楊 濤
(陜西行政學(xué)院,陜西 西安 710061)
金針菇(Flammulina velutipes),又稱冬菇、樸菇,含有多種蛋白質(zhì)、多糖、維生素等生物活性物質(zhì),不僅營養(yǎng)價(jià)值豐富,而且具有極高的藥用價(jià)值[1]。目前國內(nèi)關(guān)于金針菇的研究報(bào)道多集中于金針菇菌體,對其活性成分的研究較少,這主要是因?yàn)槿狈Ω鼉?yōu)化高效的分離純化方法和工藝,且難以應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)[2]。金針菇中有較高的氨基酸含量,陳瑞琪等[1]報(bào)道每100克干品中氨基酸總量為17.28 g。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,與許多生命活動(dòng)密切相關(guān),有國外學(xué)者研究表明連續(xù)高強(qiáng)度長時(shí)間運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致血漿中支鏈氨基酸含量下降,芳香族氨基酸含量上升,此外甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等的含量也有顯著變化,因此氨基酸與運(yùn)動(dòng)性疲勞之間存在聯(lián)系[3-4]。本試驗(yàn)旨在探究金針菇氨基酸的抗運(yùn)動(dòng)性疲勞作用。
金針菇,由西安體育學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供。
全血乳酸(BLA) 試劑盒、血清尿素氮(BUN)試劑盒、乳酸脫氫酶(LDH) 試劑盒、丙二醛(MDA) 試劑盒、肝糖原(HG) 測定試劑盒,由上海貝博生物科技有限公司提供。
FW 400 A型高速萬能粉碎機(jī),北京科偉永鑫實(shí)驗(yàn)儀器廠;101-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱,北京科偉永興儀器有限公司;JIDI-4 D-WS離心機(jī),廣州吉迪儀器有限公司;756PC紫外可見分光光度計(jì),上海天普分析儀器有限公司;ESK-1系列電子天平,沈陽龍騰電子有限公司。
取新鮮金針菇洗凈,70℃烘干至恒重,粉碎,取干粉采用熱水浸提,水提液過濾后上大孔吸附樹脂NKA-2層析柱,用去離子水洗脫,流速為1.0 mL·min-1,每間隔10 min收集1管,將收集液濃縮,加入3倍體積乙醇進(jìn)行醇沉,去除蛋白和多糖,旋蒸后得金針菇氨基酸樣品溶液。
試驗(yàn)選用雄性健康昆明鼠,體重為(20±2) g,在溫度為20℃~24℃,相對濕度為40%~70% 的環(huán)境下,給予標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室飼料,自由飲水,分籠飼養(yǎng),每籠10只。
小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為4組,即分為金針菇氨基酸高劑量、中劑量、低劑量試驗(yàn)組和正常對照組,每大組30只,每次試驗(yàn)從各大組中隨機(jī)取10只編為相應(yīng)的4組。試驗(yàn)組灌胃金針菇氨基酸樣品溶液,每天劑量分別為40 mL·kg-1BW、20 mL·kg-1BW、10 mL·kg-1BW;對照組灌胃相同劑量的飲用水,連續(xù)灌胃15 d[6]。
1.4.1 負(fù)重游泳試驗(yàn)[7]
4組各10只小鼠末次灌胃30 min后,給小鼠尾部系上0.1 g鉛墜,然后放入游泳箱中,驅(qū)趕其不停游泳。游泳箱中水深30 cm,水溫25℃。小鼠進(jìn)入游泳箱立即開始計(jì)時(shí),至頭部沉入水箱后10 s不浮出水面計(jì)時(shí)結(jié)束,記錄時(shí)間。
1.4.2 血清試驗(yàn)
4組各10只小鼠末次灌胃30 min后,在游泳箱中游泳90 min,眼球取血,離心,分離血清,按照試劑盒說明并結(jié)合紫外可見分光光度計(jì)法分別測定血乳酸、乳酸脫氫酶、血清尿素氮、丙二醛含量。
1.4.3 肝糖原含量測定
4組各10只小鼠末次灌胃30 min后,在游泳箱中游泳90 min,立即處死,取肝臟,用0.9%氯化鈉注射液漂洗,濾紙吸干,精確稱取肝臟100 mg,用肝糖原測定試劑盒測定肝糖原含量。
各組負(fù)重游泳時(shí)間的情況見表1。
表1 對負(fù)重游泳時(shí)間的影響Tab.1 Effect on weight-bearing swimming time
由于大量運(yùn)動(dòng)而引起運(yùn)動(dòng)能力和身體機(jī)能不能維持原有水平的現(xiàn)象稱為運(yùn)動(dòng)性疲勞,疲勞常表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)耐力下降,小鼠負(fù)重游泳時(shí)間可以直觀地反映運(yùn)動(dòng)耐力,與抗疲勞能力呈正相關(guān)[8]。如表1所示,試驗(yàn)組小鼠的負(fù)重游泳時(shí)間均長于對照組。其中高劑量組延長率達(dá)74.9%,有顯著性差異(P<0.05);低劑量組差異不顯著(P>0.05)。結(jié)果表明金針菇氨基酸能夠有效延長小鼠負(fù)重游泳時(shí)間,增強(qiáng)抗疲勞能力。
各組小鼠血清生化指標(biāo)情況見表2。
表2 小鼠血清生化指標(biāo)統(tǒng)計(jì)Tab.2 Statistics of serum biochemical indexes in mice
血清尿素氮是蛋白質(zhì)代謝的重要產(chǎn)物之一,疲勞時(shí)由于能量供應(yīng)不足,肌肉蛋白質(zhì)分解以供能,血清尿素氮含量升高,因而血清尿素氮的含量可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝情況,評(píng)價(jià)機(jī)體對負(fù)荷的承受能力[9-10]。如表2所示,試驗(yàn)組小鼠的血清尿素氮含量與對照組相比均有一定的降低,且血清尿素氮含量隨劑量增加而降低,高劑量組下降最明顯(P<0.05),說明金針菇中的氨基酸能夠減緩運(yùn)動(dòng)后含氮物質(zhì)的分解,增強(qiáng)機(jī)體對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)能力。
疲勞的產(chǎn)生和消除速度可以通過血乳酸的水平來反映。劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)體處于相對缺氧狀態(tài),進(jìn)行無氧代謝,血乳酸是糖無氧酵解的終末產(chǎn)物,乳酸的堆積不但會(huì)造成組織pH的下降,破壞體內(nèi)酸堿平衡,而且可能導(dǎo)致肌肉收縮力和運(yùn)動(dòng)力下降,是引起運(yùn)動(dòng)性疲勞的主要原因之一[7-8]。如表2所示,試驗(yàn)組小鼠的血乳酸含量均低于對照組,隨金針菇氨基酸劑量增加下降程度越明顯,說明金針菇氨基酸有助于加快乳酸的清除,緩解疲勞。
乳酸脫氫酶在內(nèi)臟和肌肉組織中大量存在,主要參與體內(nèi)能量代謝,大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)后的肌肉疲勞性損傷使得乳酸脫氫酶的活性升高,同時(shí)乳酸脫氫酶活性升高可以加快乳酸的清除[11]。如表2所示,與對照組相比,各試驗(yàn)組小鼠的乳酸脫氫酶活性降低,但各組差異性不顯著(P>0.05),說明金針菇氨基酸對血清中乳酸脫氫酶酶的活性有一定抑制作用,可以保護(hù)機(jī)體免受運(yùn)動(dòng)損傷,但效果不明顯。
機(jī)體在運(yùn)動(dòng)量過大的情況下,自由基水平升高,其介導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化速率加快,產(chǎn)生丙二醛等物質(zhì),這些物質(zhì)具有一定的毒副作用,能夠破壞機(jī)體的正常生理功能,也是導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞的重要因素[6]。如表2所示,各試驗(yàn)組小鼠丙二醛含量均比對照組低,表明金針菇氨基酸能抑制脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生,保護(hù)生物膜的完整性,提高運(yùn)動(dòng)耐力,增強(qiáng)抗疲勞能力。
各組肝糖原含量情況見表3。
表3 金針菇氨基酸對肝糖原含量的影響Tab.3 Effect of Flammulina velutipes amino acids on hepatic glycogen content
肝糖原可以在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)為肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)供能,當(dāng)血糖消耗過大時(shí),肝糖原分解成葡萄糖直接進(jìn)入血液,維持血糖水平,保障能量供應(yīng),因而肝糖原含量是抗疲勞的重要指標(biāo)[11]。如表3所示,各試驗(yàn)組小鼠的肝糖原含量均高于對照組,說明金針菇氨基酸能增加肝糖原儲(chǔ)備,減少肝糖原的消耗,從而具有抗運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用。
本試驗(yàn)對金針菇中的氨基酸的抗運(yùn)動(dòng)性疲勞作用進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,金針菇氨基酸能顯著延長小鼠負(fù)重游泳時(shí)間,使丙二醛、血乳酸和血清尿素氮的含量明顯降低,且差異顯著,使乳酸脫氫酶的活性也有一定下降,但無顯著性差異。此外,大大增加了肝糖原的含量,可見金針菇氨基酸對增加運(yùn)動(dòng)耐力,提升抗疲勞能力有一定效果,具有抗運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用。
根據(jù)西蒙森(Simonson)的觀點(diǎn)[12],運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生可能表現(xiàn)為代謝產(chǎn)物的積累;活動(dòng)所需基質(zhì)耗竭;基質(zhì)的生化狀態(tài)改變;調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)機(jī)能失調(diào)。關(guān)于運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生機(jī)制還有自由基學(xué)說和突變學(xué)說等[9]。無氧代謝產(chǎn)物乳酸的大量堆積,使離子平衡失調(diào),進(jìn)而引起運(yùn)動(dòng)性疲勞。金針菇氨基酸的補(bǔ)充可以使血液中乳酸脫氫酶活力降低,使骨骼肌中乳酸脫氫酶活力接近正常水平,從而減少乳酸的積累和向血清的轉(zhuǎn)移,減輕組織損傷,緩解機(jī)體的疲勞。劇烈運(yùn)動(dòng)后,自由基代謝增強(qiáng),與膜性結(jié)構(gòu)發(fā)生過氧化反應(yīng),產(chǎn)生丙二醛等代謝產(chǎn)物,給機(jī)體帶來傷害。金針菇氨基酸可能通過某種途徑阻斷自由基在膜上的反應(yīng)或清除過多的自由基,減少丙二醛的生成,提高機(jī)體抗疲勞能力[13]。機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)的主要能量來源即糖原,其儲(chǔ)備量直接關(guān)系到運(yùn)動(dòng)耐力,肝糖原可以通過分解提供能量,當(dāng)能量平衡被破壞時(shí),蛋白質(zhì)分解代謝加強(qiáng),血清尿素氮含量增加。金針菇氨基酸能夠增加肝糖原的含量,促進(jìn)能量儲(chǔ)備和利用,減少蛋白質(zhì)和含氮物質(zhì)的分解,增強(qiáng)對運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的適應(yīng)性[14]。
隨著我國體育事業(yè)的蓬勃發(fā)展,關(guān)于抗運(yùn)動(dòng)性疲勞的研究成為熱點(diǎn)。運(yùn)用一些輔助手段減輕疲勞對身體的損傷,不僅能夠幫助運(yùn)動(dòng)員提高訓(xùn)練效率,充分發(fā)揮身體潛能以取得更加優(yōu)異的成績,也有助于提高普通民眾的工作效率,增強(qiáng)體能。金針菇作為一種著名的藥食兼用菌,味道鮮美,具有抗疲勞、抗腫瘤、抗氧化等多種生理功能,極具開發(fā)潛力。對于金針菇氨基酸的抗運(yùn)動(dòng)性疲勞作用的深入研究十分必要,其在食品、醫(yī)藥、保健等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用仍需大量投入,這一成果也將發(fā)揮極大價(jià)值。