不同周期慢性训练与急性运动对大鼠5-HT含量及其代谢的影响

目的：观察不同周期慢性训练和急性运动对大鼠脑纹状体5-羟色胺(5-HT)及其前体血清游离色氨酸(Trp)、纹状体色氨酸(Trp)和代谢产物5-羟吲哚乙酸(5-HIAA)含量的影响，同时观察催化5-HT代谢的酶色氨酸羟化酶(TPH)和单胺氧化酶(MAO)活性的变化，比较急性运动与不同周期慢性训练纹状体5-HT含量及其代谢的差异，分析纹状体中5-HT合成代谢和分解代谢中各指标的关系，进一步探讨不同运动方式后脑5-HT含量及其代谢的动态变化对运动性中枢疲劳发生、发展的影响并分析其机理。 方法：两组慢性训练大鼠分别进行5周和7周的游泳运动。急性运动组大鼠进行一次性游泳运动直至力竭。采用高效液相色谱法测定血清和纹状体中Trp含量，采用荧光比色法测定纹状体5-HT和5-HIAA含量，采用免疫组化法测定TPH表达并用原位定量测试，采用紫光光度计法测定MAO-A活性。 结果： 1)与安静组5-HT含量及其代谢各指标相比，急性运动组大鼠血清Trp含量有下降趋势，其余各指标均呈升高趋势，其中纹状体Trp(P＜0.01)和5-HIAA(P＜0.001)含量显著升高；而慢性训练组大鼠纹状体5-HT含量和MAO活性均较安静组有下降趋势，5周训练组纹状体Trp含量高于安静组，7周训练组低于安静组，但均无显著差异，两组大鼠纹状体5-HIAA含量均显著高于安静组大鼠(P＜0.001)。 2)比较不同周期慢性训练组大鼠和急性运动组大鼠纹状体5-HT合成代谢的相关指标变化发现，7周训练组血清Trp含量较急性运动组显著升高(P＜0.05)，5周游泳组则较急性运动组降低但无显著差异；慢性训练组纹状体Trp含量和5-HT含量均较急性运动组有下降趋势，其中7周训练组下降均较显著(P＜0.05)；两组慢性训练组纹状体TPH活性较急性运动组有升高趋势，但无显著差异。 3)比较两组不同周期慢性训练组大鼠纹状体5-HT合成代谢的相关指标变化发现，7周训练组血清Trp含量较5周游泳组显著升高(P＜0.01)，但纹状体Trp含量、TPH活性和5-HT含量较5周游泳组均有下降趋势但无显著差异。 4)比较不同周期慢性训练组大鼠和急性运动组大鼠纹状体5-HT分解代谢的相关指标变化发现，慢性训练组纹状体5-HT含量及其分解代谢酶MAO活性急性运动组均有下降趋势；7周训练组5-HIAA含量较急性运动组有升高趋势但无显著差异，5周游泳组但较急性运动组显著下降(P＜0.01)。 5)比较两组不同周期慢性训练组大鼠5-HT分解代谢的相关指标变化发现，5周游泳组5-HT含量和MAO活性较7周训练组均有升高趋势；但5周游泳组5-HIAA含量较7周训练组却显著减少(P＜0.01)。 结论： 1)急性运动组大鼠力竭运动后，除血清Trp含量外，其余各指标较安静组均呈升高趋势，其中纹状体Trp和5-HIAA含量升高显著。急性运动引起血清Trp透过血脑屏障进入脑中增多，导致血清Trp含量下降且纹状体Trp含量增多，启动TPH的活性，增强脑5-HT的合成，同时运动中5-HT的分解也是增加的，说明急性运动使5-HT代谢加快，易产生中枢疲劳。提示：急性运动组大鼠在力竭运动后，中枢神经系统抑制过程占优势。 2)慢性训练组大鼠纹状体5-HT含量和MAO活性均较安静组有下降趋势，且两组大鼠纹状体5-HIAA含量均显著高于安静组。表明慢性训练无论是7周还是5周均可减少脑纹状体5-HT合成，加速它的分解。物质代谢的过程是持续进行的，各个指标在某一时间或者某一段时间的变化都是不断变化的，实验采集的数据只能阐述局部的代谢状况因此，研究运动时纹状体5-HT的代谢变化必须进行动态的观察。 3)两组大鼠进行不同周期慢性训练后，与急性运动组相比，慢性训练组纹状体Trp含量和5-HT含量均有下降趋势，7周训练组大鼠血清Trp含量虽显著升高，但纹状体Trp含量和5-HT含量均显著下降。表明，由于长时间运动，脂肪动员加强，血游离脂肪酸浓度升高，可与血清游离色氨酸竞争载体，进入血脑屏障，从而减少了游离Trp进入脑的含量。可见，由于7周的训练，机体机能产生一定的适应，对血清游离色氨酸透过血脑屏障的调控能力增强，进而降低脑Trp含量与5-HT合成。 4)分析两组慢性训练组大鼠5-HT合成代谢中各指标的变化发现，7周训练组血清Trp含量较5周游泳组显著升高，但纹状体Trp含量、TPH活性和5-HT含量较5周游泳组均有下降趋势。提示：慢性训练持续时间的长短是脑5-HT含量及其代谢的一个重要影响因素。7周训练可能较5周训练更有利于提高机体中枢机能对运动的适应，运动中的脑5-HT的合成少于分解，减少抑制性神经递质的生成，从而延缓中枢疲劳的发生、发展。