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        角鯊烯膠丸對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞的影響及作用機(jī)制的探討

        2012-07-26 11:35:02孫寶珍榮子丹陳衛(wèi)平
        中成藥 2012年1期
        關(guān)鍵詞:鯊烯膠丸糖原

        呂 楠, 孫寶珍, 榮子丹, 陳衛(wèi)平

        (1.天津市醫(yī)藥科學(xué)研究所,天津300020;2.天津中新藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司達(dá)仁堂制藥廠,天津300457)

        運(yùn)動(dòng)性疲勞是指由機(jī)體運(yùn)動(dòng)本身所引起的機(jī)體生理過程不能持續(xù)其機(jī)能在一特定水平上和/或不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力下降的現(xiàn)象[1]。角鯊烯是由6個(gè)異戊二烯組成的多不飽和烯烴,具有改善機(jī)體新陳代謝、增強(qiáng)機(jī)體免疫力和抗疲勞等幫助機(jī)體加快恢復(fù)劇烈運(yùn)動(dòng)后內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的作用[2]。目前尚未見到國(guó)內(nèi)有關(guān)角鯊烯上述方面的藥理學(xué)報(bào)道,因此本實(shí)驗(yàn)對(duì)角鯊烯膠丸的抗運(yùn)動(dòng)性疲勞作用進(jìn)行了深入研究。

        1 實(shí)驗(yàn)材料

        1.1 藥品與試劑 角鯊烯:淡黃色不溶于水的油狀液體,批號(hào)20091018,天津中新藥業(yè)集團(tuán)股份有限公司達(dá)仁堂制藥廠提供,實(shí)驗(yàn)時(shí)以大豆油為溶劑,配制成所需的濃度。血乳酸試劑盒:批號(hào)20080706,南京建成生物工程研究所。肝糖原測(cè)定試劑盒:批號(hào)20080610,南京建成生物工程研究所。血尿素氮測(cè)試盒:批號(hào)20090630,武漢博士德生物工程有限公司。

        1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 昆明種小白鼠,雄性,體質(zhì)量18~22 g,6~8周齡,購(gòu)自北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部,許可證編號(hào)SCXK(京)2006-0008。

        1.3 實(shí)驗(yàn)儀器 日本Olympus Au640全自動(dòng)生化分析儀;80-1型離心機(jī),上海手術(shù)器械廠;UV-260紫外可見分光光度儀;PL203型電子精密天平(1/1000),梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;大小鼠轉(zhuǎn)棒儀,中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所。

        2 實(shí)驗(yàn)方法

        2.1 動(dòng)物分組 小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)5 d后,按體質(zhì)量隨機(jī)分為對(duì)照組(大豆油),受試物高、中、低劑量組(角鯊烯膠丸3.6、1.8、0.9 mL/kg),共 4 組,每組 10 只。灌胃給藥,每日一次,連續(xù)7 d。給藥體積均為10 mL/kg體質(zhì)量。

        2.2 小鼠應(yīng)激游泳時(shí)間的測(cè)定[3]末次給藥前,稱各組小鼠體質(zhì)量。于末次灌胃1 h后,將各組小鼠放入60 cm×30 cm×30 cm的游泳箱中,箱內(nèi)水溫控制在(12±0.5)℃。除此之外,另取10只同種小鼠,在同樣條件下,在水溫(30±0.5)℃的游泳箱中游泳,為常溫游泳對(duì)照組。各小鼠尾根部負(fù)重自身體質(zhì)量5%的鉛塊。以小鼠頭部沉入水中10 s不能浮出水面為體力耗竭,記錄小鼠自游泳開始至體力耗竭的時(shí)間作為小鼠游泳時(shí)間。

        2.3 小鼠轉(zhuǎn)棒時(shí)間的測(cè)定[4]于給藥第3天起對(duì)各組小鼠進(jìn)行轉(zhuǎn)棒訓(xùn)練,開始2 d轉(zhuǎn)棒速度為20 r/min,第3天為30 r/min,第4天為40 r/min。每天訓(xùn)練30 min。于末次灌胃1 h后,將各組小鼠放置在轉(zhuǎn)速為40 r/min的轉(zhuǎn)棒儀上,進(jìn)行轉(zhuǎn)棒試驗(yàn)。記錄各小鼠自放上轉(zhuǎn)棒儀到掉落的時(shí)間,計(jì)為轉(zhuǎn)棒時(shí)間。

        2.4 小鼠游泳后血乳酸的測(cè)定[5]于末次灌胃1 h后,將各小鼠放入60 cm×30 cm×30 cm的游泳箱中,箱內(nèi)水溫控制在(30±0.5)℃。不負(fù)重游泳60 min后停止。各小鼠立即用毛細(xì)管從眼內(nèi)眥取血。休息20 min后,再次取血。按試劑盒說明書方法測(cè)血乳酸。

        2.5 小鼠游泳后血清尿素氮的測(cè)定[6]于末次灌胃1 h后,將各小鼠放入60 cm×30 cm×30 cm的游泳箱中,箱內(nèi)水溫控制在(30±0.5)℃。不負(fù)重游泳90 min,休息60 min后采血,分離血清,二乙酰-肟法測(cè)定血清尿素氮。

        2.6 小鼠游泳后肝糖原的測(cè)定 于末次灌胃1 h后,將各小鼠放入60 cm×30 cm×30 cm的游泳箱中,箱內(nèi)水溫控制在(30±0.5)℃。不負(fù)重游泳90 min后立即處死。取肝臟經(jīng)生理鹽水漂洗后用濾紙吸干,精確稱取肝臟100 mg,蒽酮法測(cè)定肝糖原含量。

        2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 采用SPSS11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,數(shù)據(jù)以±s表示,多組間樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析,兩樣本均數(shù)比較采用t檢驗(yàn)。

        3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        3.1 對(duì)小鼠應(yīng)激游泳時(shí)間的影響 小鼠應(yīng)激游泳后,應(yīng)激對(duì)照組與常溫游泳對(duì)照組比較有顯著差異(P<0.001),表明低水溫應(yīng)激負(fù)重游泳會(huì)減少小鼠的游泳時(shí)間。與應(yīng)激對(duì)照組比較,角鯊烯3.6 mL/kg劑量組和1.8 mL/kg劑量組均可顯著延長(zhǎng)小鼠應(yīng)激游泳時(shí)間(P<0.001;P<0.05),分別延長(zhǎng)了49.51%和25.00%。提示角鯊烯膠丸對(duì)小鼠應(yīng)激狀態(tài)有顯著的拮抗作用。結(jié)果見表1。

        3.2 對(duì)小鼠轉(zhuǎn)棒時(shí)間的影響 與正常對(duì)照組比較,角鯊烯3.6 mL/kg劑量組和1.8 mL/kg劑量組均可顯著延長(zhǎng)小鼠轉(zhuǎn)棒運(yùn)動(dòng)時(shí)間(P<0.001),分別延長(zhǎng)了210.25%和85.09%。提示角鯊烯膠丸能夠增強(qiáng)小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力。結(jié)果見表2。

        表1 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠應(yīng)激游泳時(shí)間的影響(± s,n=10)

        表1 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠應(yīng)激游泳時(shí)間的影響(± s,n=10)

        注:與應(yīng)激對(duì)照組比較,*P <0.05,***P <0.001;與常溫對(duì)照組比較,△△△P <0.001。

        /min常溫對(duì)照組組別 動(dòng)物數(shù)/只 游泳時(shí)間10 4.36 ±0.4210 8.12 ±0.63應(yīng)激對(duì)照組 10 4.12 ±0.96△△△角鯊烯高劑量組 10 6.16 ±0.53***角鯊烯中計(jì)量組 10 5.15 ±0.64*角鯊烯低劑量組

        表2 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠轉(zhuǎn)棒時(shí)間的影響(± s,n=10)

        表2 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠轉(zhuǎn)棒時(shí)間的影響(± s,n=10)

        注:與對(duì)照組比較,***P <0.001。

        /min對(duì)照組組別 動(dòng)物數(shù)/只 轉(zhuǎn)棒時(shí)間10 3.22 ±0.88角鯊烯高劑量組 10 9.99 ±2.47***角鯊烯中計(jì)量組 10 5.96 ±1.06***角鯊烯低劑量組10 3.86 ±0.68

        3.3 對(duì)小鼠游泳后血乳酸的影響 與正常對(duì)照組比較,角鯊烯膠丸3.6 mL/kg劑量組明顯降低小鼠游泳后的血乳酸水平,同時(shí)也降低游泳休息20 min后的血乳酸水平,但三個(gè)劑量組對(duì)血乳酸平均清除率沒有顯著影響。結(jié)果見表3。

        表3 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠游泳后血乳酸的影響(± s,n=10)

        表3 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠游泳后血乳酸的影響(± s,n=10)

        注:與對(duì)照組比較,*P <0.05,**P <0.01。

        組別 動(dòng)物數(shù)/只血乳酸/(mmol·L-1)泳后即測(cè) 泳后20 min血乳酸平均清除率/(mmol·L-1·min-1)對(duì)照組10 9.88 ±0.79 4.54 ±0.80 0.267 ±0.020角鯊烯高劑量組 10 8.75 ±0.71**3.57 ±0.72*0.259 ±0.031角鯊烯中計(jì)量組 10 9.29 ±0.96 4.16 ±0.88 0.257 ±0.039角鯊烯低劑量組10 9.68 ±0.64 4.34 ±0.70 0.267 ±0.032

        3.4 對(duì)小鼠游泳后血清尿素氮的影響 與正常對(duì)照組比較,角鯊烯膠丸 3.6、1.8、0.9 mL/kg 劑量組均能顯著降低小鼠長(zhǎng)時(shí)間游泳后的血尿素氮水平(P<0.001,P<0.05)。結(jié)果見表4。

        表4 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠游泳后血尿素氮的影響作用(± s,n=10)

        表4 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠游泳后血尿素氮的影響作用(± s,n=10)

        注:與對(duì)照組比較,*P <0.05,***P <0.001。

        組別 動(dòng)物數(shù)/只 血尿素氮/(mmol·L-1)對(duì)照組10 13.68 ±0.74角鯊烯高劑量組 10 10.97 ±1.26***角鯊烯中計(jì)量組 10 11.99 ±1.70*角鯊烯低劑量組 10 11.94 ±1.69*

        3.5 對(duì)小鼠游泳后肝糖原的影響 與正常對(duì)照組比較,角鯊烯膠丸3.6、1.8 mL/kg劑量組顯著增加小鼠長(zhǎng)時(shí)間游泳后的肝糖原水平(P <0.001,P <0.05)。結(jié)果見表5。

        表5 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠游泳后肝糖原的影響作用(± s,n=10)

        表5 角鯊烯膠丸對(duì)小鼠游泳后肝糖原的影響作用(± s,n=10)

        注:與對(duì)照組比較,*P <0.05,***P <0.001。

        組別 動(dòng)物數(shù)/只 肝糖原/(mg·g-1)對(duì)照組10 5.36 ±0.78角鯊烯高劑量組 10 11.13 ±1.83***角鯊烯中計(jì)量組 10 7.32 ±1.96*角鯊烯低劑量組10 6.72 ±1.17

        4 討論

        體力性疲勞的出現(xiàn)與機(jī)體運(yùn)動(dòng)過程中的能量消耗、代謝物堆積和機(jī)體內(nèi)環(huán)境變化等因素有關(guān)。因此延緩疲勞的產(chǎn)生和加快疲勞的清除是對(duì)抗體力性疲勞的重要方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,角鯊烯能減少小鼠游泳后血乳酸的生成,使運(yùn)動(dòng)后機(jī)體的血乳酸量處于較低水平;減少長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)過程中蛋白質(zhì)的分解代謝,使血尿素氮生成減少;同時(shí)其還能增加肝糖原儲(chǔ)備,改善機(jī)體內(nèi)環(huán)境狀態(tài),達(dá)到抗疲勞的目的。

        生化指標(biāo)在機(jī)體出現(xiàn)疲勞之前就已經(jīng)發(fā)生改變,因此可以用反映疲勞的生化指標(biāo)如血乳酸、血尿素氮和肝糖原來反映疲勞程度[7]。在長(zhǎng)時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)后,機(jī)體相對(duì)缺氧,糖酵解加快,產(chǎn)生大量乳酸,使肌肉中H+濃度上升,pH值下降,導(dǎo)致疲勞。肌肉中大量乳酸向血液中擴(kuò)散,在乳酸脫氫酶(LDH)的作用下血乳酸生成丙酮酸后被代謝。提高LDH的活力是加速乳酸清除方法之一,從而達(dá)到抗疲勞的目的[8]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,角鯊烯并非通過作用于LDH而加快血乳酸的平均清除率。可能的機(jī)制是通過提高血氧飽和度,增強(qiáng)有氧代謝而實(shí)現(xiàn)減少血乳酸量。

        血尿素氮(BUN)是評(píng)價(jià)機(jī)體在運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)承受能力的指標(biāo)之一。BUN量隨運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加而增加,機(jī)體對(duì)負(fù)荷適應(yīng)能力越差,BUN的增加就越明顯[9]。當(dāng)機(jī)體較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后,不能通過糖、脂肪分解代謝獲得足夠的能量時(shí),蛋白質(zhì)與氨基酸分解代謝加強(qiáng),血尿素氮含量增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,小鼠長(zhǎng)時(shí)間游泳致血尿素氮的增加得到了明顯抑制,說明機(jī)體的蛋白質(zhì)分解代謝降低,運(yùn)動(dòng)所需的能量物質(zhì)來自糖原的分解。給予角鯊烯后,小鼠體內(nèi)糖原儲(chǔ)備增加,為長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)提供直接的能量供應(yīng),從而減少了蛋白質(zhì)和氨基酸的分解代謝。肝糖原儲(chǔ)備的增加與角鯊烯護(hù)肝作用有一定的關(guān)系。

        另一方面,運(yùn)動(dòng)耐力的提高也是抗疲勞能力的表現(xiàn)之一。游泳時(shí)間和轉(zhuǎn)棒時(shí)間長(zhǎng)短可以反映動(dòng)物運(yùn)動(dòng)疲勞的程度,時(shí)間延長(zhǎng)表明運(yùn)動(dòng)能力和抗疲勞能力增強(qiáng)。冷水游泳加入了惡劣環(huán)境的外部影響,綜合應(yīng)激和運(yùn)動(dòng)疲勞。冷應(yīng)激可引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng),發(fā)生一系列酶促氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生大量自由基[10]。而自由基和脂質(zhì)過氧化損傷與運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生密切相關(guān)[11]。一分子角鯊烯中具有6個(gè)烯鍵,因此具有極強(qiáng)的抗氧化作用,可以對(duì)機(jī)體過氧化反應(yīng)起到保護(hù)作用。

        綜上所述,角鯊烯具有顯著的抗疲勞作用。作用機(jī)制與其具有改善機(jī)體新陳代謝、增加糖原儲(chǔ)備、增強(qiáng)有氧代謝和抗氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。

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