阴地厥提取物对运动训练大鼠不同组织抗氧化水平的影响

黎远军，熊正英

(1 安康学院 体育系，陕西 安康725000；2 陕西师范大学 体育学院，陕西 西安710062)

当机体处于一定的条件刺激之下，自由基产生和清除的动态平衡就有可能被打破，运动就是引发打破此动态平衡的应激条件之一。1978年Dilland[1]首次报道人在有氧运动后，呼出的气体中脂质过氧化产物戊烷含量明显增加。1982年，Davies[2]等首次应用电子自旋共振技术(ESR)证实，力竭运动后肝脏、肌肉中自由基明显增多，从而找到了运动诱发自由基生成增多最直接的证据。目前，关于运动产生自由基的机制包括线粒体机制、黄嘌呤氧化酶机制、中性细胞机制、前列腺素机制和钙机制等[3]。而自由基可以引起脂质过氧化，使不同组织产生氧化损伤，机体机能下降，运动能力丧失。阴地厥(Scepteridiumternatum)含有木犀草素、阴地蕨素以及维生维C、类胡萝卜素等[4]，其提取物(STE)的抗氧化作用目前尚未见研究报道。在体外试验确定STE具有抗氧化功能(另文报道)的前提下，本研究将其应用到运动医学领域，探讨阴地厥对运动力竭大鼠体质量和心、肝、肾、脑、股四头肌等组织抗氧化水平的影响，旨在为STE作为抗氧化剂在运动医学领域的应用提供理论和试验依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 试验动物 2月龄雄性SD大鼠，24只，体质量180～220 g/只，购自西安交通大学医学院动物饲养中心，同时购入大鼠饲料。大鼠适应性喂养1周后进行试验。

1.1.2 仪器与试剂 VIS-723N分光光度计，北京瑞利分析仪器有限公司；TCL-16C台式高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器厂；大鼠电动跑台，中国杭州段氏公司；R-200D电子天平，德国赛多利斯公司。

阴地厥提取物(S.ternatumextract，STE)，陕西瑞康生物工程有限公司生产。超氧化物歧化酶(Superoxide desmutase，SOD)、过氧化氢酶(Catalase，CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione peroxide，GSH-Px)活性以及总抗氧化能力(Total antioxidant capacity，T-AOC)、丙二醛(Malondialdehyde，MDA)含量、组织蛋白质含量测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

1.2 试验设计

大鼠饲养环境温度为(20±2) ℃，空气相对湿度为 41%～71%，自然光照，所有大鼠均自由饮水摄食。参照文献[5]的大鼠训练方案，将24只大鼠分为安静对照组、运动对照组和运动+STE组，每组8只。安静对照组大鼠自由活动，不进行跑台训练。运动对照组和运动+STE组大鼠先在跑台上进行5周适应性训练，期间每天训练20 min，跑台坡度为0，每周训练5 d，跑速每周递增，分别为15，22，27，31和35 m/min； 6～7周进行2周大强度耐力训练，每天训练30 min，每周训练7 d，跑台坡度为0，速度为35 m/min。试验期间，运动+STE组大鼠每天06：00灌胃阴地厥提取物100 mg/kg，体积为2 mL；安静对照组和运动对照组大鼠分别以相同体积的生理盐水进行灌胃。

1.3 样品的采集与制备

取材：第8周第1天，运动和运动+STE组大鼠用乙醚轻度麻醉，立即无菌取其心、肝、肾、脑、股四头肌，置于冰生理盐水中洗净血液，用滤纸吸干，-20 ℃保存备用。

样品制备：取适量心、肝、肾、脑、股四头肌湿组织，按每g加10 mL蒸馏水的比例制成100 g/L的匀浆，于低温(4 ℃)冷冻离心机6 000 r/min离心15 min，取上清液低温保存，备测。

1.4 样品的测定

用BONSO-TCS-2000A型电子秤于每周最后一天测试大鼠体质量。T-AOC 采用ABTS分光光度法测定，单位定义为37 ℃时每mg蛋白质样品使反应体系OD412增加0.01为一个总抗氧化能力单位(U)

SOD活性采用黄嘌呤氧化分光光度法测定，酶活性单位定义为每mg组织蛋白在1 mL反应液中SOD抑制率达50%时所对应的SOD量为一个SOD活力单位(U)。CAT活性采用H2O2-钼酸氨分光光度法测定，酶活性单位定义为每mg组织蛋白每s分解1 μmol H2O2的量为一个活性单位(U)。GSH-Px活性采用H2O2-GSH分光光度法测定，酶活性单位定义为：扣除非酶促反应的作用，每mg蛋白质每min使反应体系中GSH浓度降低1 μmol/L为一个酶活性单位(U)。MDA含量采用硫代巴比妥酸(TBA)分光光度法测定，其单位是nmol/mg。

1.5 数据统计处理

用SPSS 12.0统计软件进行数据处理，结果以“平均值±标准差”表示，并进行t检验，P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 STE对运动训练大鼠体质量的影响

各组大鼠体质量变化见表1。表1结果表明，随着运动时间的延长，3组大鼠体质量呈増加趋势，且运动对照组和运动+STE组大鼠的体质量均低于同期安静对照组；除前2周外，运动对照组与安静对照组大鼠体质量均有显著性差异(P<0.05)。运动+STE组大鼠体质量与运动对照组比较，除前2周外，后5周均有显著性差异(P<0.05)。

表1 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠体质量的影响

2.2 STE对运动训练大鼠各组织T-AOC的影响

阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织T-AOC 活性的影响结果见表2。

表2 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织T-AOC的影响

表2表明，与安静对照组相比，运动对照组大鼠心肌、肝脏、脑组织、肾脏和股四头肌T-AOC下降，其中肝脏和肾脏T-AOC变化差异显著 (P<0.05)；心肌和股四头肌T-AOC变化差异极显著 (P<0.01)，脑组织T-AOC变化无显著性差异(P>0.05)。与运动对照组相比，运动+STE组大鼠各组织T-AOC均上升，其中心脏和肝脏T-AOC变化差异显著 (P<0.05)，肾脏和股四头肌T-AOC变化差异极显著 (P<0.01)，脑组织T-AOC变化无显著性差异(P>0.05)。安静对照组大鼠T-AOC大小为：肾脏>肝脏>心肌>脑组织>股四头肌；运动对照组大鼠T-AOC大小为：肾脏>肝脏>脑组织>心肌>股四头肌；运动+STE组大鼠T-AOC大小为：肾脏>肝脏>心肌、脑组织>股四头肌。3组大鼠T-AOC均以肾脏最高，股四头肌最低。

2.3 STE对运动训练大鼠不同组织SOD活性的影响

各组大鼠SOD活性变化见表3。表3表明，与安静对照组相比，运动对照组和运动+STE组大鼠不同组织SOD活性均降低，且有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)性差异；与运动对照组相比，运动+STE组大鼠各组织SOD活性升高，且有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)性差异。各组大鼠不同组织SOD活性均表现为：心肌>肝脏>股四头肌>脑>肾脏。

表3 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织SOD活性的影响

2.4 STE对运动训练大鼠不同组织CAT活性的影响

各组大鼠CAT活性变化见表4。表4表明，与安静对照组相比，运动对照组和运动+STE组大鼠不同组织CAT活性均降低，且有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)性差异；与运动对照组大鼠相比，运动+STE组大鼠各组织CAT活性升高，且有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)性差异。安静对照组大鼠CAT活性表现为：肾脏>肝脏>脑组织>股四头肌>心肌，运动对照组大鼠表现为：肾 脏>脑组织>肝脏>股四头肌>心肌，运动+STE组大鼠表现为：肝脏>肾脏>脑组织>股四头肌>心肌。3组大鼠均以肾脏CAT活性最高，心肌CAT活性最低。

表4 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织CAT活性的影响

2.5 STE对运动训练大鼠不同组织GSH-Px活性的影响

各组大鼠GSH-Px活性变化见表5。表5表明，与安静对照组比较，运动对照组大鼠不同组织GSH-Px活性均降低，且有显著性差异(P<0.05)；运动+STE组大鼠各组织GSH-Px活性降低，除肾脏组织有显著差异外，肝脏、脑组织、股四头肌和心肌均无显著差异(P>0.05)。与运动对照组比较，运动+STE组大鼠不同组织GSH-Px活性均升高，且有显著性差异(P<0.05)。安静对照组和运动+STE组大鼠不同组织GSH-Px活性均表现为：肝 脏>心肌>股四头肌>脑组织>肾脏；运动对照组大鼠表现为：肝脏>心肌>股四头肌>肾脏>脑组织。3组大鼠均以肝脏GSH-Px活性最高，安静对照组和运动+STE组大鼠以肾脏GSH-Px活性最低，运动对照组大鼠以脑组织GSH-Px活性最低。

2.6 STE对运动训练大鼠不同组织GSH含量的影响

各组大鼠GSH含量变化见表6。表6显示，与安静对照组相比，运动对照组和运动+STE组大鼠不同组织GSH含量均降低，运动对照组大鼠心肌GSH含量变化有显著性差异(P<0.05)，而肝脏、股四头肌、肾脏和脑组织GSH含量变化均无显著性差异(P>0.05)；运动+STE组大鼠心肌、脑组织和肾脏GSH含量变化有显著性差异(P<0.05)，肝脏和股四头肌GSH含量变化均无显著性差异(P>0.05)。与运动对照组相比，运动+STE组大鼠不同组织GSH含量升高，且均有显著性差异(P<0.05)。大鼠不同组织的GSH含量排序如下，安静对照组为肝脏>脑组织>心肌>肾脏>股四头肌；运动对照组为肝脏>肾脏>脑组织>股四头肌>心肌；运动+STE组为心肌>脑组织>肝脏>股四头肌>肾脏。安静对照组和运动对照组大鼠以肝脏中GSH含量最高，GSH含量最低的分别是股四头肌和心肌；运动+STE组大鼠GSH含量最高的是心肌，最低的是肾脏。

表5 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织GSH-Px活性的影响

表6 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织GSH含量的影响

2.7 STE对运动训练大鼠不同组织MDA含量的影响

各组大鼠MDA含量变化见表7。表7显示，与安静对照组相比，运动对照组和运动+STE组大鼠不同组织MDA含量均上升，运动对照组大鼠各组织MDA含量变化均有显著性差异(P<0.05)；运动+STE组大鼠心肌、肝脏和脑组织MDA含量变化有显著性差异(P<0.05)，肾脏和股四头肌均无显著性差异(P>0.05)。与运动对照组比较，运动+STE组大鼠不同组织MDA含量均呈下降趋势，其中肝脏、心肌、肾脏和股四头肌MDA含量变化均有显著性差异(P<0.05)，脑组织无显著性差异(P>0.05)。安静对照组、运动对照组和运动+STE组大鼠不同组织的MDA含量从低到高的排序均为：股四头肌<肾脏<脑组织<心肌<肝脏，MDA含量最低的是股四头肌，最高的是肝脏。

表7 阴地厥提取物(STE)对运动训练大鼠不同组织MDA含量的影响

3 讨 论

3.1 STE对运动训练大鼠体质量的影响

研究结果显示，安静对照组大鼠的体质量显著高于运动对照组和运动+STE组。与安静对照组相比，运动对照组大鼠体质量除前2周外，后5周下降，且有显著性差异，说明运动对大鼠体质量有一定的影响。运动+STE组大鼠体质量变化与安静对照组比较，无显著性差异。

3.2 STE对运动训练大鼠不同组织T-AOC的影响

总抗氧化能力是反映机体抗氧化水平的重要指标之一[6]。目前国内在运动科学领域对总抗氧化能力的研究较少。本试验结果显示，运动对照组大鼠不同组织总抗氧化能力低于安静对照组，其机制可能是机体在运动过程中氧化剧烈，一些有机物抗氧化剂大量消耗，当力竭运动后测试总抗氧化能力时，其活性就会有所下降。运动+STE大鼠不同组织T-AOC高于运动对照组，其原因是运动+STE组大鼠在STE的作用下，机体内由于自由基生成量相对减少，还原性物质消耗量下降，或STE给机体补充还原性物质，故其T-AOC高于运动对照组。

3.3 STE对运动训练大鼠不同组织SOD、CAT、GSH-Px活性的影响

在机体内过氧化氢酶能有效地催化细胞中产生的高浓度H2O2，使H2O2不至于与细胞有氧代谢中产生的超氧阴离子自由基进一步生成羟自由基(·OH)，从而防止自由基对细胞的损伤[11]。此外，CAT除了可调节体内H2O2水平外，还可充当血红蛋白和其他含巯基蛋白质的保护剂。它主要与细胞内线粒体及过氧体结合，同D-氨基酸氧化酶等一系列需氧脱氢酶相偶联；能迅速分解细胞代谢产生的毒性物H2O2，从而起到解毒与保护巯基酶、膜蛋白等作用[12]。本试验结果显示，运动应激使大鼠不同组织CAT活性显著低于安静对照组。与运动对照组比较，运动+STE组大鼠各组织CAT活性大幅度提高，并且都有显著性差异，说明STE在保护CAT结构方面有一定的作用。

通过本试验结果发现，运动对照组大鼠心、肝、脑、肾和股四头肌的GSH-Px含量均低于安静组，且有显著性差异，表明力竭运动可以导致GSH-Px的活性下降，这与以往的研究结果[3-15]相吻合。相同组织中，运动+STE组的GSH-Px活性均高于运动对照组。

3.4 STE对运动训练大鼠不同组织GSH、MDA含量的影响

GSH能有效捕捉超氧自由基、羟自由基(·OH)和单线态氧[16]。本试验中，在力竭运动的情况下，大鼠各组织中的GSH含量下降，可能的原因是，在力竭运动的刺激下，体内产生了大量的自由基，而GSH可作为GSH-Px催化反应的底物，还原H2O2和组织过氧化物，2分子的GSH提供1对氢后被氧化为GSSG。这样GSH就被大量的消耗，从而导致其含量下降。而运动+STE组大鼠各组织GSH含量都明显高于运动对照组，可能的原因有STE补充了还原型物质，降低了GSH的消耗；另外STE对G-6PD的结构发挥了保护作用，促进了氧化型谷胱甘肽还原生成还原型谷胱甘肽[17]。

MDA含量越高，脂质过氧化损伤程度也越高[18-19]。力竭运动使大鼠不同组织MDA含量均高于安静对照组。而运动+STE组明显低于安静对照组和运动对照组，且有显著性差异，这提示STE能在一定程度上减轻大鼠力竭运动后体内脂质过氧化的水平，加快体内自由基的清除，减轻自由基对细胞脂质成分的氧化损伤作用。其机制可能与STE中富含β-胡萝卜素、维生素C等小分子抗氧化物质，可以提高各组织抗氧化成分的含量，从而提高各组织T-AOC水平；也可能是抗氧酶活性增强，从而降低了力竭运动后MDA的产生。

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