清LDH值明显上升（P<0.001）；2d、4d后仍高于安静组（P<0.01）；7天后恢复正常，明显低于一次运动组（P<0.001）（表2）。
2.3 大强度离心运动对大鼠a-actin mRNA表达的影响（表3）
1次运动组a-actin mRNA表达在运动后即刻、1d、2d较安静组有显著性差异（P<0.05），4d、7d较安静组有非常显著性差异（P<0.01）；4周运动a-actin mRNA表达在运动后即刻、1d、2d、4d、7d较安静组有非常显著性差异（P<0.01）。4周运动组a-actin mRNA表达在各个时间点都高于1次运动组，较1次运动组a-actin mRNA表达在运动后即刻、1d、2d、4d、7d有非常显著性差异（P<0.05）（表3）。 3 分析与讨论
不同的运动都会引起血清中CK、LDH活性变化[4]。大量研究发现：血清CK、LDH活性水平变化的大小和时间长短与运动中骨骼肌收缩方式有密切关系，离心收缩可使运动后血清CK、LDH活性发生较大幅度的增加。[5]血清酶活性的变化可以间接的反映运动对肌肉损伤和适应程度的影响，其中应用最为广泛的是CK、LDH等。
本实验发现1次运动组，CK、LDH活性峰值出现在运动后即刻，分别高出对照组710%和714%，随后逐渐下将，至第7d逐渐恢复，但仍然高于正常值148%和175%；4周运动组的变化趋势与1次运动组类似，但各时间点都低于一次运动组，4周运动组与1次运动组比较发现血清CK酶活性在2d、4d、7d明显下降（P<0.05），LDH的活性较一次运动组7d明显下降（P<0.05）。本次试验与于新凯，田野[6]、郭时杰[2]等研究结果相似。1次运动后血清中CK、LDH活性迅速增加，是由于大鼠在下坡跑过程中肌肉离心收缩受到持续牵拉，大强度持续的高机械牵拉导致细胞膜及肌纤维的损伤，造成大量CK、LDH溢出。4周运动组运动后血清中CK、LDH活性的变化趋势与于新凯、田野、左群[7]研究相似，从恢复的时间看1次大强度运动所需要的恢复时间大于7d，4周大强度的运动恢复时间缩短，表现了明显的适应性，损伤程度逐渐减轻。
运动影响a-actinmRNA的变化，本次试验发现运动可以加强骨骼肌a-actinmRNA的基因表达，1次运动组和4周运动组，两运动组中各点基因表达水平均明显高于安静组，在各点上4周运动组均高于1次运动组，两组之间有显著性差异（P<0.05）。升高幅度与Theodore SW（1990）[8]等实验结果接近，但本次实验1次运动组的结果与艾华等试验有些不同，可能是由于运动方式不同造成的。肌肉损伤引起收缩蛋白的降解加剧，为了维持运动能力和正常功能，机体加强收缩蛋白的合成，因为蛋白质合成速度有限[9]。1次运动组运动后恢复的第7d收缩蛋白的修复仍未恢复正常，所以a-actin mRNA仍维持在较高水平，且有继续升高的趋势。4周运动组a-actin mRNA仍维持在较高水平上，可能是由于每天训练使机体对运动负荷逐渐产生适应，代谢水平提高， 蛋白质代谢速度加快，使转录维持在高水平；田野认为另一种可能的原因是mRNA在体内的含量是其分解与合成的动态平衡结果。
4 结论
（1）从骨骼肌血清中CK、LDH活性分析得出：1次性大强度离心运动对骨骼肌的损伤程度大于连续4周过量运动对骨骼肌的损伤程度，说明肌肉可对同等强度的运动逐渐产生适应。
（2）连续4周的训练后，大鼠腓肠肌a-actin mRNA的含量较安静组和1次运动组增加，说明持续训练能够使骨骼肌适应同等运动负荷，提高骨骼肌中a-actin的基因表达水平。
（3）运动后血清中CK、LDH和骨骼肌a-actin mRNA表达可以作为运动损伤和修复过程中的间接指标。
参考文献
[1] 逄金柱，王瑞元.2周耐力训练对大鼠骨骼肌肌动蛋白和肌
球蛋白重链基因表达的影响[J].中国运动医学杂志，2005，24（4）：
415-418.
[2] 郭时杰.人体连续离心运动后延迟性肌肉酸痛和血液CK、MB等生化指标的变化[D].北京体育大学硕士学位论文，1997.
[3] Wright Carola，Fadia Haddad，Anqi XQin，et al. Analysisof myosin heavy chain mRNA expression by RT-PCR[J].Appl Physiol，1997，83（4）：1389-1396.
[4] Komulaine J，Takala TE，Vihko V.Does increased serumcreatine kinase activity reflect exerecise induced muscle damagein rats J.Sports Med，1995，169（2）：152-154.
[5] 袁建琴，王瑞元.血清肌酸激酶與骨骼肌损伤关系的探讨[J].沈阳体育学院学报，2004，23（3）：355-357.
[6] 于新凯，田野.1周跑台训练对大鼠骨骼肌α-actin基因表达的影响[J].中国运动医学杂志，2001，20（1）：17-18.
[7] 于新凯，田野，左群.下坡跑训练对大鼠血清CK、LDH的影响[J].上海体育学院学报，2000，24（3）：29-30.
[8] Theodore SW，et al. Protein metabolism in rat gastrocnemius muscle after stimulated chronic concentric exercise. J Appl Physiol，1990，69（5）：1709-1717.
[9]李兴平，唐国勇.运动对骨骼肌肌动蛋白的影响研究评述[J].吉首大学学报，2007，28（6）：114-115.
作者简介：王会旭（1984-），男，河南平顶山人，贵州师范大学体育学院2010级研究生，研究方向：体育教育训练学；门杰（1985-），男，河北承德人，吉林大学体育学院2011级研究生，研究方向： 运动人体科学；李晓辉（1988-），女，河南平顶山人，吉林大学体育学院2011级研究生，研究方向：体育人文社会；袁俊锋（1986-），男，贵州师范大学体育学院助教，研究方向：体育教育训练学。
关键词：离心运动；肌动蛋白；基因表达；肌酸激酶（CK）；乳酸脫氢酶（LDH）
中图分类号：R87 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2013）-04-0082-2
随着细胞生物学和分子生物学技术的不断发展与应用，从基因转录水平上探讨运动后骨骼肌结构和功能改变的机制。大量研究证实，在1次力竭性运动后会造成a-actin mRNA表达增加，大强度的练习，引起a-actin mRNA表达升高更为明显。[1]研究表明1次力竭性运动会造成CK、LDH活性迅速增加，大强度训练可使同等强度负荷下CK、LDH活性降低[2]。特别是大强度离心性运动可造成肌肉收缩蛋白降解，超微结构异常，造成运动损伤，从而影响运动成绩。本文的主要研究目的为：观察1次和4周后大鼠骨骼肌a-actin mR-NA表达及血清CK、LDH活性的变化，间接评价大鼠骨骼肌运动后的损伤及适应情况，探讨动物对连续长时间运动训练的适应性。
1 实验材料
1.1 实验动物
健康雄性Spraque Dawley （S D）大鼠120只，体重205.1±23.3 g，随机分为对照组、运动训练组和安静组三大组，组间体重无显著性差异。对照组分为一次性训练A组（测定CK、LDH活性）根据取样时间分为：即刻组、1d组、2d组、4d组、7d组和一次性训练B组（测定骨骼肌a-actin mR-NA表达）根据取样的时间分为：即刻组、6h组、12h组、24h组、48h组、72h组，安静组分为：安静A组（测CK、LDH）、安静B组（测a-actin基因表达），每组5只，分笼饲养，自由饮食，室温18±2℃，光照时间为6-8小时，SD大鼠由吉林大学白求恩医学院动物实验中心提供。
1.2 运动方式
实验前3天，所有动物进行适应性5～10min跑台运动，速度为5～10m/min，坡度为0度。正式实验时，所有对照组进行一次大强度训练，所有训练组动物均进行持续性下坡跑，大鼠在坡度为-16°的跑台上，以16m/Min的速度进行90分钟的下坡跑，中间休息2分钟，每周连续训练5天，休息2天，安静组正常饮食、光照。运动过程中使用声、光刺激或毛刷刺激尾部，运动结束后，将动物放回笼内，同样条件饲养，直到处死取材。
1.3 取样
CK、LDH取样，对照组和训练组动物分别在1次运动后即刻、1d、2d、7d和4周运动组在最后一次运动后即刻、1d、2d、7d天注射2%的戊巴比妥将鼠麻醉，从鼠腹腔主动脉取血10ml，放置于离心管中，静放 30min～60min后，以3000r/min离心制备血清，-30℃保存。a-actin mR-NA取样，对照组和训练组分别在1次运动后即刻、6h、12h、24h、48h、72h和4周运动组在最后一次运动后即刻、6h、12h、24h、48h、72h，将大鼠用2%的戊巴比妥钠腹腔麻醉，腹主动脉取血处死，然后取腓肠肌，用冰生理盐水洗去残留的血迹，尽可能去掉脂肪组织和结缔组织，置于液氮保存待测。采用同样方法对安静组动物取样。
1.4 测试指标和方法
1.4.1 CK、LDH活性的测定 取血静置30min～60min后，3000转/min离心10min分离血清。酶动力法测CK、LDH。测试方法，测试原理，试剂配制均为测试肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）水平变化的一般方法，具体方法不再阐述，详细参见肌酸激酶（CK）和乳酸脱氢酶（LDH）测定试剂盒使用说明书。
1.4.2 a-actin基因表达的测定 利用定量反转录聚合酶链式反应法测定a-actin基因表达）[3]。
1.5 数据处理
所有测得数据采用平均数±标准差表示，统计分析采用SPSS 16.0软件，用单侧t检验进行显著性检验，显著性差异水平为P< 0.05，非常显著性差异水平为 P < 0.01。
2 结果
2.1 大强度离心运动对大鼠血清CK值的影响（表1）
1次运动组运动后即刻血清CK值较安静组明显上升（P<0.01），1d、2d、4d后迅速下降，仍明显高于安静组（P<0.01）；7d后明显恢复，但仍高于安静组（P<0.05）。4周运动组运动后即刻、1d较安静组明显上升（P<0.01）；2d、4d后仍高于安静组（P<0.05），但明显低于一次运动组（P<0.05）；7天后恢复，明显低于一次运动组（P<0.05），与安静组相比无显著性差异（P>0.05）（表1）。
2.2 大强度离心运动对大鼠血清LDH值的影响（表2）
1次运动组大鼠运动后即刻血清LDH值急剧上升（p<0.001）；1d后迅速下降，但仍明显高于安静组（p<0.001）；2d、4d仍然高于安静组的（p<0.01）；7d后LDH值继续下降，但仍明显高于对照组（p<0.01）。4周组运动后即刻、1d血清LDH值明显上升（P<0.001）；2d、4d后仍高于安静组（P<0.01）；7天后恢复正常，明显低于一次运动组（P<0.001）（表2）。
2.3 大强度离心运动对大鼠a-actin mRNA表达的影响（表3）
1次运动组a-actin mRNA表达在运动后即刻、1d、2d较安静组有显著性差异（P<0.05），4d、7d较安静组有非常显著性差异（P<0.01）；4周运动a-actin mRNA表达在运动后即刻、1d、2d、4d、7d较安静组有非常显著性差异（P<0.01）。4周运动组a-actin mRNA表达在各个时间点都高于1次运动组，较1次运动组a-actin mRNA表达在运动后即刻、1d、2d、4d、7d有非常显著性差异（P<0.05）（表3）。 3 分析与讨论
不同的运动都会引起血清中CK、LDH活性变化[4]。大量研究发现：血清CK、LDH活性水平变化的大小和时间长短与运动中骨骼肌收缩方式有密切关系，离心收缩可使运动后血清CK、LDH活性发生较大幅度的增加。[5]血清酶活性的变化可以间接的反映运动对肌肉损伤和适应程度的影响，其中应用最为广泛的是CK、LDH等。
本实验发现1次运动组，CK、LDH活性峰值出现在运动后即刻，分别高出对照组710%和714%，随后逐渐下将，至第7d逐渐恢复，但仍然高于正常值148%和175%；4周运动组的变化趋势与1次运动组类似，但各时间点都低于一次运动组，4周运动组与1次运动组比较发现血清CK酶活性在2d、4d、7d明显下降（P<0.05），LDH的活性较一次运动组7d明显下降（P<0.05）。本次试验与于新凯，田野[6]、郭时杰[2]等研究结果相似。1次运动后血清中CK、LDH活性迅速增加，是由于大鼠在下坡跑过程中肌肉离心收缩受到持续牵拉，大强度持续的高机械牵拉导致细胞膜及肌纤维的损伤，造成大量CK、LDH溢出。4周运动组运动后血清中CK、LDH活性的变化趋势与于新凯、田野、左群[7]研究相似，从恢复的时间看1次大强度运动所需要的恢复时间大于7d，4周大强度的运动恢复时间缩短，表现了明显的适应性，损伤程度逐渐减轻。
运动影响a-actinmRNA的变化，本次试验发现运动可以加强骨骼肌a-actinmRNA的基因表达，1次运动组和4周运动组，两运动组中各点基因表达水平均明显高于安静组，在各点上4周运动组均高于1次运动组，两组之间有显著性差异（P<0.05）。升高幅度与Theodore SW（1990）[8]等实验结果接近，但本次实验1次运动组的结果与艾华等试验有些不同，可能是由于运动方式不同造成的。肌肉损伤引起收缩蛋白的降解加剧，为了维持运动能力和正常功能，机体加强收缩蛋白的合成，因为蛋白质合成速度有限[9]。1次运动组运动后恢复的第7d收缩蛋白的修复仍未恢复正常，所以a-actin mRNA仍维持在较高水平，且有继续升高的趋势。4周运动组a-actin mRNA仍维持在较高水平上，可能是由于每天训练使机体对运动负荷逐渐产生适应，代谢水平提高， 蛋白质代谢速度加快，使转录维持在高水平；田野认为另一种可能的原因是mRNA在体内的含量是其分解与合成的动态平衡结果。
4 结论
（1）从骨骼肌血清中CK、LDH活性分析得出：1次性大强度离心运动对骨骼肌的损伤程度大于连续4周过量运动对骨骼肌的损伤程度，说明肌肉可对同等强度的运动逐渐产生适应。
（2）连续4周的训练后，大鼠腓肠肌a-actin mRNA的含量较安静组和1次运动组增加，说明持续训练能够使骨骼肌适应同等运动负荷，提高骨骼肌中a-actin的基因表达水平。
（3）运动后血清中CK、LDH和骨骼肌a-actin mRNA表达可以作为运动损伤和修复过程中的间接指标。
参考文献
[1] 逄金柱，王瑞元.2周耐力训练对大鼠骨骼肌肌动蛋白和肌
球蛋白重链基因表达的影响[J].中国运动医学杂志，2005，24（4）：
415-418.
[2] 郭时杰.人体连续离心运动后延迟性肌肉酸痛和血液CK、MB等生化指标的变化[D].北京体育大学硕士学位论文，1997.
[3] Wright Carola，Fadia Haddad，Anqi XQin，et al. Analysisof myosin heavy chain mRNA expression by RT-PCR[J].Appl Physiol，1997，83（4）：1389-1396.
[4] Komulaine J，Takala TE，Vihko V.Does increased serumcreatine kinase activity reflect exerecise induced muscle damagein rats J.Sports Med，1995，169（2）：152-154.
[5] 袁建琴，王瑞元.血清肌酸激酶與骨骼肌损伤关系的探讨[J].沈阳体育学院学报，2004，23（3）：355-357.
[6] 于新凯，田野.1周跑台训练对大鼠骨骼肌α-actin基因表达的影响[J].中国运动医学杂志，2001，20（1）：17-18.
[7] 于新凯，田野，左群.下坡跑训练对大鼠血清CK、LDH的影响[J].上海体育学院学报，2000，24（3）：29-30.
[8] Theodore SW，et al. Protein metabolism in rat gastrocnemius muscle after stimulated chronic concentric exercise. J Appl Physiol，1990，69（5）：1709-1717.
[9]李兴平，唐国勇.运动对骨骼肌肌动蛋白的影响研究评述[J].吉首大学学报，2007，28（6）：114-115.
作者简介：王会旭（1984-），男，河南平顶山人，贵州师范大学体育学院2010级研究生，研究方向：体育教育训练学；门杰（1985-），男，河北承德人，吉林大学体育学院2011级研究生，研究方向： 运动人体科学；李晓辉（1988-），女，河南平顶山人，吉林大学体育学院2011级研究生，研究方向：体育人文社会；袁俊锋（1986-），男，贵州师范大学体育学院助教，研究方向：体育教育训练学。