丁樹華,崔恩勝
(1.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海 200240;2.上海醫(yī)藥集團(tuán)中央研究院,上海 200120)
疲勞是在特殊環(huán)境下因長時(shí)間體力勞動、腦力勞動、乳酸或者代謝物堆積引起身體或心理透支、能量消耗、運(yùn)動耐久性降低和工作效率下降的生理心理現(xiàn)象。疲勞的發(fā)生是由多種因素產(chǎn)生的[1]:(1)當(dāng)出現(xiàn)劇烈運(yùn)動后,機(jī)體釋放能量的同時(shí)會使乳酸水平升高,H+濃度增高,改變機(jī)體酸堿值;(2)機(jī)體參與高強(qiáng)度體力活動時(shí),消耗大量機(jī)體能量,伴隨低血糖;(3)正常機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)體內(nèi)環(huán)境相對穩(wěn)定,當(dāng)機(jī)體長時(shí)間運(yùn)動后會消耗大量水分,體內(nèi)滲透壓失衡,運(yùn)動頻率降低。因此,提高運(yùn)動耐受力是驗(yàn)證抗疲勞最直接和最客觀的指標(biāo)[2]。
缺氧是指機(jī)體供養(yǎng)不足,導(dǎo)致機(jī)體代謝發(fā)生異常的病理變化。人體中心臟和大腦所需的氧量較高,其中大腦的需氧量占到整個人體需氧量的25%,當(dāng)大腦氧氣供給不足時(shí),會導(dǎo)致動脈血氧含量降低和線粒體氧氣供應(yīng)不足,從而影響機(jī)體能量代謝[3],對大腦造成不可逆的傷害,嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致死亡。
活性肽是指蛋白質(zhì)中20 個天然氨基酸以特定順序和結(jié)構(gòu)序列組成的特定區(qū)域,具有一定的生物學(xué)或生理作用。氨基酸的不同類型和順序決定了他們的廣泛功能?;钚噪牡膩碓礃O為豐富,可以從動物或植物蛋白中獲得,如小麥、大米、大豆、蛋、魚等?;钚噪耐ǔR云涑煞诸愋兔?,如大豆肽、米糠肽、花生肽、海參肽和牡蠣肽等。生物活性肽按照原料來源可以分為海洋生物肽和陸地生物肽[4],以往的研究表明,活性肽具有多種生物學(xué)活性,包括促進(jìn)生長、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗高血壓、抗血栓形成、抗脂肪形成、抗微生物、抗炎以及免疫調(diào)節(jié)作用。此外,活性肽已被廣泛用作功能性食品和飼料添加劑。目前,對生物活性肽的研究重點(diǎn)都聚集在抗腫瘤或體外研究上,關(guān)于耐缺氧和抗疲勞的研究較少,本實(shí)驗(yàn)通過急性耐缺氧實(shí)驗(yàn)和抗疲勞負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn),觀察復(fù)合活性肽(Complex Active Peptide,CAP)CAP-A、CAP-D 和CAP-E 的耐缺氧和抗疲勞效果,為研究生物活性肽的功能性食品開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
CAP-A、CAP-D、CAP-E 由上海蜂妮醫(yī)藥科技有限公司提供。3 種多肽劑型均為膠囊,每粒膠囊為0.5 g/粒。CAP-A 具有促進(jìn)細(xì)胞自我修復(fù)的功能,生物活性肽分子量在350~700 Da,主要由海參肽、牡蠣肽、牛初乳粉、大豆肽、人參肽、蛹蟲草、海洋魚低聚肽、淀粉、葡萄糖等成分組成;CAP-D 分子量小,易被體內(nèi)吸收,主要由紅曲、納豆、海參、富鉻酵母黃金組合組成;CAP-E 由純動植物肽組成,含有60%乳清蛋白和40%大豆分離蛋白。
1.1.2 實(shí)驗(yàn)動物
雄性SPF 級ICR 小鼠50 只,購買自上海吉輝實(shí)驗(yàn)動物有限公司,動物合格證號為:SCXK(滬)2017-0012 20170012007558,動物接受體重為17~19 g,周齡為6~8 周,動物接收后標(biāo)記籠牌,適應(yīng)期3~7 d,動物房溫度為20~24 ℃,濕度為40%~70%,光照和黑暗時(shí)間為12 小時(shí)交替,自由采食飲水。
1.1.3 儀器與試劑
TX-142型天平秤,日本島津;3365025型渦旋儀、3582225 型磁力攪拌儀,IKA;12#灌胃針,蘇杭科技;WB388型計(jì)時(shí)器,歐西亞;1 mL注射器,康德萊;RD1137 游泳箱,上海移數(shù);鉛塊;悠米牌塑封膜。干冰:上海振信氣體有限公司。
1.2.1 動物分組及給藥
取40 只雄性ICR 實(shí)驗(yàn)小鼠分為空白對照組、CAP-A組、CAP-D組和CAP-E組,每組10只ICR小鼠。其中對照組小鼠連續(xù)28 d 口服灌胃水,其余3 組以劑量為1 g/kg 連續(xù)28 d 對小鼠口服灌胃。在末次給藥0.5 h 和1.0 h 后進(jìn)行抗疲勞實(shí)驗(yàn)和耐缺氧實(shí)驗(yàn)。
1.2.2 小鼠抗疲勞負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)
末次給藥0.5 h 后,從每組中取5 只小鼠,將小鼠尾根部系上5%體重的鉛塊,依次放置在游泳箱中游泳。游泳箱水深30 cm 左右,水溫(25±1.0)℃,記錄小鼠自游泳開始至沉入箱底不能浮至水面時(shí)間為小鼠負(fù)重游泳時(shí)間。
1.2.3 小鼠急性耐缺氧實(shí)驗(yàn)
末次給藥1.0 h 后,將每組剩下的5 只小鼠分別放置含有3 g 干冰的500 mL 磨口瓶中,每個瓶子用塑封膜封住瓶口,封閉后立即計(jì)時(shí),以呼吸停止為指標(biāo),記錄小鼠因缺氧死亡時(shí)間[5]。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用SPSS Statistics 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,所有數(shù)據(jù)均以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
如表1 所示,4 組動物在實(shí)驗(yàn)期間體重?zé)o顯著差異(P<0.05);負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)中,CAP-A、CAP-D、CAP-E 組的負(fù)重游泳時(shí)間均高于空白對照組,且CAP-E 與對照組相比具有顯著性差異(P<0.05)。CAP-A、CAP-D 和CAP-E 三組小鼠負(fù)重游泳時(shí)間差異均無顯著性(P>0.05)。
如表2 所示,4 組動物在實(shí)驗(yàn)期間體重均無顯著性差異(P<0.05),3 組復(fù)合活性肽之間比較均無顯著性差異(P<0.05);耐缺氧實(shí)驗(yàn)中,空白對照組耐缺氧時(shí)間高于CAP-A、CAP-D 兩組,CAP-E耐缺氧時(shí)間高于空白對照組時(shí)間。4 組耐缺氧時(shí)間比較,CAP-E組耐缺氧時(shí)間顯著高于對照組(P<0.05),CAP-A 組耐缺氧時(shí)間顯著低于對照組(P<0.05),所以CAP-E 可以延長耐缺氧時(shí)間。
表1 小鼠抗疲勞實(shí)驗(yàn)中小鼠體重和負(fù)重游泳時(shí)間
表2 小鼠耐缺氧實(shí)驗(yàn)中小鼠體重和耐缺氧時(shí)間
所有小鼠在口服給藥活性肽期間體重均有增長,正常采食和飲水,活動量正常,并無任何臨床癥狀;經(jīng)過28 d 不同復(fù)合活性肽(CAP-A、CAP-D、CAP-E)口服之后,活性肽組的負(fù)重游泳時(shí)間均高于空白對照組,且CAP-E 效果優(yōu)于CAP-A、CAP-D;CAP-A、CAP-D 可縮短耐缺氧時(shí)間,而CAP-E 可延長耐缺氧時(shí)間。