Impacts of exercise intervention on various diseases in rats

Background:Exercise is considered as an important intervention for treatment and prevention of several diseases,such as osteoarthritis,obesity,hypertension,and Alzheimer's disease.This review summarizes decadal exercise intervention studies with various rat models across 6 major systems to provide a better understanding of the mechanisms behind the effects that exercise brought.Methods:PubMed was utilized as the data source.To collect research articles,we used the following terms to create the search:(exercise[Title]OR physical activity[Title]OR training[Title])AND(rats[Title/Abstract]OR rat[Title/Abstract]OR rattus[Title/Abstract]).To best cover targeted studies,publication dates were limited to"within 11 years."The exercise intervention methods used for different diseases were sorted according to the mode,frequency,and intensity of exercise.Results:The collected articles were categorized into studies related to 6 systems or disease types:motor system(17 articles),metabolic system(110 articles),cardiocerebral vascular system(171 articles),nervous system(71 articles),urinary system(2 articles),and cancer(21 articles).Our review found that,for different diseases,exercise intervention mostly had a positive effect.However,the most powerful effect was achieved by using a specific mode of exercise that addressed the characteristics of the disease.Conclusion:As a model animal,rats not only provide a convenient resource for studying human diseases but also provide the possibility for exploring the molecular mechanisms of exercise intervention on diseases.This review also aims to provide exercise intervention frameworks and optimal exercise dose recommendations for further human exercise intervention research.     

不同运动强度对衰老小鼠血清干预效果的研究

目的：研究不同运动强度对D-半乳糖致衰老小鼠的抗氧化水平的影响,观察其延缓表老的效果。方法：将50只昆明小鼠,随机分为5组,分别为大运动强度．中等运动强度、小运动强度的运动干预组,衰老时照组和正常对照组。采用D-半乳糖皮下注射建立亚急性衰老模型。6周后测定血清中与抗衰老作用相关的超氧化物吱化酶（SOD）、谷胱甘肤过氧化物酶（GSH--PX）的活性及丙二醛（MDA）的含量。结果：运动干预组与衰老模型姐比较,大运动强度干预组小鼠血清SOD的活性有显著性改善（P〈0．05）,GSH-PX的活性和MDA的含量则无显著性差异;中等运动强度干预组血清SOD,GSH-PX活性均有显著性改（P〈0．05）,并且MDA的含量也有显著性改善（P〈0．05）;小运动强度干预组小鼠的血清SOD、GSH-PX的活性和MDA的含量则均无显著性差异。进一步分析表明,与衰老模型组比较,中等运动强度干预组血清SOD、GSH-PX活性和MDA@量的变化幅度均大于其它两种运动强度。结论：研究结果表明中等运动强度的干预能显著改善血清中与抗表老作用相关的血清SOD、GSH—PX的活性和MDA的含量。     

甘氨酸补充对一次性力竭运动小鼠运动能力和免疫功能的影响

为探讨甘氨酸补充对运动能力及免疫功能是否具有调节作用。将30只小鼠随机分成力竭游泳运动组（E1）、甘氨酸补充后力竭游泳组（E2）和静息正常对照组（S）,每组10只。在E2组补充甘氨酸,其余两组给予生理盐水,处理4周后,E1组和E2组均做力竭性游泳运动。采用微量CH50溶血法分析补体活性,采用MTT法定量分析脾脏淋巴细胞增殖能力。结果显示,与E1组比较,E2组游泳至力竭的时间显著延长（P〈0．01）。E1组血清总补体活性显著低于S组（P〈0．01）,E2组显著高于E1组（P〈0．01）,但仍显著低于S组（P〈0．05）。在脾脏淋巴细胞增殖试验中观察到,E1组显著低于S组,E2组显著高于E1组但仍显著低于S组。结果表明。补充甘氨酸可提高运动能力;力竭游泳可降低血清补体活性及T细胞免疫功能,补充甘氨酸可部分地阻抑这些变化。     

运动干预原发性高血压靶器官损伤的形态学研究进展

原发性高血压又称高血压病,以动脉血压升高为特征,伴有心、脑、肾、血管等器官功能或器质性改变,其高发病率和死亡率严重威胁了人们的健康。随着医学模式的转变,运动疗法作为一种防治疾病的非药物、无创伤性自主疗法已日益受到关注,并且其降压效果已经得到广泛的肯定。目前高血压治疗的新方向是改善血管、心脏以及肾脏等靶器官的重塑,运动疗法能否对高血压靶器官损伤有干预作用,甚至对其重塑有逆转作用,以改善高血压患者的远期预后,有待深入探讨。     

The effect of exercise interventions on resting metabolic rate: A systematic review and meta-analysis

ABSTRACT

The systematic review and meta-analysis evaluated the effect of aerobic, resistance and combined exercise on RMR (kCal·day^-1) and performed a methodological assessment of indirect calorimetry protocols within the included studies. Subgroup analyses included energy/diet restriction and body composition changes. Randomized control trials (RCTs), quasi – RCTs and cohort trials featuring a physical activity intervention of any form and duration excluding single exercise bouts were included. Participant exclusions included medical conditions impacting upon RMR, the elderly (≥65 years of age) or pregnant, lactating or post-menopausal women. The review was registered in the International Prospective Register of Systematic Reviews (CRD 42,017,058,503). 1669 articles were identified; 22 were included in the qualitative analysis and 18 were meta-analysed. Exercise interventions (aerobic and resistance exercise combined) did not increase resting metabolic rate (mean difference (MD): 74.6 kCal·day^-1[95% CI: ?13.01, 161.33], P = 0.10). While there was no effect of aerobic exercise on RMR (MD: 81.65 kCal·day^-1[95% CI: ?57.81, 221.10], P = 0.25), resistance exercise increased RMR compared to controls (MD: 96.17 kCal·day^-1[95% CI: 45.17, 147.16], P = 0.0002). This systematic review effectively synthesises the effect of exercise interventions on RMR in comparison to controls; despite heterogenous methodologies and high risk of bias within included studies.     

赛场噪声对运动时身体机能的影响

赛场噪声影响运动员运动效能这人问题一直深受人们的关注。分析赛场噪声的来源与特点，并着重从听觉、心血管、神经、内分泌系统和物质代谢等五个方面论述赛场噪声对运动时身体机能的影响，提示赛场噪声刺激可加速运动时疲劳的产生，影响运动能力的正常发挥。     

不同强度有氧运动对糖尿病大鼠肝脏SREBP及肝脂肪变的影响

目的:通过探讨不同强度有氧运动对糖尿病大鼠肝脏SREBP及脂肪变的影响,为运动改善胰岛素抵抗和防治糖尿病性脂肪肝提供理论依据.方法:通过高脂饮食喂养配合小剂量STZ腹腔注射建立糖尿病大鼠模型,并随机分为安静组(PA)和小中大三种强度运动组(LIE,MIE,HIE),分别进行10 m/ min、15 m/min和20 m/min的有氧耐力跑台运动,1 h/d,5 d/w,持续运动训练6周.6周后测试大鼠空腹血糖、糖化血清蛋白、胰岛素和肝脏SREBP含量、肝脏脂肪浸润情况,并计算胰岛素抵抗指数、胰岛素敏感指数.结果:糖尿病大鼠经6周运动训练后,与PA组相比较,血糖、糖化血清蛋白和胰岛素抵抗指数均有显著降低;LIE、MIE及HIE组大鼠肝脏SREBP呈显著性降低(P＜0.01,P＜0.01,P＜0.05);肝脏HE染色发现,PA组大鼠肝细胞正常的条索状结构破坏,部分细胞中有脂质沉积,并出现脂肪空泡,有少部分肝细胞发生溶解性坏死.LIE、MIE和HIE组大鼠肝细胞有明显改善,且以MIE组脂肪浸润最少.结论:6周的运动干预能有效降低糖尿病大鼠肝脏SREBP蛋白含量,进而减少肝细胞内脂质沉积,维持肝细胞功能,有利于降低肝脏胰岛素抵抗,且以中低强度有氧运动效果较好.     

The interactive effect of exercise and immunosuppressant cyclosporin A on immune function in mice

Abstract

The determination of the ventilatory threshold has been a persistent problem in research and clinical practice. Several computerized methods have been developed to overcome the subjectivity of visual methods but it remains unclear whether different computerized methods yield similar results. The purpose of this study was to compare nine regression-based computerized methods for the determination of the ventilatory threshold. Two samples of young and healthy volunteers (n = 30 each) participated in incremental treadmill protocols to volitional fatigue. The ventilatory data were averaged in 20-s segments and analysed with a computer program. Significant variance among methods was found in both samples (Sample 1: F = 11.50; Sample 2: F = 11.70, P < 0.001 for both). The estimates of the ventilatory threshold ranged from 2.47 litres · min^?1 (71%[Vdot]O_2max) to 3.13 litres · min^?1 (90%[Vdot]O_2max) in Sample 1 and from 2.37 litres · min^?1 (67%[Vdot]O_2max) to 3.03 litres · min^?1 (83%[Vdot]O_2max) in Sample 2. The substantial differences between methods challenge the practice of relying on any single computerized method. A standardized protocol, likely based on a combination of methods, might be necessary to increase the methodological consistency in both research and clinical practice.     

Effects of sleep deprivation on autonomic and endocrine functions throughout the day and on exercise tolerance in the evening

Abstract

The aim of this study was to investigate the effects of sleep deprivation on autonomic and endocrine functions during the day and on exercise tolerance in the evening. Ten healthy young males completed two, 2-day control and sleep deprivation trials. For the control trial, participants were allowed normal sleep from 23:00 to 07:00 h. For the sleep deprivation trial, participants did not sleep for 34 h. Autonomic activity was measured from 19:00 h on day 1 to 16:00 h on day 2 by frequency-domain measures of heart rate variability. Endocrine function was examined by measuring adrenocorticotropic hormone and cortisol from venous blood samples collected on day 2 at 09:00, 13:00, and 17:00 h and immediately after an exercise tolerance testing. Autonomic regulation, particularly parasympathetic regulation estimated from the high-frequency component of heart rate variability analysis, was significantly higher in the sleep deprivation trial than in the control trial in the morning and afternoon of day 2. Plasma adrenocorticotropic hormone concentrations were significantly higher at 09:00 and 13:00 h of day 2 under sleep deprivation. Heart rate during exercise was significantly lower following sleep deprivation. Therefore, the effects of sleep deprivation on autonomic regulation depend on the time of the day.     

BMP-2在不同运动方式中的表达及对骨代谢的影响

目的:进一步完善纵跳运动模型,探讨不同运动方式对大鼠骨密度及股骨软骨组织骨形成蛋白-2(BMP-2)mRNA表达的影响,分析BMP-2影响骨代谢和骨密度的作用机理,进一步研究运动影响骨密度及骨代谢的内在调控机制,为有效预防和治疗骨质疏松提供参考。方法:将18只SD雄性大鼠随即分为安静组、游泳组和纵跳组。8周后,运用双能X线扫描仪检测所有大鼠股骨、椎骨的骨量、骨密度;运用RT-PCR半定量技术检测大鼠股骨软骨组织内BMP-2mRNA表达水平,并通过凝胶成像分析系统计算出每个样本BMP-2的光密度值及其与对应内参GAPDH的光密度值的比值。结果:大鼠股骨骨密度的比较:纵跳组与安静组相比存在明显差异(P<0.05),明显高于后者;游泳组与安静组相比没有统计学意义上的差异(P>0.05)。大鼠椎骨骨密度的比较:游泳组与安静组相比有显著性差异(P<0.01);纵跳组与安静组相比有明显性差异(P<0.05)。股骨软骨组织BMP-2mRNA表达水平的比较:纵跳组与安静组相比有显著升高(P<0.01);游泳组与安静组相比有明显升高(P<0.05);纵跳组与游泳组相比增高的趋势明显。结论:1)运动可以引起BMP-2的升高,且纵跳运动比游泳运动在影响BMP-2的表达方面效果明显。2)运动能有效促进骨生长,股骨、椎骨骨密度明显升高。与游泳组相比,纵跳运动模式对股骨骨密度的影响更大。3)运动引起的骨代谢变化与局部细胞因子对骨组织的影响有关。机体可以将来自肌肉牵拉及重力的负荷转化为相关细胞因子的表达,从而影响骨的生成代谢。     

不同运动负荷大鼠心肌胶原纤维的组织学变化

为探讨心室肌胶原纤维的组成、分布以及对心功能的影响，观察不同运动负荷下心肌间质胶原纤维的变化，选用雄性大鼠36只，随机分为对照组、一般运动负荷组和超负荷组，每组12只.各运动组训练满8周后，分别取左心室前壁、左心室乳头肌，常规固定，石蜡包埋、制片，用Masson染色光镜观察并进行图像分析.发现对照组胶原纤维走行及分布均匀;一般负荷组胶原纤维增多，在细胞周围呈环状分布，胶原纤维鞘上纤维母细胞增多;超负荷组胶原纤维明显增多，在心肌细胞周围呈条索状广泛分布（P＜0.01）.得出结论：胶原纤维结构改变是很多心脏病理状态的重要特征，随运动负荷的增加，心肌间质胶原纤维显著增加，心肌结构发生明显改建。     

螺旋藻及其复方对小鼠运动能力的体内自由基代谢影响的研究

为探讨螺旋藻及其复方对运动能力和自由基代谢的影响,采用小鼠游泳训练模型,观察体重等一般健康状况,游泳耐力,血浆、肝脏及肌肉中ＳＯＤ活力和ＭＤＡ含量。结果表明,螺旋藻及其复方能改善训练小鼠整体健康状况,提高小鼠游泳耐力和血浆、肝脏、肌肉中ＳＯＤ活力,降低ＭＤＡ含量。螺旋藻复方在调节整体机能、提高运动能力、纠正自由基代谢失衡方面有超过单味螺旋藻的趋势。     

硒对不同训练状态小鼠抗氧化功能的影响

研究结果表明:安静状态下脂质过氧化反应程度最小,显示不出硒营养的必要性。随着运动激烈程度的增加,脂质过氧化反应程度增加,硒抑制脂质过氧化反应的作用越来越明显:长期训练状态显现出“适宜”硒水平抑制脂质过氧化反应的显著性作用和缺硒损害机体抗氧化功能的不良作用,但未表现出补硒的明显作用。在脂质过氧化反应最激烈的急性运动后恢复期只有补硒水平的硒才显著抑制了脂质过氧化反应。     

补充抗氧化剂对老年运动小鼠骨骼肌抗氧化水平的影响

为了解抗氧化剂(维生素E、维生素C和硒)对老年运动小鼠抗氧化能力的影响，给老年运动小鼠补充抗氧化剂(每5mL饮用水中含VitE0．25IU，VitC 0．5mg、亚硒酸钠0．005mg)5个月，测定小鼠骨骼肌线粒体及胞浆抗氧化酶活性。结果表明，补充抗氧化剂后运动小鼠骨骼肌CuZnSOD及NnSOD活性下降。胞浆GSH-px活性明显升高，而线粒体GSH-px及胞浆Cat活性无显性变化，补充抗氧化剂的小鼠骨骼肌线粒体脂褐素含量明显降低。抗氧化剂可适度减轻运动鼠的氧化应激水平。     

不同负荷的运动训练对大鼠T淋巴细胞亚群的影响

为了研究运动训练对机体T淋巴细胞亚群的影响,对大鼠进行为期8周的不同负荷运动训练,测定外周血液中CD3 、CD4 和CD8 T淋巴细胞的数量.实验结果:运动训练后,CD3 T淋巴细胞在各组之间无显著性差异;lh训练组中,CD4 T淋巴细胞显著高于对照组,CD8 T淋巴细胞与对照组相比虽有下降,但无显著性差异,从而使CD4 /CD8 显著高于对照组.在力竭性训练组中,CD4 细胞显著低于1h训练组,而与对照组相比有下降趋势,但无显著性差异;而CD8 细胞显著高于1h训练组和对照组,从而使CD4 /CD8 显著低于1h训练组和对照组.结果表明,适当的运动训练可以提高机体的免疫功能,而长期力竭性运动训练可导致机体免疫功能的抑制.     

运动时间诱导大鼠 Resistin 表达差异的研究

以观察不同运动持续时间对大鼠 Resistin 蛋白表达的影响为主要研究目的,经2型糖尿病大鼠建模后,将62只正常及糖尿病大鼠分为6组：正常对照组,糖尿病对照组和糖尿病运动4组（20、40、60和80分钟组）。在运动组大鼠进行一次中等强度的跑台运动后,用 SDS -聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测大鼠蛋白的表达情况。与糖尿病对照组相比表明各运动组 Resistin 蛋白含量显著下降（P ﹤0.01）;与20分钟和40分钟组相比,60分钟组下降的幅度具有显著性差异（P ﹤0.01和 P ﹤0.05）。由此得出结论：持续运动达60分钟的中等强度运动对 Resistin 蛋白表达的影响好于其他运动时间。     

不同运动量训练对大鼠血睾酮及相关指标的影响

为探讨运动量与血睾酮及相关指标的关系，对大鼠进行小运动量和大运动量两种训练，观察不同运动量对大鼠血清总睾酮(TT)、游离睾酮(FT)和皮质酮(C)浓度的影响。结果显示：小运动量组大鼠血清TT、FT和C均未出现明显下降；大运动量组大鼠血清TT、FT和C均出现显著性降低，并且TT／C值下降幅度达40．22％。因此认为，过度训练引起运动性低血睾酮，适度的运动量训练可以避免低血睾酮；血清游离睾酮的极度低下是引起低血睾酮的直接因素；血清皮质酮浓度降低反映机体应激能力低下；TT／C值可作为判断过度训练的参考指标。     

不同运动负荷大鼠心肌超微结构变化的研究

通过不同负荷大鼠运动模型的建立，用透射电子显微镜观察了一般游泳训练大鼠及过度负荷大民心肌超微结构变化。结果表明：一般训练组心肌呈与有氧代谢相适应的生理性肥大，主要是心系数增大、线粒体增多；过度负荷组则呈现病理性改变，心肌肌丝断裂，线粒体结构模型、膜破坏，并见扩张的“二联体”结构。结果提示：适宜负荷提高心脏机能，过度负荷使心脏重塑朝病态方向转化。     

不同目标定向对锻炼自我效能的影响

目标定向理论是社会认知理论之一,其研究主要集中于确定哪些行为因素会影响人的主观能力,这种主观能力又如何影响人的后继行为。目标定向理论将目标定向分为两类,一类是任务定向,即在完成一项任务的过程中,强调的重点是任务本身,自己和自己比较;一类是自我定向,考虑的主要是个人能力水平,自己和他人比。为了考查不同目标定向对锻炼自我效能的影响,本研究选取60名低体育活动者,按性别、目标定向干预内容分为4组,采用混合实验设计。因变量为锻炼自我效能,组间变量为不同目标定向（任务定向、自我定向）干预方式、性别,组内变量为时间间隔（每隔5分钟对被试实施目标定向干预）。研究结果显示：1）任务定向干预比目标定向干预有利于提高体育活动参与者的锻炼自我效能,并促进锻炼的参与性及坚持性;2）至少实施干预5次,才能显现干预效果;3）目标定向的干预效果不存在性别差异。