沙棘油对运动大鼠心肌及肝脏抗氧化作用的实验研究*

2013-03-30王世哲李守汉

中国应用生理学杂志 2013年1期

王世哲，李守汉

（1．兰州商学院体育教学部，甘肃兰州730020；2．兰州大学体育教研部，甘肃兰州730000）

沙棘油的各种功效与其多种营养成份有关，它含有多种氨基酸、酶、矿物元素、维生素、黄酮类等物质［1］。沙棘油及其制品在日用、医药、美容、保健、食品等领域的研究已取得了极大的成果。研究表明，沙棘油的抗氧化作用和其它药理作用大多与其抗自由基氧化有关。一般认为运动引起体内自由基的大量生成，进而攻击膜系统，引起细胞结构功能紊乱，最终导致运动性疲劳及运动损伤［1］。本实验旨在揭示补充沙棘油对运动大鼠自由基防御体系的影响，为开发沙棘油作为运动保健食品提供实验依据。

1 材料与方法

1．1 实验对象与分组

8周龄SD雄性大鼠85只，体重（200±20）g，由兰州医学院动物实验中心提供。灌胃沙棘油由甘肃省轻工业科学研究所提供，按实验组分笼饲养，同时购买基础饲料，适应性饲养一周后进行实验。通过观察，剔除体质较弱，不符合实验要求的5只后，80只大鼠随机分为6组：安静＋生理盐水对照组（Q＋W 8只）、安静＋沙棘油对照组（Q＋SO 8只）、一次性力竭运动＋生理盐水（即刻与恢复）（DEE＋NS 16只）、一次性力竭运动＋沙棘油（即刻与恢复）（DEE＋SO 16只）、递增负荷训练组＋生理盐水组（即刻与恢复）（EEA IF＋Wr 16只）、递增负荷训练组＋沙棘油（即刻与恢复）（AIF＋SO 16只）。

1．2 训练方式及给药

沙棘油组每天上午按2．5 ml／kg bw的剂量灌胃沙棘油，对照组每天灌胃同剂量的生理盐水。第七周第一天除安静组外，其它各组大鼠负重体重的2%游泳至力竭。即刻组大鼠即刻断头取血，恢复组24 h后断头取血，安静组安静断头取血，肝素抗凝，用样品杯编号包好迅速投入液氮中备测；立即取心脏及肝脏组织置于0℃～4℃预冷的生理盐水洗净血液，用滤纸吸干股四头肌表面水分，再用样品杯编号包好迅速投入液氮中备测。选取心脏及肝脏的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、过氧化氢酶（catalase，CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-PX）四个抗氧化指标进行测试。

1．3 测定方法

SOD活性测定采用黄嘌呤氧化酶法，MDA采用硫化巴比妥酶法测定，CAT采用可见光法测定，GSH-PX采用DTNB法测定，组织蛋白定量采用考马斯亮兰法。测定试剂盒均由南京建成生物技术研究所提供。测试仪器采用721B型分光光度计（上海第三分析仪器厂）；普通离心机（北京医疗仪器修理厂）；电热恒温水浴锅（江苏红旗医疗器械厂）。

1．4 数据处理

结果采用SPSS16．0软件处理，数据用“均数±标准差（x±s）”表示，显著性结果采用 t检验。

2 结果

2．1 沙棘油对大鼠心肌抗氧化功能指标的影响

2．1．1 沙棘油灌喂大鼠6周后一次性力竭运动对心肌各指标的影响（1）对心肌SOD活性的影响与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、力竭即刻组均有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下安静组比较：服药即刻组有显著性提高（P＜0．05）；其它均无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：不服药组无显著性差异；服药组差异性提高（P＜0．05，表 1）。（2）对心肌 MDA含量的影响与相同条件下不服药组相比较，安静对照组和恢复组均有显著性降低（P＜0．05），即刻组无显著性差异；与相同条件下安静组比较，不服药即刻组有显著性降低（P＜0．05），其它均无显著性差异；与相同条件下力竭运动后即刻组比较，不服药组有显著性降低（P＜0．05表1），服药组差异不明显。（3）对心肌GSH-PX活性的影响与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、恢复组和即刻组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：服药与不服药运动即刻组均有显著性提高（P＜0．05表1）；服药与不服药恢复组均无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：不服药组和服药组差异不明显。（4）对心肌CAT活性的影响与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、即刻组和恢复组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：运动即刻组均有显著性提高（P＜0．05）；服药与不服药恢复组均无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：不服药恢复组有显著性提高（P＜0．05表1）；服药恢复组差异不明显。

Tab．1 Influence of the seabuckthorn oil on the rats’myocardium each index after disposable exhaustive exercise（±s，n＝8）

a：Quite＋water；b：Quite＋seabuckthorn oil；c1：Disposable exhaustive exercise＋water；d1：Disposable exhaustive exercise＋seabuckthorn oil；c2：Disposable exhaustive exercise＋water，after 24 h；d2：Disposable exhaustive exercise＋seabuckthorn oil，after 24 h；SOD：Superoxide dismutase；MDA：malondialdehyde；GSH-PX：Glutathione peroxidase；CAT：Catalase*P＜0．05 vs a group；＃P＜0．05 vs c1 group；△P＜0．05 vs c2 group

Group SOD（U／mg pro） MDA（nmol／mgpro） GSH-PX（U／mgpro） CAT（k／g ）a 41．08±2．30 18．58±1．23 0．216±0．023 1．10±0．13 b 43．85±1．37* 16．98±0．86* 0．261±0．020* 4．69±0．43*c1 40．32±2．01 16．78±1．14＃ 0．168±0．021＃ 0．76±0．23＃d1 47．23±2．50*＃ 16．66±1．32 0．199±0．03l*＃ 2．86±0．46*＃c2 39．93±1．05 18．78±1．15△ 0．201±0．026 1．13±0．23△d2 41．78±2．67△ 17．22±0．99* 0．275±0．042* 3．73±0．53*

2．1．2 沙棘油对大鼠6周递增负荷训练后一次力竭运动心肌各指标的影响

（1）对心肌超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响

与相同条件下不服药组相比较：安静对照组与运动即刻组均有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无明显差异。与相同条件下安静组比较：服药与不服药即刻组均有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05，表 2）。

（2）对心肌心肌丙二醛（MDA）含量的影响

与相同条件下不服药组相比较：安静对照组与运动即刻组均有显著性降低（P＜0．05）；恢复组无明显差异。与相同条件下安静组比较：服药即刻组与恢复组均有显著性降低（P＜0．05）；不服药即刻与恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组有显著性降低（P＜0．05，表2）；不服药组均无显著性差异。

（3）对心肌谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性的影响

与相同条件下不服药组相比较：安静组、运动恢复组与运动即刻组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：不服药恢复组无显著性差异；不服药即刻组、服药即刻与恢复组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05，表 2）。

（4）对心肌过氧化氢酶（CAT）活性的影响

与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、运动即刻组和恢复组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：不服药即刻组无显著性差异；其它各组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05，表2）。

Tab．2 Influence of the seabuckthorn oil on the rats’myocardiumeach index after six weeks’incremental load training disposable exhaustive exercise（±s，n＝8）

a：Quite＋water；b：Quite＋seabuckthorn oil；e1：Exhaustive exercise after increasing force＋water；f1：Exhaustive exercise after increasing force＋seabuckthorn oil；e2：Exhaustive exercise after increasing force＋water，after 24 h；f2：Exhaustive exercise after in creasing force＋seabuckthorn oil，after 24 h*P＜0．05 vs a group；＃P＜0．05 vs b group；△P＜0．05 vs e1 group

Group SOD（U／mg pro） MDA（nmol／mgpro） GSH-PX（U／mgpro） CAT（k／g ）a 41．08±2．30 18．58±1．23 0．216±0．023 1．10±0．13 b 43．85±1．37* 16．98±0．86* 0．261±0．020* 4．69±0．43*e1 44．43±2．26＃ 17．21±1．70 0．242±0．020＃ 0．98±0．36 f1 51．32±3．45*＃ 12．06±1．32*＃ 0．201±0．032*＃ 3．69±0．56*＃e2 41．65±2．47△ 18．43±1．26 0．186±0．037△ 1．87±0．65＃△f2 42．06±2．2△ 18．80±1．32＃△ 0．158±0．017*＃△ 4．89±0．86＃△

2．2 沙棘油对大鼠肝脏 SOD、MDA、GSH-PX、CAT各指标的影响

2．2．1 沙棘油灌喂大鼠6周后一次性力竭运动对肝脏各指标的影响（1）对肝脏超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、即刻组和恢复组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：服药与不服药即刻组有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05，表 3）。（2）对肝脏丙二醛（MDA）含量的影响与相同条件下不服药组相比较：服药即刻组有显著性降低（P＜0．05）；安静与恢复组均无显著性差异。与相同条件下安静组比较：服药与不服药即刻组有显著性降低（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性降低（P＜0．05，表 3）。（3）对肝脏谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性的影响与相同条件下不服药组相比较：即刻组有显著性提高（P＜0．05）；安静与恢复组均无显著性差异。与相同条件下安静组比较：服药与不服药即刻组有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05，表3）。（4）对肝脏过氧化氢酶（CAT）活性的影响与相同条件下不服药组相比较：对照组、恢复组与即刻组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：服药与不服药即刻组有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：不服药组有显著性提高（P＜0．05，表3）；服药组无显著性差异。

Tab．3 Influence of the seabuckthorn oil on the rats’Liver each index after disposable exhaustive exercise（±s，n＝8）

a：Quite＋water；b：Quite＋seabuckthorn oil；c1：Disposable exhaustive exercise＋water；d1：Disposable exhaustive exercise＋seabuckthorn oil；c2：Disposable exhaustive exercise＋water，after 24 h；d2：Disposable exhaustive exercise＋seabuckthorn oil，after 24 h*P＜0．05 vs a group；＃P＜0．05 vs c1 group；△P＜0．05 vs c2 group

Group SOD（U／mg pro） MDA（nmol／mgpro） GSH-PX（U／mgpro） CAT（k／g ）a 149．98±19．28 1．18±0．20 0．206±0．017 44．72±2．67 b 201．69±21．21* 1．03±0．19 0．217±0．008 50．51±5．23*c1 189．76±22．94＃ 1．58±0．18＃ 0．229±0．017＃ 33．85±4．10＃d1 232．35±31．45*＃ 1．29±0．17*＃ 0．262±0．022*＃ 5．10±4．22*＃c2 156．56±25．36△ 1．24±0．32△ 0．210±0．012△ 40．23±5．23△d2 198．68±31．78*△ 1．02±0．22△ 0．218±0．021△ 48．98±4．56*

2．2．2 沙棘油对大鼠6周递增负荷训练后一次力竭运动肝脏各指标的影响（1）对肝脏超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、即刻组均有显著性提高（P＜0．05）；恢复组无显著性差异。与相同条件下安静组比较：服药即刻组与不服药恢复组有显著性提高（P＜0．05）；不服药即刻组与服药恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05，表 4）。（2）对肝脏丙二醛（MDA）含量的影响与相同条件下不服药组相比较：即刻组有显著性降低（P＜0．05）；其它各组均无显著性差异。与相同条件下安静组比较：不服药即刻组有显著性降低（P＜0．05）；其它各组均无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：不服药组有显著性降低（P＜0．05表4）；服药组无显著性差异。（3）对肝脏谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）活性的影响与相同条件下不服药组相比较：安静对照组、即刻组和恢复组各组均无著性差异。与相同条件下安静组比较：力竭即刻组与不服药恢复组有显著性提高（P＜0．05）；服药恢复组无显著性差异。与相同条件下力竭运动后即刻组比较：服药组与不服药组均有显著性提高（P＜0．05表4）。（4）对肝脏过氧化氢酶（CAT）活性的影响与相同条件下不服药组相比较：对照组、恢复组与即刻组均有显著性提高（P＜0．05）。与相同条件下安静组比较：力竭即刻组与不服药恢复组有显著性提高（P＜0．05），服药恢复组无显著性差异；与相同条件下力竭运动后即刻组比较，服药组有显著性提高（P＜0．05表4），不服药组无显著性差异。

Tab．4 Influence of the seabuckthorn oil on the rats’Liver each index after six weeks’incremental load training disposable exhaustive exercise（¯x±s，n＝8）

3 讨论

3．1 沙棘油对运动大鼠心肌组织自由基代谢的影响

研究表明，心肌缺氧一复氧损伤（也叫缺血再灌注损伤）与氧自由基的作用密切相关。缺氧一复氧引起心肌损伤的机制主要是：（1）膜超氧自由基使生物膜磷脂结构内的不饱和脂肪酸过氧化而直接损害了细胞膜，生成的脂质过氧化物和其它脂质水解产物以及溶酶体的破坏进一步加重了膜损伤［2］。（2）氧自由基歧化生成的 H2O2能抑制细胞 Na＋-K＋ATP酶，从而导致细胞内钠离子浓度增加，刺激Na＋-Ca2＋交换，使钙内流增加［3］。

本实验结果表1、表2显示，沙棘油具有保护心肌组织免受运动损伤的功能。其机制可能是：沙棘油可提高心肌组织抗氧化酶活性，减轻自由基对生物膜的破坏和线粒体的损伤；沙棘油可抑制中性粒细胞的脂质过氧化；沙棘油可以降低细胞内Ca2＋浓度，抑制溶酶体酶的释放。

3．2 沙棘油对运动大鼠肝脏自由基代谢的影响

肝脏是机体物质代谢的重要器官，运动对肝脏组织中的自由丛代谢及抗氧化酶的变化较为明显［4］，运动能力也与肝脏的生理机能密切相关。

本实验结果表3、表4显示，沙棘油具有很强的抗肝组织自由基代谢的作用，它可以提高肝脏组织中抗氧化酶活性，减轻自由基对肝脏组织造成的脂质过氧化损伤，保护肝细胞膜的完整性，使肝脏的生理机能正常运行，从而提高运动能力，延缓疲劳的发生。

综上所述，沙棘油对大鼠心脏及肝脏都表现出明显地抗脂质氧化和清除自由基的能力。具体表现为超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPX）活性的明显上升和丙二醛（MDA）含量的明显下降。延缓疲劳的出现，促进机体的生理机能快速恢复至正常水平。

［1］詹晖，葛新发．自由基的清除与中医药抗运动性疲劳［J］．武汉体育学院学报，1998，127（2）：61-65．

［2］ De1 Maestro R F．An Approach to free radicals in medicine and biology［J］．Acta physiol scand suppI，1980，492：153-16．

［3］ Kaminishi T，Matsuoka T，Yanagishita T，et al．Increase vs decrease of calcium uptake by isolated beart cells induced by H2O2vs HOCL［J］．Am J Physiol，1989，256（3 Pt 1）：C598-607．

［4］郭世炳，句海松，韩哲武．运动对小鼠肌肉和肝脏中过氧脂质及还原型谷胧甘肤含量的影响［J］．中国运动医学杂志，1992，11（1）：61～62．