2、結果與分析


2.1敏感硫電極法標準曲線(xiàn)


S2-濃度在100-1000nmol/l之間濃度值與硫電極所測電壓值呈線(xiàn)形相關(guān)性(圖1-1),所得方程為


y=-0.034x2+74.663x-42633,R2=0.9619


S2-濃度在1-100μmol/L之間濃度值與硫電極所測電壓值呈明顯對數相關(guān)性(圖1-2),所得方程為


y=34.505 Ln(x)+963.63,R2=0.9847.


S2-濃度在40-10000μmol/L之間濃度值與硫電極所測電壓值呈明顯對數相關(guān)性(圖1-3),所得方程為


y=13.861Ln(x)+1048.6,R2=0.9956

圖1-1敏感硫電極所測標準曲線(xiàn):S2-濃度在100-1000nmol/l之間呈線(xiàn)形相關(guān)


圖1-2敏感硫電極所測標準曲線(xiàn):S2-濃度在1~100μmol/L之間呈明顯對數相關(guān)

圖1-3敏感硫電極所測標準曲線(xiàn):S2-濃度在40~10000μmol/L之間呈明顯對數相關(guān)


2.2各組大鼠各系統H2S生成酶與含量比較


表1大鼠運動(dòng)前后不同組織硫化氫含量與生成酶活性均數


大鼠各硫化氫生成酶活性均數(nmol/min·mg)硫化氫含量(nmol/mg)系統對照組運動(dòng)組比值對照組運動(dòng)組比值骨骼肌

0.0790.14179%↑0.4362.843552.2%↑腦組織0.1370.134基本持平

0.4480.0371120.9%↓肝臟8.61414.27765.7%↑0.0590.580889.9%↑肺臟0.0070.1632254.4%↑0.0400.05227.9%↑腎臟3.2364.49538.9%↑0.3991.825357.2%↑心臟0.0360.277662.7%↑0.6785.422700%↑血漿0.0100.100900%↑


3、分析與討論


運動(dòng)改善血管的舒張反應性與硫化氫有密切關(guān)系。運動(dòng)訓練可以使硫化氫生酶基因轉錄活性增強造成硫化氫含量升高;內源性產(chǎn)生的硫化氫可以通過(guò)開(kāi)放平滑肌細胞上KATP通道舒張血管平滑肌,從而抑制血管平滑肌細胞的增殖反應,抑制血小板粘附聚集等。利用運動(dòng)訓練可以延緩某些心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展,而且對這些疾病也有一定的治療作用,尤其是在血管的保護和改善方面具有重要意義。


本實(shí)驗結果顯示,運動(dòng)可以刺激硫化氫生成酶活性上調,并相應增加硫化氫的生成量。已知NO可增加H2S的舒張血管效應和產(chǎn)量,大鼠內源性H2S在運動(dòng)后的升高可能與NO有關(guān)。而一次性大強度運動(dòng)可使內源性NO生成量升高,從而使H2S生成酶活性升高進(jìn)而使H2S含量升高。運動(dòng)引起H2S/生成酶系統活性上升的機制可能與運動(dòng)提高了血流對血管壁產(chǎn)生的剪切應力有關(guān),它增加了一氧化氮合酶的活性。有報道稱(chēng)運動(dòng)使血流對血管壁產(chǎn)生的剪切應力增大同時(shí)也使硫化氫生成酶活性提高,但究竟是剪切應力通過(guò)增加一氧化氮合酶的活性而使一氧化氮含量升高進(jìn)而造成硫化氫生成酶活性升高,還是剪切應力的增大直接使硫化氫生成酶活性升高?文獻中并沒(méi)有注明,我們不得而知。一次性大強度運動(dòng)可明顯影響各組織代謝酶活性,目前公認的結論是:一次性大強度運動(dòng)可增加各個(gè)組織無(wú)氧代謝酶活性,如乳酸脫氫酶(LDH)活性,從而提高組織無(wú)氧代謝能力。對H2S調節機體代謝的研究結果顯示,機體吸入生理劑量H2S后,骨骼肌LDH活性增加,由此提出:硫化氫增加人體在運動(dòng)過(guò)程中無(wú)氧代謝的能力,提高機體的適應能力。本研究發(fā)現,一次性大強度運動(dòng)后各組織H2S/生成酶系統活性上升,這一變化特點(diǎn)正好與大強度運動(dòng)使機體無(wú)氧代謝酶活性增高相同。推測一次性大強度運動(dòng)使機體無(wú)氧代謝酶活性的升高與H2S/生成酶系統活性的上升有著(zhù)必然聯(lián)系,或者說(shuō):H2S/生成酶系統活性上調從而使組織無(wú)氧代謝酶活性升高進(jìn)而提高組織無(wú)氧代謝能力。


對18名受試者,其中健康組6人(未從事任何鍛煉),一般運動(dòng)組6人,運動(dòng)組6人(加拿大奧運劃船選手)進(jìn)行兩種形式的運動(dòng):遞增力竭運動(dòng),保持不同功率值的運動(dòng),檢測運動(dòng)前后NO呼出量變化,結果表明,運動(dòng)時(shí)運動(dòng)員組內源性NO呼出量明顯高于其他兩組,且這種NO量增加與VO2及心率密切相關(guān)。因為內源性硫化氫和內源性一氧化氮性質(zhì)相似且NO與H2S的生成關(guān)系密切,可以推測內源性H2S量的增加與VO2及心率有著(zhù)必然聯(lián)系。雖然此推測無(wú)法從根本解釋運動(dòng)前后大鼠各個(gè)器官系統硫化氫含量變化的原因,但通過(guò)繪制硫化氫含量與這些指標的關(guān)系曲線(xiàn),找出兩者之間的相關(guān)性。此可作為以后檢測內源性H2S含量的簡(jiǎn)易方法。


NO是一種內源性血管舒張因子,可以調節內皮細胞、平滑肌細胞和神經(jīng)細胞的功能,同時(shí)參與低氧時(shí)細胞內某些低氧敏感基因表達的調節。H2S與NO具有相似的生物學(xué)特性,兩者既相互獨立又相互影響,在機體內形成一個(gè)復雜的調控網(wǎng)絡(luò )。研究表明,急性運動(dòng)可引起機體分泌NO增多,并引起冠狀動(dòng)脈及其它血管的舒張,增加心肌、骨骼肌的血流量。本實(shí)驗結果發(fā)現,一次性大強運動(dòng)使各個(gè)系統(腦組織除外)硫化氫含量有明顯的升高。


NO和H2S之間的作用是協(xié)同還是拮抗?我們現在能肯定的是不同的運動(dòng)方式這兩種氣體信號分子之間的相互作用不盡相同。一次性大強度運動(dòng)NO和H2S之間表現為協(xié)同作用。通過(guò)實(shí)驗證實(shí),NO可以與H2S協(xié)同發(fā)揮舒血管效應。研究表明,NO的供體硝普鈉可以劑量依賴(lài)性地上調內源性H2S的生成,應用鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的抑制劑ODQ后,再應用硝普鈉,內源性H2S的生成量明顯降低,因而推測這種上調效應可能是通過(guò)cGMP(cyclic guanosine monophosphate,環(huán)鳥(niǎo)苷酸)途徑實(shí)現的。


運動(dòng)后大鼠腦組織硫化氫含量為什么不升反降?對于此現象的解釋也與NO有緊密聯(lián)系:腦組織中的NO合酶為誘導型(inducibleNOS,iNOS)iNOS誘導合成需4-8小時(shí),如果時(shí)間達不到,iNOS還未合成NO不可能增多。而大鼠腦組織中的硫化氫生成酶胱硫醚-β-合酶(CBS)也有類(lèi)似于iNOS性質(zhì)—合成需要一定時(shí)間。此實(shí)驗是運動(dòng)后即刻取樣測定,從前表即可看出硫化氫酶的含量基本沒(méi)有變化,所以硫化氫的含量不可能升高。它為何大幅度降低的原因可能是運動(dòng)后循環(huán)加快將原有的硫化氫通過(guò)血液循環(huán)代謝并清除。


本次研究發(fā)現,運動(dòng)組大鼠各組織H2S含量H2S含量及其生成酶活性變化一致。提示本實(shí)驗運動(dòng)模式是通過(guò)改變H2S生成酶活性來(lái)提高或降低H2S的產(chǎn)生和釋放。一次性大強度運動(dòng)使大鼠腦組織硫化氫含量有大幅度降低,而使其他各組織硫化氫含量有不同程度的提高。

一次性大強度運動(dòng)除使大鼠腦組織硫化氫生成酶活性略有降低外,其余各組織均有不同程度的升高。


4、小結


敏感硫電極法測量范圍廣,敏感性強,穩定性和重復性均良好,可應用于大鼠腦,心臟,腎臟,肝臟,肺,骨骼肌H2S測定的研究。但在測試血漿H2S含量時(shí)精確度略顯不夠。經(jīng)一次性大強度運動(dòng)后,與對照組相比大鼠心臟,肺臟,肝臟,腎臟,骨骼肌器官的H2S/生成酶體系均有不同程度的提升。推測由于運動(dòng)使內源性一氧化氮升高從而造成H2S/生成酶體系的升高。由于一次性大強度運動(dòng)可增加各個(gè)組織無(wú)氧代謝酶活性,推測一次性大強度運動(dòng)使機體無(wú)氧代謝酶活性的升高與H2S/生成酶系統活性的上升有著(zhù)必然聯(lián)系。大鼠運動(dòng)后腦組織H2S/生成酶系統活性降低的原因還不是十分清楚,推測測定時(shí)大鼠腦組織中的硫化氫生成酶CBS還未合成。大鼠血漿硫化氫濃度變化趨勢同大鼠其它組織,驗證了血管平滑肌CSE在大鼠運動(dòng)后的表達同其它各組織。



運動(dòng)前后大鼠腦組織硫化氫含量與生成酶活性變化(一)

運動(dòng)前后大鼠腦組織硫化氫含量與生成酶活性變化(二)