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研究目的:通过多通道能量代谢系统进行实验测试寻找不同年龄段SD、Wistar大鼠VO2max直接测试方案,确定VO2max参考范围,探索两鼠种间运动能力差异及VO2max增龄性变化并推算VO2max预测公式;测试不同运动强度下大鼠VO2,制定运动强度参考标准,丰富和完善动物实验的运动干预方案,为后续实验在实验对象的选取和运动强度的制定上提供合理的参考依据。研究方法:实验一:幼年(1月龄)、成年(2-3月龄)、中年(10月龄)雄性SD、Wistar大鼠各8只,按年龄分为三组,每组16只。分别采用三种不同的递增负荷VO2max测试方案(方案一(P1):Bedford改良方案,设10个递增阶段,采用坡度、速度循环增加的负荷递增方式,其递增强度较Bedford原方案有所降低,以上分组大鼠该测试方案均相同;方案二(P2):速度递增方案,分10个递增阶段,坡度为0°。幼年、成年组以10m/min为初始强度,每个阶段(3min)速度增加5m/min;中年组以12 m/min为初始强度,每个阶段(3min)速度增加3m/min;方案三(P3):先增速度后增坡度方案,设10个递增阶段,以12m/min,0坡度为起始强度。幼年、成年组前4阶段每阶段(3min)速度递增6m/min,第5阶段递增3m/min,速度递增至33m/min后改为递增坡度,由0°开始每阶段递增5°;中年组方案三前5阶段每阶段(3min)速度递增3m/min,速度增至27m/min后,保持一个阶段,在第7个阶段开始递增坡度,由0坡度开始每阶段递增5°。)对各组大鼠进行VO2max测试,记录各方案测试过程中大鼠运动表现(配合程度、力竭状态)、假平台出现次数、方案完成时间、VO2max和RER值,根据运动表现及测试数据对比方案优劣。实验二:幼年、成年、中年雄性SD、Wistar大鼠各20只,老年(16月龄)雄性Wistar大鼠20只,共7组。根据实验一得出的各年龄组最优测试方案(老年大鼠测试方案依据中年大鼠测试方案修订获得)分组别对大鼠进行VO2max测试,对比SD、Wistar大鼠VO2max差异,通过统计学方法寻找大鼠VO2max预测公式。实验三:幼年、成年雄性SD、Wistar大鼠各20只,老年Wistar大鼠20只,共5组,测试各组大鼠在不同坡度(0°、5°、10°、15°)、速度(10m/min起始,每3min递增5m/min,增至大鼠力竭)组合强度下的VO2值与其对应的VO2max值进行对比,通过VO2max%对运动强度进行量化。研究结果:实验一:(1)幼年大鼠P1方案测得VO2max均值高于P2、P3测试均值,且与P3测试值之间存在显著性差异(P<0.05)。其VO2max判定指标达标情况均优于其他两个方案;(2)成年大鼠在各方案完成情况上无明显差异。测试值之间,P2所测VO2max均值高于P1、P3测试均值,但仅P1与P3之间表现出了显著性差异(P<0.05);各方案RER之间无统计学意义;方案完成时间上,P3测试时间明显少于P1(P<0.05)、P2(P<0.01)测试时间。(3)中年大鼠各方案VO2max测试值与完成时间上均无统计学意义,但在方案完成情况上,P3明显优于其它两方案,且P3方案RER值明显高于P1组测试值(P<0.01),P3与P2间无显性差异。实验二:雄性SD大鼠各年龄组VO2max参考范围为:幼年(6186.59±314.80ml/kg/hr);成年(5093.13±174.97ml/kg/hr);中年(3687.82±244.85ml/kg/hr)。雄性Wistar大鼠各年龄组VO2max参考范围为:幼年(6338.77±287.32 ml/kg/hr);成年(5124.88±241.46 ml/kg/hr);中年(3735.19±384.20ml/kg/hr);老年(3373.17±148.93ml/kg/hr)。数据显示:相同年龄组VO2max之间无显著性差异,但各鼠种VO2max增龄性变化显著(P<0.01)。根据大量测试值,推算出雄性SD、Wistar大鼠VO2max预测公式为:VO2max(ml/kg/hr)=–4.369×体重(g)-1.519×鼠龄(d)+6951.130 R=0.96。实验三:实验测试得到雄性SD、Wistar各年龄组大鼠分别在0坡度、5坡度、10坡度、15坡度,速度为10m/min、15m/min、20m/min等运动强度下,大鼠VO2值及其相对应的VO2max%强度,其中幼年Wistar大鼠,在0坡度、10m/min强度下,VO2max为3385.92±459.86 ml/kg/hr,55.05±4.59VO2max%,归为中等运动强度,运动强度随速度增加,在55m/min时可增至6482.53±415.34 ml/kg/hr左右,相当于100 VO2max%强度。研究结论:(1)Wistar与SD大鼠运动能力存在着显著年龄特点,不同年龄段大鼠的VO2max测试方案选取有所不同,强度递增幅度大的P1方案适合于幼年大鼠测试;速度递增方案(P2)适于成年大鼠测试;中老年大鼠测试则适合选取先增速后增坡方案(P3),建议速度保持在85%-90%VO2max后增加坡度为宜。(2)大鼠VO2max增龄性变化显著,相同年龄段雄性SD、Wistar大鼠VO2max值之间无显著性差异,但Wistar大鼠运动能力表现优于SD大鼠;另外,大鼠VO2max与体重、鼠龄存在高度相关性,后期实验可根据该研究获得的VO2max预测公式进行VO2max推算。(3)不同年龄段雄性SD、Wistar大鼠运动强度(坡度、速度组合)与VO2max%之间存在明确对应关系,该研究结果可作为后期实验运动强度参考标准。