張建偉

（唐山師范學(xué)院體育系，河北唐山063000）

運動員作為一個特殊人群，長期的高強度運動訓(xùn)練和比賽很容易產(chǎn)生運動性應(yīng)激類疾病。其中，運動員應(yīng)激性胃潰瘍的發(fā)病率很高。應(yīng)激性胃潰瘍指機體在應(yīng)激狀態(tài)下引起的一種急性胃黏膜表淺損傷，表現(xiàn)為胃黏膜出血、糜爛。提高運動成績勢必要加大運動強度，而大強度的力竭性運動所導(dǎo)致的運動應(yīng)激性胃潰瘍又嚴(yán)重影響運動員的健康及運動成績的提高。如何減輕和消除運動應(yīng)激性胃潰瘍，目前是運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重點關(guān)注的問題之一。

對于運動員用藥來說，必須符合相應(yīng)的規(guī)范，避免使用違禁藥物。因此，藥食同源的天然食材成為調(diào)理運動員身體機能的理想選擇。

為此，我們探討了納豆激酶干預(yù)運動應(yīng)激性胃潰瘍的作用效果，為納豆激酶的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

8周齡雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠，體質(zhì)量（180±18.8）g：購自北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司。

納豆激酶：由本實驗室通過大豆發(fā)酵制得的新鮮納豆分離沉淀得到。

超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）、內(nèi)皮素（ET）、一氧化氮合酶（NOS）測定試劑盒：南京建成生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DSPT-202跑臺：中國杭州段氏制造；低溫離心機：Ependorff公司；721B分光光度計：北京六一儀器廠；恒溫培養(yǎng)箱：日本Sanyo公司；DK-98-1A恒溫水浴鍋：天津泰斯特有限公司。

1.3 方法

1.3.1 模型制備、分組及運動訓(xùn)練方案

雄性SD大鼠（北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司），8周齡，體重（180±18.8）g。普通飼料喂養(yǎng)，自由飲食，飼養(yǎng)室溫為（25±2）℃，濕度為 55%～57%，照明隨同自然變化。適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后，隨機分為力竭組、力竭加藥組和安靜組，每組10只大鼠。

力竭組：在運動模型的基礎(chǔ)上運動至力竭。

力竭加藥組：每次訓(xùn)練前3 h灌胃以等體積生理鹽水配制的新鮮納豆制得的粗酶，補充劑量為5 mL/kg體重。在運動模型的基礎(chǔ)上運動至力竭。

安靜對照組：不進(jìn)行任何訓(xùn)練，每天補充同劑量的生理鹽水。

運動模型：在倪靜運動應(yīng)激性胃潰瘍模型[1]和Bedford運動模型[2]基礎(chǔ)上，以及動物行為學(xué)表現(xiàn)的變化，建立了運動模型。

具體方案：力竭組及力竭加藥組以15 m/min，15 min/d進(jìn)行5 d適應(yīng)性跑臺運動，休息2 d后進(jìn)入正式訓(xùn)練。一共訓(xùn)練6周：基礎(chǔ)訓(xùn)練階段（第1～4周）和建模訓(xùn)練階段（第5～6周）。基礎(chǔ)訓(xùn)練階段大鼠運動方案：跑速15 m/min，運動時間25 min/d，跑距375 m，負(fù)荷級別一級負(fù)荷（第1周）；跑速20 m/min，運動時間30 min/d，跑距600 m，負(fù)荷級別二級負(fù)荷（第2周）；跑速25 m/min，運動時間35 min/d，跑距875 m，負(fù)荷級別三級負(fù)荷（第3周）；跑速30 m/min，運動時間40 min/d，跑距1 200m，負(fù)荷級別四級負(fù)荷（第4周）。力竭運動階段大鼠運動方案：跑速33m/min，負(fù)荷級別五級，負(fù)荷變化為五級負(fù)荷減至一級負(fù)荷（第5周）；跑速35m/min，負(fù)荷級別六級，負(fù)荷變化為六級負(fù)荷減至一級負(fù)荷（第6周）。

后2周訓(xùn)練分別以預(yù)定運動負(fù)荷33 m/min，35 m/min跑速運動，當(dāng)動物跟不上預(yù)定速度，大鼠臀部壓在籠具后壁上，后肢隨著轉(zhuǎn)動皮帶后拖達(dá)30 s，毛刷驅(qū)趕或手輕推均無效，逐漸降低運動負(fù)荷至一級負(fù)荷，繼續(xù)運動，直至真正到不能運動，視為力竭[5]。

行為學(xué)特征：每天觀察并記錄動物的一般情況（毛色、活動、攝食量、死亡率等情況）及訓(xùn)練情況（跑步速度、動作協(xié)調(diào)性、各組力竭時間、運動后的呼吸深急情況、幅度大小、精神疲倦情況、是否腹臥位、垂頭、刺激后有無反應(yīng)），并在每周休息日稱重1次。

1.3.2 樣品制備

運動末次達(dá)到訓(xùn)練效果后，即刻稱重，乙醚麻醉、斷頭、解剖取胃。胃取出后立刻置于冰生理鹽水沖洗，沿著大彎側(cè)剪開、展平，計算潰瘍指數(shù)（按照Guth[3]標(biāo)準(zhǔn)計算）；測量每個潰瘍的長度，以全胃各潰瘍長度之和（L/mm）作為潰瘍指數(shù)；之后用生理鹽水低溫勻漿處理，制備10%的勻漿，低溫冷凍離心3 000 r/min，離心10 min，分離上清液4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

潰瘍抑制率計算公式：潰瘍抑制率/%=（對照組潰瘍長度總和—給藥組潰瘍長度總和）/對照組潰瘍長度總和×100。

1.3.3 指標(biāo)測定

超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、丙二醛（MDA）、內(nèi)皮素（ET）、一氧化氮合酶（NOS）含量測定，均按試劑盒說明操作。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS13.0軟件，組間差異比較采用獨立樣本t檢驗。P＜0.05，表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 各組大鼠的一般行為學(xué)特征

各組大鼠的攝食量：前4周各組大鼠攝食量無明顯差異，第5周和第6周力竭組大鼠攝食量比安靜組大鼠攝食量顯著降低，力竭加藥組大鼠比安靜組大鼠的攝食量有下降趨勢，但是無顯著性變化。

各組大鼠的精神狀況：安靜組大鼠的毛色干凈整齊，呼吸均勻，對驚嚇的反應(yīng)敏感。各組大鼠前四周毛色均有光澤，對驚嚇刺激反應(yīng)敏感，跑步姿勢協(xié)調(diào)，后退蹬地有力，只需要聲音刺激即可完成每天訓(xùn)練，跑步時腹部與跑臺不接觸，尾巴翹起，極少與地面接觸，糞便顏色正常。運動后呼吸頻率有所加速，但與安靜組比較無明顯變化。從第5周的大強度運動訓(xùn)練開始，力竭組出現(xiàn)大鼠毛色暗淡且雜亂無光澤，對驚嚇刺激反應(yīng)遲鈍，跑步姿勢僵硬，需要聲音和電雙重刺激才可完成每天的訓(xùn)練，跑步時腹部與跑臺接觸頻發(fā)，尾巴拖地現(xiàn)象明顯，糞便顏色偏黑而且較軟，肛周有污物。運動后呼吸幅度深急，嗜睡。力竭加藥組雖有以上類似個別情況，但是表現(xiàn)不是很明顯，遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于力竭組，與安靜組比較無明顯的變化。

2.2 各組大鼠體重的變化

各組大鼠體重變化見表1。

表1 納豆激酶對各組大鼠體重的影響Table 1 The effect of nattokinase on weight of rats

由表1可知，各組大鼠在試驗前體重沒有顯著差異，試驗開始后體重均有增加，前4周各組大鼠體重增加沒有顯著差異，第5周開始，與安靜組比較，力竭組大鼠體重增加出現(xiàn)顯著差異（P＜0.05），力竭加藥組大鼠體重比安靜組有下降趨勢，但是沒有統(tǒng)計學(xué)差異。

2.3 大鼠胃黏膜潰瘍指數(shù)和潰瘍抑制率

運動應(yīng)激對大鼠潰瘍指數(shù)和潰瘍抑制率的影響見表2。

表2 納豆激酶對各組大鼠潰瘍指數(shù)和潰瘍抑制率的影響Table 2 The effect of nattokinase on ulcer index and ulcer inhibition of rats

由表2可知，與力竭組比較，力竭加藥組大鼠潰瘍指數(shù)顯著降低，損傷抑制率接近50%。

2.4 大鼠胃組織中SOD、MDA、GSH-PX的含量

納豆激酶對各組大鼠胃組織中SOD、GSH-PX和MDA含量的影響見表3。

表3 納豆激酶對各組大鼠胃組織相關(guān)生化指標(biāo)的影響Table 3 The effect of nattokinase on biochemical indexes of gastric tissue of rats

由表3可知，與安靜組比較，力竭組大鼠胃組織中的SOD、GSH-PX和MDA含量都有變化，變化都有統(tǒng)計學(xué)差異，其中SOD、GSH-PX含量有顯著性差異（P＜0.05），MDA 含量有極顯著性差異（P＜0.01）；力竭加藥組與安靜組相比，大鼠胃組織中的SOD、GSH-PX含量都有所升高，但是都沒有統(tǒng)計學(xué)差異，MDA含量有顯著性差異（P＜0.05）。

2.5 大鼠胃組織中NOS、ET的含量

納豆激酶對胃組織中NOS、ET含量的影響見表4。

表4 納豆激酶對胃組織中NOS、ET含量的影響Table 4 The effect of nattokinase on the content of NOS，ET in gastric tissues of rats

由表4可知，與安靜組比較，力竭組大鼠胃組織中NOS含量有顯著升高（P＜0.05），ET含量有極顯著升高（P＜0.01），而力竭加藥組大鼠胃組織中NOS和ET含量與力竭組比較都有顯著降低（P＜0.05）。

3 結(jié)論與討論

納豆（Natto）是最具日本特色的一種傳統(tǒng)的大豆發(fā)酵食品。在民間，納豆一直被用來預(yù)防和治療心血管疾病。1987年，Sumi等首次報道，在納豆中存在一種絲氨酸蛋白激酶，并將其命名為納豆激酶（Nattokinase，NK）[5]。此后，對納豆進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)其具有抗氧化抗疲勞、降血壓溶血栓、保護胃黏膜預(yù)防胃炎及胃潰瘍等多種功能[6]。其中，納豆激酶的抗氧化作用特別強大，是VC的20倍、VE的50倍。近年來，納豆激酶的功能逐漸被人們所熟知，主要用于溶栓、降低血脂方面。對于納豆激酶的預(yù)防胃炎、胃潰瘍的研究還未見報道。

運動員，尤其是高水平運動員，為了進(jìn)一步提高運動成績往往要進(jìn)行大強度運動訓(xùn)練，經(jīng)常引起以慢性胃炎和胃潰瘍?yōu)橹鞯奈覆考膊?，進(jìn)而影響食欲、體重下降、體能降低，甚至導(dǎo)致運動成績嚴(yán)重下滑等情況。在2015年8月進(jìn)行的世界游泳錦標(biāo)賽中，據(jù)報道，中國游泳隊在之前的備戰(zhàn)中就出現(xiàn)了多名運動員由于加大訓(xùn)練強度而造成的胃潰瘍、胃出血等情況，有的運動員由于胃部疾病導(dǎo)致體重甚至降低了10 kg以上。很顯然，這是不利于運動成績提高的，也極大地?fù)p害了運動員的身體健康。為了緩解和預(yù)防大強度運動給機體帶來的胃部疾病，在本研究中，通過力竭運動大鼠模型觀察了納豆激酶對大鼠運動應(yīng)激性所致胃潰瘍的影響。

倪靜建立的運動應(yīng)激性胃潰瘍模型適合于本研究的需要。因此，依據(jù)此模型，并結(jié)合Bedford的漸增負(fù)荷運動模型進(jìn)行了預(yù)試驗，效果較好，最后采納了以上模型進(jìn)行了相關(guān)研究。

從第5周開始，力竭組大鼠出現(xiàn)明顯的食欲不振、睡眠障礙等癥狀，而且不能維持跑臺預(yù)定速度，隨轉(zhuǎn)動皮帶拖至跑臺后端擋板處停留達(dá)30 s以上，毛刷驅(qū)趕或手輕推均無效[7]。大鼠以上表現(xiàn)說明力竭運動模型建立是成功的，經(jīng)過6周遞增負(fù)荷跑臺訓(xùn)練出現(xiàn)過度訓(xùn)練的癥狀。

力竭加藥組大鼠在第5、第6周表現(xiàn)出對運動應(yīng)激的不適應(yīng)，隨訓(xùn)練時間延長和運動負(fù)荷加大，運動能力有增強趨勢，說明該組大鼠對運動產(chǎn)生不適應(yīng)，但是由于納豆激酶的調(diào)理作用，并沒有表現(xiàn)明顯的過度訓(xùn)練癥狀，起到了延緩疲勞的作用。

在運動應(yīng)激過程中，消化系統(tǒng)受損會導(dǎo)致體重逐漸降低[8]。本研究中，力竭組大鼠在第5周后體重有顯著下降趨勢，而力竭加藥組大鼠體重則下降不顯著，提示納豆激酶有改善消化系統(tǒng)受損情況、促進(jìn)生長的作用。

對過度訓(xùn)練導(dǎo)致運動應(yīng)激性胃潰瘍原因的研究中，普遍認(rèn)為自由基損傷是重要原因之一[9]。胃組織產(chǎn)生大量氧自由基，而超過了其清除能力，導(dǎo)致胃部脂質(zhì)過氧化水平升高，造成運動性胃缺血、膜系統(tǒng)受損。力竭運動作為一種應(yīng)激源，引起大鼠應(yīng)激性潰瘍。潰瘍指數(shù)反映胃黏膜損傷程度。潰瘍指數(shù)大小與胃黏膜受損程度呈正相關(guān)性[10]。

SOD、GSH-PX的活性和MDA的含量直接反應(yīng)組織的抗氧化能力和脂質(zhì)過氧化水平[11]。本研究中，力竭組大鼠在6周訓(xùn)練后胃組織抗氧化酶SOD、GSH-PX的活性顯著降低（P＜0.05），MDA 的含量顯著升高（P＜0.01），說明力竭運動中胃組織大量產(chǎn)生氧自由基導(dǎo)致胃組織抗氧化能力降低，脂質(zhì)過氧化水平升高。而力竭加藥組大鼠氧化酶SOD、GSH-PX的活性與力竭組比較有顯著差異（P＜0.05），與安靜組比較沒有顯著差異，MDA的含量雖與安靜組相比顯著升高（P＜0.05），但是與力竭組比較有顯著降低（P＜0.05），說明納豆激酶在一定程度上抑制脂質(zhì)過氧化，起到了清除自由基、增強抗氧化能力的作用。

本試驗中，與力竭組比較，力竭加藥組大鼠潰瘍指數(shù)顯著降低（P＜0.05），說明納豆激酶能明顯改善胃黏膜潰瘍，起到增加胃部血流量保護胃黏膜的作用。這也進(jìn)一步證明前人有關(guān)運動應(yīng)激性胃潰瘍與胃組織抗氧化關(guān)系的研究[12]。

NO（一氧化氮）和ET在保護胃黏膜、調(diào)節(jié)胃腸道黏膜血流量、調(diào)解平滑肌功能中起重要作用。研究表明，運動應(yīng)激強度與胃組織中ET含量呈正相關(guān)。ET作為重要的潰瘍因子，可使黏膜血管、微血管持續(xù)強烈收縮，胃黏膜血流量明顯減少，導(dǎo)致黏膜受損[13]。在本研究中，力竭組大鼠ET含量與安靜組比較升高極顯著（P＜0.01），而給以納豆激酶后，與力竭組比較，對胃黏膜受損的改善使力竭加藥組大鼠胃組織中ET含量降低（P＜0.05）。NO具有典型的雙重效應(yīng)，運動應(yīng)激會使NO上升，增加組織血流量、改善微循環(huán)。但是，當(dāng)NO過量釋放時會導(dǎo)致相應(yīng)的組織損傷[14]。NOS是NO合成中的關(guān)鍵酶，其活性高低直接影響NO的合成。本試驗結(jié)果中，與安靜組比較，力竭組大鼠胃組織中NOS活性顯著升高（P＜0.05），而力竭加藥組大鼠胃組織中NOS活性與力竭組比較顯著降低（P＜0.05），說明納豆激酶可以抑制運動應(yīng)激引發(fā)的大鼠胃組織中NOS活性，達(dá)到改善胃黏膜微循環(huán)，增加血氧供給的保護作用。

4 結(jié)論

納豆這種以微生物發(fā)酵大豆制成的傳統(tǒng)食品，其功效的研究正在逐步深入。2015年，“納豆激酶作為功效成分獲得國家級批準(zhǔn)”[15]，這勢必掀起對納豆和納豆激酶作用機理及應(yīng)用研究的新浪潮。在運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域急需既可以改善運動員應(yīng)激性疾病、又可以提高運動成績和身體機能的運動營養(yǎng)補劑。顯然，納豆激酶的深入研究，將可以使其在運動營養(yǎng)領(lǐng)域發(fā)揮作用。

[1]倪靜.不同運動模型誘發(fā)大鼠應(yīng)激性胃潰瘍的實驗研究及黨參的預(yù)防作用[D].西安:陜西師范大學(xué),2007:11-12

[2] Bedford TC,Tipton CM,Wilson NC,et a1.Maximun oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures[J].Appl Physio1,1979,47(6):1278-1283

[3] Guth P H,Aures D,Paulsen G,et a1.Topical aspirin plus Hcl gastric lesion in the rat cytoprotective effect of prosta glandin cimctidine and probanthine[J].Gastroenterlogy,1987,57(6):85-87

[4] Surni H,Hamada H,Tsushima H,et al.A noval fibrinolytic enzyme in the vegetable cheese natto:a typical and popular soybean food in the Japanese diet[J].Experientia,1987,43(20):1110-1117

[5] 謝嵩,于宗琴,劉秀菊.納豆激酶的制備及其降血脂功效研究[J].中國生化藥物雜志,2015,35(1):17-20

[6] 丁金龍,周修騰,郭姣,等.中國已注冊輔助降血脂保健食品現(xiàn)狀分析[J].食品科技,2011,36(7):67-72

[7] 鄭陸,隋波,潘力平,等.過度訓(xùn)練動物模型的建立[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,2000,19(2):179-181

[8]王小梅.白術(shù)對不同運動模型誘發(fā)的應(yīng)激性胃潰瘍防治作用實驗研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2007:33-34

[9]趙敬國.力竭運動后大鼠胃組織一氧化氮含量的變化[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,2003,22(2):189-190

[10]李爽,李燕舞,阿拉木斯.力竭性運動對大鼠胃組織損傷的研究[J].成都體育學(xué)院學(xué)報,2008,34(1):81-83

[11]葉春,王瑞元,丁益.熱休克對急性運動大鼠骨骼肌中MDA和SOD的影響[J].中國運動醫(yī)學(xué)雜志,2002,21(3):25-31

[12]胡柏平,倪靜.運動應(yīng)激性胃潰瘍動物模型的建立及其行為學(xué)評價[J].體育科學(xué),2007,27(11):55-60

[13]吳鶴群,王勇,劉剛,等.黃柳菇多糖對力竭運動大鼠應(yīng)激性胃潰瘍預(yù)防效果的實驗研[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2010,33(1):59-61

[14]Barrachina MD,Esplugues JV,Martinezcuesta MA,et al.Nitric oxide dorors prererentially in hibit neuronally stimulated gastric acid secretion[J].Gasrtoenterology,1994,106(4):A47

[15]牛春安.納豆激酶作為功效成分收獲批準(zhǔn)[N].中國食品安全報,2015-5-14(B02)