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目的：通过配制不同铁含量饲料,建立大鼠运动模型,观察饮食铁含量和长期有氧运动对大鼠铁状态、肝脏抗氧化能力以及肝脏铁代谢蛋白DMT1、TfR1和FPN1的影响,探讨肝脏铁代谢蛋白DMT1、TfR1和FPN1在饮食铁含量和运动对肝脏铁贮存调节和脂质过氧化损伤影响中发挥的可能作用。研究可能为运动性低铁状态的形成机制提供了一定的理论意义,而且可为运动员饮食铁补充提供科学参考依据。
方法：健康雌性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分成6组:铁缺乏+运动组(EG1)及其静息对照组(SG1),铁足够+运动组(EG2)及其静息对照组(SG2),高铁含量+运动组(EG3)及其静息对照组(SG3),游泳运动3个月后,各组大鼠断头取血,分析血液学铁指标,包括血红蛋白(Hb)、红细胞压积(Hct)、血浆铁(PI)、血浆总铁结合力(TIBC)、血浆转铁蛋白铁饱和度(Ts)。取肝脾脏,液氮速冻,-80℃保存,测定肝脾脏非血红素铁(NHI)、肝脏丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)、总抗氧化酶(T-AOC)以及铁代谢蛋白的表达,包括二价金属转运体(DMT1)、膜铁转运蛋白(Ferroportin)和铁转运蛋白受体(TfR1)。
结果：与SG2组比较,SG1组血液铁状态指标,肝脾NHI、MDA显著降低(P<0.01),SOD、SOD／MDA和T-AOC显著升高(P<0.01),DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)、FPN1和TfR1都无明显变化(P>0.05)；SG3组Hct、PI、Ts和肝脾脏NHI均显著升高(P<0.01),SOD、SOD／MDA显著降低(P<0.01),Hb、TIBC、MDA、T-AOC、DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)、FPN1和TfR1都无显著变化(P>0.05)。与EG2组比较,EG1组血液铁指标、肝脾NHI、SOD、T-AOC和TfR1都显著降低(P<0.01,P<0.05),MDA和SOD／MDA无明显变化(P>0.05),DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和FPN1都明显升高(P<0.05,P<0.01),EG3组血液铁指标(除Ts外)、肝脾脏NHI、MDA都显著升高(P<0.01),SOD、SOD／MDA、T-AOC、DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和TfR1显著降低(P<0.01),FPN1无明显变化(P>0.05)。与相应的静息组比较,EG2组血液铁指标、肝脾脏NHI、MDA都显著降低(P<0.01),SOD、T-AOC、SOD／MDA、TfR1表达量都显著升高(P<0.01),DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和FPN1无明显变化(P>0.05)。EG1组,Hb、Hct、Ts、SOD、T-AOC和SOD／MDA显著降低(P<0.01,P<0.05),DMT1(+IRE)、FPN1和TfR1都显著升高(P<0.01),PI、TIBC、肝脾脏NHI、MDA和DMT1(-IRE)无明显变化(P>0.05)。EG3组,Hct、PI、Ts、SOD、脾脏NHI、SOD／MDA、DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和FPN1都显著降低(P<0.01,P<0.05),TfR1显著升高(P<0.01),Hb、TIBC、肝脏NHI、MDA与T-AOC无明显变化(P>0.05)。
结论：饮食铁含量显著影响血液学铁指标和肝脾贮存铁。在饮食铁含量足够的情况下长期有氧运动可导致低铁状态,运动导致的这种低铁状态不是负铁平衡的结果；饮食铁缺乏可进一步降低铁状态；适度地增大饮食铁含量有助于对抗运动引起的低铁状态。饮食铁含量显著影响肝脏抗氧化能力。在饮食铁含量足够的情况下长期有氧运动能提高肝脏抗氧化能力,饮食铁缺乏情况下肝脏抗氧化能力减弱,饮食高铁情况下肝脏抗氧化能力无明显变化。 饮食铁含量对肝脏铁代谢蛋白DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)、TfR1和FPN1无明显影响。在饮食铁足够的情况下长期有氧运动提高了铁转运蛋白(TfR1)的表达,而对铁吸收蛋白DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和铁释放蛋白FPN1无明显影响。在饮食铁缺乏情况下长期有氧运动促进了DMT1(+IRE)、TfR1和FPN1的表达,而对DMT1(-IRE)无明显影响。在饮食高铁情况下长期有氧运动抑制了DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)和FPN1的表达,而促进了TfR1的表达。饮食铁含量对肝脏铁贮存和抗氧化能力的影响可能与肝脏铁代谢蛋白DMT1(+IRE)、DMT1(-IRE)、TfR1和FPN1表达无关。运动可能通过影响肝脏铁代谢蛋白表达,进而影响肝脏铁贮存,导致肝脏抗氧化能力的改变。