臧 潔,李寶茹,吳 濤,劉明娟,楊建雄
陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,西安 710062
在力竭運動中,機(jī)體耗氧增加,導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生大量自由基,從而會造成臟器損傷,對細(xì)胞膜的損傷尤為嚴(yán)重。過多的自由基可以攻擊細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸,引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用,從而破壞細(xì)胞膜的完整性,使膜流動性降低,通透性增加,離子泵功能下降,細(xì)胞代謝紊亂,并導(dǎo)致運動能力下降,誘發(fā)運動性疲勞[1]。我們前期的研究表明,淫羊藿苷能夠抑制腎陽虛小鼠血清睪酮含量的下降[2],體外抗氧化活性研究表明,淫羊藿苷能夠清除DPPH·、和OH·,抑制脂質(zhì)過氧化,提高總抗氧化能力和總還原力[3],提示淫羊藿苷可能有抗疲勞作用??v艷芳等[4]采用游泳訓(xùn)練模型研究了淫羊藿苷對大鼠的抗運動疲勞作用,但對運動恢復(fù)的作用未見研究報道。本文研究淫羊藿苷對小鼠力竭游泳時間及力竭恢復(fù)后血清生化指標(biāo)的影響,探討其抗疲勞和促恢復(fù)作用,為淫羊藿苷進(jìn)一步的開發(fā)和利用提供參考。
昆明系雄性小鼠,購于西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院動物實驗中心,體重(20±2)g。淫羊藿苷由陜西慧科植物開發(fā)有限公司提供,黃棕色粉末,純度93.4%,用0.5%的羧甲基纖維素鈉溶解?;瘜W(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。
實驗動物適應(yīng)性喂養(yǎng)2 d后,隨機(jī)分為4組,每組8只,分別為對照組,ICA低劑量組,ICA中劑量組,ICA高劑量組。每天上午分別給低、中、高劑量組以30、90、270 mg/kg ICA,對照組小鼠用等體積的羧甲基纖維素鈉灌胃,連續(xù)灌胃12 d。末次給藥后禁食兩小時,然后將小鼠置于21±1℃的水中進(jìn)行一次性游泳至力竭,記錄游泳時間。力竭的判斷標(biāo)準(zhǔn):小鼠沉入水中超過10 s,且放在平面無法完成翻正反射[5]。將小鼠置于干燥鼠籠中,恢復(fù)24 h后摘眼球采血備用。
將所采血液常規(guī)分離血清,4℃,3000 rpm離心5 min,取上清待測。ALT/AST的活性測定采用2,4-二硝基苯肼法,MDA含量的測定采用TBA(硫代巴比妥酸)比色法,BUN含量的測定采用Fearon反應(yīng),SG含量的測定采用葡萄糖氧化酶法。試劑盒均購自南京建成生物工程技術(shù)公司。所有指標(biāo)測定均采用美國BioTek的Epoch超微量微孔板分光光度計完成。
采用不連續(xù)聚丙烯酰胺凝膠電泳分離LDH同工酶,用底物顯色劑染色以顯示同工酶位置。顯色后采用FluorChem(5500)System凝膠圖像分析系統(tǒng)分析。
各組之間數(shù)據(jù)比較采用方差分析,用SPSS10.0統(tǒng)計軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理,以ˉX±SD表示結(jié)果。
由表1可知,ICA低、中劑量組游泳至力竭的時間顯著長于對照組(P<0.05),而ICA高劑量組則與對照組無明顯差異(P>0.05)。
表1 各組小鼠力竭游泳時間的比較(n=8)Table 1 Swimming time of all groups(n=8)
由表2可以看出,ICA中劑量組ALT活性較對照組低(P<0.01),ICA低、高劑量則無顯著差異(P>0.05);ICA低、中、高劑量組AST活性均較對照組低(P<0.05);ICA低、中劑量組MDA含量顯著低于對照組(P<0.05),而ICA高劑量組則無顯著差異(P>0.05);ICA低劑量組BUN含量顯著低于對照組(P<0.05),ICA中劑量組BUN含量與對照組有極顯著差異(P<0.01);各給藥組SG含量與對照組相比無顯著性差異(P>0.05)。
表2 各組小鼠血清生化指標(biāo)的比較Table 2 Serum biochemical indicators of all groups
由圖1和表3可見,ICA低、中劑量組LDH總活力較對照組低(P<0.01),ICA高劑量組則無顯著差異(P>0.05);ICA低、中劑量組LDH4-5顯著低于對照組(P<0.05);ICA中劑量組LDH1-2較對照組高(P <0.05)。
圖1 ICA對力竭運動恢復(fù)小鼠血清LDH同工酶的影響Fig.1 The effect of ICA on the activity of LDH isozymes in serum after exhausted swimming and 24 h recovering
表3 各組小鼠血清LDH同工酶活力的比較Table 3 The activity of LDH isozymes in serum of all groups
游泳至力竭的時間是體能的綜合表現(xiàn),其不僅反映機(jī)體抗疲勞的能力,也反映機(jī)體的抗應(yīng)激能力及對不良環(huán)境的適應(yīng)能力[6]。實驗結(jié)果表明,ICA可以延長小鼠游泳至力竭的時間,其中以低、中劑量組最為明顯,顯著長于對照組??v艷芳等研究結(jié)果表明,淫羊藿苷顯著地延長了訓(xùn)練大鼠游泳至力竭的時間,這與本實驗結(jié)果相符,提示ICA可以延緩疲勞的發(fā)生。有研究表明,包括黃酮類在內(nèi)的多酚,在合適劑量時,有抗氧化作用,但劑量過高時,反而有促氧化作用[7]。藥物的抗疲勞作用,一般與其抗氧化作用相關(guān)。ICA高劑量組小鼠游泳至力竭的時間明顯低于低、中劑量組,與對照組無明顯差異,可能與高劑量ICA有一定的促氧化作用有關(guān)。
ALT主要存在于肝細(xì)胞內(nèi),其次是腎臟、心臟和肌肉,血清中此酶活性較低。當(dāng)肝細(xì)胞嚴(yán)重?fù)p傷或者壞死時,細(xì)胞內(nèi)的該酶即釋放出來進(jìn)入血液,血清中的ALT活力就會升高,因此,ALT是臨床上進(jìn)行肝功能測試的一個標(biāo)準(zhǔn)。此外,劇烈的力竭運動,可使骨骼肌細(xì)胞膜的通透性發(fā)生改變,血清ALT活力也升高。正常情況下,AST存在于組織細(xì)胞中,其中心肌細(xì)胞中含量最高,其次為肝臟,血清中含量極少,一般測定血清中AST活性來診斷心肌梗塞、肝病及一些肌肉疾病[8]。本實驗結(jié)果顯示,ICA中劑量組ALT和AST都極顯著低于對照組,說明一定劑量的ICA對力竭恢復(fù)小鼠的肝臟、心臟、骨骼肌均有一定的保護(hù)作用,能加快力竭運動后機(jī)體的恢復(fù)。
力竭運動可導(dǎo)致機(jī)體自由基和脂質(zhì)過氧化水平增加,各種氧自由基能攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸,引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用,MDA是脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物,既可反映機(jī)體內(nèi)發(fā)生脂質(zhì)過氧化的程度,也可反映生物膜的受損程度[9]。本實驗結(jié)果顯示,ICA低、中劑量組MDA顯著低于對照組,說明ICA低、中劑量組可以消除自由基的攻擊,降低力竭恢復(fù)狀態(tài)下MDA生成,保護(hù)機(jī)體,對延緩運動性疲勞的發(fā)生有積極的作用。
BUN是體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸等物代謝的終產(chǎn)物,在運動時,BUN可以評定運動負(fù)荷量的大小,負(fù)荷量越大,BUN的增加就越明顯。本實驗低、中劑量給藥組小鼠游泳至力竭的時間比對照組和高劑量給藥組長,即運動負(fù)荷量相對較大,一般會使BUN的含量顯著增加。經(jīng)24 h恢復(fù),低、中劑量給藥組的BUN反而比對照組和高劑量組低,提示低、中劑量ICA可以促進(jìn)BUN的清除,促進(jìn)疲勞小鼠的恢復(fù)。
正常情況下,SG的來源和去路維持一個動態(tài)平衡,使得SG濃度保持相對穩(wěn)定。而在長時間力竭運動中,若無外界糖源的補充,可能會造成低血糖,產(chǎn)生疲勞。但正常情況下,SG恢復(fù)較快。本研究的結(jié)果說明經(jīng)過24 h的恢復(fù)后,各組小鼠的血糖濃度基本恢復(fù),水平已趨于一致。
越來越多的實驗證明,LDH同工酶活力與運動性疲勞有關(guān)[10]。LDH1、LDH2主要催化乳酸脫氫轉(zhuǎn)變成丙酮酸的反應(yīng),而LDH4和LDH5主要催化丙酮酸還原為乳酸的反應(yīng)。在力竭運動中,機(jī)體供氧量不足,儲存的糖原分解為血糖后,主要是通過無氧酵解產(chǎn)生乳酸的反應(yīng)為機(jī)體提供能量。本研究結(jié)果顯示,小鼠力竭游泳恢復(fù)24 h后,ICA低、中劑量組LDH總活性和LDH4-5顯著低于對照組,提示一定劑量的ICA可以修復(fù)受損傷的組織,使釋放到血液中的LDH減少,另一種可能的機(jī)制是ICA可以減少乳酸的堆積,LDH的活性可能適應(yīng)性降低。而ICA中劑量組LDH1-2顯著高于對照組和其他給藥組,說明中劑量ICA可以加快乳酸的清除。由此可推知,中劑量ICA組通過減少乳酸的生成和加快乳酸的清除來緩解運動性疲勞,這與ICA中劑量組顯著延長小鼠游泳至力竭的時間相一致。
縱艷芳等采用游泳訓(xùn)練模型,對大鼠力竭后即刻進(jìn)行實驗取樣,測定血清中的生化指標(biāo)以及心肌組織的SOD、MDA和脂褐素的含量。結(jié)果表明,淫羊藿苷增加了運動大鼠的乳酸脫氫酶活性,加快血乳酸和尿素氮的清除,顯示出了積極的抗運動性疲勞作用,并顯著增強(qiáng)了運動大鼠心肌SOD活性,加快MDA的清除,減少了脂褐素在心肌組織中的積累,具有保護(hù)細(xì)胞的作用及增強(qiáng)機(jī)體適應(yīng)運動負(fù)荷的能力。大鼠力竭即刻采樣指標(biāo)和本實驗的恢復(fù)后小鼠血清指標(biāo)結(jié)果提示,ICA可以抗運動性疲勞和促進(jìn)運動后疲勞的恢復(fù)。
本研究結(jié)果表明,ICA通過多方面作用對機(jī)體進(jìn)行保護(hù),緩解運動性疲勞。ICA低、中劑量組都能顯著延長小鼠游泳至力竭時間,但綜合血清中的生化指標(biāo),ICA中劑量組對于推遲疲勞的發(fā)生以及促進(jìn)運動后疲勞的恢復(fù)有更好的作用。ICA對人體是否有抗疲勞作用,是否可提高人體的運動能力,值得進(jìn)一步研究。
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