黄芪多糖对运动损伤心肌的影响

高 旭，刘斌钰，邢雁霞，李丽芬

（山西大同大学医学院，山西 大同 037009）

黄芪多糖对运动损伤心肌的影响

高 旭，刘斌钰，邢雁霞，李丽芬*

（山西大同大学医学院，山西 大同 037009）

目的探讨黄芪多糖对小鼠运动损伤心肌端粒酶表达与血清超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-px）、丙二醛（MDA）含量之间的关系。方法取昆明种小鼠随机分为4组，黄芪多糖大、小剂量组、运动损伤对照组和空白对照组，连续灌胃给药21 d，于末次给药后1 h除空白组外，其他3组小鼠行力竭游泳运动60 min，取血测定SOD、GSH-px和MDA的含量，检测骨骼肌形态学变化及心肌端粒酶表达。结果黄芪多糖可以提高运动损伤小鼠血清SOD和GSH-px活性，降低MDA的含量，与运动损伤组比较P＜0.01；心肌端粒酶运动损伤组表达最多，空白组最少，黄芪多糖能下调心肌端粒酶表达，与运动损伤组相比P＜0.05。镜下可见运动损伤组小鼠骨骼肌纤维炎性细胞浸润增多，肌细胞出现不同程度水肿、变性和坏死；黄芪多糖大、小剂量组骨骼肌细胞数目增加，未发现明显水肿、变性和坏死；心肌端粒酶表达与血清SOD之间呈正相关，与MDA之间呈负相关，与GSH-px相关性较小。结论黄芪多糖通过提高运动损伤小鼠SOD和GSH-px的活性，降低MDA的含量，下调心肌端粒酶表达，起到保护运动损伤的作用。

黄芪多糖；谷胱甘肽过氧化物酶；超氧化物歧化酶；丙二醛；端粒酶

黄芪为豆科多年生草本植物,黄芪的主要成分有黄芪多糖、黄芪皂苷、黄酮类化合物等,具有较强的抗氧化作用,能清除体内脂质过氧化物。黄芪多糖(Astrgalus Polysaccharides,APS)是从黄芪中提取的多糖。来自天然的植物多糖具有抗肿瘤、抗病毒、抗感染、延缓衰老等多种生物活性。黄芪多糖是一种大分子的多糖,由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖等组成。本实验旨在探讨黄芪多糖对运动损伤小鼠心肌端粒酶表达与血清超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-px)和丙二醛(MDA)含量之间的关系。

1 材料与方法

1.1 试验药物

黄芪多糖购于陕西宝鸡方晟生物开发有限公司,用前配成所需浓度。

1.2 动物

昆明种小白鼠,体质量20±2 g,雌雄皆用,购自山西医科大学实验动物中心,生产许可证号：SCXK(晋)2009-001。

1.3 试剂

GSH-px，SOD和MDA试剂盒,为南京建成生物工程研究所产品;端粒酶免疫组化测试盒为武汉博士德公司产品。

1.4 仪器

UV-7504PC紫外可见分光光度计,上海欣茂仪器有限公司产品；BL-2000医学图像分析系统,泰盟科技有限公司产品。

1.5 检测项目与方法

1.5.1 动物分组及血清SOD，GSH-px和MDA含量测定

取小鼠40只,随机分为4组,每组10只,黄芪多糖大、小剂量组分别灌胃黄芪多糖150mg/kg·d, 50mg/kg·d,运动损伤对照组和空白对照组灌胃等量的生理盐水,连续21 d。按文献[1-3]对小鼠进行力竭游泳实验,去眼球取血,分离血清,按测试盒说明书进行SOD，GSH-px和MDA含量的测定。

1.5.2 组织标本制备与免疫组化检测

各组于力竭游泳后取骨骼肌和心肌,常规制成石蜡块、切片,供病理及免疫组化检测。免疫组化半定量分析借助多媒体病理彩色分析系统完成,端粒酶阳性物质呈棕黄色颗粒状,细胞浆或者细胞核内出现棕黄色为阳性染色,在400倍光镜下采集免疫组化图像,每张切片随机采集10个不重叠视野,计算平均光密度值。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 骨骼肌显微结构及心肌端粒酶免疫组化表达

光镜下可见空白组小鼠骨骼肌纤维形态正常,肌细胞形态规整,排列整齐;运动损伤组小鼠骨骼肌纤维炎性细胞浸润增多,肌细胞出现不同程度水肿、变性和坏死;黄芪多糖大、小剂量组骨骼肌细胞数目增加,偶见炎性细胞浸润灶,未发现明显水肿、变性和坏死。心肌端粒酶表达,用光密度值反映免疫组化染色的深浅程度,数值越大,表示颜色越深,阳性程度越高。心肌端粒酶表达免疫组化结果见图1,OD值结果：运动损伤组为0.332± 0.058,黄芪多糖大剂量组为0.287±0.071,黄芪多糖小剂量组为0.306±0.061,空白组为0.232± 0.061,黄芪多糖大小剂量组与运动损伤对照组比较(P＜0.05)。

图1 各组小鼠心肌端粒酶表达(×400)

结果表明,运动损伤对照组心肌端粒酶表达最多,空白对照组最少,黄芪多糖能下调心肌端粒酶表达。

2.2 血清SOD，GSH-px和MDA的变化结果见表1。

表1 黄芪多糖对小鼠血清SOD，GSH-px和MDA含量的影响(n=10,±s)

表1 黄芪多糖对小鼠血清SOD，GSH-px和MDA含量的影响(n=10,±s)

注：Q值1,与运动损伤组相比,*P＜0.05,**P＜0.01;Q值2,与空白组相比,■P＜0.05,■■P＜0.01。

组别GSH-px/u·m L－1 SOD/u·m L－1 MDA/nmol·m L－1黄芪多糖大剂量组154.30±23.92**■141.71±12.18**■■4.29±0.99**黄芪多糖小剂量组112.51±45.05*113.21±21.97**5.47±1.18**运动损伤对照组77.47±15.16■■68.58±14.87■■7.80±1.31■■空白对照组127.06±30.40**114.59±23.56**5.04±1.64** F 26.07(P＜0.01)10.91(P＜0.01)13.49(P＜0.01)

结果表明,黄芪多糖可以提高运动损伤小鼠血清中GSH-px和SOD活性、降低MDA的含量。经F检验进行单因素分析,组间比较,黄芪多糖大、小剂量组与对照运动损伤组比较有显著性差异(P＜0.01)。

2.3 心肌端粒酶表达与血清SOD，GSH-px和MDA相关分析

表2 心肌端粒酶表达与血清酶SOD，GSH-px和MDA相关系数

通过皮尔逊相关分析发现,心肌端粒酶表达与血清酶SOD呈正相关(P＜0.01),与MDA呈负相关(P＜0.01),与GSH-px相关性较小(P＞0.05); SOD与GSH-px呈正相关(P＜0.01),与MDA呈负相关(P＜0.01);GSH-px与MDA呈负相关(P＜0.01)。见表2。

3 讨论

运动强度增大、运动时间延长,生物体内的自由基会急剧增多并由此引起的脂质过氧化对机体产生损害,结果导致机体免疫功能下降,发生运动性疲劳和损伤。黄芪多糖能增强机体免疫功能、降低血压和抗肿瘤等作用。近年来,随着分子生物技术的迅猛发展,1956年Harman提出国内外公认的自由基(free radical,FR)学说,其中·O2-和·OH是最活泼也最具危害的FR,是导致机体运动疲劳和损伤的主要“微损伤因子”。随着运动强度增大,SOD和GSH-Px等抗氧化酶的活性降低,造成FR过剩导致组织损伤。研究表明[4-5],高强度或者力竭运动可以使体内脂质过氧化水平显著提高,产生大量的氧自由基[6]。氧自由基可引起脂质过氧化,损害细胞膜,产生MDA,使蛋白质交链变性,还会攻击细胞核和染色体,对机体危害最大。

1991年Harley提出端粒(Telomere)学说,认为生物的遗传基因通过端粒程序决定细胞分裂的次数。端粒酶(Telomerase)是使端粒延伸的反转录DNA合成酶[7],能修复损伤的端粒,防止细胞衰老、凋亡,维持细胞的永生化,还能诱导细胞重新进入分裂周期,复制新的细胞。端粒酶的组成主要包括核心酶(端粒酶催化亚单位,TERT和端粒酶RNA,TER)和其它与之相连的蛋白质,其中端粒酶催化亚单位,对端粒酶的活性起着至关重要的作用[8]。当心脏的心血管结构发生损伤、动脉粥样硬化或者心肌梗塞时,心血管病变部位端粒酶表达数量也会比其他正常部位明显增多[9],力竭运动过程中,由于各种因素的作用,能引起心肌细胞端粒的损伤[10]。

中医认为人体衰老与多脏器虚损和气滞血瘀等密切相关。黄芪是健脾益气的代表中药,有“轻身延年”之功效,被《神农本草经》列为上品。黄芪多糖是从黄芪中提取的多糖。黄芪多糖可使力竭运动小鼠心肌端粒酶表达下调,进而改善心肌功能;明显提高小鼠血清中GSH-px和SOD活性,降低MDA含量,具有清除自由基,保护力竭运动损伤的作用,并发现心肌端粒酶表达与血清抗氧化酶SOD之间呈正相关关系,与脂质过氧化产物MDA呈负相关关系,证实黄芪多糖具有一定的延缓运动损伤的能力。分析端粒酶与GSH-px相关性不大原因,可能是实验操作不当,也可能是试剂,还可能是其他原因,有待今后进一步研究。

4 小结

黄芪多糖明显升高小鼠血清中GSH-px和SOD活性、降低MDA的含量,使心肌端粒酶表达下调,提高小鼠的运动能力。

[1]张小平,覃江涣,杨冬莲,等.黄芪多糖对力竭小鼠保护作用及运动能力的影响[J].临床和实验医学杂志,2006,5(7)：853-855.

[2]李丽芬.药物实验与制剂[M].北京：中国科学技术出版社,2010.

[3]高旭,李丽芬,刘斌钰.黄芪多糖对小鼠应激能力和自由基代谢的影响[J].中国预防医学杂志,2010,11(2)：120-121.

[4]赵莲芳,郑玉叔,朴惠顺,等.黄芪多糖及人参总皂苷对衰老小鼠的抗衰老作用[J].延边大学医学学报,2006,29(4)：249-251.

[5]Miliakova M N,Shabanov V V.Possiblemechanism and physiopathological significance of superoxide dismutase regulation by oxygen free radicals[J].Biomed Khim,2006,52(2)：130-137.

[6]俞向梅,张文光.中药疗法对过度运动训练后心肌损伤影响的实验研究进展[J].现代中西医结合杂志,2010,19(13)：1674-1675.

[7]Jeffrey C.Expression of telomerase RNA template,butnot telomerase reverse transcriptase,is limiting for telomere lengthmaintenance in vivo[J].Molecular and cellular biology,2004,24(16)：7024-7031.

[8]梅凌,扈盛,胡亚哲.运动强度与端粒酶表达及心肌细胞受损的关系[J].中国组织工程与临床康复,2007,29(11)：5709-5711.

[9]高晓嶙,常芸,廉贺群.力竭运动后不同时相大鼠心肌cT nI、MbmRNA与血清cTnI、Mb表达[J].中国运动医学杂志,2009,28 (2)：162-166.

[10]郝建东.巴戟天提取物对大强度耐力训练大鼠心肌组织抗氧化能力影响的实验研究[J].陕西中医,2008,29(10)：1428-1429.

〔责任编辑 杨德兵〕

The Effect of Astragalus Polysaccharide on Sports Injury in Myocardium

GAO Xu，LIU Bin－yu，XING Yan－xia，LILi－fen
（School ofMedical，Shanxi Datong University，Datong Shanxi，037009）

Objective To explore the relations among lab mouse sport injury myocardial telomerase expression under astragalus polysaccharide，serum superoxide dismutase（SOD），glutathione peroxidase（GSH－px），and malondialdehyde（MDA）.Methods Random ly divide the Kunmingmice into 4 groups：APShigh－dose group，APS low－dose group，the sport injury control group and the blank control group.Consecutive treatment in stomach，21 days，1 hour after the last dose，except the blank control group，the other 3 groups ofmice swim for 60 minutes.Collect the blood sample tomeasure SOD，GSH－px and MDA content，

detect themorphological changes in skeletalmuscle and myocardium telomerase expression.All the experimental data are presented asmean±standard deviation（x±s），statistical processing is tested in F.Results Astragalus polysaccharides can improve sports injuriesmice serum SOD and GSH-px activity，decreased MDA content，comparing with the Sports Injury group（P＜0.01）；the expression ofmyocardial telomerase ismost in sports injury mice group，and least in the blank control group.APS can lower the expression ofmyocardial telomerase，comparing with the sport injury group（P＜0.05）.Microscope showed that the increase in sports injuries mice skeletal muscle fiber infiltration of inflammatory cells，muscle cells showed varying degrees of edema，degeneration and necrosis；in Astragalus Polysaccharide high and low dose group，there is an increase in the number of skeletal muscle cells and no obvious edema，degeneration and necrosis are found.Relevant analysis found a positive correlation between the myocardial expression of telomerase and SOD，and a negative correlation between MDA and a small correlation between GSH-px.Conclusions Astragalus polysaccharides can enhance sports injurymice＇s SOD and GSH-px activity，decrease MDA content，reduce myocardial expression of telomerase，and plays a role in the protection of sports injuries.

astragalus polysaccharides，GSH-px，SOD，MDA，Telomerase

R28；R87

A

2012-08-08

山西大同大学科研项目［2011K1］

高旭（1954-），男，山西右玉人，硕士，副教授，研究方向：药理学；*李丽芬，女，教授，通信作者。

1674－0874（2013）03－0046－03