崔笑梅，曹建民，周海濤

（1.蘭州理工大學(xué)，甘肅 蘭州 730050；2.北京體育大學(xué)，北京 100084；3.北京聯(lián)合大學(xué)，北京 100023）

巴戟天對(duì)大鼠抗運(yùn)動(dòng)性疲勞能力及腦組織自由基的影響

崔笑梅1，曹建民2，周海濤3

（1.蘭州理工大學(xué)，甘肅 蘭州 730050；2.北京體育大學(xué)，北京 100084；3.北京聯(lián)合大學(xué)，北京 100023）

目的 研究巴戟天對(duì)大鼠抗運(yùn)動(dòng)性疲勞能力及腦組織自由基的影響。方法 以大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練大鼠為模型，將55只49 d齡雄性Wistar大鼠隨機(jī)分為5組：靜止對(duì)照組（C組），運(yùn)動(dòng)對(duì)照組（T組），運(yùn)動(dòng)ig低劑量巴戟天組（TML組），運(yùn)動(dòng)ig中劑量巴戟天組（TMM組），運(yùn)動(dòng)ig高劑量巴戟天組（TMH組），每組10只。采用專業(yè)灌胃器每天ig 1次。低、中、高劑量組ig劑量分別為4 g/（kg·d）、8 g/（kg·d）、12 g/（kg·d），ig量為5 ml/kg，C和T組ig等量生理鹽水。4周力竭游泳訓(xùn)練。末次訓(xùn)練后24 h，測(cè)定體重、力竭游泳時(shí)間及腦組織中丙二醛（MDA）等相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果 TM各組體重大于T組（P＜0.05），力竭游泳時(shí)間均長(zhǎng)于T組（P＜0.01），TM各組間無(wú)顯著性差異。力竭游泳導(dǎo)致大鼠腦組織中MDA含量顯著升高，運(yùn)動(dòng)對(duì)照組及TM各組分別升高至（6.06±0.24）umol/L、（4.77±0.26）umol/L、（4.89±0.19）umol/L、（5.09±0.33）umol/L、，但TM各組明顯低于運(yùn)動(dòng)對(duì)照組（P＜0.01）；SOD，GSH-Px活性顯著下降，運(yùn)動(dòng)對(duì)照組及TM各組SOD分別下降至（211.35±13.37），（255.85±10.31），（263.98± 10.24），（267.31±12.69）U/mL，GSH-Px分別下降至（55.72±5.23），（70.64±5.83），（71.96±4.96），（75.38±5.06）U/mg但TM各組明顯高于運(yùn)動(dòng)對(duì)照組（P＜0.01）；TM各組間各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著性差異。結(jié)論 巴戟天能夠提高腦組織抗氧化酶活性，從而抑制大強(qiáng)度力竭運(yùn)動(dòng)造成的腦組織氧化損傷，延緩疲勞。

巴戟天；大鼠；抗疲勞；腦組織；自由基

巴戟天（MORINDAE OFFlCINALIS RADIX，RMO）為雙子葉植物茜草科（Rubiaceae）巴戟天（Morinda officinalis How.）的干燥根，味甘、微澀，性微溫，是我國(guó)著名四大南藥之一。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，其后歷代本草均有記載。主要成分為巴戟天多糖、樹脂，并含豐富的微量元素和維生素C等。巴戟天在中醫(yī)藥處方中應(yīng)用廣泛，是重要的中藥材品種之一。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，巴戟天具有補(bǔ)腎助陽(yáng)，祛風(fēng)除濕，強(qiáng)筋健骨，抗疲勞、增強(qiáng)免疫力等功效[1]。本文以大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練大鼠為模型，研究巴戟天對(duì)大鼠抗運(yùn)動(dòng)性疲勞能力及腦組織自由基的影響，旨在為其臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

清潔級(jí)55只雄性Wistar大鼠，49 d齡，平均體重（187.75± 12.85）g，由北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部提供（合格證編號(hào)：SCXK（京）2006-000）8。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)溫度保持在（22±2）℃，相對(duì)濕度55%～75%，光照時(shí)間隨自然變化。所有試驗(yàn)大鼠均以基礎(chǔ)飼料（北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)部提供）和蒸餾水常規(guī)飼養(yǎng)，自由飲食。試驗(yàn)時(shí)間為35 d，正式訓(xùn)練時(shí)間為28 d。

1.2 試驗(yàn)用藥

試驗(yàn)用巴戟天產(chǎn)自廣東肇慶，購(gòu)自北京同仁堂（批號(hào)：100156357），并經(jīng)天津中瑞藥業(yè)有限公司高占友高級(jí)工程師鑒定。稱取巴戟天600 g加7倍水，浸泡90 min后煎30 min，將所得水煎液過濾，再將過濾出的巴戟天加4倍水煎30 min，將所得水煎液過濾。將兩次過濾出的水煎液混合，濃縮到50 ml置于三角瓶?jī)?nèi)。最后將制備好的所有藥液放入4℃冰箱冷凍保存，即為巴戟天煎劑（生藥）12 g/ml。

1.3 試劑

測(cè)定丙二醛（MDA）采用比色法；測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）采用黃嘌呤氧化酶法；測(cè)定谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）采用化學(xué)比色法。均采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒（試劑盒編號(hào)：20120509），嚴(yán)格按照使用說(shuō)明書操作。

1.4 儀器

BS224S型電子分析天平、CQ-250超聲波清洗器、RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、DL-50型超級(jí)恒溫器、756M C型紫外可見分光光度計(jì)及GL-20G高速冷凍離心機(jī)。

2 方法

2.1 動(dòng)物分組

實(shí)驗(yàn)大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)4 d后，以20 min/d的運(yùn)動(dòng)量對(duì)其進(jìn)行為期3 d的篩選，淘汰不適應(yīng)游泳訓(xùn)練者。將剩余大鼠以數(shù)字隨機(jī)分組法分為5組：靜止對(duì)照組（C組），運(yùn)動(dòng)對(duì)照組（T組），運(yùn)動(dòng)ig低劑量巴戟天組（TML組），運(yùn)動(dòng)ig中劑量巴戟天組（TMM組），運(yùn)動(dòng)ig高劑量巴戟天組（TMH組），每組10只。各組每天自由攝食飲水，采用專業(yè)灌胃器，每天ig一次。低、中、高劑量組ig劑量分別為4 g/（kg·d）、8 g/（kd·d）、12 g/（kd·d），相當(dāng)于成人推薦劑量的5倍、10倍、30倍。ig量為5 ml/kg，C和T組ig等量生理鹽水。

2.2 訓(xùn)練及測(cè)試方案

C組不進(jìn)行任何訓(xùn)練。其他組進(jìn)行負(fù)重游泳訓(xùn)練，均采用100 cm×50 cm×60 cm的玻璃泳槽作為大鼠游泳訓(xùn)練裝置，水深50 cm。水溫（31±2）℃，為防止大鼠在水面漂浮不動(dòng)，特在游泳箱底部放置佳寶AP1500型水泵形成流動(dòng)水。訓(xùn)練28 d，第一周不負(fù)重，第二周負(fù)2%體重，第三周負(fù)4%體重，第四周負(fù)5%體重，每次游泳訓(xùn)練至力竭。大鼠開始游泳至力竭所用時(shí)間為大鼠力竭運(yùn)動(dòng)能力[2]。力竭標(biāo)準(zhǔn)以大鼠下沉后10 s不露出水面為度。處死前的最后1次為無(wú)負(fù)重力竭游泳訓(xùn)練，記錄力竭時(shí)的游泳時(shí)間。末次訓(xùn)練后24 h測(cè)定體重、力竭游泳時(shí)間及腦組織中（MDA等生化指標(biāo)。處死時(shí)均采用戊巴比妥鈉65 mg/kg麻醉，斷頭處死，立即開顱，迅速取出全腦，浸入冰生理鹽水中洗凈殘余血液，濾紙吸干，用剪刀剪下約0.3～0.4 g腦組織，用電子天平稱重，按1∶9（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）加入冰冷的生理鹽水，冷環(huán)境中勻漿制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的腦組織勻漿液，低溫離心（2 000 r/ min）20 min，取上清液于樣品管中待測(cè)。

2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

3 結(jié)果

3.1 體重及運(yùn)動(dòng)能力變化（見表1）

表1 巴戟天對(duì)大鼠體重及運(yùn)動(dòng)能力的影響（±s）

表1 巴戟天對(duì)大鼠體重及運(yùn)動(dòng)能力的影響（±s）

注：*表示與C組比較，P＜0.05；**表示與C組比較，P＜0.01；△表示與T組比較，P＜0.05；△△表示與T組比較，P＜0.01

組別 劑量（g/kg·d） 實(shí)驗(yàn)前體重（g） 實(shí)驗(yàn)后體重（g）力竭游泳時(shí)間（min）C組T組TML組TMM組TMH組182.66±16.54 176.83±16.58 197.88±16.37**△△102.38±15.75**△△106.54±14.84**△△--481 2 187.16±14.65 186.85±13.96 187.99±15.09 187.28±15.24 186.89±14.59 236.78±27.97 219.78±16.41**226.59±18.35*△230.64±17.96*△235.19±18.23*△

由表1可知，TM各組間體重?zé)o顯著性差異，大于T組（P＜0.05），小于C組（P＜0.05），且體重隨劑量增大而增加；TM各組力竭游泳時(shí)間長(zhǎng)于C組、T組（P＜0.01），且隨劑量增大而延長(zhǎng)，但組間無(wú)顯著性差異。

3.2 腦組織MDA、GSH-Px、SOD含量

表2 巴戟天對(duì)力竭大鼠腦組織MDA、GSH-Px、SOD含量的影響（±s）

表2 巴戟天對(duì)力竭大鼠腦組織MDA、GSH-Px、SOD含量的影響（±s）

注：同表1

組別 劑量（g//kg·d） MDA（μmol./L） GSH-Px（U/mg） SOD/（U/ml）C組T組TML組TMM組TMMH組271.54±13.68 211.35±13.37** 255.85±10.31△263.98±10.24△267.31±12.69△--481 2 4.68±0.28 6.06±0.24** 4.77±0.26△4.89±0.19△5.09±0.33△80.96±6.88 55.72±5.23** 70.64±5.83△71.96±4.96△75.38±5.06△

力竭運(yùn)動(dòng)引起大鼠腦組織MDA含量升高，T組高于C組（P＜0.01），TM各組均低于T組（P＜0.05）,但高于C組；GSHPxSOD含量下降，T組低于C組（P＜0.01），TM各組高于T組（P＜0.01），但低于C組；TM組間以上各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著性差異（見表2）。

4 討論

4.1 巴戟天對(duì)大鼠體重及運(yùn)動(dòng)能力的影響

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，通過體重的變化可以了解訓(xùn)練的安排是否妥當(dāng)、訓(xùn)練對(duì)機(jī)體的影響程度和機(jī)體對(duì)訓(xùn)練的適應(yīng)狀況[3]。試驗(yàn)結(jié)果顯示，T組體重小于C組（P＜0.01），說(shuō)明機(jī)體的自身調(diào)節(jié)作用已不能完全阻止力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育所產(chǎn)生的影響；TM各組體重大于T組（P＜0.05），小于C組（P＜0.05），說(shuō)明巴戟天對(duì)長(zhǎng)時(shí)間力竭運(yùn)動(dòng)造成的機(jī)體損傷有一定作用，可在一定程度上抑制體重相對(duì)增長(zhǎng)下降的趨勢(shì)。

力竭時(shí)間是機(jī)體的抗應(yīng)激能力、抗疲勞能力等多種能力的綜合體現(xiàn)，是衡量機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的重要直接指標(biāo)[4]。試驗(yàn)結(jié)果顯示，TM各組力竭游泳時(shí)間明顯長(zhǎng)于C組、T組（P＜0.01），且隨劑量增大而延長(zhǎng)。說(shuō)明巴戟天能夠延緩大鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生，提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力，且呈劑量依賴性。其機(jī)理可能為以下幾方面：（1）巴戟天中的主要成分巴戟天多糖對(duì)物理、化學(xué)及生物來(lái)源的多種活性氧（ROS）具有清除作用，具有減輕脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）的生成量，提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性和穩(wěn)定細(xì)胞膜的作用，從而提高大鼠運(yùn)動(dòng)時(shí)自由基的消除，起到抗疲勞、提高運(yùn)動(dòng)能力作用[5]。（2）巴戟天中富含維生素C及錳等多種微量元素，能夠促進(jìn)機(jī)體能量代謝，起到抗疲勞作用，提高運(yùn)動(dòng)能力[6]。（3）巴戟天有助于肌糖原的合成和含量的提高，加快并促進(jìn)ATP高能磷酸化合物合成，起到抗疲勞、提高運(yùn)動(dòng)能力的作用[7]。

4.2 巴戟天對(duì)腦組織自由基的影響

自由基又稱游離基，是指外層軌道含有未配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)或特殊狀態(tài)的分子，他們是生物體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。自由基特別是高度活潑的羥自由基對(duì)人體的危害主要是發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)使細(xì)胞膜變性，并喪失對(duì)細(xì)菌和病毒的抵御能力，攻擊正在復(fù)制中的基因等。在正常情況下體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)[8]。力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)，氧自由基大量產(chǎn)生，組織抗氧化能力下降、氧自由基與細(xì)胞膜上的多聚不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，致使細(xì)胞膜受到破壞，其流動(dòng)性和通透性發(fā)生變化，胞內(nèi)Ca2+嚴(yán)重超負(fù)荷，線粒體和三磷酸腺苷含量明顯減少。腦組織是體內(nèi)所有器官、組織中最易遭受自由基襲擊的部分[9]。機(jī)體的功能多集中于大腦，大腦是一種高度發(fā)達(dá)、結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜、功能非常完善的特殊物質(zhì)系統(tǒng)，是體內(nèi)分析、綜合的最高級(jí)中樞，腦組織受損可導(dǎo)致皮層功能受損，進(jìn)而使運(yùn)動(dòng)沖動(dòng)發(fā)放減弱，大腦分析、綜合能力下降，并產(chǎn)生各種感覺（如時(shí)間與空間感覺）障礙，還可導(dǎo)致心理應(yīng)激加強(qiáng)，不良情緒增多，從而削弱運(yùn)動(dòng)員競(jìng)爭(zhēng)的動(dòng)機(jī)與意志，阻礙運(yùn)動(dòng)成績(jī)發(fā)揮。腦作為運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)中樞，其功能正常與否，直接關(guān)系到機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力[10]。

機(jī)體內(nèi)存在清除自由基、減輕其危害的主要物質(zhì)是抗氧化酶[11]。SOD是需氧生物體內(nèi)數(shù)千種酶中以氧自由基為底物的唯一酶，該酶對(duì)底物具有很強(qiáng)的專一性，且催化效能高。其通過催化超氧陰離子形成過氧化氫而清除超氧陰離子，保護(hù)機(jī)體免受損傷，在一定范圍內(nèi)，自由基代謝增強(qiáng)時(shí)，SOD會(huì)代償性增加。因此，SOD活性的高低是機(jī)體抗氧化能力強(qiáng)弱的標(biāo)志。GSH-Px主要存在于細(xì)胞液與線粒體內(nèi)，是機(jī)體廣泛存在的一種重要的抗氧化酶，與SOD、CAT一同構(gòu)成了對(duì)抗機(jī)體活性氧的三道防線，可催化GSH對(duì)過氧化氫的還原反應(yīng)，從而起到保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用[12]。MDA是細(xì)胞脂質(zhì)過氧化的主產(chǎn)物，生物膜脂質(zhì)不飽和脂肪酸極易受到自由基攻擊而發(fā)生過氧化，MDA生成量不僅反映氧自由基生成與否，而且還反映脂質(zhì)過氧化程度。組織線粒體MDA含量是目前公認(rèn)的衡量機(jī)體自由基代謝的敏感指標(biāo)[13]。

試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，作為一種直接發(fā)揮抗氧化作用的化合物，巴戟天能夠有效清除大鼠因大強(qiáng)度力竭運(yùn)動(dòng)引起的自由基代謝紊亂并提高抗氧化能力,進(jìn)而直到改善、抑制腦組織氧化損傷，緩解疲勞的作用。其機(jī)制可能為一方面巴戟天中所含巴戟素通過改善機(jī)體供氧能力，改善運(yùn)動(dòng)機(jī)體微循環(huán)，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，使SOD增加、活力增強(qiáng)，降低腦組織的過氧化脂質(zhì)（LPO）含量[14]；另一方面通過減少機(jī)體超氧陰離子自由基的生成，而使SOD的消耗相應(yīng)降低。兩方面的共同作用能夠調(diào)節(jié)機(jī)體維持SOD的動(dòng)態(tài)平衡，顯著提高大鼠力竭運(yùn)動(dòng)腦組織SOD活性，對(duì)清除機(jī)體自由基、減輕自由基對(duì)腦組織的氧化損傷起到積極作用，從而延緩疲勞發(fā)生，提高運(yùn)動(dòng)能力。

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R965

A

1671-1246（2014）19-0100-03

注：本文系2013年甘肅省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（13YD061）