富硒板党对力竭运动大鼠心肌线粒体抗氧化作用的影响*

王振富，钟 灵，肖本见

（1.湖北民族学院医学院，2.湖北民族学院附属民大医院，恩施445000）

富硒板党（rich selenium banqiao codonopsis pilosula）一名始见于《现代中药材商品手册》［1］，因其生长于有“中国硒都”之称的湖北恩施板桥境内，故简称“板党”。党参为桔梗科植物党参、素花党参或川党参的干燥根茎，为常用中药，味甘、平，归脾、肺经，具补中益气、健脾益肺的功效。用于脾肺虚弱，气短心悸，食少便溏，虚喘咳嗽，内热消渴［2］。研究表明党参对缺血性脑损伤和低氧／复氧脂质过氧化损伤有保护作用［3］，而关于其在运动过程对心肌细胞损伤的保护作用尚未见相关报道。本实验通过建立力竭运动大鼠动物模型，观察富硒板党对力竭运动大鼠心肌线粒体的抗氧化作用影响，从而为该药用于抗运动疲劳提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 药材、试剂和仪器

富硒板党购自恩施峰岚板桥党参有限责任公司；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathine peroxidease，GSH-Px）、过氧化氢酶（catalase，CAT）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、过氧化氢（H2O2）等试剂盒均购于南京建成生物研究所；BS224S型电子分析天平，DL-50型超级恒温器，RE-52型旋转蒸发器，CQ-250超声波清洗器，756MC型紫外可见光分光光度计，GL-20G高速冷冻离心机。

1.2 富硒板党水溶液的制备

将适量富硒板党粉碎过10目筛，加水浸泡30 min，经超声提取2次，每次45 min，然后合并滤液，浓缩，滤过，加适量蒸馏水，将溶液pH调至近中性，G4垂熔玻璃漏斗滤过，使其成为1 g／ml水溶液。灭菌，冷藏备用。

1.3 动物和分组

本实验选用健康SD雄性大鼠，由同济医科大学实验动物中心提供，体重200～240 g，共30只。将大鼠随机分为3组（n＝10）：安静对照组，力竭运动组（训练组），力竭运动训练＋富硒板党组（训练加药组），各组每天自由摄食饮水，同时训练加药组每天灌胃板党提取物的水溶液（5.0 g／（kg·d）），安静组和训练组灌胃同体积的生理盐水，给药6周。动物体重：安静对照组（225±8）g，训练组（223±8）g，训练加药组（228±9）g。

1.4 实验方法

在正式实验前，实验动物在国产跑台上做5 min的适应性训练（速度8.5 m／min，坡度为0）。正式实验时，训练组和训练加药组大鼠采用Bedford，根据大鼠体重摄氧量回归方程建立递增负荷跑台运动疲劳模型，训练持续6周，每周6天，周日休息。先进行1周适应性训练，逐渐提高运动强度至80%VO2max以上，最后一天训练至力竭。运动时用毛刷刺激动物尾部或用声光刺激，使动物保持在跑台前部1／3处，以保证一定运动强度。在训练期的最后一天，安静组大鼠用20%乌拉坦（ml／kg bw）腹腔麻醉后，打开胸腔，立即取出心脏备用。训练组和训练加药组大鼠进行一次性力竭运动，在力竭运动后立即麻醉处死，取材备用（具体方法同安静组）。心肌线粒体悬液的制备：参考聂金雷［4］等的方法，采用差速离心法。取大鼠心肌用介质Ⅰ（0.125mol／L蔗糖溶液，3.0mol／L n-2-羟乙基呱嗪-n-2-乙磺酸，0.5 mmol／L乙二胺四乙酸，pH＝7.4）冲洗净血污，剔除结缔组织，剪碎，加20 ml介质电动匀浆器匀浆，2 500 r／min离心 5 min，取上清液于 1 200 r／min离心 10min，沉淀用介质Ⅱ（0.25 mol／L蔗糖溶液，3.0 mol／L n-2-羟乙基呱嗪-n-2-乙磺酸，0.5mmol／L乙二胺四乙酸，pH＝7.4）悬浮，手动匀浆器匀浆，加入 2ml介质Ⅱ，1 200 r／min离心10 min，沉淀悬浮在0.5 ml介质Ⅱ中，即为线粒体悬液，备用。按试剂盒说明书测SOD、GSH-Px、CAT、MDA和H2O2各项指标。

1.5 统计学方法

实验数据以均数±标准差（±s）表示，由 SPSS 15.0系统完成配对t检验。

2 结果

结果显示，与安静对照组比较，力竭运动引起大鼠心肌线粒体 MDA和 H2O2含量显著升高，抗氧化酶 CAT、SOD、GSH-Px活性显著下降（P＜0.01）；与力竭运动组比较，运动加药组大鼠心肌线粒体MDA和H2O2含量明显降低，抗氧化酶 CAT、SOD、GSH-Px活性均显著升高（P＜0.05，P＜0.01，表1）。

Tab.1 Effect of rich selenium banqiao codonopsis pilosula on anti-oxidation ofmyocardial mitochondria of rats in exhausting exercise（±s，n＝10）

Tab.1 Effect of rich selenium banqiao codonopsis pilosula on anti-oxidation ofmyocardial mitochondria of rats in exhausting exercise（±s，n＝10）

MDA：Malondialdehyde；SOD：Superoxide dismutase；GSH-Px：Gutathion peroxidase；CAT：Catalase；H2O2：Hydrogen peroxide**P＜0.01 vs quiet；＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs movement

Group MDA（nmol／mg pro）SOD（U／mg pro）GSH-Px（U／mg pro）CAT（U／mg pro）H2O2（mmol／L ）Quiet 2.25±0.24 38.53±4.24 24.33±2.77 9.65±0.68 210.93±33.88 Movement 2.81±0.28** 32.21±3.56** 19.37±2.18** 7.23±0.66** 440.10±34.39**Add drug 2.35±0.28＃＃ 37.86±4.61＃ 23.43±2.48＃＃ 8.08±0.64＃＃ 346.91±33.86＃＃

3 讨论

心脏处于严重缺血、缺氧状态下，心肌细胞自由基增加，而机体清除自由基的能力下降，自由基引起细胞膜脂质过氧化作用可使细胞膜通透性增高，钙离子内流，造成心肌细胞和心肌线粒体钙超载，并发生缺血、缺氧性损伤，心肌细胞与间质胶原间正常比例被破坏，导致心脏自身的防御系统不能有效的发挥作用，造成心脏出现病理性变化，致使心肌线粒体结构和功能损害。

本实验的结果表明，长时间大强度力竭性运动可以导致心肌线粒体抗氧化酶（GSH-Px、SOD、CAT）活性显著下降，心肌线粒体内自由基增多，特别是H2O2大量堆积，SOD也被大量催化歧化反应而消耗。因H2O2可作为金属辅基的还原剂，从而抑制SOD、GSH-Px、CAT等酶的活性。SOD具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质。当H2O2浓度升高时，红细胞SOD的无规则卷曲含量增加，β-折叠含量减少。这说明H2O2可使SOD的β-折叠向无规则卷曲转变，影响该酶的二级结构，从而导致酶活性下降，因此当机体中的H2O2浓度增加到一定的程度时，抗氧化酶的活性会受抑制。抗氧化酶的活性下降可能是由于产物浓度的堆积，抑制酶催化此反应的能力造成的［5］，抗氧化物质和抗氧化酶大量消耗，致使自由基代谢失衡而堆积，加剧心肌线粒体的氧化损伤。运动加药组较运动对照组大鼠心肌线粒体抗氧化酶（GSH-Px、SOD、CAT）活性显著升高，心肌线粒体内脂质过氧化产物MDA和H2O2含量显著下降，说明富硒板党提取物能提高抗氧化酶的活性，抑制大强度力竭运动造成的心肌线粒体氧化损伤。其可能机制是：（1）富硒板党提取物中含有刺激抗氧化酶活性的组分，增加抗氧化酶活力；（2）富硒板党提取物中富含抗氧化成分，可直接中和自由基，抑制H2O2的大量堆积，减少GSH-Px、SOD、CAT等消耗，活性增强，使心肌线粒体内自由基代谢达到新的平衡；（3）富硒板党提取物中某些成分能诱导运动中内源性的抗氧化酶的基因表达，增强酶活性。但其具体作用机制还有待进一步研究。

富硒板党，富含硒元素，资源丰富，质地优良，可食药兼用。本实验研究旨在为该药用于抗运动疲劳提供理论依据，同时也为该药的利用开辟新的前景。

［1］ 张万福.现代中药材商品手册［M］.北京：中国中医药出版社，1997：125.

［2］ 国家药典委员会编.中华人民共和国药典2005版一部［S］.北京：化学工业出版社，2005：199.

［3］ 肖本见，陈国栋，谭志鑫，等.富硒板党对低氧耐受小鼠兴奋性氨基酸的影响［J］.中国应用生理学杂志，2006，22（2）：151-152，205.

［4］ 聂金雷，蒋春笋，张 勇，等.运动性疲劳的线粒体膜分之机理研究.IV.线粒体质子跨膜势能、质子漏与运动性内源性氧生成的相互关系［J］.中国运动医学杂志，2001，20（2）：134-138.

［5］ Kretzschmar M，Muller D，Hubscher J，et al.Influence of aging，training and acute physical exercise on plasma glutathione and lipid peroxides in man［J］.Int J Sports Med，1991，12（2）：218-222.