楊 舒,黃徐英,屠 寒,劉 忠,柳 鑫
(武漢市第四醫(yī)院藥劑科,湖北武漢 430034)
隨著經(jīng)濟水平的快速提升,社會競爭愈趨激烈,超長時間、高強度、大負荷的工作節(jié)奏使疲勞逐漸成為普遍的社會健康問題。疲勞是亞健康的主要表現(xiàn)之一,常伴隨身體乏力、肌肉酸痛、內(nèi)分泌紊亂、免疫力下降等癥狀,嚴重影響人們的工作效率和生活質量。諸多研究表明,疲勞的產(chǎn)生與體內(nèi)積累過量的自由基,導致氧化和抗氧化系統(tǒng)失衡密切相關[1-2]。因此,諸多學者開發(fā)了多糖、多酚、黃酮等抗氧化成分,以清除體內(nèi)自由基,減少機體氧化損傷,改善機體的生理機能,緩解機體疲勞[3]。從藥食兩用的桑葚資源挖掘開發(fā)安全性高、資源豐富、抗疲勞功效顯著的產(chǎn)品,已逐漸成為當前國內(nèi)學者的研究熱點,如桑葚多糖[4]、桑椹果醋[5]、襄荷桑葚復合飲料[6]等。
桑葚(Mulberry),是??粕洌∕orus albaLinn.)的聚花果,又名烏葚、桑果等;因口味酸甜可口,色澤鮮亮,有“民間圣果”的美譽,備受消費者的信賴與喜愛。桑葚中含豐富的花色苷、維生素、氨基酸、多糖等活性成分,具有極高的食用價值和營養(yǎng)價值[7-8]。作為中藥資源入藥歷史悠久,桑葚收錄于《唐本草》、《本草綱目》等中藥典籍,具有滋陰補血、生津潤燥的功效[9]。花色苷是桑葚中一類重要的多酚成分,常作為天然色素、營養(yǎng)成分、活性成分等功能因子,用于食品、化妝品和藥品等,如矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、矢車菊素-3-蕓香糖苷和飛燕草素-3-O-葡萄糖苷等[7]。因吡喃環(huán)存在未配對電子,花色苷具有超強的抗氧化活性[10]。同時,桑葚花色苷還可抗脂質氧化、抗衰老等,預防視疲勞、糖尿病、肥胖等[11-12]。因此,桑葚花色苷富有營養(yǎng)保健價值,極具抗疲勞的潛力。然而,桑葚極易腐敗,易造成較大的資源浪費。在桑葚抗疲勞的報道中,關于桑葚花色苷抗疲勞作用的研究較少,其資源價值未被充分開發(fā)利用。本研究采用AB-8 大孔樹脂、HPLC 分別制備、分析桑葚花色苷提取物,并通過研究桑葚花色苷體內(nèi)外的抗氧化活性,以探討桑葚花色苷抗疲勞的作用機制,為進一步開發(fā)桑葚資源及其營養(yǎng)保健價值提供理論依據(jù)。
桑葚鮮果(Mulberry) 2019 年5 月購自湖北省武漢市江岸區(qū)水果批發(fā)市場,清潔級C57BL6J 雄性小鼠 60 只,7 周,體重(20.8±1.03) g,北京維通利華實驗動物技術有限公司,合格證號SCXK(京)2019-0008;小鼠分籠飼養(yǎng),自由攝食和飲水,飼養(yǎng)溫度22~24 ℃,相對濕度為40%~60%;乳酸(Lac)、尿素氮(BUN)、活性氧(ROS)試劑盒 南京建成生物工程有限公司;乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)試劑盒 上海臻科生物科技有限公司;TRIzol 試劑北京百奧萊博科技有限公司;引物、實時熒光定量聚合酶鏈式反應試劑盒 杭州聯(lián)科美訊生物醫(yī)藥技術有限公司;矢車菊素-3-O-葡萄糖(C3G,純度≥98%)、天竺葵素-3-O-葡萄糖苷(P3G,純度≥98%)、飛燕草素-3-O-葡萄糖苷(D3G,純度≥98%) 上海源葉生物科技有限公司;甲醇(色譜純)、甲酸(色譜純) 北京市通廣精細化工公司;磷酸緩沖鹽水溶液、蒸餾水自制。
多功能酶標儀(Spectramax i3x)、高速冷凍離心機(Sorvall ST16R)、流式細胞儀(Attune NxT) 賽默飛世爾科技有限公司;高效液相色譜儀(Agilent 1260) 安捷倫科技有限公司;電子精密天平(New Classic ME) 瑞士梅特勒-托利多集團;電泳槽(Mini-PROTEAN? Tetra) 伯樂生命醫(yī)學產(chǎn)品有限公司;實驗室超純水機(Direct-Q3) 美國默克集團;超凈臺(SW-CJ-2FD) 上海涵今儀器儀表有限公司;實驗室超低溫冰箱(DW-HL340) 中科美菱低溫科技股份有限公司。
1.2.1 桑葚花色苷餾分制備 將桑葚鮮果清洗除雜后,加入4 倍體積的60%乙醇溶液(含0.05%醋酸)提取,碾碎成漿液,過濾,得濾液;濾液7000 r/min 離心10 min,取上清液,凍干,作桑葚粗提物(凍干粉)備用;取凍干粉加水溶解,配制成100 mg/mL 水溶液,作桑葚溶液(MY)冷藏備用。將AB-8 大孔樹脂(2.6 cm×60 cm)活化,垂直裝柱,徑高比為1:15,備用;桑葚溶液(MY)上樣,靜置30 min;隨后依次用3 倍柱體積水、40%、60%、80%乙醇依次洗脫,流速3 BV/h,每瓶20 mL收集洗脫液,備用[7,13]。
分別精密稱取適量的C3G、P3G、D3G 標準品,配制成混合標品溶液,各成分濃度為1.0 mg/mL;精密吸取不同體積的混合標品溶液,梯度稀釋,制備不同濃度混合標品溶液(0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8 mg/mL)進行HPLC 分析,繪制C3G、P3G、D3G濃度與吸收峰面積的標準曲線回歸方程。
HPLC 測定桑葚花色苷色譜條件[14]:Kromasil 100-5C18色譜柱(5 μm, 250×4.6 mm);流動相為0.1%甲酸水溶液(A)和甲醇(B);梯度洗脫程序為0~5 min 93%→90% A,5~10 min 90%→80% A,10~15 min 80%→75% A,15~20 min 75%→65%%,20~25 min 65%→65% A,25~30 min 65%→60% A,30~32 min 60%→92% A,32~35 min 92%→92% A;流速、柱溫、進樣量分別設置為1.0 mL/min、25 ℃、525 nm 和10 μL。
通過上述HPLC 色譜條件,分析桑葚洗脫液中花色苷(C3G、P3G、D3G)含量,合并餾分,濃縮、冷凍干燥,獲得桑葚花色苷提取物,用于小鼠實驗。
1.2.2 抗氧化活性測定 采用DPPH 自由基清除率法[15],取1.2.1 項下純化前后的桑葚花色苷提取物,配制成水溶液,維生素C 作為陽性藥物組,濃度設置為10 μg/mL,分析各提取物抗氧化活性。
1.2.3 實驗動物分組、給藥與飼養(yǎng) 小鼠(60 只)經(jīng)適應性飼養(yǎng)后,隨機分為安靜組、有氧運動組、模型組、低劑量組、中劑量組、高劑量組,共6 組,每組10 只。低、中、高劑量組小鼠用桑葚花色苷餾分灌胃給藥,根據(jù)課題組前期預實驗結果,劑量分別設置為100、200、400 mg/kg,其它組小鼠灌胃等體積的生理鹽水。
安靜組小鼠正常飼養(yǎng);有氧運動組小鼠每天游泳10 min,隨即吸干皮膚水分正常飼養(yǎng);模型組和低、中、高劑量組小鼠每天進行負重游泳運動力竭實驗,飼養(yǎng)周期4 周。本實驗通過湖北中醫(yī)藥大學倫理委員會審批(批號:HUCMS202111089),實驗操作符合國家制定的實驗動物管理和使用指南。
1.2.4 負重游泳力竭實驗 在給藥30 min 后,模型組和低、中、高劑量組小鼠尾部系上5%體質量的鉛絲,依次放入游泳箱(水深30 cm、水溫24±2 ℃)中進行負重游泳實驗。當小鼠頭部沉浸入水10 s,無法浮出水面,即為小鼠力竭時間。每間隔1 周,記錄小鼠負重游泳力竭時間[16]。
1.2.5 小鼠血清及組織樣本收集 在末次訓練結束30 min 后,采用2%戊巴比妥鈉溶液麻醉小鼠,摘眼球取血,置于抗凝管中7000 r/min 離心10 min,得上清液,儲藏備用。
頸椎脫臼處死小鼠,取小鼠腿部骨骼肌,用4 ℃生理鹽水漂洗,吸水紙吸干表面水分,置于-80 ℃冰箱中凍存,儲藏備用。
1.2.6 血清生化指標測定 取上述血清,參照各試劑盒說明書,測定血清中Lac、BUN 的含量,LDH、CK 的酶活力。
1.2.7 小鼠骨骼肌氧化應激指標測定 取上述骨骼肌,參照各試劑盒說明書,測定骨骼肌中ROS 和MDA、8-OHdG 含量、SOD 和GSH-Px 的酶活力。
1.2.8 小鼠骨骼肌mRNA 相對表達水平測定 取適量骨骼肌組織勻漿碾碎后,采用TRIZOL 法提取骨骼肌組織總RNA[17]。通過紫外-分光光度測定OD260/OD280比值(1.8~2.0),確定總RNA 濃度。隨后按照反轉錄試劑盒說明書進行逆轉錄,以其cDNA 產(chǎn)物測定Nrf2 和HO-1 mRNA 轉錄表達水平(表1)。選取β-actin 作為內(nèi)參,以Nrf2 和HO-1 mRNA 與βactin 表達含量比值作為該因子相對表達水平。
表1 Nrf2、HO-1 和β-actin 的引物序列Table 1 Primer sequence of Nrf2, HO-1 and β-actin
C3G、P3G、D3G 是桑葚主要的抗氧化活性成分,極具抗疲勞潛力[2,7,17]。對純化前后桑葚提取物中C3G、P3G、D3G 的含量及其抗氧化活性進行了分析,C3G、P3G、D3G 的標準曲線如表2 所示,其HPLC 圖譜如圖1 所示。經(jīng)大孔樹脂分離純化后,桑葚花色苷中雜質峰明顯較少或降低,其C3G、P3G、D3G 含量分別為9.1%、20.9%、7.6%。與桑葚粗提物比較,純化后桑葚花色苷中C3G、P3G、D3G 的含量分別增加了193.5%、190.3%、171.4%。DPPH 自由基清除實驗表明,桑葚粗提物、純化后桑葚花色苷、維生素C 的DPPH 自由基清除率分別為46.1%、88.4%、90.6%。桑葚花色苷具有良好的抗氧化活性,遠優(yōu)于桑葚粗提物的抗氧化活性??赡茉蚴牵诨ㄉ仗崛∵^程中,大量的蛋白質、氨基酸、多糖等雜質成分亦被提取,降低了桑葚粗提物中花色苷的含量,從而影響了花色苷的抗氧化活性[18]。因此,通過高效的精制方式處理桑葚粗提物以減少雜質,提升花色苷的含量,以增強其抗氧化活性,是挖掘桑葚花色苷抗疲勞潛力的必要步驟。
圖1 桑葚花色苷提取物色譜圖Fig.1 HPLC chromatogram of mulberry anthocyanin extract
表2 C3G、P3G、D3G 含量測定的標準曲線方程與含量Table 2 Standard curve equation and the content of C3G, P3G, D3G
過量運動后,機體能量供應和代謝能力不足,出現(xiàn)身體乏力、肌肉酸痛等疲勞癥狀,使得機體運動能力、耐力下降等。負重游泳實驗常用于評價食品藥品的抗疲勞作用,力竭運動時間的長短客觀、直接的反映了運動能力[19-20]。由表3 可知,模型組小鼠的游泳力竭時間呈現(xiàn)先增加后逐漸降低的趨勢。第1 周小鼠適量的運動,增強了機體運動能力與忍耐力,從而延長了游泳力竭時間。然而,第2 周開始,小鼠游泳的運動量倍增,超過了身體負荷,從而產(chǎn)生疲勞導致力竭時間降低。在末次給藥后,低、中、高劑量組小鼠的游泳力竭時間分別為13.85±1.23、15.91±1.15、19.48±1.04 min。與模型組比較,低、中、高劑量組小鼠的游泳力竭時間分別延長了94.5%、125.6%、176.3%(P<0.05),且與桑葚花色苷存在劑量依賴關系。同桑葚多糖抗疲勞研究的結果一致[4],上述研究結果表明了桑葚花色苷作為桑葚的重要活性成分,可有效提高小鼠的運動耐力,延長小鼠運動時間,具有顯著的抗疲勞作用。
表3 桑葚花色苷對小鼠負重游泳時間的影響Table 3 Effect of mulberry anthocyanin on the loading swimming time of mice
Lac、BUN 分別是糖、蛋白質代謝的產(chǎn)物,其水平的高低反應機體糖類、蛋白質的消耗程度,客觀體現(xiàn)疲勞積累程度[21]。由圖2 可知,與安靜組比較,有氧運動組小鼠血清中Lac、BUN 含量無顯著性差異(P>0.05)。與有氧運動組比較,模型組小鼠血清中Lac、BUN 含量分別顯著升高了102.3%、64.6%(P<0.05)。在正常的情況下,機體內(nèi)的Lac、BUN 均處于動態(tài)平衡的狀態(tài)。有氧運動過程中,肌肉組織的糖原、蛋白質等物質代謝加快,以補充機體能量的消耗。Lac、BUN 的生成速率小于其分解或排出的速率。因此,有氧運動組小鼠體內(nèi)的Lac、BUN 水平較低,未產(chǎn)生相關的疲勞癥狀。然而,當運動過度時,體內(nèi)糖和蛋白質分解迅速加快。同時,機體處于缺氧狀態(tài),大量的Lac、BUN 無法分解,堆積于體內(nèi),破壞體內(nèi)酸堿平衡,從而使得模型組小鼠體內(nèi)Lac、BUN 濃度迅速升高,產(chǎn)生疲勞癥狀[22]。
圖2 桑葚花色苷對小鼠血清中Lac、BUN 濃度的影響Fig.2 Effect of mulberry anthocyanin on the concentration of Lac、BUN in serum of mice
低、中、高劑量組小鼠的清中Lac、BUN 濃度依次降低,與桑葚花色苷存在劑量依賴關系。與模型組比較,低劑量組Lac 和BUN 濃度無顯著性差異(P>0.05);中、高劑量組Lac 濃度分別顯著降低了18.8%、35.3%(P<0.05),BUN 濃度分別顯著降低了28.9%、36.4%(P<0.05)。高劑量組BUN 濃度與有氧運動組無顯著性差異(P>0.05)。上述研究與百香果、胡蘿卜花色苷抗疲勞的研究結果一致[23-24],可能由于低劑量的桑葚花色苷總量太低,而花色苷結構不穩(wěn)定,導致機體吸收的桑葚花色苷較少,無法發(fā)揮顯著的功效[25]。隨著劑量的增加,桑奢花色苷逐漸被吸收,減少了運動中糖類和蛋白質分解,使得Lac、BUN 濃度降低。因此,桑葚花色苷可改善體內(nèi)糖類、蛋白質和氨基酸的分解代謝,減少代謝產(chǎn)物的堆積,發(fā)揮抗疲勞作用。
LDH 是糖酵解的關鍵酶,催化乳酸氧化成丙酮酸。CK 是促進能量代謝的酶,與細胞內(nèi)能量運轉密切相關。LDH、CK 常存在于肌肉組織中,其活性作為運動損傷程度的指標,反映機體對運動負荷的適應能力[23]。由圖3 可知,與安靜對照組比較,有氧運動組小鼠血清中CK 和LDH 活性無顯著性差異(P>0.05)。與有氧運動組比較,模型組小鼠血清中CK和LDH 活性顯著升高了26.9%、42.2%(P<0.05)。有氧運動的強度較低,機體的負荷較小,不易造成運動損傷。當過度運動時,對骨骼肌造成了損傷,使得細胞膜通透性增強,LDH 和CK 易滲透至血液中,并大量的積累。因此,有氧運動組小鼠血清中LDH 和CK 活力較低,模型組小鼠血清中CK 和LDH 活性則快速升高[25]。
圖3 桑葚花色苷對小鼠血清中LDH 和CK 活力的影響Fig.3 Effect of mulberry anthocyanin on the activity of LDH and CK in serum of mice
低、中、高劑量組小鼠的清中CK 和LDH 活性均依次降低,與桑葚花色苷存在劑量依賴關系。與模型組比較,中、高劑量組LDH 活性分別顯著降低了21.2%、28.9%,CK 活性分別顯著降低了22.9%、28.2%(P<0.05)。高劑量組LDH、CK 活性與有氧運動組無顯著性差異(P>0.05)。機體疲勞、運動損傷等與氧化應激密切相關,通過抗氧化、抗炎、抗凋亡等方式可改善氧化應激,減輕氧化損傷,預防疲勞[26]。桑葚花色苷具有良好的體內(nèi)外抗氧化活性,有助于改善機體氧化應激能力,預防心血管疾病、保護視網(wǎng)膜、保護神經(jīng)細胞等[27]。因此,劑量組肌肉組織損傷減輕,細胞膜通透性降低,滲透至血液中LDH 和CK的活性降低。綜合上述結果表明,桑葚花色苷可能是通過改善機體氧化應激能力,從而預防運動損傷,發(fā)揮抗疲勞的作用。
ROS 是一類有超強氧化性的自由基,易攻擊細胞膜、脂質、蛋白質和DNA 等,導致氧化應激損傷。因此,通過抑制ROS 的產(chǎn)生或積累,可改善氧化應激損傷,有利于緩解疲勞[16]。由圖4 可知,與安靜組比較,有氧運動組、模型組小鼠骨骼肌ROS 含量顯著升高(P<0.05)。在運動過程中,肌肉組織的血流量增加,以滿足機體的氧氣消耗,會伴隨大量自由基的產(chǎn)生與清除。然而,當過度運動時,機體抗氧化和氧化系統(tǒng)失衡,從而使得模型組小鼠體內(nèi)ROS 大量堆積而顯著升高(P<0.05),導致肌肉組織穩(wěn)態(tài)紊亂,造成氧化應激損傷和疲勞[16]。
圖4 桑葚花色苷對小鼠骨骼肌中ROS 含量的影響Fig.4 Effect of mulberry anthocyanin on the content of ROS in skeletal muscle of mice
低、中、高劑量組小鼠的骨骼肌ROS 含量依次降低,與桑葚花色苷存在劑量依賴關系。與模型組比較,低、中、高劑量組ROS 含量分別降低了20.6%、43.3%、54.4%,且存在顯著性差異(P<0.05)。高劑量組ROS 含量與有氧運動組無顯著性差異(P>0.05)。諸多桑葚花色苷抗氧化活性研究結果表明,桑葚花色苷可清除自由基,具有良好的抗氧化效果[9,28]。綜合上述結果表明,桑葚花色苷作為抗氧劑,可抑制體內(nèi)ROS 氧化因子的產(chǎn)生或積累,改善氧化應激,發(fā)揮抗疲勞的作用。
SOD 和GSH-Px 是機體內(nèi)重要的酶系抗氧化劑和自由基清清除劑,可催化自由基轉化為過氧化氫,阻斷自由基引發(fā)的組織損傷,從而發(fā)揮抗氧化功能[29]。MDA、8-OHdG 作為體內(nèi)氧化能力的標志物,是脂質、DNA 分別與自由基反應的產(chǎn)物[29]。由圖5可知,與安靜組小鼠相比,有氧運動組小鼠骨骼肌SOD 和GSH-Px 活性、MDA 和8-OHdG 含量無顯著性差異(P>0.05)。與有氧運動組比較,模型組小鼠骨骼肌SOD、GSH-Px 活性顯著降低(P<0.05),MDA 和8-OHdG 含量顯著升高(P<0.05)。在運動過程中,機體內(nèi)產(chǎn)生并堆積了大量的自由基,同時調(diào)節(jié)體內(nèi)抗氧化體系活性,以改善機體的氧化應激能力,保護細胞組織[30]。因此,有氧運動組小鼠SOD、GSH-Px 活性顯著升高,MDA、8-OHdG 含量基本不變。然而,過度運動破壞了模型組小鼠體內(nèi)氧化平衡體系,消耗大量的SOD、GSH-Px 抗氧劑,使其活性降低。另外,大量自由基在體內(nèi)堆積,使得脂質、DNA 過氧化反應增加,對機體造成氧化應激損傷,模型組小鼠MDA、8-OHdG 含量升高[30]。
低、中、高劑量組小鼠的骨骼肌SOD、GSHPx 活性依次升高,MDA 和8-OHdG 含量依次降低,且與桑葚花色苷存在劑量依賴關系。與模型組比較,高劑量組小鼠SOD、GSH-Px 活性顯著升高了27.8%、51.4%(P<0.05);中、高劑量組MDA 含量分別顯著降低了26.3%、40.1%,8-OHdG 含量分別顯著降低了23.6%、52.5%(P<0.05)。高劑量組MDA 和8-OHdG 含量與有氧運動組無顯著性差異(P>0.05)。上述研究結果與百香果、胡蘿卜花色苷抗疲勞的研究結果一致[23-24],桑葚花色苷作為良好的抗氧劑,有助于清除體內(nèi)自由基,阻止MDA 和8-OHdG 的生成,減小細胞氧化損傷程度,發(fā)揮抗疲勞作用[25]。同時,隨著桑葚花色苷劑量的增加,SOD 和GSH-Px 的消耗減少,維護了機體的穩(wěn)態(tài)平衡。因此,桑葚花色苷可通過清除自由基,減少脂質過氧化和DNA 損傷,提高骨骼肌SOD、GSH-Px 抗氧化活性,改善機體氧化應激損傷,發(fā)揮抗疲勞的作用。
核因子E2 相關因子2(Nrf2)可激活下游多個抗氧化因子和GSH 氧化還原系統(tǒng),是增強細胞抗氧化應激作用的調(diào)節(jié)因子,參與細胞物質與能量代謝、細胞氧化應激等,有助于緩解機體疲勞[30]。血紅素氧合酶1(HO-1)是抗炎、抗氧化、具有神經(jīng)保護作用的誘導酶,作為抗氧化因子,在抗氧化損傷中具有重要的作用[31]。因此,Nrf2、HO-1 是重要的抗疲勞分子靶點。由圖6 可知,與安靜組比較,有氧運動組小鼠骨骼肌Nrf2 和HO-1 mRNA 相對表達水平無顯著性差異(P>0.05)。與有氧運動組比較,模型組小鼠骨骼肌Nrf2 和HO-1 mRNA 相對表達水平顯著降低(P<0.05)。在非運動狀態(tài)下,Nrf2 常與其負調(diào)節(jié)因子Keap1 形成二聚體,從而抑制Nrf2 的表達。然而,在運動過程中,機體產(chǎn)生了大量的ROS,使得Keap1 結構加速解偶聯(lián),從而刺激Nrf2 的轉移和表達,激活下游HO-1 相關的抗氧化應答過程,以清除ROS。Nrf2 和HO-1 表達的調(diào)節(jié)作用存在一定劑量效應,過度運動使機體抗氧化和氧化體系失衡;過量的ROS 加劇了細胞損傷或凋亡,一定程度抑制了Nrf2 和HO-1 mRNA 的表達[32]。因此,模型組小鼠Nrf2、HO-1mRNA 相對表達水平降低。
圖6 桑葚花色苷對小鼠骨骼肌Nrf2 和HO-1 mRNA相對表達水平的影響Fig.6 Effect of mulberry anthocyanin on the relative expression levels of Nrf2 and HO-1 mRNA in skeletal muscle of mice
低、中、高劑量組小鼠骨骼肌Nrf2 和HO-1 mRNA 相對表達水平含量依次升高,與桑葚花色苷存在劑量依賴關系。與模型組比較,低、中、高劑量組Nrf2 mRNA 相對表達水平分別顯著升高了73.3%、84.4%、113.3%(P<0.05),HO-1 mRNA 分別顯著升高了29.5%、50.1%、61.4%(P<0.05)??赡茉蚴?,體內(nèi)ROS 刺激了Nrf2 的轉移和表達,激活了下游HO-1 相關的抗氧化應答過程。同時,桑葚花色苷作為良好的抗氧劑,有助于清除體內(nèi)自由基,減少細胞的氧化損傷,保護了細胞[25]。因此,劑量組小鼠Nrf2、HO-1 mRNA 相對表達水平升高。矢車菊素-3-O-葡萄糖苷可通過激活Nrf2/HO-1 信號通路保護ROS 介導的細胞損傷[33];藍莓花青素可通過調(diào)節(jié)Nrf2/HO-1 信號傳導改善視網(wǎng)膜氧化應激和炎癥[34];花青素作為抗氧劑,通過PI3K/Akt/Nrf2/HO-1 途徑降低HT22 細胞中神經(jīng)毒性而保護神經(jīng)細胞[35]。諸多研究表明花色苷可通過激活Nrf2/HO-1 信號通路,增加Nrf2 和HO-1 蛋白表達,增強細胞抗氧化應激的能力,以保護細胞。綜合上述研究結果表明,桑葚花色苷可通過促進Nrf2/HO-1 的表達,增強機體抗氧化作用,改善氧化應激能力,發(fā)揮抗疲勞的作用機制。
經(jīng)過大孔樹脂純化后,桑葚花色苷中C3G、P3G、D3G 含量達到9.1%、20.9%、7.6%,顯示出良好的抗氧化活性。隨著給藥時間的增加,桑葚花色苷表現(xiàn)出良好的抗疲勞作用。在末次給藥后,與模型組比較,低、中、高劑量組小鼠的游泳力竭時間分別延長了94.5%、125.6%、176.3%(P<0.05)。血清和骨骼肌生化指標分析顯示,桑葚花色苷可改善體內(nèi)物質和能量代謝,減少Lac、BUN 等代謝物的堆積,降低LDH、CK 活性;并通過清除自由基,提高SOD 和GSH-Px 的活力,減少脂質過氧化和DNA 損傷,改善機體氧化應激損傷,提升運動耐力,從而發(fā)揮抗疲勞作用。其中,高劑量組BUN 濃度、LDH 和CK 活性、MDA 和8-OHdG 含量,與有氧運動組無顯著性差異(P>0.05)。Nrf2/HO-1 mRNA 表達的增加,表明桑葚花色苷可通過調(diào)控Nrf2/HO-1 信號通路,改善氧化應激能力,增強機體抗氧化作用,以發(fā)揮抗疲勞的作用機制。以上研究初步確定了桑葚花色苷具有良好的抗疲勞作用,與其抗氧化能力、調(diào)控Nrf2/HO-1 信號通路的作用機制密切相關,為進一步深度開發(fā)桑葚資源及其應用提供了理論依據(jù)。然而,高純度桑葚花色苷單體的抗疲勞能力、具體的作用蛋白靶點仍需探索。