黎璇 李善霖 黃婧 黃景珠 黃繼杰 李曉瀟 何幸娟 莫庸 黃麗娟

【摘要】?目的?觀察褪黑素（MT）對(duì)小鼠抗疲勞、耐缺氧的作用，并探討其可能的作用機(jī)制。方法?隨機(jī)將小鼠分為8個(gè)組，分別為空白對(duì)照組、陽(yáng)性對(duì)照組（紅景天膠囊900 mg/kg）、褪黑素高劑量組（4 mg/kg）和褪黑素低劑量組（2 mg/kg）各2組，每組小鼠10只。灌胃給藥36天后，分別進(jìn)行負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)、耐缺氧實(shí)驗(yàn)，觀察負(fù)重游泳力竭時(shí)間、耐缺氧存活時(shí)間及負(fù)重游泳后血清乳酸、乳酸脫氫酶、血清尿素氮、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）等幾個(gè)生化指標(biāo)。結(jié)果?與空白對(duì)照組相比，褪黑素能夠顯著延長(zhǎng)小鼠力竭游泳時(shí)間和耐缺氧時(shí)間（P<0.05或0.01），明顯降低血清MDA含量，提高乳酸脫氫酶和SOD活性（P<0.05）。

結(jié)論?褪黑素具有抗疲勞作用和提高小鼠耐缺氧能力。

【關(guān)鍵詞】?褪黑素;抗疲勞;耐缺氧;小鼠

中圖分類號(hào)：R285.5?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.03.003

【Abstract】?Objective?To observe the effects of melatonin（MT） on anti-fatigue and hypoxia tolerance in mice，and to explore its possible mechanism.Methods?The mice were randomly divided into 8 groups：blank control group，positive control group（Hongjingtian capsule 900 mg/kg），MT high dose group（4 mg/kg） and MT low dose group（2 mg/kg） with 2 groups in each.After 36 days of intragastric administration，weight-bearing swimming test and hypoxia tolerance test were performed to observe the time of weight-bearing swimming exhaustion，the survival time of hypoxia tolerance as well as serum lactic acid，lactate dehydrogenase，and serum urea nitrogen after weight-bearing swimming.In addition，several biochemical indicators such as enzyme（SOD） and malondialdehyde（MDA） were also observed.Results?Compared with the blank control group，MT significantly prolonged exhaustive swimming time and hypoxia tolerance time in mice（P<0.05 or 0.01），significantly decreased serum lactate and MDA levels，and increased lactate dehydrogenase and SOD activities（P<0.05）.Conclusion?Melatonin has anti-fatigue effect and can improve the ability of hypoxia tolerance in mice.

【Key words】?MT;anti-fatigue;hypoxia tolerance;mouse

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，工作壓力的增大，疲勞成為影響人們生活質(zhì)量的重要因素。過(guò)度疲勞會(huì)使體內(nèi)正常的能量代謝平衡受到破壞以及有害物質(zhì)在人體內(nèi)積累，對(duì)細(xì)胞組織產(chǎn)生毒性作用，嚴(yán)重危害人體健康[1]。因此，尋找改善疲勞的方法和途徑對(duì)人類健康來(lái)說(shuō)尤為重要。褪黑素（MT）是松果體分泌的神經(jīng)內(nèi)分泌激素[2]，其代謝物環(huán)-3-羥基褪黑素（C3OHM）及其下游代謝物N-乙?；?N甲酰基-5-甲氧基神木胺（AFMK）和N-乙?；?5-甲氧基神經(jīng)胺（AMK）都是抗氧化相關(guān)物，它們以及褪黑素都可以減緩分子、細(xì)胞和組織，包括人類細(xì)胞的氧化損傷[3～4]，褪黑素是已知最強(qiáng)的自由基清除劑之一。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于MT的研究主要集中在它的抗氧化、抗炎、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、催眠、內(nèi)分泌等方面[5～6]，本實(shí)驗(yàn)旨在探究褪黑素對(duì)小鼠抗疲勞、耐缺氧的影響，為其實(shí)踐應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?動(dòng)物

SPF級(jí)三周齡昆明種小鼠80只，雌雄各半，體重（25±3）g，由右江民族醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供（動(dòng)物生產(chǎn)許可證號(hào)：SCXK桂2017-0003）。

1.2?藥品與試劑

褪黑素購(gòu)于美國(guó)NATROL公司，批號(hào)20172460;紅景天膠囊購(gòu)于北京同仁堂健康藥業(yè)股份有限公司，批號(hào)5202002;丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）均購(gòu)買于南京建成生物工程研究所，批號(hào)均為20171227。

1.3?主要儀器

可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司，型號(hào)：722）。

1.4?動(dòng)物分組及給藥

適應(yīng)性飼養(yǎng)一周，按體重隨機(jī)將小鼠分為褪黑素低劑量組（2 mg/kg）、褪黑素高劑量組（4 mg/kg）、陽(yáng)性對(duì)照組（紅景天膠囊，900 mg/kg）、空白對(duì)照組各2組，每組10只小鼠，雌雄各半，同室分籠喂養(yǎng)?？瞻讓?duì)照組給予生理鹽水，其余各組給予相應(yīng)的藥量灌胃，灌胃量0.2 mL/10g，每天一次，連續(xù)36天。

1.5?抗疲勞實(shí)驗(yàn)

1.5.1?負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)

連續(xù)給藥35天，第35天給藥30 min后取褪黑素低劑量組、褪黑素高劑量組、陽(yáng)性對(duì)照組、空白對(duì)照組各1組小鼠進(jìn)行負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)。將小鼠自身體重的5%的鉛負(fù)重于小鼠尾根部，將小鼠置于內(nèi)壁光滑的游泳箱（60 cm×40 cm×30 cm）中游泳，水中的溫度保持在（26±2）℃。記錄小鼠開(kāi)始游泳到力竭的時(shí)間（以小鼠開(kāi)始往水中下沉且頭部連續(xù)淹沒(méi)在水中10 s為指標(biāo)），作為負(fù)重游泳時(shí)間。

1.5.2?測(cè)定抗疲勞的生化指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)第36天，末次給藥30 min后，小鼠不負(fù)重游泳30 min，水溫保持（26±2）℃，取出小鼠并擦干其毛發(fā)，待20 min后眼球取血。3500 r/min離心10 min后取血清。一部分血清用全自動(dòng)生化分析儀測(cè)定乳酸脫氫酶活性、血乳酸以及尿素氮含量;另一部分血清嚴(yán)格按照試劑盒的說(shuō)明書(shū)用722分光光度計(jì)測(cè)定SOD活性和MDA含量。

1.6?常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)第36天，末次給藥60 min后，將另外4組小鼠分別放入裝有10 g鈉石灰的125 mL的廣口瓶?jī)?nèi)，每瓶1只，迅速蓋好瓶塞并密封，之后立即計(jì)時(shí)，仔細(xì)觀察小鼠呼吸頻率、深度、皮膚和口唇顏色。以小鼠呼吸停止為觀察截點(diǎn)，記錄小鼠從入瓶?jī)?nèi)到最后一次呼吸停止所用的時(shí)間，即為小鼠的耐缺氧時(shí)間。

1.7?統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以（±s）表示，采用單因素方差分析各組間的差異，LSD法進(jìn)行兩兩比較，檢驗(yàn)水準(zhǔn)：α=0.05，雙側(cè)檢驗(yàn)。

2?結(jié)果

2.1?褪黑素對(duì)小鼠負(fù)重游泳力竭時(shí)間的影響

與空白對(duì)照組比較，褪黑素高劑量組、褪黑素低劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組均明顯延長(zhǎng)了小鼠負(fù)重游泳力竭時(shí)間（P<0.01）;同時(shí)，褪黑素高劑量組負(fù)重游泳力竭時(shí)間明顯長(zhǎng)于低劑量組（P<0.01）。見(jiàn)表1。

2.2?褪黑素對(duì)小鼠血清乳酸脫氫酶活性、乳酸及尿素氮含量的影響

與空白對(duì)照組比較，褪黑素高劑量組乳酸脫氫酶的活性顯著提高（P<0.05），但乳酸和尿素氮降低不明顯（P>0.05）;褪黑素低劑量組各指標(biāo)變化均不明顯（P>0.05）;高劑量組與低劑量組相比，各指標(biāo)變化均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表2。

2.3?褪黑素對(duì)小鼠血清SOD、MDA的影響

與空白對(duì)照組相比，陽(yáng)性對(duì)照組、褪黑素高劑量組小鼠血清中SOD的活力顯著提高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），陽(yáng)性對(duì)照組、褪黑素高劑量組、褪黑素低劑量組MDA均明顯降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）;與褪黑素低劑量組相比，陽(yáng)性對(duì)照組和褪黑素高劑量組SOD、MDA變化均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表3。

2.4?褪黑素對(duì)小鼠耐缺氧時(shí)間的影響

與空白對(duì)照組相比，褪黑素高劑量組、褪黑素低劑量組和陽(yáng)性對(duì)照組的小鼠耐缺氧時(shí)間均明顯延長(zhǎng)（P<0.05）。與褪黑素低劑量組相比，陽(yáng)性對(duì)照組和褪黑素高劑量組小鼠常壓耐缺氧時(shí)間未明顯延長(zhǎng)（P>0.05）。見(jiàn)表4。

3?討論

疲勞是機(jī)體在一定環(huán)境條件下，腦力和體力達(dá)到一定階段時(shí)出現(xiàn)的一種工作效率降低的生理和心理現(xiàn)象，其大多是由運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)體一系列生化指標(biāo)的改變而導(dǎo)致肌肉力量下降[1];疲勞最直接和客觀的表現(xiàn)是運(yùn)動(dòng)耐力的下降，而力竭游泳時(shí)間一直以來(lái)被作為反映運(yùn)動(dòng)耐力的重要指標(biāo)[7]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，褪黑素高、低劑量組與空白對(duì)照組相比均明顯延長(zhǎng)了小鼠的游泳時(shí)間，尤以高劑量組最為明顯，這說(shuō)明褪黑素可以增強(qiáng)小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力。有機(jī)體運(yùn)動(dòng)所需的能量來(lái)源于有氧氧化和無(wú)氧酵解，機(jī)體的耗氧量低，耐缺氧時(shí)間延長(zhǎng)，說(shuō)明機(jī)體組織對(duì)氧的利用率高，有效地提高體力和腦力的活力效能[8]，從而提高運(yùn)動(dòng)耐力而達(dá)到抗疲勞效應(yīng)。在本實(shí)驗(yàn)中，褪黑素高、低劑量組均能明顯延長(zhǎng)小鼠耐缺氧時(shí)間，說(shuō)明褪黑素可能提高機(jī)體對(duì)氧的利用率或減少組織耗氧量，提高耐缺氧能力，具有延長(zhǎng)缺氧時(shí)間的作用。

乳酸是糖酵解的主要代謝產(chǎn)物，機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞相對(duì)缺氧，糖酵解加快，產(chǎn)生大量的能量以提高機(jī)體的供能，同時(shí)也產(chǎn)生大量的乳酸，肌肉中H+濃度上升，引起疲勞。乳酸在體內(nèi)的積累取決于乳酸的產(chǎn)生與清除速度。乳酸脫氫酶總活性與體內(nèi)乳酸清除代謝速度密切相關(guān)，乳酸脫氫酶活性的增強(qiáng)可加快乳酸的清除，減少乳酸的積累，提高機(jī)體抗疲勞能力[9]。隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，蛋白質(zhì)代謝也參與到供能當(dāng)中，從而引起蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物尿素氮增高，因此，血漿中乳酸含量、乳酸脫氫酶活性和血清尿素氮含量的變化都可以作為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)性疲勞的重要指標(biāo)[10～11]。在本實(shí)驗(yàn)中，褪黑素高劑量組血清乳酸含量低于空白對(duì)照組，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但明顯提高了乳酸脫氫酶的活性，說(shuō)明褪黑素可能通過(guò)提高乳酸脫氫酶的活性，加快乳酸的清除速度，降低體內(nèi)乳酸的含量，從而緩解機(jī)體的疲勞，提高運(yùn)動(dòng)耐力。而褪黑素組尿素氮、乳酸降低不明顯，可能與運(yùn)動(dòng)時(shí)間較短、蛋白質(zhì)代謝尚未發(fā)揮其供能效應(yīng)有關(guān)。

SOD是生物體內(nèi)重要的酶自由基清除劑，可以有效清除機(jī)體內(nèi)過(guò)量的自由基;MDA是活性氧自由基引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的主要產(chǎn)物之一，它的含量能夠間接反映機(jī)體抗氧化能力及清除自由基的能力。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，褪黑素高劑量組SOD的活力明顯高于空白對(duì)照組，褪黑素高、低劑量組MDA含量均明顯低于空白對(duì)照組，與尹華祺[12]的研究相一致。說(shuō)明褪黑素也可能通過(guò)清除機(jī)體內(nèi)過(guò)量的自由基，降低脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)來(lái)提高小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力和耐缺氧能力。

綜上所述，褪黑素具有提高小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力和耐缺氧能力，增強(qiáng)小鼠的抗疲勞能力。其作用機(jī)制可能與清除自由基、提高抗氧化作用以及提高乳酸脫氫酶的活性有關(guān)。

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（收稿日期：2019-01-15?修回日期：2019-03-09）

（編輯：潘明志）