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摘 要 目的：探讨在低氧和运动训练应激作用下，大鼠骨骼肌琥珀酸脱氢酶（SDH）和苹果酸脱氢酶（MDH）活性的变化。方法：雄性SD大鼠34只，随机分为常氧安静组（A组）、常氧运动组（B组）、低氧安静组（C组）、低氧运动组（D组）。分别进行常氧训练、低氧应激和低氧训练。在实验第4周末采样，测试大鼠股四头肌SDH和MDH的活性。结果：经过4周的实验，常氧运动组SDH、MDH活性比常氧安静组有轻微升高，但没有统计学意义（ P ＞0.05）。低氧安静组SDH、MDH活性为各组最低，SDH的活性与各组有显著性差异（ P ＜0.05），而MDH的活性仅与低氧运动组有显著性差异（ P ＜0.05）；低氧运动组SDH的活性高于常氧安静组、常氧运动组、低氧安静组，有显著性差异（ P ＜0.05）；MDH的活性也比常氧安静组、常氧运动组、低氧安静组高，但只与常氧安静组、低氧安静组有显著性差异（ P ＜0.05）。结论：4周的持续低氧应激明显抑制了大鼠股四头肌SDH的活性，而低氧训练却能提高大鼠股四头肌SDH的活性。MDH的变化与SDH的变化相似，4周低氧训练也能显著提高大鼠股四头肌MDH的活性。
关键词 低氧训练；琥珀酸脱氢酶；苹果酸脱氢酶
Abstract Objective：To investigate the change of activity of SDH and MDH in skeletal muscle of rats after hypoxia-training. Methods：34 male adult SD rats were randomly divided into 4 groups：normoxia non-exercise group（A group），normoxia exercise group（B group），hypoxia non-exercise group（C group）and hypoxia exercise group（D group）. They carried out normoxia-training，hypoxia stress and hypoxia-training. After 4 weeks，to sample and to test activity of SDH and MDH in skeletal muscle of rats. Results：After 4 weeks’ training，activity of SDH and MDH of normoxia-training group was higher than A group，but not significantly（ P ＞0.05）.Activity of SDH of hypoxia non-exercise group was significantly lower than other groups（ P ＜0.05）. And Activity of MDH of hypoxia non-exercise group was the lowest of all groups，but only significantly different compared with D group（ P ＜0.05）. Activity of SDH of hypoxia-training group was significantly higher than other groups（ P ＜0.05）. Activity of MDH of hypoxia-training group was the highest of all groups，and was significantly different compared with A group，C group（ P ＜0.05）. Conclusion：4 weeks’ hypoxia stress can inhibit activity of SDH of rats’ quadriceps muscle of thigh obviously. But hypoxia-training can boost its activity. 4 weeks’ hypoxia-training can boost activity of SDH of rats’ quadriceps muscle of thigh obviously. And activity of MDH of rats’ quadriceps muscle of thigh shows the same change，4 weeks’ hypoxia-training can boost activity of MDH of rats’ quadriceps muscle of thigh obviously too.
Key words hypoxia-training，succinate dehydrogenas，malate dehydrogenase
1968年墨西哥奥运会之后，高原训练问题引起了世界体育界的极大关注。世界多数国家的学者对高原训练问题的各个方面做了大量的研究，为人们认识高原训练提供了理论依据。近几十年的科研和实践充分证明，高原训练可刺激EPO的分泌，从而提高红细胞数量、血红蛋白和肌红蛋白水平，提高血液和肌肉运氧能力，提高耐力等。而长期的低氧训练对骨骼肌的有氧代谢酶类活性的研究还鲜见，因此，本文借助模拟的低氧训练，以探讨低氧训练对骨骼肌有氧代谢酶类的活性的影响，为高原训练进一步的发展提供实验上和理论上的依据。
雄性SD大鼠34只，购自中山医科大学动物中心，体重为（200±20）g，随机分为常氧安静组（A组）、常氧运动组（B组）、低氧安静组（C组）、低氧运动组（D组），所有大鼠在实验第4周末处死、采样。
大鼠低氧刺激的方案：每天（23±1）h在模拟海拔2 500m高度低氧舱内生活（C、D组）。常氧训练方案：常氧环境下，进行速度为25m/min跑台训练1h，每周运动6d，共4周（B组）。低氧训练方案：在模拟海拔2 500m低氧环境下，以20m/min速度在动物跑台上运动1h，每周运动6d，共4周（D组）。
股四头肌SDH活性测定采用深圳爱克分析仪器有限公司的AIC VIS-7220型可见分光光度计测定，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。股四头肌MDH活性测定采用苏州岛津生产的紫外可见分光光度计UV-1700测定，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。
所有数据用SPSS11.0版进行统计，计算平均值±标准差，采取单因素方差分析， P ＜0.05为显著性水平。
由表1可见，经过4周的实验，A组SDH、MDH活性比常氧安静组有轻微升高，但没有统计学意义（ P ＞0.05）。C组SDH、MDH活性为各组最低，SDH的活性与各组有显著性差异（ P ＜0.05），而MDH的活性仅与D组有显著性差异（ P ＜0.05），与A、B组没有显著性差异（ P ＞0.05）；低氧运动组SDH活性高于A、B、C组，有显著性差异（ P ＜0.05）；而MDH的活性也比A、B、C组高，但只与A、C组有显著性差异（ P ＜0.05）。
表1 低氧及运动训练干预后大鼠SDH、MDH活性变化一览表
注：与A组相比， a 为 P ＜0.05；与B组相比， b 为 P ＜0.05；与C组相比， c 为 P ＜0.05；与D组相比， d 为 P ＜0.05。
琥珀酸脱氢酶（succinate dehydrogenase，SDH）位于线粒体内膜上，是细胞能量代谢的标志酶。SDH易受运动锻炼应激的影响，是研究运动后细胞氧化代谢能力变化的常用标记酶。
苹果酸脱氢酶（malate dehydrogenase，MDH）是线粒体基质的标志酶。在线粒体上，能催化苹果酸氧化成草酰乙酸；在细胞质中，又能将草酰乙酸还原成苹果酸，是机体有氧代谢途径中催化的关键酶之一。测试MDH的活性也有助于了解机体的有氧代谢能力。
本实验观察到，4周的慢性低氧对大鼠股四头肌SDH和MDH的活性有抑制作用。低氧安静组SDH的活性显著低于常氧安静组（ P ＜0.05）。据其他资料也表明，SDH活性下降比其他酶（如LDH）活性快且较严重，因而SDH是直接反映心肌细胞缺氧、缺糖变化的一个重要指标。王东林等研究表明，慢性缺氧大鼠肢体肌肉氧化酶活性呈下降趋势。但不同肌肉酶活性变化幅度不同，特别是膈肌与肢体肌肉之间有较大差异，膈肌氧化酶活性明显增强，而肢体肌肉酶活性无显著变化甚至呈下降趋势，这种结果的差异可能与其功能要求不同有关。缺氧条件下，呼吸功能增加，膈肌功能活动增强，而肢体肌肉为降低全身氧耗，功能活动明显减少。苏红卫则发现缺氧10天小鼠肺组织中琥珀酸脱氢酶活性即已升高，缺氧期间一直维持在较高的水平，与正常对照组比较有显著差异。慢性缺氧对有氧代谢酶影响报道结果的不相同，说明了机体的各器官在低氧的环境下根据其功能的要求特点而产生不同的适应机制。低氧引起有氧代谢酶类活性下降可能的原因是：①缺氧，乳酸生成增多，细胞内酸中毒使有氧代谢酶类活性降低。②细胞内钙超载损害线粒体内膜时，对有氧代谢酶类活性有抑制作用。③缺氧产生大量自由基直接损伤酶的结构，使有氧代谢酶类活性进一步下降。④ATP，Mg 2+ 是有氧代谢酶类的激动剂，其流失或减少都可使其活性降低。
虽然慢性低氧抑制了骨骼肌有氧代谢酶类的活性，但低氧训练却能提高骨骼肌有氧代谢酶的活性，这一观点已得到许多研究的证实。Terrados先后（1990、1992）用阻止肢体血流和实地高原训练的方法发现，肌肉有氧代谢酶活性和机体运动耐力均增加。Bigard等研究大鼠模拟4 000m高原缺氧游泳14周，趾长伸肌三羧酸循环标志酶（CS）和脂肪酸β氧化酶3-羟酰CoA脱氢酶（HAD）活性增加。国内学者周卫海等也报道，3周模拟高原训练，能显著提高MDH的活性（ P ＜0.05）。代毅等的研究也发现，经低氧训练后，大鼠心肌和骨骼肌的线粒体氧化酶SDH和CCO活性明显高于平原对照组和平原训练组，低氧训练后的大鼠运动时间延长，提示心肌和骨骼肌有氧代谢酶活性增高是提高有氧运动能力的重要物质基础。并且作者认为低氧训练对有氧运动能力的影响是机体受到适宜运动负荷刺激，体内各器官系统、各代谢控制系统和身体机能的调节系统在不同水平产生适应性变化的整合。本实验研究也发现，经4周的低氧训练后，大鼠股四头肌SDH和MDH的活性有明显提高。SDH与常氧安静组、常氧运动组和低氧安静组有显著性差异（ P ＜0.05），MDH与常氧安静组和低氧安静组有显著性差异（ P ＜0.05）。这个实验结果说明，低氧训练能提高运动肌肉的有氧代谢酶的活性，较好地调动骨骼肌有氧代谢供能的潜力，使骨骼肌的代谢产生适应性变化。
4周的持续低氧应激明显抑制了大鼠股四头肌SDH的活性，而低氧训练却能提高大鼠股四头肌SDH的活性。MDH的变化与SDH的变化相似，4周低氧训练也能显著提高大鼠股四头肌MDH的活性。说明低氧训练能提高运动肌肉的有氧代谢酶的活性，能较好地调动骨骼肌有氧代谢供能的潜力，使骨骼肌的代谢产生适应性变化。