第37卷第4期 2016年12月 扬州大学学报(ak业与生命科学版) Journal of Yangzhou University(Agricultural and Life Science Edition) Vo1.37 No.4 Dee.2O16 DOI:10.16872/j.cnki.1671—4652.2016.04.007 补血草多糖对大鼠血清及骨骼肌生化指标的影响 贾俊刚 (洛阳师范学院体育学院,河南洛阳471022) 摘 要:为探究补血草多糖对大鼠血清及骨骼肌生化指标的影响,将5O只SD雄性大鼠随机分为安静对照组、运动对照 组和运动给药组(高、中、低剂量组),通过跑台运动力竭动物模型模拟竞技项目中无氧运动。给药组大鼠灌喂补血草多 糖后进行跑台运动,大鼠力竭后即刻采取各组大鼠血液和腓肠肌,测定肌酸激酶(CK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢 酶(LDH)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)、骨骼肌乳酸(LA)、Ca 含量等生化指标。结果表明:运动对照 组和安静对照组相比,跑台运动使CK、SDH、LDH活性及MDA、Ca”、乳酸含量显著升高,SOD活性显著下降;运动对 照组与运动给药组相比,灌喂补血草多糖的大鼠体重减少,力竭时间延长,CK、SDH、LDH活性及MDA含量显著下降, SOD活性显著升高。补血草多糖可大大提高大鼠的运动能力,促进机体代谢,提高氧自由基清除率。 关键词:大鼠;补血草;运动能力;生化指标 中图分类号:R 285 文献标志码:A 文章编号:1671—4652(2016)04—0032—05 The effects of pOlysaccharides from Limonium spp on biochemical criterions of serum and skeletal muscle in rats JIA Jungang (Sch of Phys Edu,Luoyang Nor Univ,Luoyang 471022,China) ABSTRACT:In order tO investigate the effects of po1ysaccha des from Limonium spp on biochemical criterions of serum and skeletal muscle in rats.50 male SD rats were randomly divided into blank group,running control group,running and treated group.Making animal run tO exhausted tO simulate anaerobic exercise in competitive sports.After the running group,running and poIysaccharides from Limonium spp groups administered during seven weeks of training,they do a one-time exhaustive exercise.The weights,the exhaustive times,the serum activity of creatine kinase(CK),succinode— hydrogenase(SDH),lactate dehydr0genase(I DH),superoxide dismutase(S0D),the content of malonaldehyde(MDA) and skeletal muscle content of lactic acid,Ca were measured.Exhaustive exercise increased CK,SDH,LDH,MDA, Ca。 ,1actic acid but the SOD decreased(P<0.05).The weights decreased and the exhaustive times lengthened after the supplement of polysaccharides from Limonium spp(P<O.05). Polysaccharides from Limonium spp can greatly improve the exercise capacity of rats and metabolism,it can also clean up oxygen free radica1. KEY WORDS:rats;Limonium spp;exercise capacity;biochemical criterions 随着社会的进步和科技的发展,竞技体育朝着更高、更快、更强的方向发展。但许多竞技体育类项 目已经达到人类体能的极限,在不损害运动员身体的前提下提高运动能力将是一个很有前景的研究课 题,也将为人类体育事业的发展发挥重要作用。运动在生活中无处不在,科学合理的运动对人体包括心 脏、骨骼肌等多器官均会产生积极的影响,有利于人体保持健康良好的状态;而不科学、过度的运动则会 导致器官受损甚至死亡[1]。运动员为了提高比赛成绩,长期进行高强度的训练,除了采用科学化的训练 方案外,寻找一种能够有效提高机体运动能力和抗疲劳能力的天然营养补充剂也是非常必要的。 补血草是一种多年生、蓝雪科补血草属的草本植物。补血草多糖是从补血草中提取、经纯化后获 收稿日期:2016—04—19 基金项目:河南省科技攻关计划(社发领域)项目(142400410463) 作者简介:贾俊刚(198O一),男,陕西渭南人,洛阳师范学院讲师、硕士,主要从事人体运行生理学研究。 E-mail:279145432@qq.con3 第4期 贾俊刚:补血草多糖对大鼠血清及骨骼肌生化指标的影响 33 得。人们研究发现,补血草多糖具有抗肿瘤、调节免疫和抗病毒等强大的生物活性作用 。有研究 。 认为,补血草多糖与一般的植物多糖相比,具有较强的抗氧化性 但目前尚未见文献报道补血草多糖对 运动能力、抗疲劳能力的影响。本试验旨在探究补血草多糖对大鼠运动能力的影响,为进一步研究血草 多糖的生物活性功能奠定基础。 1材料与方法 1.1供试材料 1)供试动物及分组:成年雄性SD大鼠5O只,购于河北医科大学,8周龄,体重180 ̄220 g。供试 大鼠分笼饲养,用国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养,自由采食和饮水。大鼠适应性训练1周,观察无 生理性异常后对大鼠进行分组。根据运动和给药情况,将供试大鼠随机分为5组,分别为安静对照组、 运动对照组及低剂量运动组、中剂量运动组、高剂量运动组(表1)。 表1试验大鼠分组 Tab.1 Experimental groups of rats 2)主要试剂:肌酸激酶(CK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)、超氧化物歧化酶(S0D)、 丙二醛(MDA)、骨骼肌乳酸、骨骼肌钙离子(Ca )检测试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。 1.2试验方法 1)补血草多糖的制备:称取补血草1 kg,35。C恒温干燥箱烘干,粉碎过筛后置于烧杯中,加入 2O倍分量的蒸馏水,在80℃恒温水浴锅中水浴2 h后,4 000 r・rain 离心30 rain,取其上清。用蒸 馏水清洗滤渣数次,再次离心,合并所得上清。经纯化步骤处理(Sevage法去除蛋白,乙醇去除单糖、低 聚糖等干扰成分)得到的沉淀物,于65℃恒温干燥箱中烘干,得补血草粗多糖。用蒸馏水将补血草粗多 糖配制成10、20、30 mg・mL 的药液备用。 2)跑台运动力竭动物模型的建立:大鼠适应 表2试验大鼠运动方案 跑台训练1周,跑速10 m・rain_。,每天20 min适 Tab.2 The motion scheme of the experimental rats 应性训练,适应性训练5 d后休息2 d。1周后按 表2要求进行每周5次训练,周末休息,训练时间 2O 1 500 为6周。6周训练分为4周基础训练和2周高强 2O 1 900 度训练,训练速度每周递增,分别为15、19、22、 2O 2 200 27 m・rain (基础训练)及31、35 m・min (高 20 2 700 30 4 650 强度训练)。整个训练过程中不使用电刺激,每次 30 5 25O 训练后检查动物是否受伤,如有受伤则及时治疗和 休息调整。根据力竭标准判断大鼠是否力竭,建立跑台运动力竭动物模型_5 ]。力竭标准:大鼠臀部压 在跑台后壁,后肢随转动皮带后拖达30 S以上,刺激驱赶无效,且具有呼吸幅度大、神态倦怠、腹卧位、 垂头等行为特征 J。 3)给药方案:安静对照组、运动对照组给予蒸馏水,低、中、高剂量运动组给药量分别为100、200、 300 mg・kg_。,给药体积为10 mL・kg_。。跑台运动前30 min灌胃,给药时间为6周。 4)取材和检测:第7周末,进行最后1次称重,然后分批跑台力竭,并记录其各自跑台跑至力竭所 34 扬州大学学报(农业与生命科学版) 第37卷 用的时间。力竭后随即处死取材:用4 戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后,迅速打开胸腔,从左心室抽取血 液2 mL,3 000 r・min一 离心10 rain,分离血清用于血清生化指标的检测。取腓肠肌称重后用研磨器 研磨充分后加入生理盐水制成lO%匀浆液,2 500 r・rain 离心10 rain,弃去上清,用生理盐水稀释 5倍,待测。 通过检测试剂盒检测血清中CK、SDH、LDH、SOD活性及MDA、骨骼肌乳酸、Ca 含量。 1.3统计分析 用SPSS 13.0对所得数据进行处理,根据P值判断其显著性(P<0.05为显著,P<0.01为极 显著)。 2结果与分析 2.1 补血草粗多糖对运动大鼠血清CK、SDH、LDH、SOD活性及MDA含量的影响 血清CK、SDH、LDH、SOD活性及MDA含量是机体与抗氧化功能相关的指标,其在血清中的浓度 可反映机体的抗氧化能力。由图1、2可见,经跑台力竭训练后运动对照组与未经训练的安静对照组相 比,氧化酶CK、SDH、LDH活性及MDA含量在血清中的表达明显升高(P<0.05),而机体内重要的 SOD活性表达水平明显下降(P<O.05)。这一结果提示大强度的训练会导致体内氧化酶活性上升,抗 氧化酶活性降低,进而导致大量氧自由基的积累,对机体造成损伤 ]。 2.0 25 20 吕 ● b 0 \ l5 10 5 0 O ?}娶 U A B C D E A 藿 B C D E 组别 25 吕2O 15 L 2.O 组别 {1. 日翻1 10 如 妲 舌5 岂 吞0. O O A B C D E A B C D E 组别 组别 图1试验大鼠血清CK(a)、SDH(b)、LDH(C)活性及MDA(d)含量的变化 Fig.1 The changes of serum CK《a),SDH(b),LDH(C)and MDA(d)of experimental rats A.安静对照组;B.运动对照组;C.低剂量运动组;n中剂量运动组;E.高剂量运动组i *P<o.05,**P<o.Ol,***P<0.001,nO.差异不显著 在给予补血草多糖后,运动给药组(低、中、高剂量运动组)与运动对照组相比,氧化酶CK、SDH、 LDH活性和MDA含量显著下降(P<0.05),抗氧化酶SOD活性显著升高(P<0.05),降低和升高的 幅度与给药浓度呈正相关。这表明补血草多糖是一种有效的自由基清除剂,可提高运动大鼠抗自由基 氧化的功能,能使大鼠运动能力提高,保护器官和组织 j。 2.2补血草粗多糖对骨骼肌基本生化指标的影响 骨骼肌乳酸和Ca抖含量是衡量运动性疲劳的重要指标。为探究补血草多糖对运动性疲劳的影响, 本试验检测不同处理大鼠骨骼肌乳酸和Ca抖含量,结果如图3所示。运动对照组与安静对照组比较发 第4期 贾俊刚:补血草多糖对大鼠血清及骨骼肌生化指标的影响 35 现,运动后大鼠骨骼肌乳酸和Ca。 含量明显升高。而给 药后运动大鼠骨骼肌乳酸和Ca 含量明显下降,趋于安 静对照组,且存在剂量效应,高剂量运动组下降明显。 有研究表明,细胞中Ca 与运动性疲劳关系密切。 l50 lOO Ca 代谢紊乱是引起运动性疲劳的重要原因,疲劳性运 动后肌浆网对Ca。 摄取能力明显下降,而在灌注补血草 多糖后,大鼠骨骼肌细胞中Ca 浓度趋于正常,说明补血 草多糖可调节机体因运动而导致的Ca抖代谢紊乱,减轻 运动性疲劳 。导致运动性疲劳的另一因素是由于剧烈 运动时产生乳酸不能及时代谢,乳酸积累使体内pH值下 降,造成代谢性中毒,会影响体内酸碱平衡,从而直接或 5O 0 A B C D E 组别 图2试验大鼠血清SOD的变化 Fig.2 The change of serum SOD of experimental rats 间接地引起肌肉功能下降[1 。灌注补血草多糖后的大 A.安静对照组;B.运动对照组;C.低剂量运动组; D.中剂量运动组;E.高剂量运动组;***P<0.001 鼠,运动后乳酸水平明显降低,提示补血草多糖可加速机体乳酸代谢。 O.5 一 g ● g 宣 \ 皿翻{ 札 ∞ : O .J rA 羹 国 一*』 *T B C D E A 星.10暑暑\ 硼m rl —....。 . .. 仆. ...,,...............— .. .............,..... —..................L B C D E 组别 组别 图3试验大鼠骨骼肌Ca2 (a)和乳酸(b)含量的变化 Fig.3 The changes of skeletal muscle Ca +(a)and LA(b)of experimental rats after running A.安静对照组;B.运动对照组;C.低剂量运动组;D.中剂量运动组;E.高剂量运动组;***P<0.001 2.3 补血草粗多糖对大鼠跑台力竭时间和体重的影响 b力竭时间和体重是反映机体运动能力和发育 情况的指标,综合反映骨骼、肌肉发育及肥胖程度 (脂肪含量)。长期高强度的运动训练,会严重影响 体重增长,造成机体疲劳和降低运动能力,从而引 起各种功能的紊乱,严重影响身体和心理 健康[ 。 由表3可见,运动对照组与安静对照组相比, Tab.3 The changes of the time of exhaustive duration and weights of experimental rats 目国目 表3试验大鼠力竭时间及体重的变化 力竭时间延长,体重降低。补充补血草多糖后运动 给药组跑台力竭时间均显著长于运动对照组,体重 *与运动对照组相比,差异显著(P<O.05)。 均显著低于运动对照组。 3 讨论 补血草作为中药,具有活血、止血、温中健脾、滋补强壮等功能_1 。近年来,关于补血草的研究主要 集中于补血草多糖的抗肿瘤和抗氧化作用。而补血草多糖在调节代谢、促进机体运动功能等方面的研 究尚未见报道。 本试验通过大鼠跑台运动力竭模型模拟人体无氧运动。运动组大鼠在给药后血清中氧化酶活性显 著降低,抗氧化酶活性显著升高,且数据显示抗自由基氧化功能随着补血草浓度的升高而增强,说明补 血草多糖具有重要的抗自由基氧化的功能,可作为营养保健品提高机体运动能力,保护器官和组织。同 36 扬州大学学报(农业与生命科学版) 第37卷 样,本试验在检测骨骼肌生化指标时发现,给予运动组大鼠补血草多糖后,与运动性疲劳相关的乳酸和 Ca 含量显著降低,肌浆网对ca 摄取能力恢复,Ca。。‘含量趋于正常,说明补血草多糖可改善机体代 谢状态,对加快机体乳酸吸收、抗肌肉疲劳具有重要的作用。除对生化指标检测外,在对大鼠力竭时间 和体重分析时发现,运动可促进力竭时间的延长和体重的减轻,而在运动的同时给予补血草多糖更有助 于力竭时间的延长和体重的减轻。这主要是由于补血草多糖能显著增加糖原储备,并能有效地清除自 由基,防止脂质过氧化反应,从而确保运动过程中必需的氧化供能。因此服用补血草多糖能够有效地延 长力竭时间和减少体重,达到减缓疲劳和提高运动能力的目的,可在运动员科学训练的基础上再次提高 运动员水平,对运动员提高成绩和体育事业的更好发展具有积极的影响。 本研究在运动力竭模型的基础上通过血清抗自由基氧化指标、骨骼肌乳酸和Ca 含量、体重以及 跑台力竭时间等多方面对补血草多糖的功能进行了分析,较为系统地分析了补血草多糖的特殊功能。 但本试验仍存在一些不足,需在后续的研究中进一步完善。①本试验仅采用跑台运动力竭模型,未进 行有氧运动动物模型的试验口引。②本试验中补血草多糖的抗氧化作用,仅通过一些相关数据间接反 映,还需要设计试验进一步研究证实。③本试验未设置安静给药组,以更系统地分析补血草多糖对大 鼠血清和骨骼肌生化指标的影响。 关于补血草多糖提高机体代谢和抗氧自由基的具体机制有待于进一步探究。本试验只是初步发现 补血草多糖能够提高机体代谢运动能力,关于补血草多糖对运动成绩的提高有待于进一步探究,也为新 型天然营养补充剂的开发提供新的思路。补血草多糖的研究拥有广阔的前景,有关其生物功能和作用 机制有待于进一步探究。 参考文献: [1]李伟,肖 琳,谭欢,等.力竭性运动对大鼠血浆心钠素、内皮素及心肌血供的影响[J].中国康复医学杂志, 2008,23(5):426—428. 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