2、結(jié)果與分析


2.1敏感硫電極法標(biāo)準(zhǔn)曲線


S2-濃度在100-1000nmol/l之間濃度值與硫電極所測(cè)電壓值呈線形相關(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(cè)電壓值呈明顯對(duì)數(shù)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(cè)電壓值呈明顯對(duì)數(shù)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(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線:S2-濃度在100-1000nmol/l之間呈線形相關(guān)


圖1-2敏感硫電極所測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線:S2-濃度在1~100μmol/L之間呈明顯對(duì)數(shù)相關(guān)

圖1-3敏感硫電極所測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線:S2-濃度在40~10000μmol/L之間呈明顯對(duì)數(shù)相關(guān)


2.2各組大鼠各系統(tǒng)H2S生成酶與含量比較


表1大鼠運(yùn)動(dòng)前后不同組織硫化氫含量與生成酶活性均數(shù)


大鼠各硫化氫生成酶活性均數(shù)(nmol/min·mg)硫化氫含量(nmol/mg)系統(tǒng)對(duì)照組運(yùn)動(dòng)組比值對(duì)照組運(yùn)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(yùn)動(dòng)改善血管的舒張反應(yīng)性與硫化氫有密切關(guān)系。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以使硫化氫生酶基因轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)造成硫化氫含量升高;內(nèi)源性產(chǎn)生的硫化氫可以通過開放平滑肌細(xì)胞上KATP通道舒張血管平滑肌,從而抑制血管平滑肌細(xì)胞的增殖反應(yīng),抑制血小板粘附聚集等。利用運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以延緩某些心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展,而且對(duì)這些疾病也有一定的治療作用,尤其是在血管的保護(hù)和改善方面具有重要意義。


本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,運(yùn)動(dòng)可以刺激硫化氫生成酶活性上調(diào),并相應(yīng)增加硫化氫的生成量。已知NO可增加H2S的舒張血管效應(yīng)和產(chǎn)量,大鼠內(nèi)源性H2S在運(yùn)動(dòng)后的升高可能與NO有關(guān)。而一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可使內(nèi)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(yùn)動(dòng)引起H2S/生成酶系統(tǒng)活性上升的機(jī)制可能與運(yùn)動(dòng)提高了血流對(duì)血管壁產(chǎn)生的剪切應(yīng)力有關(guān),它增加了一氧化氮合酶的活性。有報(bào)道稱運(yùn)動(dòng)使血流對(duì)血管壁產(chǎn)生的剪切應(yīng)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(yīng)力通過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(yīng)力的增大直接使硫化氫生成酶活性升高?文獻(xiàn)中并沒有注明,我們不得而知。一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可明顯影響各組織代謝酶活性,目前公認(rèn)的結(jié)論是:一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可增加各個(gè)組織無氧代謝酶活性,如乳酸脫氫酶(LDH)活性,從而提高組織無氧代謝能力。對(duì)H2S調(diào)節(jié)機(jī)體代謝的研究結(jié)果顯示,機(jī)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(yùn)動(dòng)過程中無氧代謝的能力,提高機(jī)體的適應(yīng)能力。本研究發(fā)現(xiàn),一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后各組織H2S/生成酶系統(tǒng)活性上升,這一變化特點(diǎn)正好與大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使機(jī)體無氧代謝酶活性增高相同。推測(cè)一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使機(jī)體無氧代謝酶活性的升高與H2S/生成酶系統(tǒng)活性的上升有著必然聯(lián)系,或者說:H2S/生成酶系統(tǒng)活性上調(diào)從而使組織無氧代謝酶活性升高進(jìn)而提高組織無氧代謝能力。


對(duì)18名受試者,其中健康組6人(未從事任何鍛煉),一般運(yùn)動(dòng)組6人,運(yùn)動(dòng)組6人(加拿大奧運(yùn)劃船選手)進(jìn)行兩種形式的運(yùn)動(dòng):遞增力竭運(yùn)動(dòng),保持不同功率值的運(yùn)動(dòng),檢測(cè)運(yùn)動(dòng)前后NO呼出量變化,結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員組內(nèi)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?yàn)閮?nèi)源性硫化氫和內(nèi)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(cè)內(nèi)源性H2S量的增加與VO2及心率有著必然聯(lián)系。雖然此推測(cè)無法從根本解釋運(yùn)動(dòng)前后大鼠各個(gè)器官系統(tǒng)硫化氫含量變化的原因,但通過繪制硫化氫含量與這些指標(biāo)的關(guān)系曲線,找出兩者之間的相關(guān)性。此可作為以后檢測(cè)內(nèi)源性H2S含量的簡(jiǎn)易方法。


NO是一種內(nèi)源性血管舒張因子,可以調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的功能,同時(shí)參與低氧時(shí)細(xì)胞內(nèi)某些低氧敏感基因表達(dá)的調(diào)節(jié)。H2S與NO具有相似的生物學(xué)特性,兩者既相互獨(dú)立又相互影響,在機(jī)體內(nèi)形成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。研究表明,急性運(yùn)動(dòng)可引起機(jī)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(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),一次性大強(qiáng)運(yùn)動(dòng)使各個(gè)系統(tǒng)(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(xiàn)在能肯定的是不同的運(yùn)動(dòng)方式這兩種氣體信號(hào)分子之間的相互作用不盡相同。一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)NO和H2S之間表現(xiàn)為協(xié)同作用。通過實(shí)驗(yàn)證實(shí),NO可以與H2S協(xié)同發(fā)揮舒血管效應(yīng)。研究表明,NO的供體硝普鈉可以劑量依賴性地上調(diào)內(nèi)源性H2S的生成,應(yīng)用鳥苷酸環(huán)化酶的抑制劑ODQ后,再應(yīng)用硝普鈉,內(nèi)源性H2S的生成量明顯降低,因而推測(cè)這種上調(diào)效應(yīng)可能是通過cGMP(cyclic guanosine monophosphate,環(huán)鳥苷酸)途徑實(shí)現(xiàn)的。


運(yùn)動(dòng)后大鼠腦組織硫化氫含量為什么不升反降?對(duì)于此現(xiàn)象的解釋也與NO有緊密聯(lián)系:腦組織中的NO合酶為誘導(dǎo)型(inducibleNOS,iNOS)iNOS誘導(dǎo)合成需4-8小時(shí),如果時(shí)間達(dá)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)也有類似于iNOS性質(zhì)—合成需要一定時(shí)間。此實(shí)驗(yàn)是運(yùn)動(dòng)后即刻取樣測(cè)定,從前表即可看出硫化氫酶的含量基本沒有變化,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(yùn)動(dòng)后循環(huán)加快將原有的硫化氫通過血液循環(huán)代謝并清除。


本次研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)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(yàn)運(yùn)動(dòng)模式是通過改變H2S生成酶活性來提高或降低H2S的產(chǎn)生和釋放。一次性大強(qiáng)度運(yùn)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(qiáng)度運(yùn)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(jié)


敏感硫電極法測(cè)量范圍廣,敏感性強(qiáng),穩(wěn)定性和重復(fù)性均良好,可應(yīng)用于大鼠腦,心臟,腎臟,肝臟,肺,骨骼肌H2S測(cè)定的研究。但在測(cè)試血漿H2S含量時(shí)精確度略顯不夠。經(jīng)一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,與對(duì)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(cè)由于運(yùn)動(dòng)使內(nèi)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(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可增加各個(gè)組織無氧代謝酶活性,推測(cè)一次性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)使機(jī)體無氧代謝酶活性的升高與H2S/生成酶系統(tǒng)活性的上升有著必然聯(lián)系。大鼠運(yùn)動(dòng)后腦組織H2S/生成酶系統(tǒng)活性降低的原因還不是十分清楚,推測(cè)測(cè)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(shì)同大鼠其它組織,驗(yàn)證了血管平滑肌CSE在大鼠運(yùn)動(dòng)后的表達(dá)同其它各組織。



運(yùn)動(dòng)前后大鼠腦組織硫化氫含量與生成酶活性變化(一)

運(yùn)動(dòng)前后大鼠腦組織硫化氫含量與生成酶活性變化(二)