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研究目的: 本实验通过采用睡眠剥夺结合束缚模型,来模拟人类高压紧张的生活状态,观察不同周数有氧运动预处理对睡眠剥夺结合束缚应激大鼠血清皮质酮、IFN-γ和IL-4水平的影响,为探讨有氧运动、睡眠缺失和心理刺激及免疫系统之间的关系提供研究依据。 研究方法: 8周龄的雄性SD大鼠64只,随机分为空白对照组(C)、造模组(SR)、4周有氧运动组(4E)、6周有氧运动组(6E)、8周有氧运动组(8E)、4周有氧运动预处理+造模组(4S)、6周有氧运动预处理+造模组(6S)、8周有氧运动预处理+造模组(8S),每组8只。有氧运动组和有氧运动预处理+造模组大鼠均先通过一周的适应性跑台训练后,再分别进行为期四、六、八周的正式跑台有氧运动训练。正式训练第1-4周每天训练60min(4×15min),各组跑台速度从10m/min起,每周递增2m/min,在第4周达到16m/min时保持不再增加。正式训练每周均训练5天。有氧运动预处理结束的下周一开始造模,总共进行4天的造模。睡眠剥夺和束缚交替进行,保证睡眠剥夺总时长80h,束缚时长16h。造模结束的当天早8:00立即处死、取样,计算其胸腺指数和脾指数,测定其血清皮质酮、IFN-γ和IL-4的水平以及IFN-γ/IL-4的比值,并对上述指标变化作出分析,探讨不同周数有氧运动预处理对造模应激大鼠机体免疫的影响及维持机体免疫稳态的作用机制,为有氧运动方案的选择及有氧运动预处理对睡眠剥夺结合束缚应激大鼠免疫功能影响提供一定的实验依据。 研究结果: 1.与C组相比,SR组大鼠胸腺重量和指数、血清IFN-γ含量及IFN-γ/IL-4比值显著降低(P<0.05),血清皮质酮显著升高(P<0.05)。4E/6E/8E组大鼠胸腺和脾重量与指数、血清皮质酮、IFN-γ含量及IFN-γ/IL-4比值与对照组比均无显著性差异(P>0.05)。其中4E组大鼠胸腺指数、脾重量和指数略有下降、血清IFN-γ含量及IFN-γ/IL-4比值有下降趋势,血清皮质酮略有升高;而6E/8E组血清皮质酮有明显的下降趋势,IFN-γ含量及IFN-γ/IL-4比值有明显的上升趋势。各单纯有氧运动组间胸腺和脾重量与指数、血清皮质酮、IFN-γ含量及IFN-γ/IL-4比值均无显著性差异(P>0.05)。 2.与SR组比,4S/6S/8S组大鼠胸腺和脾重量与指数均无显著性差异(P>0.05)。其中4S组胸腺脾重量和指数有下降趋势,血清IFN-γ含量有所上升,IL-4含量及IFN-γ/IL-4比值变化不明显,均无显著性差异(P>0.05);而6S/8S组血清IFN-γ含量显著升高(P<0.05),IFN-γ/IL-4比值有明显的上升趋势,但无显著性差异(P>0.05)。各有氧运动预处理+造模组大鼠血清皮质酮均下降,其中6S/8S组具有显著性差异(P<0.05)。 3.与同周数运动组比,4S组大鼠胸腺重量及其指数极显著低于4E组(P<0.01),6S组胸腺重量显著低于6E组(P<0.05)。4S/6S/8S组大鼠血清皮质酮、IFN-γ含量及IFN-γ/IL-4比值均无显著性差异(P>0.05)。 研究结论 1.4天的睡眠剥夺结合束缚应激可以使大鼠血清皮质酮过量释放,使机体内分泌功能紊乱,导致大鼠处于强烈的应激状态。4周、6周和8周有氧运动预处理使造模后的大鼠皮质酮降低,且6周和8周有氧运动预处理具有显著性差异,提示6周和8周有氧运动预处理可能会有效抵抗睡眠剥夺结合束缚应激大鼠血清皮质酮的过量释放,从而减轻应激反应的程度。 2.4天的睡眠剥夺结合束缚应激可以使大鼠胸腺重量和指数显著降低,而4周有氧运动预处理后的睡眠剥夺结合束缚造模可能使大鼠胸腺指数和脾指数进一步降低。6周和8周的有氧运动预处理对睡眠剥夺结合束缚应激大鼠脾指数和胸腺指数无明显影响。 3.4天的睡眠剥夺结合束缚应激可以使大鼠血清IFN-γ水平及IFN-γ/IL-4的比值显著降低,从而使Th1/Th2平衡被打破,向Th2偏移,导致大鼠机体细胞免疫功能下降。4周有氧运动预处理使睡眠剥夺结合束缚应激大鼠血清IFN-γ含量有所上升,IFN-γ/IL-4比值变化不明显,而6周和8周有氧运动预处理使大鼠血清IFN-γ含量显著升高,IFN-γ/IL-4比值有上升趋势,提示6、8周有氧运动预处理可能会有效地维持Th1/Th2平衡,以降低睡眠剥夺结合束缚应激对机体免疫功能的抑制作用,提高细胞免疫功能。 4.6周和8周有氧运动预处理对睡眠剥夺结合束缚大鼠的影响可能是:通过对HPA轴适应性的改善,减少应激激素皮质酮水平释放,以调节应激导致的免疫功能紊乱,这可能是运动预处理对应激大鼠神经内分泌免疫影响的重要机制之一。