田春蘭

(曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院,山東曲阜 273165)

黃芪多糖APS對大鼠能量代謝相關(guān)酶影響的研究

田春蘭

(曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院,山東曲阜 273165)

為了探討黃芪多糖APS對游泳大鼠糖代謝相關(guān)酶的影響,采用動物實驗法檢測大鼠游泳力竭時間、不同狀態(tài)下大鼠骨骼肌琥珀酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶的動態(tài)變化。實驗發(fā)現(xiàn):1)兩組大鼠游泳力竭時間比較 B組游泳力竭時間明顯延長 (P<0.05)。2)安靜狀態(tài)下,B組 SDH活性顯著高于 A組 (P<0.05),MDH活性顯著升高 (P<0.05);運動 1h狀態(tài)下,A組 MDH活性升高 (P<0.05);力竭狀態(tài)下,A、B組 SDH活性降低 (P<0.05)。結(jié)論:黃芪多糖APS可以增加大鼠機體有氧代謝酶 SDH、MDH的活性,減緩其活性下降速率及增加其恢復(fù),使能源物質(zhì)得到充分利用的同時減少對機體危害的代謝產(chǎn)物生成,從而維持更長時間的運動。

黃芪多糖 APS;琥珀酸脫氫酶;蘋果酸脫氫酶;大鼠

Abstract:In order to observe the effects on the enzyme relevant to metabolism in sw imming rats,we tested the Succinate dehydrogenase(SDH),Malate dehydrogenase(MDH)in differen conditions.We found thant:In quiet conditions,the activity of SDH of goroup B is higher than A(P<0.05);In conditions of 1 hour exercise,the activity ofMDH of group A increased;In conditionsof exhaustion,the activityof SDH of group A andB decreased(P<0.05).Resuts:APS can enhances the activity of SDH andMDH,slows down the speed of disappearance of the activity and promote the recovery,in thusway,APSmay help the body to make good use of the energy and reduce the creation of substances that har mful to the body and prolong the duration.

Key words:APS;SDH;MDH;rats

傳統(tǒng)中藥學(xué)認為,黃芪味甘,性微溫,有補氣升陽、益衛(wèi)固表、利尿消腫、托毒生肌之功效?，F(xiàn)代藥理研究分析,黃芪含有多糖、皂甙、黃酮類化合物、生物堿、多種氨基酸、維生素以及硒、鋅、鐵等 14種人體所需要的微量元素,其中黃芪多糖 (Astragalus polysaccharidesAPS)被認為是黃芪的主要生物活性成分。實驗及臨床研究表明[1],APS具有增強機體免疫功能、強心降壓、降血糖、抗應(yīng)激、抗腫瘤、抗病毒、抗輻射、抗氧化等多種藥理功效。本研究通過動物實驗初步探討黃芪多糖 APS在游泳運動過程中對糖代謝相關(guān)酶的影響,并為黃芪的實際運動醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

選取 8周齡雄性 Wistar大鼠 80只,體重 (200±15)g,由山東中醫(yī)藥大學(xué)實驗動物中心提供。采用國家標(biāo)準(zhǔn)大鼠飼料喂養(yǎng),自由飲用純凈水。動物房內(nèi)保持安靜,室溫保持在 20℃～25℃,濕度保持在 40%～50%。

大鼠適應(yīng)性游泳訓(xùn)練一周,隔天進行一次,共適應(yīng)性游泳 3次,每次游泳時間依次為 10 min、20 min和 30 min。玻璃鋼游泳池:150×60×70cm,水深 60cm,水溫 36℃±1℃。游泳時間在上午 10點進行,游泳結(jié)束后用干毛巾擦干大鼠皮毛。

大鼠隨機分為對照組 (A組)和 APS注射組 (B組),每組40只。B組每天早上 8點按 78.125 mg/kg劑量腹腔注射 APS,持續(xù) 4天;A組在同一時刻注射等量生理鹽水,持續(xù) 4天。最后一次注射 2小時后,置游泳池內(nèi)進行游泳運動。A、B兩組隨機在安靜對照、運動 1小時、力竭即刻、力竭恢復(fù) 1小時和力竭恢復(fù) 12小時五種狀態(tài)下取材,每種狀態(tài)取大鼠 8只。力竭即刻、力竭恢復(fù) 1小時和力竭恢復(fù) 12小時三種狀態(tài)下記錄游泳力竭時間,游泳力竭標(biāo)準(zhǔn):大鼠沉于水底 10 s不能返回水面,且放在平面上無法完成翻正反射。

1.2 取材

取大鼠右腿股四頭肌,于冰生理鹽水中洗凈血液,濾紙吸干,取肌 0.3 g～0.4 g,用電子天平稱重,按 1:9的比例加入生理鹽水中,在冰浴條件下用勻漿器勻漿,超聲波細胞破碎儀破碎細胞,置低溫離心機以 3 000 rpm/min速度離心 15 min,后取上清裝入樣品管中-20℃冷藏備用。

1.3 指標(biāo)測試與方法

蘋果酸脫氫酶 (MDH)、琥珀酸脫氫酶 (SDH)試劑盒購自南京建成生物工程研究所,比色法測定。各項指標(biāo)的測定嚴(yán)格按照試劑盒說明書進行,并在實驗之前進行預(yù)實驗,測定完畢后按說明書計算所測指標(biāo)濃度。

1.4 實驗數(shù)據(jù)處理方法

2 實驗結(jié)果

2.1 大鼠游泳力竭時間的比較

兩組大鼠游泳力竭時間比較 B組游泳力竭時間明顯延長(P<0.05)。

表1 A、B兩組大鼠游泳力竭時間的比較 (,h)

表1 A、B兩組大鼠游泳力竭時間的比較 (,h)

組別 只數(shù) 力竭時間A組 24 6.11±1.80 B組 24 9.27±2.91 t值 2.35 P值 P<0.05

2.2 不同狀態(tài)下大鼠骨骼肌 SDH活性的變化

安靜狀態(tài)下,B組 SDH活性顯著高于 A組 (P<0.05),其他四個狀態(tài)下,B組 SDH活性較 A組升高但無顯著差異;A、B組內(nèi)大鼠骨骼肌 SDH活性在力竭即刻時降低 (P<0.05)。

表2 不同狀態(tài)下各組大鼠骨骼肌 SDH活性變化的比較(,U/mgprot)

表2 不同狀態(tài)下各組大鼠骨骼肌 SDH活性變化的比較(,U/mgprot)

注:＊表示與 A組相比較 P<0.05;△表示與同組安靜狀態(tài)下相比較 P<0.05。

組別 只數(shù) 安靜 運動 1 h 力竭即刻 力竭恢復(fù) 1h力竭恢復(fù)12h A 8 12.19±2.76 13.10±6.87 9.29±1.07△13.10±2.09 13.66±2.07 B 8 15.68±2.93＊ 15.86±3.51 10.05±4.14 13.30±2.94 14.75±2.79

2.3 不同狀態(tài)下大鼠骨骼肌MDH活性的變化

安靜狀態(tài)下,B組大鼠骨骼肌MDH活性顯著升高 (P<0.05),在其他狀態(tài)下B組活性較A組升高但無顯著差異;A組內(nèi)大鼠骨骼肌MDH活性僅在運動 1 h時升高 (P<0.05)。

表3 不同狀態(tài)下各組大鼠骨骼肌MDH活性變化的比較(,U/mgprot)

表3 不同狀態(tài)下各組大鼠骨骼肌MDH活性變化的比較(,U/mgprot)

注:＊表示與 A組相比較 P<0.05;△表示與同組安靜狀態(tài)下相比較 P<0.05。

組別 只數(shù) 安靜 運動 1h 力竭即刻 力竭恢復(fù) 1h力竭恢復(fù)12h A 8 0.56±0.05 0.68±0.11△0.44±0.04△ 0.49±0.18 0.54±0.30 B 8 0.77±0.10＊ 0.59±0.07 0.50±0.17 0.54±0.08 0.64±0.24

3 分析與討論

從中醫(yī)角度來看,運動性疲勞屬“勞倦”范疇,主要表現(xiàn)為神疲懶言、腰酸腿軟、頭暈、盜汗、心悸、脈虛弱等。按《內(nèi)經(jīng)·素問·舉痛論》中說到“勞則氣耗”,按“虛則補之”的立法原則,從“補氣”入手,采用動物實驗方法,觀察中藥黃芪對運動性疲勞的療效及其作用機制。既有研究證實,中藥黃芪可以增強機體抗缺氧能力[2],增強小鼠運動過程中肝糖原的儲備量,降低小鼠運動后血乳酸變化幅度[3];人參、黃芪、白術(shù)為主的補脾活血中藥可加速肌糖原恢復(fù),并提高其儲量,提高運動能力[4-6]。本實驗研究發(fā)現(xiàn),注射 APS劑組大鼠游泳至力竭時間較對照組明顯延長 (P<0.05),游泳時間的長短可以反映動物運動能力的水平,而運動耐力的提高則是抗疲勞能力加強最有力的表現(xiàn)。

琥珀酸脫氫酶 (SDH)是線粒體的標(biāo)志酶,而線粒體是細胞氧化磷酸化的中心,對細胞內(nèi)已初步分解的物質(zhì)繼續(xù)進行氧化分解,從而產(chǎn)生能量,以供細胞活動。SDH活性的變化常與線粒體結(jié)構(gòu)的改變同時出現(xiàn),與線粒體的數(shù)目平行升降其活性能反映三羧酸循環(huán)情況[7]。SDH可催化琥珀酸生成延胡索酸參與 TCA循環(huán),SDH是三羧酸循環(huán)中的關(guān)鍵酶,也是線粒體三羧酸循環(huán)中的第一個脫氫酶,其活性的高低及含量的多少影響著三羧酸循環(huán)的速度,三羧酸循環(huán)是機體長時間運動時產(chǎn)生能量的最重要的途徑。因此 SDH代表著機體有氧氧化能力的高低,可用于評定運動員有氧氧化能力的高低。蘋果酸脫氫酶(MDH)是生物組織有氧分解三羧酸循環(huán)中的最后一個氧化還原酶,線粒體基質(zhì)中的MDH可促進蘋果酸到草酰乙酸的轉(zhuǎn)化,而細胞質(zhì)中的MDH可將草酰乙酸還原為蘋果酸,穿梭于基質(zhì)和細胞質(zhì)之間,維持著酶促反應(yīng)的動態(tài)平衡,因此,MDH是線粒體基質(zhì)的標(biāo)志酶。

本實驗 SDH活力變化,大鼠游泳運動 1 h,酶活性略有升高,但無顯著差異性 (P>0.05),力竭即刻其活性顯著降低,與安靜相比降低 23.8%,SDH是線粒體的標(biāo)志酶,經(jīng)過長時間游泳,能量物質(zhì)消耗且合成不足,以及肌細胞脂質(zhì)過氧化作用加強使線粒體膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,這些都使 SDH在力竭狀態(tài)下活性顯著降低。在恢復(fù)階段,其活性呈上升趨勢,恢復(fù) 12 h基本達到安靜水平。孫常義、王明輝[8]研究四君子湯對運動后不同類型肌纖維作用的細胞化學(xué)變化實驗結(jié)果顯示,疲勞組小鼠 SDH活性較安靜組明顯減弱。應(yīng)瑞春、劉英學(xué)等[9]研究紅毛五加多糖對解除運動后大鼠骨骼肌疲勞作用實驗結(jié)果表明,經(jīng)過 5周無負重耐力游泳運動,運動組大鼠的 SDH活性較安靜組明顯減弱,推測其原因一是能源物質(zhì)在利用過程中酶大量被消耗,引起合成不足,也可能是線粒體內(nèi)膜損傷,因而使 SDH活性降低。

提高 SDH活力,有利于有氧代謝過程,促進運動能量的供給,緩解疲勞[10]。本實驗黃芪多糖 APS可以增加安靜狀態(tài)下SDH酶活性 (P<0.05),并且減緩其活性的下降速率及增加其恢復(fù),這都與黃芪提高機體運動能力、延緩疲勞有關(guān)。白云清、裴德愷等[11]在研究復(fù)方丹參黃芪湯對實驗性肝纖維化的影響中發(fā)現(xiàn),在肝細胞變性壞死期中藥組 SDH活性明顯高于對照組。劉旺根、王紅霞等[12]研究發(fā)現(xiàn),黃芪建中湯可以使大黃致脾虛大鼠胃粘膜降低的 SDH活性得到明顯恢復(fù)。

本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),大鼠無負重游泳運動 1 h,MDH活性顯著增加,可能是因為 1 h不負重游泳為中等強度的耐力練習(xí),這時大鼠有氧供能占優(yōu)勢,因此作為有氧供能反應(yīng)中的酶活性將會升高。大鼠達力竭狀態(tài),隨著機體能量物質(zhì)的消耗,其能量供應(yīng)減少,雖然是有氧供能,但其酶活性卻是下降,與安靜對照組相比具有顯著性差異 (P<0.05)。在力竭后的恢復(fù)階段,機體仍然是以有氧供能提供能量,因此其酶活性有所增加,但由于力竭運動過程中能源物質(zhì)的消耗,MDH的恢復(fù)始終達不到安靜狀態(tài)水平。張玉亮、張貞良等[13]在平衡陰陽口服液抗疲勞、抗應(yīng)激的實驗研究中發(fā)現(xiàn),訓(xùn)練組運動后 3 h,MDH活性出現(xiàn)增高,高于運動后即刻和安靜時的酶活性;該組疲勞性運動后即刻該酶活性下降,恢復(fù) 3 h上升,24 h約保持在較安靜值稍高的水平。另有研究發(fā)現(xiàn)[14],一次急性運動或衰竭運動后,大鼠骨骼肌線粒體中的檸檬酸合成酶、蘋果酸脫氫酶的活性明顯受抑。余謙等[15]實驗指出,補劑和清劑均能提高大鼠骨骼肌MDH活性。其中補劑能顯著提高骨骼肌MDH活性;岳春林、張宗豪[16]在研究蒙古黃芪對持續(xù)運動大鼠糖代謝的影響實驗中發(fā)現(xiàn),給藥組MDH活性都高于對照組。

綜上所述,黃芪可以增加大鼠機體有氧代謝酶 SDH、MDH的活性,減緩其活性下降速率及增加其恢復(fù),使能源物質(zhì)得到充分利用的同時減少對機體危害的代謝產(chǎn)物生成,從而維持更長時間的運動以提高機體運動能力。

[1]楊維益,等.健脾理氣法對骨骼肌能量代謝影響的研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1994,13(1):28-31.

[2]煜鋒,張雪良,沈愛紅.黃芪注射液治療慢性疲勞綜合癥 43例療效觀察[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2002,11(3):224.

[3]崔玉民.黃芪注射液對血液流變學(xué)的影響 [J].Journal of QiqiharMedical Cllege,2002,23(4):388.

[4]楊維益,等.健脾理氣法對骨骼肌能量代謝影響的研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1994,13(1):28-31.

[5]楊維益,等.脾氣虛癥大鼠骨骼肌的形態(tài)學(xué)和形態(tài)計量研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1993,12(3):157.

[6]楊維益,等.健脾理氣方藥與能量代謝的關(guān)系[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,1994,17(2):64.

[7]Wu Y,Liu C,Chen Q.Effect of acupunct on enzymology ofmotor neuron anterior horn of experimental spinal cord injury in rats[J].Zhonhguo Zhong Xi YiJiehe zazhi,1999;19(10):740-742.

[8]孫常義,王明輝,等.四君子湯對運動后不同類型肌纖維作用的細胞化學(xué)變化[J].吉林大學(xué)學(xué)報,2006,32(4):618-620.

[9]應(yīng)瑞春,劉英學(xué),等.紅毛五加多糖對解除運動后大鼠骨骼肌疲勞作用的組織化學(xué)研究[J].西安體育學(xué)院學(xué)報,2006,23(2):70-83.

[10]金宗濂,文鏡,唐粉芳,等.功能食品評價原理及方法 [M].北京:北京大學(xué)出版社,1995.

[11]白云清,裴德愷,等.復(fù)方丹參黃芪湯對實驗性肝纖維化的影響[J].中國中西醫(yī)結(jié)合外科雜志,1998,4(1):10-13.

[12]劉旺根,王紅霞,等.黃芪建中湯對大鼠脾虛證胃粘膜酶組織化學(xué)的影響[J].浙江中醫(yī)雜志,2004,(8).

[13]張玉亮,張貞良,等.平衡陰陽口服液抗疲勞、抗應(yīng)激的實驗研究[J].海軍醫(yī)學(xué)雜志,2002,23(1):6-8.

[14]吳玲.運動與生物膜結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的研究進展[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1996,14(3):152-6.

[15]余謙,等.中藥復(fù)方補劑和清劑抗體力性疲勞作用的研究[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,1999,18(4):300-305.

[16]岳春林,張宗豪.蒙古黃芪對持續(xù)運動大鼠糖代謝的影響[J].蘇州大學(xué)學(xué)報,2006,22(2):86-88.

Effects of APS on enzyme relavant to saccharide metabolism in rats

TIAN Chun-lan
(School of Sports Science,Qufu Nor mal University,Qufu273165,China)

G804.22

A

1009-9840(2010)01-0029-03

2010-01-08

田春蘭 (1965- ),女,山東菏澤人,副教授。