艾灸神闕穴對不同程度力竭運動大鼠海馬區單胺類神經遞質的影響?

許曉康，周小紅，張治方，呂天元，祝 婕，高 飛，梁玉磊△，馬小順△

(1. 河北中醫學院，石家莊 050200； 2. 河北省刺灸法效應特異性重點研究室，石家莊 050091； 3. 河北省中醫院，石家莊 050017)

在競技運動訓練中，訓練負荷越大疲勞現象越容易出現，疲勞狀態的恢復直接影響到運動員的訓練進程及成績，因此預防運動疲勞和促進疲勞恢復成為體育和醫療領域共同研究的主要課題。根據疲勞發生部位可分為中樞性疲勞和外周性疲勞，中樞性疲勞是由運動引起的中樞神經系統不能產生和維持足夠的神經沖動，以滿足運動所需的現象[1]。研究表明，這種疲勞的發生與腦組織中單胺類神經遞質變化密切相關[2-4]。

之前課題組研究發現，艾灸神闕穴可有效延長力竭運動大鼠的游泳時間，改善機體血清丙二醛(malondialdehyde, MDA)、血尿素氮(blood urea nitrogen, BUN)濃度及天門冬氨酸轉氨酶(aspartate transaminase, AST)、丙氨酸轉氨酶(alanine transaminase, ALT)和乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase, LDH)，緩解疲勞狀態[5-7]。為進一步探討艾灸神闕穴抗中樞性疲勞的作用機制，本研究以不同程度力竭大鼠為研究對象，觀察艾灸神闕穴對力竭運動大鼠海馬組織單胺類神經遞質5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)、多巴胺(Dopamine,DA)、去甲腎上腺素(Norepinephrine，NE)的含量變化。

1 材料與方法

1.1 動物與分組

SPF級雄性SD大鼠72只，體質量(200±10)g，購于北京維通利華實驗動物技術有限公司(許可證號SCXK(京)2012-0001)。分籠飼養，每籠4只，飼養室溫度保持在20～24 ℃，濕度50%左右，明暗各12 h(光照07∶00～19∶00)，所有動物自由進食水。大鼠適應性喂養7 d，并分別于第3、6天適應游泳1次，每次3 min。所有動物實驗均遵循河北中醫學院實驗動物管理相關規定。

按照隨機數字表將大鼠隨機分為正常組8只、模型組和艾灸組各32只，根據造模和治療持續時間，模型組與艾灸組再隨機分為模型1次亞組、模型4次亞組、模型7次亞組、模型10次亞組和艾灸1次亞組、艾灸4次亞組、艾灸7次亞組、艾灸10次亞組，每亞組各8只。

1.2 主要試劑與儀器

5-羥色胺(5-HT)試劑盒、多巴胺(DA)試劑盒、去甲腎上腺素(NE)試劑盒，均由上海森雄科技實業有限公司提供。

自制恒溫水箱(Φ200×80 cm)、艾條(Φ7 mm×11.7 cm，河南南陽漢醫艾絨有限公司)；自制艾灸專用大鼠盒[8](國家實用新型專利ZL201120193244.8)；高效液相色譜系統(Waters Corporation)等。

1.3 模型制備

適應性喂養7 d后參照文獻[9]制造力竭運動模型。將模型組和艾灸組大鼠置于恒溫水箱(水深50 cm，水溫30±2 ℃)，尾根部束體質量5%的鉛皮(套在距基1～5 cm處)，行力竭運動(力竭標準為大鼠游泳動作明顯失調，不能再堅持，并下沉水過鼻尖5 s，無力返回水面)。

模型與艾灸各亞組按照上述方法進行相應次數的力竭運動，1次力竭運動后隔日進行第2次力竭運動。

1.4 干預方法

艾灸1次亞組：1次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，僅治療1次。

艾灸4次亞組：每次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，隔日1次，共治療4次。

艾灸7次亞組：每次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，隔日1次，共治療7次。

艾灸10次亞組：每次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中，溫和灸神闕穴[10]15 min，隔日1次，共治療10次。

模型1次亞組：1次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進行艾灸，僅1次。

模型4次亞組：每次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進行艾灸，隔日1次，共4次。

模型7次亞組：每次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進行艾灸，隔日1次，共7次。

模型10次亞組：每次力竭運動結束后,即刻將大鼠置于艾灸專用大鼠盒中15 min，不進行艾灸，隔日1次，共10次。

正常組：將大鼠置于自制艾灸專用大鼠盒中15 min，隔日1次，共10次，不施其他任何干預。

1.5 指標檢測

1.5.1 力竭時間 由專人記錄模型各亞組、艾灸各亞組大鼠最后一次的力竭運動時間，以秒為單位，精確到0.1 s。

1.5.2 生化指標檢測 各亞組大鼠力竭運動后24 h斷頭處死，正常組與第10次亞組大鼠同時處死，迅速在冰面上取出全腦, 用冰冷的生理鹽水洗凈、濾紙吸干，立即分離海馬腦區置液氮中凍存備用。采用高效液相色譜電化學法(HPLC-ECD)測定5-HT、DA、NE含量，所有生化指標檢測均由河北中醫學院科研中心完成。

1.6 統計學方法

2 結果

2.1 各組大鼠力竭運動時間比較

表1顯示，與模型1次亞組比較，模型4次亞組大鼠力竭運動時間明顯延長(P<0.01)，模型7次亞組和模型10次亞組均明顯縮短(P<0.01)。與相應模型亞組比較，艾灸1次亞組和艾灸4次亞組大鼠力竭運動時間變化無差異(均P>0.05)，艾灸7次亞組和艾灸10次亞組大鼠力竭運動時間均明顯延長(均P<0.01)。

2.2 各組大鼠海馬區5-HT、DA、NE含量比較

與正常組比較，模型1次亞組的5-HT、DA、NE含量均明顯升高(P<0.01)；模型4次亞組和模型7次亞組的5-HT、NE含量均明顯升高(P<0.05或P<0.01)，DA含量差異不明顯(P>0.05)；模型10次亞組的5-HT含量明顯升高(P<0.01)，DA含量明顯降低(P<0.01)，NE含量差異不明顯(P>0.05)；艾灸1次亞組、艾灸4次亞組、艾灸7次亞組、艾灸10次亞組的5-HT、DA、NE含量均明顯升高(P<0.05或P<0.01)。

與模型1次亞組比較，模型4次亞組、模型7次亞組和模型10次亞組的NE含量均明顯降低(P<0.01)，模型7次亞組和模型10次亞組的5-HT含量均明顯升高(P<0.01)，DA含量均明顯降低(P<0.01)；與模型4次亞組比較，模型7次亞組和模型10次亞組的5-HT含量均明顯升高(P<0.01)，DA、NE含量均明顯降低(P<0.01)；與模型7次亞組比較，模型10次亞組NE含量明顯降低(P<0.01)，DA/5 -HT值持續下降。

與艾灸1次亞組比較，艾灸4次亞組、艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的NE含量均明顯升高(P<0.01)，艾灸10次亞組的DA含量升高(P<0.05)，與艾灸4次亞組比較，艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的NE含量均明顯升高(P<0.01)；與艾灸7次亞組比較，艾灸10次亞組的NE含量明顯升高(P<0.01)；DA/5 -HT值呈上升趨勢。

表1顯示，與相同干預次數的模型亞組比較，艾灸1次亞組變化不明顯(P>0.05)；艾灸4次亞組的NE含量明顯升高(P<0.01)；艾灸7次亞組和艾灸10次亞組的5-HT含量顯著降低(P<0.01)，DA、NE含量明顯升高(P<0.01)。

表1 各組大鼠力竭游泳時間與海馬區5-HT、DA、NE含量比較

注：與正常組比較：##P<0.05，#P<0.01；與模型1次亞組比較：△P<0.01；與模型4次亞組比較：▲P<0.01；與模型7次亞組比較：※※P<0.05，※P<0.01；與模型10次亞組比較：○P<0.01；與艾灸1次亞組比較：●●P<0.05，●P<0.01；與艾灸4次亞組比較：◇P<0.01；與艾灸7次亞組比較：◆P<0.01

3 討論

反復力竭運動可導致機體出現運動性疲勞，而中樞性疲勞在運動性疲勞的發展過程中起主導作用[11]。海馬是前腦神經中樞的重要組成部分，承擔著學習記憶、運動調控和神經內分泌等重要功能， 因其為缺血缺氧最為敏感的部位之一，海馬是應激易累及損傷的主要靶區[12]，過度運動應激導致的神經損傷與修復也常常發生在此腦區[13]。研究表明[3、14]，長時間的運動可導致中樞神經細胞突觸間隙5-HT含量增加，過多的5-HT外溢后激活軸突始段的 5-HT1A 受體，該受體被激活后則抑制運動神經元動作電位發生，并進一步抑制肌肉的收縮，從而降低中樞向外周發放的沖動，引起運動能力的降低。而DA是中樞神經系統中一種興奮性遞質[15]，能激發并促進肌肉協調能力，調節肌緊張，使機體做好運動準備，大腦皮層沖動的觸發便發動某動作，并增強運動能力。在持續運動中，隨著疲勞的發生發展，DA被大量消耗[16]。也有研究證實，DA合成和分解的代謝功能減退與運動能力下降關系密切[17]。有研究也發現，力竭運動或長時間大強度運動后，大鼠海馬組織DA含量下降的同時DA/5-HT值也明顯降低，認為 DA/5-HT比值變化更能準確反映機體中樞疲勞狀況[18]。NE是海馬部位神經營養因子之一，可促使神經元功能活躍，維持機體運動需求[19]。研究表明，即性運動使腦組織處于相對缺血缺氧狀態，NE含量隨力竭程度而增加，反復力竭使得腦組織處于絕對缺氧缺血狀態，此時NE含量則隨力竭程度而降低[20]。

力竭運動屬于中醫“勞”的范疇?！端貑枴づe痛論篇》載：“勞則氣耗……勞則喘息汗出,外內皆越,故氣耗矣?！鄙耜I穴隸屬任脈，穴居臍中?！陡呤絿樉难ń狻方忉尀椋骸氨狙ㄔ谀?，臍為先天之結蒂，又為后天之氣舍”[21]，具有調和陰陽、扶正祛邪之功。研究表明，隔藥灸臍可以提高衰老大鼠腦單胺類神經遞質含量[22]，同時艾灸可以為能量缺乏的病態細胞提供活化能[23]，促進衰老小鼠海馬神經元的再生、神經遞質和神經營養因子的合成，維持神經元的正常功能[24]。

實驗結果發現，模型4次亞組大鼠力竭游泳時間明顯長于模型1次亞組、模型7次亞組和模型10次亞組，呈先上升后下降的拋物線狀，可能是由于大鼠運動后肌肉功能得到鍛煉，耐力增強，進而游泳時間延長。反復幾次力竭運動后，機體恢復能力下降，游泳時間隨之縮短。同時發現，模型1次亞組和模型4次亞組大鼠海馬單胺類神經遞質5-HT、DA、NE含量明顯升高，猜測可能由于機體為防止過度疲勞或損傷，啟動了損傷的自身保護和修復功能，維持機體運動，但此時DA/5 -HT值呈下降趨勢。隨著大鼠反復力竭運動，DA/5 -HT值持續下降。機體進入中樞性疲勞狀況，中樞神經系統發生了同方向抑制性趨勢調控反應[4]，模型7次亞組和模型10次亞組大鼠海馬單胺類神經遞質5-HT含量持續升高，DA、NE含量呈下降趨勢，此期損傷再無法通過自身修復得以維持，運動能力明顯下降。筆著觀察到在艾灸4次亞組中，力竭時間略有延長，5-HT含量下降，DA、 NE含量開始升高，DA/5 -HT值下降。在艾灸7次亞組和艾灸10次亞組中，力竭時間明顯延長，5-HT含量顯著降低，DA、NE的含量明顯升高，DA/5 -HT值呈上升趨勢，說明艾灸神闕穴可以通過調節反復力竭運動大鼠海馬區神經遞質含量，促進神經細胞的功能恢復，改善機體疲勞狀態，尤其當機體處于中樞性運動疲勞無法通過自身恢復時作用更明顯。