葉素英 周艷陽 葉紹凡

(桂林航天工業(yè)學(xué)院體育部，廣西 桂林 541004)

劇烈運(yùn)動時，腦組織對氧氣的消耗增多導(dǎo)致線粒體電子漏增加，自由基生成增多，過量的自由攻擊細(xì)胞膜、線粒體等細(xì)胞器使其受損，易導(dǎo)致腦組織的氧化損傷。多糖是黃精主要的功能成分之一，臨床醫(yī)學(xué)研究表明，黃精多糖具有抗氧化〔1〕、抑菌消炎〔2〕、抗腫瘤〔3〕、抗衰老〔4〕、降低血糖〔5〕、提高免疫力〔6〕等功效。然而，有關(guān)黃精多糖在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究相對較少。本研究擬探討黃精多糖對大強(qiáng)度訓(xùn)練大鼠腦組織抗氧化損傷、一氧化氮體系的影響及生化機(jī)制，旨在為黃精多糖運(yùn)用于運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動物 雄性清潔級SD大鼠34只，兩月齡，健康，體質(zhì)量170～220 g，購于桂林醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心。國家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類飼料分籠喂養(yǎng)，自由進(jìn)食和進(jìn)水。動物飼養(yǎng)環(huán)境為室溫22℃～26℃，濕度48%～65%，照明隨自然規(guī)律。

1.2材料、試劑及儀器 主要試劑：黃精多糖的提取參照文獻(xiàn)〔6〕進(jìn)行，總糖含量為85.8%。丙二醛(MDA)測試盒、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)測試盒、超氧化物歧化酶(SOD)測試盒、過氧化氫酶(CAT)測試盒、一氧化氮(NO)測試盒、一氧化氮合酶(NOS)測試盒均購自南京建成生物有限公司。

主要儀器：大鼠電動跑臺購自杭州段氏公司，轉(zhuǎn)速冷凍機(jī)購于北京沃德生物醫(yī)學(xué)儀器公司，721型分光光度計、MP200A型電子天平購自上海第二分析儀器廠，F(xiàn)SH-2高速電動勻漿機(jī)、DL-46RC低速冷凍離心機(jī)購自中科生物醫(yī)學(xué)高科技開發(fā)公司。

1.3實(shí)驗(yàn)動物分組及訓(xùn)練 實(shí)驗(yàn)動物分組：大鼠適應(yīng)飼養(yǎng)1 w后，對大鼠進(jìn)行15 m/min、5 min/d的3 d跑臺訓(xùn)練，同時篩選動物，剔除不適應(yīng)跑臺的大鼠4只，剩余大鼠隨機(jī)分為安靜組、運(yùn)動組、運(yùn)動給藥組，每組10只。

運(yùn)動方案：安靜組不運(yùn)動，安靜飼養(yǎng)。其余兩組進(jìn)行為期7 w的跑臺運(yùn)動，每周6 d，周日休息。運(yùn)動方案參考文獻(xiàn)〔7〕并略加調(diào)整。第1周15 m/min；第2周22 m/min；第3周25 m/min；第4周31 m/min；第5周35 m/min；第6周35 m/min；第7周35 m/min。

1.4給藥方案 黃精多糖在使用前用0.3%的羧甲基纖維素鈉制成懸浮液，運(yùn)動給藥組小鼠在每天上午9∶00～11∶00灌服劑量為130 g/kg(根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)的有效性制定劑量)黃精多糖懸浮液，其他兩組小鼠灌胃等體積的生理鹽水。

1.5指標(biāo)的測定方法 末次訓(xùn)練結(jié)束后，各組尾部取血2 ml，肝素抗凝，測定血紅蛋白(Hb)和全血乳酸(Bla)。然后小鼠用200 mg/L烏拉旦麻醉，迅速取出腦組織，生理鹽水洗凈血液，并用濾紙吸干，稱重-80℃冰箱保存待測。Hb的測定采用氰化高鐵比色法。腦組織勻漿液的制備：秤取5 g腦組織，按1∶9的比例加入生理鹽水后，在冰浴條件下用勻漿機(jī)勻漿，以4℃，6 000 r/min的轉(zhuǎn)速冷凍機(jī)離心15 min，分離提取上清液，4℃冰箱保存待測。組織總蛋白的測定采用考馬斯亮藍(lán)法，SOD的測定采用黃嘌呤氧化酶法，MDA 含量的測定采用TBA法，GSH-Px的測定采用DTNB法，NO測定采用硝酸還原酶法，NOS活性的測定采用比色法。

2 結(jié) 果

2.1黃精多糖對各組小鼠血Hb、Bla的影響 與安靜組相比，運(yùn)動組Hb極顯著降低(P<0.01)，Bla極顯著升高(P<0.01)；與運(yùn)動組相比，運(yùn)動給藥組Hb極顯著升高(P<0.01)，Bla極顯著降低(P<0.01)。見表1。

表1 黃精多糖對各組小鼠Hb、Bla水平的影響

2.2黃精多糖對各組小鼠腦組織抗氧化能力的影響 與安靜組相比，運(yùn)動組MDA顯著升高(P<0.05)，GSH-Px、CAT、SOD極顯著降低(P<0.01)；與運(yùn)動組相比，運(yùn)動給藥組MDA顯著降低(P<0.05)，GSH-Px、SOD極顯著升高(P<0.01)，CAT略高。見表2。

表2 各組小鼠腦組織抗氧化測定結(jié)果

2.3黃精多糖對力竭訓(xùn)練小鼠腦組織NO、NOS的影響 與安靜組相比，運(yùn)動組NO含量、總NOS、iNOS顯著或極顯著升高(P<0.05，P<0.01),eNOS顯著降低(P<0.05)；與運(yùn)動組相比，運(yùn)動給藥組NO含量、總NOS、iNOS顯著或極顯著降低(P<0.05，P<0.01)，eNOS顯著升高(P<0.05)。見表3。

表3 各組小鼠腦組織NO、NOS測定結(jié)果

3 討 論

Hb、Bla是常見評定機(jī)體運(yùn)動疲勞的指標(biāo)。有研究表明，灌服黃精提取物后，小鼠爬桿、力竭游泳時間明顯延長，血Hb、肌糖原、肝糖原含量升高，Bla、尿素氮(BUN)含量降低，抗疲勞能力提高〔8，9〕。本研究結(jié)果說明機(jī)體在大強(qiáng)度運(yùn)動時酸堿平衡被打破，造血功能降低導(dǎo)致Hb含量下降，同時機(jī)體對能量的需求增加，有氧供能不足，無氧酵解供能占主導(dǎo)地位，機(jī)體自身清除能力降低導(dǎo)致Bla過量堆積。而補(bǔ)充黃精多糖可以提高機(jī)體內(nèi)Hb含量，同時減少Bla的堆積。其機(jī)制可能是黃精多糖提高了機(jī)體的造血功能與有氧供能能力，造血功能的改善促進(jìn)了Hb的再生與合成，有氧代謝增強(qiáng)加速了Bla的清除，結(jié)果提示黃精多糖具有延緩疲勞的作用。

大強(qiáng)度運(yùn)動引起腦組織自由基增多，一方面，過量的自由基過度消耗腦組織中抗氧化酶，導(dǎo)致腦組織清除自由基能力下降。另一方面，過量的自由基與生物膜不飽和脂肪酸發(fā)生反應(yīng)，引起生物膜功能障礙，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外離子轉(zhuǎn)運(yùn)紊亂，影響肌纖維的興奮收縮偶聯(lián)、線粒體功能紊亂、氧代謝能力減弱、ATP生成減少及能量供應(yīng)不足等諸多生理反應(yīng)，加重組織損傷〔10～12〕。GSH-Px、SOD、CAT是腦組織內(nèi)常見消除自由基的抗氧化酶類，其活性的強(qiáng)度間接反映機(jī)體抗氧化能力。MDA是脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物，其含量的多少反映機(jī)體內(nèi)自由基的多寡。小鼠的抗氧化實(shí)驗(yàn)表明，黃精多糖可以降低小鼠血清、骨骼肌MDA含量，提高SOD、GSH-Px的活性〔13〕，提高小鼠腦組織中Na+/K+-ATPase、Ca2+/Mg2+-ATPase的活性〔14〕，對低氧、復(fù)氧小鼠具有抗氧化損傷作用〔15〕。本研究也表明大強(qiáng)度運(yùn)動導(dǎo)致腦組織中自由基含量增多，過量的自由基消耗抗氧化酶的活性。而黃精多糖在一定程度上降低腦組織中脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，加快了自由基的清除，具有抗大強(qiáng)度運(yùn)動小鼠腦組織過氧化損傷的作用。黃精多糖抗大強(qiáng)度運(yùn)動大鼠腦組織氧化損傷的作用機(jī)制可能有幾個方面：①黃精多糖參與提高抗氧化酶活性，可能在轉(zhuǎn)錄水平增加細(xì)胞的mRNA表達(dá)；②黃精多糖參與自由基的清除，原因可能是黃精多糖中含大量的硒〔16〕；③黃精多糖可能抑制氧化酶(黃嘌呤氧化酶、脂質(zhì)過氧化酶等)的活性，減少自由基的生成。④黃精多糖與游離的金屬離子(鐵離子、鈣離子等)結(jié)合，降低游離金屬離子對自由基的激發(fā)能力。

在劇烈運(yùn)動過程中，NO及NOS具有雙重作用：(1)eNOS催化生成的NO為血管擴(kuò)充因子，降低血管阻力、增強(qiáng)血管血流量，從而保障氧等有氧物質(zhì)的供給及有害物質(zhì)的排出；(2)iNOS過量產(chǎn)生的NO伴隨同樣的毒性代謝物，對組織造成嚴(yán)重的損傷。毛雁等〔17〕的研究表明，黃精提取物可以促進(jìn)骨骼肌產(chǎn)生生理量NO，升高TNOS、eNOS活性，抑制大強(qiáng)度運(yùn)動導(dǎo)致的iNOS的過量表達(dá)。本研究結(jié)果也表明大強(qiáng)度訓(xùn)練造成腦組織暫時性缺血，eNOS活性降低，大量的iNOS被激活，同時產(chǎn)生NO，并產(chǎn)生毒性代謝產(chǎn)物。而黃精多糖可以抑制大強(qiáng)度運(yùn)動中iNOS活性，提高eNOS活性，調(diào)節(jié)NO的產(chǎn)生量，改善腦組織毛細(xì)血管張力，增強(qiáng)血管血流量。機(jī)制可能與黃精多糖抗氧化作用有關(guān)，黃精多糖能提高抗氧化酶的活性，清除過量自由基的產(chǎn)生，調(diào)節(jié)一氧化氮體系的平衡，減輕NO產(chǎn)生伴隨的毒性作用。

總之，黃精多糖可提高大強(qiáng)度訓(xùn)練大鼠的造血功能與有氧供能能力，促進(jìn)血液中Hb的再生與合成，加速Bla的清除，延緩運(yùn)動疲勞的發(fā)生，同時提高腦組織抗氧化能力及自由基的清除，調(diào)節(jié)一氧化氮體系的平衡，減輕產(chǎn)生NO時伴隨的毒性作用。

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