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编号:10280686
运动对大鼠脑及前列腺组织雄激素受体结合容量的影响
http://www.100md.com 《中国运动医学杂志》 1998年第4期
     作者:陆一帆* 佟启良* 何洛文** 方子龙***

    单位:陆一帆 佟启良 (北京体育大学人体运动科学系(100084));何洛文 (北京医科大学临床肿瘤病学院);方子龙 (国家体育总局运动医学研究所)

    关键词:运动;雄激素受体;脑;前列腺

    中国运动医学杂志980414 提要 对大鼠脑组织的雄激素受体(androgen receptor,AR)结合容量与典型雄激素靶器官前列腺组织的雄激素受体结合容量进行不同运动方式后的对比观察。结果表明,不同方式的运动对大鼠脑组织的AR结合容量的影响与典型雄激素敏感组织前列腺的AR结合容量的变化不一致;长期运动,无论运动强度如何,均可使脑组织的AR结合容量水平上升,但前列腺组织的AR水平均下降;一次力竭运动对脑组织的AR结合容量影响不大,但可降低前列腺组织的AR结合容量

    Effect of exercise on the combining capacity of androgen receptor
, 百拇医药
    in the tissues of brain and prostate in rats

    Lu Yifan,et al

    Beijing University of Physical Education,Beijing 100084

    This study compared the combining capacity of AR(androgen receptor) in the tissue of brain and prostate of rats after different exercise.The long term exercise could increase the AR binding capacity of brain tissue but decrease the AR binding capacity of prostate tissue no matter the different stress and time of exercise. There was no effect on the AR binding capacity of brain tissue after single bout of exhaustive exercise,while the AR binding capacity of prostate tissue decreased.
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    Key words:exercise,androgen receptor,brain,prostate

    1 材料和方法

    1.1 实验动物

    雄性Wistar大鼠,2月龄,体重为176±7.85g,北京医科大学第一临床医学院动物实验室正常饲养,自由取食饮水,环境温度为23.5±1.25℃,自然光照。实验动物随机分为7组:

    A组:一次力竭性游泳,动物尾部负体重5%的负荷,25~28℃水温游泳至力竭。运动后即刻以异戊巴比妥麻醉手术去势,48小时后宰杀测定AR。

    B组:长期力竭性游泳,动物尾部负体重5%的负荷,25~28℃水温游泳至力竭,每天1次,每周5次,运动8周后,安静状态以异戊巴比妥麻醉,手术去势,48小时后宰杀测定AR。
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    C组:长期适宜运动,动物尾部负体重5%的负荷,25~28℃水温游泳30分钟,每天1次,每周5次,运动8周后安静状态异戊巴比妥麻醉,手术去势,48小时后宰杀测 定AR。

    D组:给药4天组,动物腹腔注射HCG注射液50U/天,连续4天,安静状态以异戊巴比妥麻醉,手术去势,48小时后宰杀测定AR。

    E组:给药8天组,动物腹腔注射HCG注射液50U/天,连续8天,安静状态以异戊巴比妥麻醉,手术去势,48小时后宰杀测定AR。

    F组:对照组,动物每天腹腔注射等量注射用生理盐水,连续8天,安静状态以异戊巴比妥麻醉,手术去势,48小时后宰杀测定AR。

    G组:空白对照组。

    实验过程中,动物的运动时间、给药时间、去势时间、取样时间均严格控制,以保证实验结果的准确性。
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    1.2 [1,2,4,7-3H]Testosterone,中国科学院上海原子核研究所购置;工作浓度为150pmol/ml,反应体系的同位素终浓度为50pmol/ml,抑制管中的抑制剂Testosterone,为Amersham公司产品,其工作液浓度为同位素浓度的400~600倍。缓冲液为0.01MT.E.D buffer(0.01Mtris-HC1,0.0015M EDTA,0.5mMDTT,pH=7.4),3%DCC液(0.3%Dextron,3%Coat-coal)。

    1.3 受体测定方法

    采用DCC法进行受体结合容量的单点法测定,对于脑组织胞浆稀释度以1∶8(w/v),50pmol/ml(反应体系)3H-T浓度为饱和的同位素浓度,而对于前列腺组织,如维持饱和3H-T的浓度为50pmol/ml(反应体系),则其胞浆稀释度为1∶16(w/v)。采用三管平行,数据单位为:fmol/mg。加入缓冲液的组织用剪刀绞碎,然后以内切式机械匀浆器对组织碎块匀浆(Polytron,PT 10/35,KINEMATICA,Switzerland),匀浆条件为6~8级转速,每次5秒,间隔25秒;已匀浆组织以KONTRON(Switzerland)超速低温离心机离心,转头为TST41.14,转速为29000~35000转/分(108000×g),温度为4℃,离心时间为1小时,上清,即为所需胞浆。以1.5ml的Eppendoff管为反应管,反应系统如表1;反应体系进行18—24小时4℃孵育,加入预冷的3%DCC液500μl,充分振荡,吸附5分钟,5000转/分×5秒,离心3次,提取上清液500μl,加入闪烁液孵育过夜,以β—液闪仪(Backman 3801)计数。
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    表1 反应系统表

    Table 1 The system of reaction

    Incubation Tube

    Incubation Tube

    3H-Steroid

    50μl

    50μl

    Steroid

    —

    50μl

    Buffer
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    50μl

    —

    Cytosol

    50μl

    50μl

    1.4 胞浆蛋白测定

    以Lowry氏定蛋白法测定。

    1.5 数据处理

    采用SAS统计系统对数据进行方差分析检验。以P<0.05为显著水平。

    2 结果

    2.1 运动对大鼠脑及前列腺组织AR结合容量的影响
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    不同运动训练后大鼠脑及前列腺组织AR结合容量的变化见表2.1。

    经统计学处理,我们观察到,A组与对照组对比,脑组织AR结合容量水平没有出现显著变化,但前列腺组织AR结合容量显著下降;B组与对照组相比,脑组织AR结合容量水平显著上升,并显著高于A组,前列腺组织AR结合容量显著下降,但与A组水平无差异;C组与对照组相比,脑组织的AR结合容量水平显著高于对照组及A组,与B组无差异,而前列腺组织AR结合容量仍显著下降,甚至显著低于A、B组。

    表2.1 不同运动条件下脑组织及前列腺组织雄激素受体结合容量

    Table 2.1 The AR binding capacity in brain and prostate tissue after different exercises

    A(n=7)
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    groups

    G(n=10)

    B(n=6)

    C(n=8)

    brain cytosol

    4.23±0.77

    48.13±2.53

    58.42±13.01

    4.07±1.28

    prostate cytosol

    110.05±18.12

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    62.91±19.13

    163.35±11.49

    A:一次性力竭运动组The group of single bout of exhaustive exercise

    B:长期力竭运动组 The group of long term exhaustive exercise.

    C:长期适宜运动组 The group of long term fitness exercise

    G:对照组 Control group

    由上述结果可见,一次运动对大鼠脑组织AR结合容量的影响不大,但长期运动,无论运动强度如何,均可使其AR结合容量水平显著上升。而对于典型雄激素敏感组织前列腺,运动均可使其AR结合容量水平下降,而长期力竭运动使其AR结合容量下降的水平尤为明显。
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    2.2 大鼠外源性补充HCG后脑及前列腺组织AR结合容量的变化

    为了进一步观察运动及机体雄激素水平对脑组织AR的影响,我们以人绒毛膜促性腺激素(Human Chorionic Gonadotropin,HCG)作用于大鼠,观察大鼠脑及前列腺组织的AR结合容量的变化情况,结果见表2.2。

    表2.2 大鼠外源性补充HCG后脑及前列腺组织AR结合容量的变化

    Table 2.2 The AR binding capacity in brain and prostate tissue after injecting HCG.

    D(n=10)

    groups

    G(n=10)
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    E(n=8)

    F(n=10)

    brain cytosol

    203.23±68.87

    146.33±24.31

    5.22±2.37

    4.07±1.28

    prostate cytosol

    132.41±15.20

    97.67±12.47

    155.32±12.07
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    163.35±11.49

    D:注射HCG50U/天,注射4天组。 The group of injection HCG 50U/day ×4days

    E:注射HCG50U/天,注射8天组。 The group of injection HCG 50U/day ×8days

    F:注射等量生理盐水8天组。 This group was injected physiological saline solution every day and lasted for 8 days.

    G:空白对照组 The control group.

    经统计学处理,结果表明,经大鼠腹腔注射HCG,大鼠脑组织AR结合容量均显著上升,且注射4天组显著高于注射8天组,而大鼠前列腺组织AR结合容量水平均显著下降,且注射8天组显著低于注射4天组。F组与G组为同一样群。
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    3 讨论

    3.1 不同性质运动对大鼠脑及前列腺组织AR结合容量的影响

    一次运动对大鼠脑组织的AR结合容量的影响不大,但长期的运动,无论其运动强度如何,均可使脑组织AR的水平上升,而前列腺组织的AR结合容量水平,运动均可使其水平下降,长期力竭运动造成的下降更为显著。

    在脑组织中,睾酮可以被5α-还原酶还原为5α-双氢睾酮,可与AR结合,也可被进一步降解,并与雌激素受体结合。由于睾酮是脂溶性甾体,游离状态的睾酮能够进入脑组织[2],因而血液中的雄激素水平可直接影响脑组织中的AR结合容量。脑组织中的AR结合容量水平则可能与雄激素对中枢系统的反馈机制有着重要的作用。长期适宜运动,促使机体组织同化作用加强,刺激机体睾酮水平上升,而长期力竭运动,由于机体的不良反应,机体的睾酮水平下降,这两种情况可能与脑组织的AR结合容量升高有着重要关系,这种变化可能是由于内源性雄激素水平的下降,或AR的结合位点的开放,也可能是AR的蛋白合成加强。AR与雄激素的结合高度依赖ATP的供给[3],运动对前列腺组织能量代谢的影响是负面的,其ATP的供给不足,对AR与激素的结合及代谢影响较大,以致可能抑制5α-还原酶的活性。因而我们考虑这是运动后前列腺组织AR结合容量均下降的原因。此外,内源性雄激素水平的上升,尤其是非睾丸分泌(肾上腺等分泌)的雄激素水平的上升,可以抑制我们外源性的实验配基与AR的结合,使得测定AR的结合容量下降。Kaufman等报道,在前列腺肥大症患者机体中,前列腺组织AR含量上升[3],本文观察到,长期适宜运动使前列腺组织的AR结合容量的下降最为显著,这是否有利于抗前列腺肥大,值得进一步观察。
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    3.2 补充HCG对脑及前列腺组织的AR结合容量的影响

    我们给大鼠腹腔注射HCG,观察其对AR结合容量的影响。理论认为,腹腔注射HCG可提高机体的雄激素水平,我们对此进行了较为系统的观察并支持此结果。在腹腔注射HCG4天后血清总睾酮水平达到最高点,在腹腔注射HCG8天后血清总睾酮水平较注射HCG4天有所下降。本文就大鼠的脑及前列腺组织AR结合容量进行了观察。上提雄激素水平,可以使脑组织的AR结合容量也同步上升。Grino及Shan等认为,过高水平的睾酮对AR结合容量反而是一种抑制因素[4,5],因而我们无法解释运动使得脑组织AR结合容量上升与短时间腹腔注射HCG使得脑组织AR结合容量上升二者之间的关系。减少组织中的游离睾酮水平,可使AR结合位点数目增加,结合容量相对上升,但AR蛋白的合成率增加,也可使AR结合容量水平增加,此外,AR的结合位点的开放度也影响了AR结合容量,对此需进一步观察。

    大鼠腹腔注射HCG以后,其前列腺组织的AR结合容量均下降,我们认为这与机体雄激素水平上升,竞争AR结合位点有关。前列腺是典型的雄激素的靶器官,因而,机体的睾酮主要分布于此,腹腔注射HCG使得血清睾酮水平上升,与前列腺组织AR结合容量的下降同步,仍有必要对AR的数目进行观察。
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    总之,AR的结合容量的变化存在着数目、开放度、结合位点等多方面的因素,并受到各种同化激素的影响,组织的雄激素敏感性与其结合容量最为相关。运动对脑及前列腺组织AR结合容量的影响较为一致,但机制仍需以免疫方法进行进一步的分析观察。

    4 结论

    4.1 机体各组织AR结合容量与睾酮水平并非同步的,AR结合容量仅反映了组织的一定生理状态。本实验中前列腺组织具有高AR结合容量,脑组织的AR结合容量较低。

    4.2 一次力竭运动对脑组织的AR结合容量影响不大,但可使前列腺组织的AR结合容量水平显著下降;长期适宜运动及力竭运动均可使脑组织的AR结合容量显著上升,前列腺组织的AR结合容量显著下降。

    4.3 大鼠腹腔注射HCG4天、8天,均可使脑组织AR结合容量水平上升,前列腺组织AR结合容量下降。
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    4.4 AR的结合容量指标反映机体的实际AR生理状态,但对AR结合容量的分析应结合AR的蛋白水平及其mRNA的表达水平。

    参考文献

    1.Kazuo Inoue, et al. Rapid increase in the number of androgen receptors following electrical stimulation of the rat muscle.Eur.J.Appl.Physiol 1993,66:134-140

    2.池芝盛等编译.内分泌学基础与临床.北京科学技术出版社.1992

    3.Kochakian C D. Regulation of kidney growth by androgens.Advances in Steroid and Biochemistry and Pharmacology 1977,6:1-34.
, http://www.100md.com
    4.Kaufman M,L Pinsky and R Feder-Hollander. Defective up-regulation of the androgen receptor in human androgen insensitivity.Nature Lond 1981,293:735-737

    5.Flacido B Grino,James E Griffin and Jean D Wilson.Testosterone at high concentration interacts with the human androgen receptor similarly to dihydrotestosterone.Endocrinology 1992,126:1165-1172

    6.Li-xin Shan,Marina C Rodriguez and Olli A. Janne. Regulation of androgen receptor protein and mRNA concentrations by androgen in rat ventral prostate andseminal vesicles and in human hepatoma cells.Molec. Endocrinol. 1990,4:1636-1546

    (1996.08.12收稿), 百拇医药