中國中醫(yī)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實驗中心(100700)董陳潁 李雪麗 安婉麗 邸莎 孔冉 楊鴻
榮成鴻德海洋生物科技有限公司(264300)周偉
三文魚,又名鮭魚,學(xué)名鮭科(Salmonidae),屬于動物界,脊索動物門,輻鰭魚綱,新鰭亞綱,真骨下綱,原棘鰭總目,鮭形目,鮭科。共有300多個屬種,比較有代表性的鮭魚有大西洋鮭魚、太平洋鮭魚、大馬哈魚等。主要分布在太平洋北部及歐洲、亞洲、美洲的北部地區(qū)。其營養(yǎng)成分豐富,具有預(yù)防心血管疾病、補(bǔ)充人體礦物質(zhì)營養(yǎng)及美容養(yǎng)顏等功效[1],有很高的食用價值,是世界著名的經(jīng)濟(jì)魚類之一。疲勞通常是由于過度活動并且缺乏休息所致的人體自然反應(yīng),大致可分為精神上和肉體上。有文獻(xiàn)報道,補(bǔ)充氨基酸可以直接用做細(xì)胞燃料,維持大腦的正常的興奮性,恢復(fù)機(jī)體代謝掉的蛋白質(zhì),有利于延緩中樞疲勞的出現(xiàn)及促進(jìn)體力的恢復(fù)[2]。研究報道三文魚蛋白質(zhì)含量較高,且必需氨基酸種類齊全、比例適宜,有利于人體對其蛋白質(zhì)(肽)的吸收[3]。筆者推測將三文魚進(jìn)行提取加工制成三文魚蛋白(肽)粉,可以有效的補(bǔ)充人體氨基酸,從而提高機(jī)體對疲勞的耐受。但查閱相關(guān)文獻(xiàn),目前未見有關(guān)三文魚抗疲勞的研究。為此,我們分析了三文魚蛋白(肽)的氨基酸成分,進(jìn)行了小鼠負(fù)重游泳時間、小鼠游泳后血清尿素氮(BUN)、肝糖原含量測定,以此來評價深海三文魚蛋白(肽)的抗疲勞作用。研究報道如下。
受試樣品及藥品、儀器:①深海三文魚蛋白(肽),淡黃色粉末,由榮成鴻德海洋生物科技有限公司提供,批號:20150202,規(guī)格:400g/袋。②尿素氮(BUN)試劑盒,南京建成生物工程研究所,批號:2015050;③小鼠肝糖原elisa試劑盒,上海江萊生物科技有限公司,批號:201505;④PBS緩沖液,Beijing Sdarbio Science &Technology Co.,Ltd,批號:20141204;⑤多功能酶標(biāo)儀,BioTek Instrument,Inc 產(chǎn)品;⑥德國SYKAM全自動氨基酸分析儀S-433D。
附表1 深海三文魚蛋白(肽)抗疲勞實驗小鼠體重變化(x±SD)
附表2 深海三文魚蛋白(肽)對小鼠負(fù)重游泳時間的影響(x±SD)
附表3 深海三文魚蛋白(肽)對小鼠血清尿素氮、肝臟肝糖原水平的影響(x±SD)
2.1 動物實驗方法
2.1.1 深海三文魚蛋白(肽)配制 準(zhǔn)確稱取原料樣品72g、36g、18g,蒸餾水配至200ml,混勻后作為受試藥物備用。給藥劑量分別為21.6、10.8、5.4g/kg。
2.1.2 運動耐力試驗(負(fù)重游泳試驗) 方法:選健康成年清潔級昆明種雄性小鼠,體重18~20g,飼養(yǎng)于室溫21.0~22.0℃,相對濕度(45~49)%RH的屏障環(huán)境中。實驗動物檢疫3天,隨機(jī)分為正常對照組、深海三文魚蛋白(肽)大、中、小劑量組(給藥劑量分別為21.6、10.8、5.4g/kg)。經(jīng)口灌胃給予深海三文魚蛋白(肽)混懸液,連續(xù)給予受試物30d。每5天記錄各組小鼠體重。于末次給樣30min后,距鼠尾端1/3處負(fù)小鼠體重5%的鉛皮,放入水溫為25℃(水溫正負(fù)0.5℃)、40cm×60cm×36cm的游泳箱中。每一批小鼠下水之前均將水溫調(diào)至25℃,并將室溫恒定在25℃。每只水箱一次放入4只小鼠,分別為正常對照組、深海三文魚蛋白(肽)大、中、小劑量組各一只。用秒表記錄自游泳開始至淹沒兩次的時間,該時間為小鼠的游泳時間。試驗結(jié)果用t檢驗。如果受試物組游泳時間比對照組長,且差異有顯著性,則可判斷為該受試物可延長小鼠游泳時間。
2.1.3 血清尿素氮及肝糖原的測定 實驗動物分組、給藥同2.1.2。末次給樣30min后,將小鼠置于水溫為30℃的游泳箱中不負(fù)重游泳90min(每箱一次放入5只,每組各一個游泳箱),做完一批,間隔10min放入第二批。每次入水前均將水溫調(diào)至30℃,室溫恒定在25℃。運動后休息60min,將眼睛周圍擦干凈,拔眼球取血約0.5mL,4℃ 3000rpm離心10mim,分離血清-80℃凍存?zhèn)溆?。取血后處死小鼠,取肝。將肝置于冰上的平皿?nèi),經(jīng)生理鹽水漂洗后用濾紙吸干,精確稱?。?00mg的肝組織放入離心管內(nèi),-80℃凍存?zhèn)溆?。分別按照血尿素氮(BUN)試劑盒及小鼠肝糖原(Glycogen)elisa試劑盒進(jìn)行血清中尿素氮測定及肝組織肝糖原的測定。
2.2 深海三文魚蛋白(肽)氨基酸檢測方法 根據(jù)國標(biāo)5009.124,取三文魚干粉19.3mg,使用6mol/L鹽酸進(jìn)行水解后采用氨基酸自動分析儀測定。
3.1 動物實驗結(jié)果
3.1.1 體重變化 連續(xù)給予深海三文魚蛋白(肽)30d,每5天記錄各組小鼠體重至實驗結(jié)束。結(jié)果顯示給予受試物5天時,深海三文魚蛋白(肽)大中小劑量組平均體重均高于正常對照組(P<0.05,P<0.01);給藥20天和25天,大、中劑量組體重低于正常對照組(P<0.05,P<0.01);給藥30天,三個劑量組體重均顯著低于正常對照組(P<0.01)。試驗結(jié)果見附表1。
3.1.2 負(fù)重游泳時間 由實驗結(jié)果可知,深海三文魚蛋白(肽)大、中、小劑量組小鼠的力竭游泳時間均比正常對照組顯著增加(P<0.01),表明深海三文魚蛋白(肽)具有明顯的小鼠力竭游泳的抗疲勞作用。試驗結(jié)果見附表2。
3.1.3 血清尿素氮、 肝糖原的測定 由附表3可知,深海三文魚蛋白(肽)大劑量組小鼠在劇烈運動休息后,尿素的產(chǎn)生比對照組有明顯的下降(P<0.05);說明深海三文魚蛋白(肽)大劑量組具有增強(qiáng)機(jī)體對運動負(fù)荷耐受能力的功效;深海三文魚蛋白(肽)各個劑量組的肝糖原比對照組無統(tǒng)計學(xué)差異, 說明不具有增加機(jī)體糖原儲備的功效。
3.2 氨基酸檢測結(jié)果 本次檢測根據(jù)國標(biāo)測定食物中氨基酸的方法,適用于食品中酸水解氨基酸的測定,包括天冬氨酸,蘇氨酸,絲氨酸,谷氨酸,脯氨酸,甘氨酸,丙氨酸,纈氨酸,蛋氨酸,異亮氨酸,亮氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸,組氨酸,賴氨酸和精氨酸共16中氨基酸。根據(jù)實驗結(jié)果測定,深海三文魚蛋白肽中含有的16種氨基酸的含量所占比例見附表4??偘被岷空忌詈H聂~蛋白(肽)的85.6%,其中呈味氨基酸:甘氨酸,谷氨酸,天門冬氨酸,丙氨酸,苯丙氨酸及酪氨酸含量為43.4%,占全部氨基酸的50%以上。必需氨基酸及半必需氨基酸:賴氨酸,亮氨酸,纈氨酸,蘇氨酸,異亮氨酸,苯丙氨酸,蛋氨酸,精氨酸及組氨酸含量為51.3%,占全部氨基酸的60%左右。支鏈氨基酸:亮氨酸,異亮氨酸,纈氨酸 含量為11.3%,占全部氨基酸的13%以上。
附表4 深海三文魚蛋白(肽)氨基酸組成及含量(mg/19.3mg,干重)
疲勞為機(jī)體生理過程不能持續(xù)其機(jī)能在某一特定的水平和/或不能維持預(yù)定的運動強(qiáng)度,主要表現(xiàn)為運動耐力的下降,故常采用負(fù)重游泳試驗對小鼠運動耐力進(jìn)行考察[4],從而反映機(jī)體的機(jī)能水平、抗疲勞能力的大小。動物實驗結(jié)果表明:深海三文魚蛋白(肽)大、中、小劑量組可增加小鼠的力竭游泳時間,表明深海三文魚蛋白(肽)大、中、小劑量組具有明顯的抗疲勞作用。
糖、脂肪、蛋白質(zhì)是機(jī)體的三大功能物質(zhì)。而糖是機(jī)體組織能量的重要來源,在機(jī)體的運動過程中,首先消耗肌糖原,而隨著肌糖原的消耗,機(jī)體會分解肝糖原,繼續(xù)供能,增加肝糖原的儲備量,可以為機(jī)體提供更多的能量,達(dá)到抗疲勞的目的[5];如果長時間運動,機(jī)體可利用的糖耗竭時,蛋白質(zhì)和氨基酸分解代謝加強(qiáng),則血尿素氮的含量增加。小鼠身體對負(fù)荷的適應(yīng)性增強(qiáng),則蛋白質(zhì)和氨基酸分解減少[6],因此肝糖原、血尿素氮可以用來反映機(jī)體抗疲勞的程度。本實驗結(jié)果顯示:深海三文魚蛋白(肽)雖然不具有增加機(jī)體糖原儲備的功效,但是可以減少血尿素的產(chǎn)生量,說明深海三文魚蛋白(肽)具有增強(qiáng)機(jī)體對運動負(fù)荷耐受能力的功效。
運動情況下甘氨酸是人體重要能源物質(zhì)——肌酸的重要原料[7],甘氨酸預(yù)先補(bǔ)充后可部分地阻抑機(jī)體補(bǔ)體活性的大幅度下降和T淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化活性的下降,并可對操作能力發(fā)揮促進(jìn)作用,提示甘氨酸在運動情況下可成為特殊的“必需氨基酸”。甘氨酸預(yù)先補(bǔ)充4周可顯著延長小鼠力竭性游泳的時間[8]。谷氨酸可以通過增加肝糖原和肌糖原的貯備,增加機(jī)體耐力;提高CPK活性,促進(jìn)機(jī)體肌酸磷酸的積累與轉(zhuǎn)化為ATP,給機(jī)體供能;抑制LDH活性,進(jìn)而減少乳酸的生成;進(jìn)而極顯著提高小鼠的游泳耐力[9]。天門冬氨酸是草酰乙酸的前體,參與三梭酸循環(huán),草酰乙酸的增加可以提高三梭酸循環(huán)的速度,促進(jìn)糖和脂肪在運動中的有氧代謝能力,防止運動疲勞的產(chǎn)生[10]。天門冬氨酸在機(jī)體內(nèi)可進(jìn)人肝臟和腎臟參與無氧代謝,經(jīng)糖異生作用生成葡萄糖或糖原,提高機(jī)體內(nèi)血糖含量,其形成的草酸乙酸也可以在無氧的條件下直接經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃瑥亩岣哐菨舛群图√窃瓋?,提高無氧供能能力[11]。L-精氨酸經(jīng)人體內(nèi)三種NOS同工酶催化分解產(chǎn)生內(nèi)源性NO,內(nèi)源性NO具有舒張血管,改善循環(huán)系統(tǒng)、提高氧利用率的作用。氨在運動時由肌肉產(chǎn)生并釋放到血液,血氨濃度升高,在腦中積累,進(jìn)而影響腦機(jī)能,導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞,降低運動能力。而精氨酸在體內(nèi)可參與鳥氨酸循環(huán),提高體內(nèi)精氨酸的含量,使肝臟內(nèi)鳥氨酸循環(huán)速度加快,提高氨的清除速度,防止運動疲勞的產(chǎn)生。研究結(jié)果顯示L-Arg顯著延長負(fù)重游泳時間,降低糖無氧酵解引起的乳酸積累,從而產(chǎn)生抗疲勞效果。亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸,這三種氨基酸因其分子組成中都有支鏈而又被稱為支鏈氨基酸(Branched-chain Amino Acids, BCAA)。BCAA可通過抑制血液中色氨酸進(jìn)入腦部,從而減少5-羥色胺(5-HT)的生成,發(fā)揮抗中樞疲勞作用;通過清除過自由基及加速肌肉蛋白質(zhì)的合成,抑制機(jī)體蛋白質(zhì)的分解,從而減輕外周肌肉組織損傷,加快運動后機(jī)體的修復(fù),起到抗外周性疲勞作用;補(bǔ)充BCAA可促進(jìn)糖的異生作用,減少骨骼肌乳酸的積累,延緩疲勞的發(fā)生和促進(jìn)運動后疲勞的消除。此外,BCAA作為一類特殊參與供能氨基酸,是長時間持續(xù)運動時參與供能的重要氨基酸。
通過測定深海三文魚蛋白(肽)所含氨基酸的種類及含量發(fā)現(xiàn),其含有的甘氨酸,谷氨酸,天門冬氨酸,精氨酸及支鏈氨基酸(亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸)是有效的抗機(jī)體疲勞的氨基酸。其含量約占全部氨基酸的60%左右。而且其必需氨基酸和半必需氨基酸含量豐富,是很好的機(jī)體氨基酸補(bǔ)充營養(yǎng)劑。筆者的研究顯示深海三文魚蛋白(肽)具有多種抗疲勞的有效氨基酸,能顯著延長小鼠力竭游泳時間,降低血清尿素氮含量,具有明顯的抗疲勞作用,是一種很有前景的高質(zhì)量蛋白質(zhì)營養(yǎng)補(bǔ)充劑。