鹿宝养生饮品对过度疲劳大鼠的保护作用及其机制

杨洪秀，于晓风，曲绍春，徐华丽，睢大筼

(1.吉林大学药学院药理学教研室，吉林 长春 130021；2.吉林省科学技术厅中药办，吉林 长春 130041)

疲劳是一个复杂的生理生化过程，其发生发展是多种因素共同作用的结果。运动性疲劳的宏观表现主要是运动时能量体系输出最大功率和肌肉力量的下降，其发生过程与一些生化指标的变化有关，主要包括以下几类：①能量物质，如肌糖原、肝糖原、血糖及磷酸肌酸等；②代谢调节物质，如乳酸脱氢酶、激素及ATP酶等；③代谢产物，如血和肌肉中乳酸、血尿素氮、H+离子及丙酮酸等[1-2]。

鹿宝养生饮品(Lubao Health cultivation Drink,LHD)系采用低温逆流提取、减压真空浓缩和低温超滤除菌工艺技术提取鹿茸、沙枣及人参活性成分而开发的保健食品。在长春市科技局“优质梅花鹿产业化关键技术研究与开发重大科技专项”的支持下，本课题组完成了LHD的抗疲劳功效试验，证实其可明显延长小鼠负重游泳时间，提高疲劳小鼠的肌、肝糖元含量；可明显延长小鼠爬杆时间，降低小鼠血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)含量，提高小鼠肌肉组织Na+-K+-ATP酶活力，降低小鼠游泳10 min后血乳酸(LA)含量，提示LHD具有抗疲劳作用。本实验通过力竭游泳训练8周建立大鼠疲劳模型，观察LHD对大鼠过度疲劳的保护作用，并通过观察下丘脑与疲劳密切相关的中枢递质的变化探讨其作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物清洁级Wistar大鼠，雄性，体质量160～180 g，合格证号SCXK-(吉) 2007-0003，由吉林大学实验动物中心提供。

1.2 药品与试剂LHD由吉林省长双鹿业特产开发集团有限公司提供，批号20100325，将其原液浓缩1及2倍。优克糖血糖试纸由惠基生物科技股份有限公司生产；血清睾酮(serum testosterone,ST)、血浆皮质酮(plasma corticosterone,PC)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、多巴胺(dopamine,DA)、去甲肾上腺素(noradrenaline,NA)及5-羟色胺(5-hydroxy tryptamine,5-HT)试剂盒均为美国ADL酶免诊断试剂盒；尿蛋白定量试剂盒由南京建成生物工程研究所生产。

1.3 动物分组及给药方案雄性Wistar大鼠252只，分笼饲养1周，10只/笼。1周后根据体质量随机分为 6组：①对照组20只；②一般游泳训练组24只；③过度负荷游泳模型组52只；④过度负荷游泳LHD低剂量组52只；⑤过度负荷游泳LHD中剂量组52只；⑥过度负荷游泳LHD高剂量组52只。①～③组均灌胃蒸馏水10 mL·kg-1·d-1;④～⑥分别灌胃不同浓度的LHD 10 mL·kg-1·d-1，低剂量组用LHD原液，中剂量组用1倍浓缩液，高剂量组用2倍浓缩液(分别相当于人摄入量的6、12及24倍)，每日1次，连续 8 周。

1.4 大鼠过度疲劳模型建立按照文献[3]方法建立大鼠过度游泳训练所致疲劳模型。①对照组：常规饲养，不进行任何游泳训练。②一般游泳训练组。给药后1 h开始游泳训练。第1周：第1天游泳训练10 min、第2天游泳训练15 min、第3天游泳训练20 min、第4天游泳训练25 min、第5天游泳训练30 min；第2周：第1天游泳训练30 min、第2天游泳训练40 min、第3天游泳训练50 min、第4天游泳训练60 min、第5天游泳训练60 min；第3周：第1天游泳训练60 min、第2天游泳训练75 min、第3天游泳训练90 min、第4天游泳训练105 min、第5天游泳训练120 min；第4～8周每天游泳训练2 h。③ 过度负荷游泳模型组。给药后1 h开始游泳训练。第1～3周游泳训练同一般游泳训练组。第4周：第1天负重为体质量的0.5%，游泳训练2 h；第2天负重为体质量的0.6%，游泳训练2 h；第3天负重为体质量的0.8%，游泳训练2 h；第4天负重为体质量的0.9%，游泳训练2 h；第5天负重为体质量的1.0%，游泳训练2 h。第5周：第1天负重为体质量的1.2%，游泳训练2 h；第2天负重为体质量的1.4%，游泳训练2 h；第3天负重为体质量的1.6%，游泳训练2 h；第4天负重为体质量的1.8%，游泳训练2 h；第5天负重为体质量的2.0%，游泳训练2 h；第6周：每天上午负重为体质量的2%，游泳训练2 h；下午负重为体质量的4%，游泳训练2 h。第7～8周：每天上午负重为体质量的2%，游泳训练2 h；下午负重为体质量的4%，游泳训练2 h夜间负重为体质量的4%，游泳训练2 h。④ 过度负荷游泳LHD低、中、高剂量组：给药后1 h开始游泳训练。第1～3周游泳训练同一般游泳训练组，第4～8周游泳训练同过度负荷游泳模型组。游泳条件：游泳缸呈圆形，内壁光滑，直径为130 cm，水深50 cm，水温34℃～36℃，每周游泳训练5 d。

1.5 血和尿生化指标测定末次游泳24 h后，用3%戊巴比妥钠腹腔麻醉大鼠，取尿以尿蛋白定量试剂盒测定尿蛋白(urine protein,UP)含量；取全血以优克糖血糖仪及优克糖血糖试纸测定血糖水平(blood sugar,BG)，用血红蛋白计测定血红蛋白(hemoglobin,Hb)含量；分离血清通过酶标仪按试剂盒方法(夹心ELISA法)测定ST含量；取全血经3.3%肝素抗凝，放置30 min后4℃离心，分离血浆以夹心ELISA法测定PC含量。

1.6 下丘脑神经递质测定分离大鼠下丘脑，用0.9%氯化钠注射液制备10%的组织匀浆，通过酶标仪按试剂盒方法(夹心ELISA法)测定DA、 NA、5-HT及GABA含量，并计算DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值。

2 结 果

2.1 各组大鼠体质量的变化与对照组比较，一般游泳训练组及过度游泳训练组大鼠在游泳训练的第1～2周体质量无明显变化(P>0.05)；在游泳训练的第3～8周，一般游泳训练组及过度游泳训练组大鼠体质量均明显降低(P<0.01或P< 0.001)；但过度游泳训练组大鼠体质量降低更明显，于游泳训练的第6～8周明显低于一般游泳训练组(P<0.01)，表明一般游泳训练及过度游泳训练均可造成大鼠体质量下降，过度游泳训练的疲劳程度更明显。LHD低、中、高剂量组虽不能完全对抗过度游泳训练造成的大鼠体质量降低，但与一般游泳训练组比较大鼠体质量无明显变化(P>0.05)，而且LHD中、高剂量组在游泳训练的第5～8周均可明显改善因过度游泳训练造成的大鼠体质量降低，与过度游泳训练组比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 各组大鼠体质量的变化

2.2 各组大鼠ST及PC含量的变化与对照组比较，一般游泳训练组大鼠游泳训练8周后ST及PC含量均无明显变化(P>0.05)；过度游泳训练组大鼠游泳训练8周后ST含量明显降低，与对照组及一般游泳训练组比较差异均具有统计学意义(P<0.05)，PC含量虽然有升高趋势，但与对照组及一般游泳训练组比较差异均无统计学意义(P>0.05)；与过度游泳训练组比较，LHD低、中、高剂量组ST及PC含量均无明显变化(P>0.05)。见表2。

2.3 各组大鼠UP含量、全血BG及Hb含量的变化与对照组比较，一般游泳训练组大鼠游泳训练8周后全血Hb含量明显降低(P<0.05)，UP含量及全血BG均无明显变化(P>0.05)。过度游泳训练组大鼠游泳训练8周后UP含量明显增加，与对照组及一般游泳训练组比较差异均有统计学意义(P<0.05)；全血Hb含量明显降低，与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)，与一般游泳训练组比较差异均无统计学意义(P>0.05)；全血BG与对照组及一般游泳训练组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。与过度游泳训练组比较，LHD低剂量组UP含量、全血BG及Hb含量均无明显变化(P>0.05)；LHD中、高剂量组UP含量明显降低(P<0.05)，全血BG及Hb含量均无明显变化(P>0.05)。见表2。

表2 各组大鼠游泳训练8周后ST、PC、UP、BG及Hb含量的变化

2.4 各组大鼠下丘脑DA、NA、5-HT及GABA含量的变化与对照组比较，一般游泳训练组大鼠游泳训练8周后下丘脑DA、NA、5-HT及GABA含量均无明显变化(P>0.05)，过度游泳训练组大鼠游泳训练8周后下丘脑DA含量明显降低(P<0.05)，5-HT含量明显增加(P<0.05)，NA及GABA含量均无明显变化(P>0.05)。与过度游泳训练组比较，LHD低剂量组大鼠下丘脑5-HT含量明显降低(P<0.05)，DA、NA及GABA含量均无明显变化(P>0.05)；LHD中、高剂量组大鼠下丘脑5-HT含量明显降低(P<0.05)，下丘脑DA及GABA含量明显增加(P<0.05)，NA含量无明显变化(P>0.05)。见表3。

表3 各组大鼠游泳训练8周后下丘脑DA、NA、5-HT及GABA含量的变化

2.5 各组大鼠下丘脑DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值的变化与对照组比较，一般游泳训练组大鼠游泳训练8周后下丘脑DA/5-HT比值明显降低(P<0.05)，NA/5-HT及DA/NA比值均无明显变化(P>0.05)；过度游泳训练组大鼠游泳训练8周后下丘脑DA/5-HT及NA/5-HT比值均明显降低(P<0.05或P<0.01)，DA/NA比值有降低趋势(P>0.05)。与一般游泳训练组比较，过度游泳训练组大鼠DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值均无明显变化(P>0.05)。与过度游泳训练组比较，LHD低剂量组大鼠下丘脑DA/5-HT比值明显增高(P<0.05或P<0.01)，NA/5-HT及DA/NA比值无明显变化(P>0.05)，LHD中、高剂量组大鼠下丘脑DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值明显增高(P<0.05或P<0.01)。见表4。

表4 各组大鼠游泳训练8周后下丘脑DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值的变化

3 讨 论

本实验结果显示：过度游泳训练组大鼠在游泳训练的第3～8周体质量均明显降低，8周后大鼠ST含量明显降低，PC有升高趋势，UP含量明显增加，Hb含量明显降低，与文献[3]报道相一致，提示本实验成功建立大鼠过度游泳训练性疲劳模型。

尽管运动医学界对运动性疲劳的研究已有百余年的历史，但运动性疲劳的生化机制至今尚未完全阐明。许多学者认为:运动性疲劳的发生机制与运动的类型有关，如短时间剧烈运动时出现的疲劳，往往与肌肉中能源物质的消耗及乳酸等代谢产物的堆积等外周因素有关；而长时间中等强度运动产生的疲劳，则以中枢神经系统出现保护性抑制的中枢因素为主。中枢神经系统中的神经递质和神经调质参与了这种疲劳的发生，其大致可分为兴奋性和抑制性两种，前者包括谷氨酸和天冬氨酸等，后者有GABA和5-HT等。Chaouloff等[4]首先提出5-HT可能是中枢神经系统的疲劳递质，其使机体乏力、困倦，引起人体疲劳[5]。长时间运动时脑内5-HT升高导致中枢疲劳，从而降低从中枢向外周发放的冲动，因而降低运动能力[6]。Bailey等[7-8]还利用一系列药物研究5-HT与中枢疲劳之间的关系，服用引起脑内5-HT增高的药物，大鼠跑至力竭的时间大大缩短，而且出现明显的剂量-效应关系，说明特定的药物可引起脑内5-HT的增加，导致中枢抑制出现疲劳现象。在中枢神经系统内DA能神经元主要分布在中脑黑质、中脑脚间核以及下丘脑弓状核，尤其是黑质最多。脑内DA 也主要由黑质的神经元合成，贮存在纹状体，尾核的含量最高[9]。章江洲等[10]研究了在耐力训练和一次急性力竭运动后大鼠的6个脑区后发现：力竭运动提高了大部分脑区的DA含量。Bailey 等[8]研究表明：当中枢产生疲劳时大鼠中脑的DA合成变弱，如保持DA的合成代谢则会推迟疲劳的产生。陈令生[11]发现：服用安非他明增加DA能活性后脑内DA 代谢水平增加，耐力性运动成绩提高。有研究发现：脑中DA能活性增加，可抑制5-HT的合成与代谢，而当大脑5-HT/ DA的比值升高，会引发运动性疲劳。本实验结果表明：LHD可明显降低过度游泳训练造成的超负荷疲劳大鼠下丘脑5-HT含量，有利于对抗过量5-HT在中枢神经系统引起的人体疲劳。LHD亦能明显增加过度游泳训练造成的超负荷疲劳大鼠下丘脑DA含量，有利于提高耐力性运动的成绩。此外，LHD可明显提高过度游泳训练造成的超负荷疲劳大鼠下丘脑DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值，有利于缓解运动性疲劳。而LHD提高下丘脑GABA含量的作用亦可能有助于维持机体对情绪和运动的稳定性，有益于改善睡眠[12-13]。

综上所述，LHD对过度游泳训练造成的超负荷疲劳具有明显改善作用，其作用机制可能与降低下丘脑5-HT含量，提高下丘脑DA含量，明显提高下丘脑DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值有关，确切机制有待深入研究。

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