黄参多糖对小鼠血清CK、LDH和MG、HG及运动耐力影响的研究

贾 磊 聂秀娟 方 梅 张 俊

(1.黄山学院体育系,安徽黄山 245041;2.甘肃农业大学动物医学院,甘肃兰州 730070)

黄参多糖对小鼠血清CK、LDH和MG、HG及运动耐力影响的研究

贾 磊1聂秀娟1方 梅2张 俊1

(1.黄山学院体育系,安徽黄山 245041;2.甘肃农业大学动物医学院,甘肃兰州 730070)

应用从黄参肉质根中提取出的黄参多糖(SGP)灌喂小鼠实验,结果显示SGP可明显增加MG、HG的含量,为运动提供快速的能源供应。还显示单纯运动的小鼠CK、LDH活性显著高于对照,而灌服SGP各组比单纯运动组都有所下降,并明显存在量效关系,其中以150mg·kg-1剂量组效果最佳。实验为应用黄参多糖SGP作为运动营养补剂提供了理论依据。

黄参多糖;肌酸激酶;乳酸脱氢酶;肌糖原;肝糖原;运动耐力

1 引言

提高运动成绩,延缓运动疲劳一直是体育科学十分关注的课题。黄参是伞形科迷果芹属迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)的一个生态变种,因长期与高寒缺氧等严酷环境抗争,经过演变,在体内形成和积累了大量抗低温、抗缺氧的有效成份[1]。近来研究发现黄参肥大的园锥形肉质直根除含有大量的人体必需的微量元素外,还含有大量黄参多糖(Sphallerocarpus gracilis polysacchorides,SGP),这是增加机体糖原储备,提高耐力运动能力,延缓运动疲劳的理想能源物质。因此我们进行了此项实验,旨在为运动训练和竞技体育提供新的、更理想的运动营养补剂。

2 材料与方法

2.1 动物与分组

取清洁级昆明种2月龄小白鼠180只(购自甘肃省医学科学研究院实验动物中心),体重20±2g,雌雄各半。随机分为对照组、单纯运动组和不同剂量实验组(黄参多糖组灌服用量分别为 50、100、150、200 mg·kg-1),对照和实验组中 ,每组又分三小组,即力竭运动前处死安静组,力竭运动后即刻组和力竭运动后24h恢复组。每小组10只。

2.2 黄参多糖

从山丹祁连山北麓海拔2600m处采集野生黄参,取洗净晾干的肉质根2000g,水提得粗多糖SGP-1。将水煮的残渣用1.5%的氢化钠碱提得多糖SGP-2。合并SGP-1和SGP-2为SGP,供实验用。

2.3 抗疲劳游泳实验

实验各组小鼠适应饲养2d后,每天按一定剂量SGP灌喂(SGP按剂量用生理盐水稀释,以0.5ml/20g灌喂),对照组按等量生理盐水灌喂,连续3周。除对照组外,其它各组每天进行一次游泳锻炼,第一天30min,然后每天增加10min,从第六天开始,每天80min。放在塑料桶里,水深约40cm,水温20℃。第21天做力竭运动。力竭运动后即刻组,在力竭运动后立即断头处死(对照组也处死),恢复组在力竭运动后24h处死。

2.4 取材取血

断头后采血,用离心机以3000r/min离心10min,分离血清,分别采用试剂盒(购自南京建成生物工程研究所),检测CK和LDH活性。操作按试剂盒要求进行。同时取肝脏和后腿骨骼肌,置4℃生理盐水中洗净血污,用滤纸吸干后称重,加蒸馏水1:1,研磨制成匀浆,用冷冻离心机6000r/min离心15min,取上清液用蒽酮比色法测定肝糖原和肌糖原含量。

2.5 数据处理

采用SPSS11.0统计软件作统计学处理,数据以均数±标准差(±s)表示,用t检验进行统计分析。

3 实验结果

3.1 SGP对小鼠运动耐力的影响

表1可见灌服SGP组的小鼠耐力均有所提高,尤其是灌服SGP剂量150 mg·kg-1组的小鼠,其游泳耐受力不仅比对照组显著提高,而且比单纯运动组都大为提高。

3.2 SGP对小鼠血清肌酸激酶(CK)的影响

表2可见对照组力竭运动后即刻,CK几乎是运动前安静时的两倍。24h恢复仍保持高位,差异显著。证明力竭运动后,细胞膜受到一定损害,膜透性增加,膜内CK漏出,血清中含量升高。安静时单纯运动组和对照组相比血清中CK明显增多,但力竭运动后和对照组力竭运动后比则明显降低,说明运动锻炼也能提高一定的保护功能。而灌服SGP各组,情况有明显改善,其中灌服剂量150mg·kg-1,力竭运动前几乎和对照组活力持平。同时各剂量组还表现出以下特征:1)低剂量组及中等剂量组(50-100mg·kg-1)不及高剂量组(150-200mg·kg-1)效果明显;2)力竭运动后各组CK均有所增加,但高剂量组增加较少;3)力竭后经24h恢复,高剂量组几乎能回到对照水平;4)灌服SGP对CK影响存在一定量效关系 ,其中以 150mg·kg-1为最佳。

表1 SGP对小鼠游泳耐受力的影响(单位:min)

表2 SGP对小鼠血清肌酸激酶CK的影响(U/Lx—±s)

3.3 SGP对小鼠血清乳酸脱氢酶(LDH)的影响

表3数据表明单纯运动组安静时小鼠血清LDH高于对照组,但力竭运动后即刻,对照组又远高于单纯运动组,并且恢复很慢。单纯运动组力竭运动后即刻与运动前相比LDH含量显著升高。而灌服SGP各组LDH含量比单纯运动组无论是竭力后即刻还是24h恢复的都明显降低,并存在量效关系,其中以150mg·kg-1剂量为最好。24h后各处理组LDH均有一定恢复,但单纯运动组LDH含量仍远高于力竭运动前。服用SGP各恢复组都接近力竭运动前LDH含量的水平,尤其150-200mg·kg-1和力竭运动前已无明显差异。证明,SGP对运动组织细胞膜有重要保护作用,能明显地阻止乳酸脱氢酶的外渗。

表3 SGP对小鼠血清乳酸脱氢酶LDH的影响(U/L,±s)

表3 SGP对小鼠血清乳酸脱氢酶LDH的影响(U/L,±s)

与对照组比:aP＜0.05,bP＜0.01;与单纯运动组比:cP＜0.05,dP＜0.01

Group Dosemg·kg-1 Before swimming Rest After swimming Once After swimming 24h-restoration单纯游泳组 - 943.36±147.26b 1308.33±176.05a 1243.15±165.55b游泳+SGP组 50 829.327±185.52c 1035.73±210.82d 884.25167.25d 100 818.53±203.15c 876.64±159.07d 826.33±137.49d 150 766.69±164.72d 792.19±139.24d 780.45±158.03d 200 771.31±184.35d 803.35±137.33d 783.11±172.65d对照组CK - 718.21±150.08 1483.77±192.21 1415.33±146.73

3.4 SGP对小鼠肌糖原(MG)和肝糖原(HG)的影响

表4显示,单纯运动组与对照组相比,MG和HG的含量明显降低。但力竭运动后,对照组又比单纯运动组低,24h恢复组仍保持这种态势。给小鼠灌服SGP后,MG和HG的含量比单纯运动组都明显升高。力竭运动后虽有所降低,但24h后恢复较快。证明SGP能通过增加糖原的储备为机体提供更多的能量,且补充SGP也存在量效关系。

表4 SGP对小鼠肌糖原(MG)、肝糖原(HG)的影响(mg·g-1,±s)

表4 SGP对小鼠肌糖原(MG)、肝糖原(HG)的影响(mg·g-1,±s)

与对照组比:aP＜0.05,bP＜0.01;与单纯运动组比:cP＜0.05,dP＜0.01

Group Dosemg·kg-1Before swimming Rest After swimming Once After swimming 24h-restoration MG HG MG HG MG HG单纯游泳组 - 2.25±0.58b 6.67±0.53b 1.75±0.54a 4.10±0.75a 1.78±0.61a 4.35±0.62a游泳+SGP组 50 2.91±0.79c 7.92±0.39d 2.65±0.82c 6.38±0.55d 2.85±0.65d 6.92±0.57c 100 3.27±0.65d 11.85±0.51d 2.97±0.59c 7.75±0.49d 3.10±0.36d 8.14±0.44d 150 4.15±0.59d 12.56±0.67d 3.72±0.36d 9.66±0.52d 3.88±0.72d 10.40±0.68d 200 4.19±0.70d 12.79±0.48d 3.73±0.05d 9.71±0.38d 3.76±0.41d 10.95±0.73d对照组CK - 3.59±0.63 9.25±0.73 1.24±0.75 3.46±0.72 1.51±0.58 3.38±0.69

4 讨论

糖原是运动能量的重要来源,提高糖原的贮备有助于提高运动耐力,有利于延缓疲劳的产生。因此,设法提高体内糖原贮量对耐力运动能力的提高有着直接作用。本实验通过给小鼠灌服黄参多糖(SGP)不仅能有效地增加肌糖原、肝糖原的贮备,而且能大大提高小鼠游泳时间,提高糖原恢复能力。这一切都证实,SGP是一种理想的延缓疲劳产生,提高运动能力的能源物质。

肌酸激酶(CK)是骨骼肌能量代谢的关键酶之一。自Mitchell等人(1958)首次报道运动后血清CK活性增加,随后国内外学者进行了大量研究[2,3],发现运动引起CK增高的机理是运动引起组织缺氧,能量耗竭,酸性代谢产物堆积,使细胞膜的通透性增加导致的[4]。故认为CK活性的变化可作为评定肌肉承受刺激和骨骼肌微损伤的敏感性生化指标[5]。但补充糖原物质能否对CK产生影响,不多见报道。本实验结果证实,补充SGP能有效地维持血清中的CK平衡,证明它对保护细胞膜的结构,阻止CK的漏出有明显作用,当SGP剂量用到150mg·kg-1时,血清中CK的含量和对照组无明显差异,而和单纯运动组相比则差异显著,此结果也与有关文献报道相似[6]。

乳酸脱氢酶(LDH)也是糖代谢的重要酶系,所以LDH活性升高既有利供能,又可减少运动后乳酸在肌肉中的堆积。这种酶在细胞内的活力约为血清的500倍,一旦组织受损血清LDH则会明显升高[7]。因此,运动后血液中LDH活性的变化也是肌肉损伤程度的重要指标,可以反映运动时细胞膜的损伤程度。实验显示,单纯运动组小鼠血清中LDH比对照组明显升高,而且力竭运动后即刻组更为突出。而灌服SGP组的小鼠血清LDH与单纯运动组的相比明显降低,同时24h恢复组能快速使LDH恢复到运动前水平,这些都证明SGP对细胞膜有一定的保护作用,既能减少酶的渗漏,又能尽早消除疲劳,同时与小鼠运动耐力成正相关。

5 结论

综上所述,实验证实SGP能快速有效地补充肌糖原、肝糖原,为供给能量、延缓疲劳、增强运动能力等提供物质基础。同时SGP能激发糖代谢和能量代谢酶系CK、LDH的活性,使其在能量转换和减少乳酸堆积中起积极作用,这也是消除疲劳,提高运动能力的重要机制之一。另外,SGP对细胞膜有很好的保护作用,这可能与它形成糖脂、糖蛋白对运动造成的膜损伤进行快速修复,维持膜结构的稳定,阻止CK和LDH外渗有关。并且实验发现补充SGP有明显的量效关系,无论在糖原补充,对CK、LDH活性的影响和力竭运动后的恢复等方面都存在量效关系。实验证实,SGP对即时补充运动时所需能量,提高运动负荷的适应能力,抵抗疲劳的产生,加速疲劳的消除等方面均有积极作用,是一种很有潜能的运动营养补剂。

[1]贾磊,赵曼容.山丹黄参对提高运动耐力和抗缺氧能力的研究[J].北京体育大学学报,2004,27(3):110-111.

[2]Thompson D,Nicholas C W,Willians C.Muscular soreness following prolonged intermittent high-intensity shuttle running[J].J Sports Sci,1999,28(17):387-395.

[3]Chen Y,Serfass R C,Apple F S.Alterations in the expression and activity of creatine kinase-M and mitochondrial creatine kinase subunits in skeletal muscle following prolonged intense exercise in rats[J].Eur J Appl Physiol,2000,30(8):114-119.

[4]Y oosik Y oon,Ye on-ok kim,Won-kyung Teon,et al.Tanshinone II A isolated from salvia miltionrrbiza Bange induced apoptosis in HL 60 human premyelocytic leuke min cell line[J].J of Ethopharmacolog,1999,68(3):121-127.

[5]Levine B C.Stray Gandersen J.Living high-training low:effect of moderate altitude acclimatization with low altitude training on performance[J].J Appl physiol,1997,83(1):102-112.

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[7]龙碧波,张琨,周忠凯,等.绞股篮提取物对小鼠血清CK、LDH和肝糖原、肌糖原含量的影响[J].海南师范大学学报(自然科学版),2008,21(3):334-337.

Reviewabout Influences of Sphallerocarpus Gracilis Polysaccharides on Serum CK,LDH,Muscle Glycogen,Hepatic Glycogen and Sport Endurance in Mice

Jia Lei1,Nie Xiujuan1,Fnag Mei2,ZhangJun1
(1.Department of Physical Education,Huangshan College,Huangshan,245041,Anhui,China;2.College of Veterinary Medicine,Gansu Agricultural University,Lanzhou,730070,Gansu,China)

Through the experiment of mouse were infused through mouth by SGP which was extracted from succulent root of Sphallerocarpus gracilis,the results showed SGP could obviously increase the content of MGand HG.This will be supply rapid energyfor sport.And results showed the activityof CK,LDH in mice of swimming group had conspicuously more than control group.But the activity of CK,LDH in mice of swimming add SGP group had decreased.Meanwhile,the results indicated SGP had significant close-effect in mice,especially 150mg·kg-1 dose-effect had the best.So the study will be make theoretical foundation for SGP as a sport nutritious tonic.

sphallerocarpus gracilis polysacchorides(SGP);creatine kinase(CK);lactic dehydrogenase(LDH);muscle glycogen(MG);hepatic glycogen(HG);sport endurance

G804.6

A

1672-1365(2010)04-0004-03

2010-03-18;

2010-05-09

安徽省教育厅自然科学项目(K J2009B274Z)和黄山学院引进人才启动项目资助(2008xskq013)。

贾磊(1971-),湖南岳阳人,博士,副教授,研究方向:运动分子生物学及运动生理学。