烟碱对小鼠运动性疲劳的作用研究

侯小东，蔺新英，张怀宝，杜咏梅，姜 迎

（1.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.山东大学，济南 250012）

烟碱对小鼠运动性疲劳的作用研究

侯小东1，蔺新英2，张怀宝1，杜咏梅1，姜 迎2

（1.中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.山东大学，济南 250012）

为研究烟碱对小鼠负重游泳时间和抗疲劳相关理化指标的影响，选择 SPF 昆明种雄性小鼠随机分为 4 组，试验组每天分别皮下注射尼古丁酒石酸盐（生理盐水配制）0.1 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg，对照组每天注射 1.0 mg/kg 生理盐水，在注射 20 d 后检测体重、负重游泳时间，以及血尿素氮、血乳酸、肝糖原含量。结果表明，0.5 mg/kg 尼古丁酒石酸盐能显著增加小鼠游泳时间，降低血尿素氮和血乳酸浓度，而对肝糖原含量没有影响。小鼠游泳时间的增加可能是因为烟碱刺激小鼠激素的分泌而导致运动能力增强。

烟碱；运动；激素

烟碱是烟草中主要的生物碱，是吸烟者产生快感和上瘾的主要物质。近年来，随着对烟碱研究的深入，烟碱许多功能逐渐被人们所认识。研究表明，烟碱可以促使多巴胺、阿片肽、5-羟色胺、谷氨酸、乙酰胆碱、去甲肾上腺素等多种神经递质释放，提高中枢神经系统兴奋性[1]，而中枢系统兴奋可明显提高小鼠自主活动[2]。本研究通过抗疲劳试验方法，探讨烟碱对小鼠活动能力的影响，为进一步研究和合理开发利用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

健康 SPF 昆明种雄性小鼠，体重 18～22 g，由山东大学实验动物中心提供。主要试剂与仪器：尼古丁酒石酸盐（Sigma 公司）。尿素氮试剂盒、肝糖原试剂盒和血乳酸试剂盒（南京建成生物公司）。铅皮、低速离心机（上海雷勃尔分析仪器有限公司）、T22N-可见光分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、游泳箱（上海医疗器械七厂）。

1.2 方法

小鼠在实验室适应1周后，随机分为对照、低剂量、中剂量和高剂量组，每组 50 只。对照组小鼠每天皮下注射 1.0 mg/kg 生理盐水，低剂量、中剂量和高剂量组分别给予 0.1、0.5、1.0 mg/kg 尼古丁酒石酸盐（生理盐水配制），每天皮下注射 1 次，共注射 20 d。试验在山东大学营养与食品卫生教研室动物实验室进行。

负重游泳试验：末次注射后将尾根部负荷 5%体重铅皮的小鼠分别置于游泳箱中游泳，水深35 cm，水温（25±1.0）℃。用秒表记录小鼠自游泳开始至死亡的时间。

血清尿素氮测定：末次注射后小鼠在温度 30 ℃的水中不负重游泳 90 min。捞出擦干，休息 60 min后，摘眼球采血 0.5 mL。置 4 ℃冰箱约 3 h，血凝固后 2000 r/min 离心 15 min。取血清按试剂盒说明操作。

肝糖原测定：末次注射后取肝脏经生理盐水漂洗后用滤纸吸干，精确称取肝脏 100 mg。按试剂盒说明取碱液 300 µL，加入试管中，沸水浴煮 20 min，流水冷却，制成糖原水解液。在糖原水解液中加入9.6 mL 蒸馏水，制成 1%肝糖原检测液，按照试剂盒说明书操作进行测定。

血乳酸测定：末次给予受试样品 30 min 后，用经抗凝剂肝素处理过的毛细管从小鼠眼内眦采血20 µL，放入 EP 管，各管加入 120 µL 蛋白沉淀剂，轻轻颠倒混匀，静置 10 min，3500 r/min 离心 8 min，取上清液进行乳酸测定。

1.3 统计分析

实验所得数据均为数值变量资料。所有数据均经 SPSS17.0 统计软件进行方差分析。

2 结 果

2.1 尼古丁酒石酸盐对小鼠体重的影响

由表1 可见，试验喂养 20 d 后试验组与对照组小鼠的体重均有明显的增加。各个试验组与对照组比较小鼠最终体重没有统计学差异（p＞0.05）。

表1 负重游泳实验小鼠的初始体重和终期体重Table 1 Initial and final body weight of swimming test

2.2 负重小鼠游泳时间

由表2可见，给予不同剂量的尼古丁酒石酸盐20 d 后小鼠的游泳时间均有所增加，其中中剂量组小鼠负重游泳时间最长，与对照组相比差异极显著（p＜0.01），低剂量组小鼠负重游泳时间次之，与对照组相比差异显著（p＜0.05）；高剂量组与对照组比较差别不大。

表2 尼古丁酒石酸盐对小鼠负重游泳时间的影响Table 2 Effects of nicotine tartrate on the mice swimming time

2.3 小鼠血尿素氮含量

由表3 可见，给予小鼠尼古丁酒石酸 20 d 后，中剂量组小鼠血尿素氮含量为 6.69 mmol/L，显著性低于对照组（P＜0.01），其他两组小鼠血尿素氮含量与对照组比较没有差别。

表3 尼古丁酒石酸盐对小鼠血尿素氮的影响Table 3 Effects of nicotine tartrate on mice blood urea nitrogen

2.4 小鼠肝糖原含量

由表4 可见，给予小鼠尼古丁酒石酸试剂 20 d后，各试验组小鼠肝糖原含量与对照组没有差别（P＞0.05）。

表4 尼古丁酒石酸盐对小鼠肝糖原含量的影响Table 4 Effects of nicotine tartrate on the mice hepatic glycogen

2.5 小鼠血乳酸含量

由表5 可见，经注射给予小鼠试剂 20 d 后，小鼠游泳前血乳酸含量无显著性差异（P＞0.05）。小鼠游泳后的血乳酸含量显示为中剂量组显著性低于对照组（P＜0.05）。其他组与对照组没有差别。

表5 尼古丁酒石酸盐对小鼠血乳酸含量的影响Table 5 Effects of nicotine tartrate on the mice lactic acid in blood

3 讨 论

烟碱是一种N胆碱素受体激动剂，可以增加多巴胺的释放和合成[3]，多巴胺与多巴胺受体结合控制动物的前进，后退，僵直，吸气和理毛功能，多巴胺激动剂能增强相应运动能力[4]。Trauth 等[5]研究发现烟碱能够刺激幼年大鼠中脑去甲肾上腺素含量增高；连续给予 15 d 后，中脑 NA 水平明显增高；成年大鼠中脑和海马NA释放也增加。同时烟碱可以刺激其他神经递质分泌（5-羟色胺、阿片肽、谷氨酸）产生欣快感。本试验研究发现给予适量烟碱 20 d 小鼠肝糖原与对照没有差别，而小鼠负重游泳时间明显延长，推测小鼠的活动能力增强，可能与烟碱刺激激素分泌有关。小鼠游泳时间更长意味着抗疲劳性更强，目前普遍的观点认为乳酸堆积是骨骼肌疲劳的主要原因[6]，本试验发现适量烟碱可以明显降低血乳酸浓度，这与吴远波等[7]研究烟碱能够迅速纠正失血性休克动物的代谢性酸中毒，并显著降低血乳酸水平一致。蛋白质分解加剧也是机体产生疲劳的重要生化基础，血尿素的变化能够反映蛋白质的分解情况，本研究发现皮下注射适量浓度的尼古丁酒石酸盐可以明显降低血尿素氮的含量[8]。

4 结 论

适量浓度（0.5 mg/kg）尼古丁酒石酸盐能显著延长小鼠负重游泳时间，并可以显著降低血乳酸和尿素氮的含量，其作用机理可能是在不增加肝糖原的储备情况下，烟碱刺激小鼠激素的分泌，增强小鼠的活动能力，同时有效的降低机体的疲劳感。其确切的分子生物学机理需进一步开展相关研究。

[1]George T P, O Malley S S. Current pharmacological treatments for nicotine dependence [J]. Trends Pharmacol Sci，2004，25(1): 42-48.

[2]Zhan Hao ， Tang Guixiang ， Xin Yimei. Dose and Temporal Features of the Effects of Several Central Stimulants and Hypnotics on Locomotor Activity in Mice[J]. Chin J Aerospace Med, 1999, 10(3): 133-137.

[3]石莎，殷明. 烟碱型乙酰胆碱受体及其神经保护作用[J].现代生物医学进展，2009，9（7）：1350-1355.

[4]李凡，舒斯云，包新民. 多巴胺受体的结构和功能[J].中国神经科学杂志，2003，19（6）：405-409.

[5]Trauth J A, Seidler F J, Ali S F, et al. Adolescent nicotine exposure produces immediate and long-term changes in CNS noradrenergic and dopaminergic function[J]. Brain Res, 2001, 892( 2): 269-280.

[6]张翔. 乳酸堆积与骨骼肌疲劳研究评述[J]. 山西师大体育学院学报，2010，25（2）：120-122.

[7]吴远波，李建国，王丽，等. 胆碱能抗炎通路在内脏动脉阻断性休克中的作用[J]. 武汉大学学报，2008，29（1）：5-8.

[8]李协群，赵佩玲. 不同运动负荷对血清过氧化脂质、血尿素的影响及与疲劳出现的关系[J]. 北京体育大学学报，1997，20（2）：40-45.

Effect of Nicotine on the Mouse Exercise Induced Fatigue

HOU Xiaodong1, LIN Xinying2, ZHANG Huaibao1, DU Yongmei1, JIANG Ying2
(1.Tobacco Research Institute of CAAS, Qingdao 266101, China; 2. Shandong University, Jinan 250012, China)

To investigate the effect of nicotine on mice swimming tine and physical and chemical indicators of fatigue, SPF Kunming male mice were randomly divided into four groups. Experimental groups were injected subcutaneously nicotine tartrate (Formulated with saline) daily at concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 mg/kg. Control group was injected with saline at the concentration of 1.0 mg/kg. After 20 days, mice weight were weighed, the swimming time, urea nitrogen, blood lactate and glycogen were measured. The results showed that 0.5 mg/kg nicotine tartrate could increase swimming time significantly, reduce blood urea concentration and blood lactate glycogen concentration significantly, but could not affect the liver glycogen concentration. The mechanism was speculated that nicotine might stimulate the secretion of hormones and enhances activity in mice.

nicotine; voluntary movement; hormone

S572.01

1007-5119（2014）06-0090-03

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.06.018

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（0032009034）

侯小东，男，硕士，助理研究员，主要从事烟草功能成分与综合利用。E-mail：houxiaodong@caas.cn

2014-04-03

2014-11-12