补充铁剂对模拟高原训练大鼠铁代谢相关指标及骨骼肌线粒体呼吸链功能的影响

论文摘要

高原训练的目的是有计划地将运动员组织到具有海拔高度的地区进行定期专项训练,以期提高运动成绩。铁作为合成血红蛋白、肌红蛋白和能量代谢中多种酶的主要原料之一,参与了氧的转运、贮存及能量代谢,运动中骨骼肌细胞铁代谢变化会直接影响运动成绩。而机体铁的储备情况又是影响高原训练效果的一个重要因素。本研究利用人工低压氧舱模拟高原环境（海拔3500m）,建立高原训练复合补充不同剂量铁剂模型,通过测定大鼠血液中血红蛋白、铁代谢相关指标,探寻高原训练过程中机体铁代谢的变化规律。通过测定骨骼肌组织线粒体呼吸链酶复合物NADH-COQ还原酶（CI）、琥珀酸脱氢酶（CII）、COQ-细胞色素还原酶（CIII）及细胞色素氧化酶（CIV）的活性,探讨高原训练复合补铁剂对机体线粒体呼吸链功能的影响,为高原训练及补充铁剂对机体铁代谢及线粒体呼吸链功能的影响的研究提供参考资料。实验方法:以雄性健康2月龄Wister大鼠为实验对象,经跑台和高原适应的筛选,将保留的40只大鼠随机均分为5组:安静组（C）;运动组（H）;小剂量补铁运动组（X）;中剂量补铁运动组（Z）;大剂量补铁运动组（D）。大鼠在模拟海拔3500m高原生活或进行递增负荷大强度跑台训练,灌胃补充硫酸亚铁。速度从25m/min递增到35m/min,运动时间从30min递增到60min。每天训练1次,每周训练6天,共训练5周。训练结束后,在常氧环境休息24小时,跑台力竭运动后即刻,将大鼠麻醉后断头处死,取血及骨骼肌组织。测定各组大鼠血红蛋白、血清铁、总铁结合力、转铁蛋白饱和度、骨骼肌线粒体呼吸链酶复合物活性。实验结果:①血红蛋白:与平原大鼠HB相比,上高原后的各种大鼠血红蛋白含量差异显著。上高原后,与C组相比,H及Z组的血红蛋白有增长现象,但不具有统计学意义（P>0.05）;X及D组的血红蛋白有明显降低现象（P<0.01）。与H组相比,X及D组显著降低（P<0.01）;Z组无显著性差异。与X组相比,Z与D组有显著性提高（P<0.01, P<0.05）。与Z组相比,D组显著降低（P<0.01）。②血清铁:与C相比,H与Z有增长现象,但无显著性差异;D组显著升高（P<0.05）;X组降低,无显著性差异。与H组相比,X、Z、D无显著性差异。与X组相比,Z无显著性差异;D组显著升高（P<0.05）。与Z组相比,D组升高,但无显著性差异。③总铁结合力:与C相比,H组有降低现象,但无显著性差异;X、Z、D显著降低（P<0.01,P<0.05）。与H组相比,X组有降低现象,但无显著性差异;Z与D组显著降低（P<0.05）。与X组相比,Z与D组降低,无显著性差异（P<0.05）。与Z组相比,D组降低,无显著性差异（P<0.05）。④转铁蛋白饱和度:与C相比,H、X、Z、D组均显著升高（P<0.01,P<0.05）。与H组相比,X组升高,无显著性差异;Z与D组显著升高（P<0.01）。与X组相比,Z与D组显著升高（P<0.05）。与Z组相比,D组升高,无显著性差异（P<0.05）。⑤线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ～Ⅳ:与C组相比,H和X组CⅠ～CⅣ活性均有显著性提高（P<0.01）;Z组CⅠ～CⅣ活性显著性提高（P<0.05、P<0.01）;D组CⅠ活性显著降低（ P<0. 5）,CⅡ无显著性差异（P>0.05）,但出现一定的增长趋势,CⅢ、CⅣ活性均有显著性提高（P<0.01）。与H组相比,X、Z和D组CⅠ～CⅣ活性均显著降低（P<0.01）。与X组相比, Z组CⅡ活性有显著性降低（P<0.01）,CⅠ、CⅢ无显著降低（P>0.05）,CⅣ活性有显著性提高（P<0.05）。D组CⅠ～CⅣ活性均显著降低（P<0.01）。与Z组相比, D组CⅠ～CⅣ活性均显著降低（P<0.01）。结论:①高原训练组与中剂量补铁组血红蛋白含量增高,且中剂量补铁组血红蛋白升高最明显。补充不同剂量的铁剂对大鼠HB有不同影响;小剂量补铁组与大剂量补铁组血红蛋白含量明显降低。提示高原训练影响血液运氧能力;而血红蛋白偏低可能由于营养代谢异常导致。②高原训练组、高原训练复合中剂量和大剂量补铁组血清铁增高,小剂量补铁组血清铁明显降低。高原训练复合补铁组总铁结合力、转铁蛋白饱和度有明显增加现象。提示补铁剂量大会导致铁超载,影响运动能力;高原训练环境、强度大小、补铁剂量的不同对机体铁代谢有明显影响。③高原训练组可显著提高大鼠力竭后即刻骨骼肌线粒体呼吸链CⅠ～Ⅳ活性。高原训练复合补铁组也可提高大鼠力竭后即刻骨骼肌线粒体呼吸链CⅠ～CⅣ的活性,且高原训练复合小剂量补铁效果好于高原训练复合中剂量和大剂量补铁组,其中单纯高原训练组效果最佳。提示高原训练中骨骼肌线粒体内抗氧化活性酶与呼吸链复合物活性存在关联,改善骨骼肌的运动性疲劳,提高线粒体氧利用能力,最终提高运动成绩。综上,高原训练复合补铁组能够提高机体铁的储存量,当运动时动用机体铁储备时,补充适量的铁微量元素,有利用防治机体的铁缺失造成的运动能力的降低。适量的补铁可以提高机体血红蛋白值,有利于氧的运输,从而提高机体供能。在增强骨骼肌线粒体呼吸链功能方面,单纯高原训练组、高原训练复合小剂量、中剂量都有显著提高,单纯高原训练组效果最显著,提示高原训练过程中合理补充营养补剂、适当强度的训练能提高机体运动能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 高原训练概述
• 1.1.1 高原训练的提出
• 1.1.2 高原环境对运动成绩的影响因素
• 1.1.3 高原训练对机体机能的影响
• 1.1.4 高原训练对线粒体功能的影响
• 1.2 铁代谢的概述
• 1.2.1 缺铁对机体的影响
• 1.2.2 铁过量对机体的影响
• 1.2.3 骨骼肌铁的分布与功能
• 1.2.4 铁代谢评价指标
• 1.2.5 铁缺失对骨骼肌功能的影响
• 1.3 高原训练对铁代谢的影响
• 2 选题依据及意义
• 3 实验对象和方法
• 3.1 实验对象、适应性训练及分组
• 3.2 实验过程中大鼠体重的跟踪
• 3.3 取材及实验标本的制备
• 3.3.1 血液及骨骼肌取材
• 3.3.2 骨骼肌线粒体的制备
• 3.4 药品和试剂
• 3.5 实验仪器
• 3.6 血液相关测试指标及方法
• 3.6.1 血红蛋白（Hb）的测试
• 3.6.2 血清铁测试
• 3.6.3 血清总铁结合力和转铁蛋白饱和度的测定
• 3.7 线粒体呼吸链酶活性测试指标及方法
• 3.8 数据的统计学处理
• 4 实验结果
• 4.1 各组大鼠血红蛋白值变化
• 4.2 各组大鼠血清铁测试结果比较
• 4.3 各组大鼠总铁结合力测试结果比较
• 4.4 各组大鼠转铁蛋白饱和度测试结果比较
• 4.5 补充铁剂对模拟高原训练大鼠骨骼肌线粒体呼吸链酶复合物 I～Ⅳ活性的影响
• 4.5.1 考马斯亮蓝法测定蛋白量的 BSA 标准曲线
• 4.5.2 测试样本蛋白含量
• 4.5.3 NADH、DCPIP、Cyt C消光系数值
• 4.6 大鼠骨骼肌线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ～Ⅳ的活性
• 5 分析与讨论
• 4对高原训练大鼠血红蛋白值的影响'>5.1 补充 FeSO₄对高原训练大鼠血红蛋白值的影响
• 4对高原训练对大鼠铁代谢相关指标的影响'>5.2 补充 FeSO₄对高原训练对大鼠铁代谢相关指标的影响
• 4对高原训练大鼠骨骼肌线粒体呼吸链酶复合物的影响'>5.3 补充 FeSO₄对高原训练大鼠骨骼肌线粒体呼吸链酶复合物的影响
• 6 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附件