中药饮品对运动性疲劳大鼠骨骼肌影响的实验研究*

汶希，潘华山，冯毅翀，焦润艺，荆纯祥，赖秋媛，赵自明

(1.广州中医药大学体育健康学院，广东广州 510006;2.广东省中医药工程技术研究院，广东广州 510095)

中药饮品是中国居民根据当地气候、中医养生理论为指导，煎熬而成的一种汤剂，具有清毒、生津止渴、防治疾病等功效。目前，作为饮品越来越受到人们的喜爱，但中药饮品例如凉茶的功效“清热解毒，下火降火”是个相对模糊的概念，缺乏严谨的定义和科学依据。

运动性疲劳属于中医的劳倦之类的范畴。本研究以中医理论为指导，采用现代生物化学和病理学等研究方法，选取两种凉茶作为代表，观察凉茶对大鼠骨骼肌生化，抗氧化和细胞凋亡指标的影响，以期为进一步解释中药饮品的“清热解毒，下火降火”的功效提供新的理论支持和科学数据。

1 对象与方法

1.1 对象

SPF级雄性SD大鼠48只，由广东省医学实验动物中心提供180～220g，实验动物使用许可证号:SYXK(粤)2008－0085，使用动物质量合格证明编号:0031686。随机分为4组，正常对照组、运动疲劳模型组、实验一组、实验二组、除了正常对照组以外，其他3组每天灌胃一次，灌胃1h后，均进行运动跑台训练，实验一组采用邓老凉茶，实验二组选用王老吉凉茶。

每天一次，速度和时间按照表1所示的实验方案，连续14天，复制运动性疲劳大鼠模型，剔除模型组与各治疗组中运动量过小的大鼠。灌胃剂量为25ml∕kg，每天一次。训练方案是根据 Bedford理论设计［1］坡度 0°。每次先跑 20min，间歇40min，再跑20min，每周7次，连续2周。

1.2 主要仪器

ZH－PT动物实验跑台，淮北正华生物仪器设备有限公司。

1.3 检测指标及方法

于末次运动后，立即处死所在大鼠，断头取血，于大鼠左后肢相同部位腓肠肌1块骨骼肌(5～6g左右)，用4℃生理盐水清洗、滤纸吸干后立即放入清洁冻存管内，－80℃保存备用。检测前临时称取上述冻存骨骼肌组织50 mg，加适量生理盐水，于冰水中制成100mg/mL骨骼肌细胞匀浆。严格按试剂盒使用说明书检测，并作病理切片。

1.4 大鼠骨骼肌caspase－3表达的测定

通过心脏灌注和取材，经过免疫组化使用Image ProPlus 5.1病理图像分析系统采集照片，每只动物各选3张切片，每张切片随机选取10个视野。以骨骼肌细胞胞浆中出现棕色颗粒为阳性信号，观察并对阳性细胞数进行计数分析(每10个观察细胞中阳性细胞所占比例)。测定表达的阳性面积与总面积的比值。

1.5 统计方法

2 结果

2.1 饮品对运动性疲劳大鼠骨骼肌MDA含量及总抗过氧化能力的影响

与正常组相比，模型组骨骼肌MDA含量有显著性增加(P＜0.01);与模型组相比，针灸组、实验一组、实验二组骨骼肌MDA含量均有显著性减少(均有P＜0.05)。与正常组相比，模型组T－AOC活性有显著性下降(P＜0.01);与模型组相比，实验二组、实验一组T－AOC活性均有显著性增加(均有P＜0.01)见表2。

表1 大鼠运动疲劳模型训练方案

表2 对骨骼肌MDA及T－AOC的影响

2.2 对运动性疲劳大鼠骨骼肌Ca2+浓度的影响

与正常组相比，模型组骨骼肌Ca2+浓度出现显著性增加(P＜0.01);与模型组相比，实验一组Ca2+浓度均有显著性减少(P＜0.05，0.01)，实验二组无显著性差异(均有P＞0.05)。见表3。

表3 对运动性疲劳大鼠骨骼肌Ca2+浓度的影响

2.3 大鼠骨骼肌caspase－3阳性细胞数与阳性面积比

与正常组相比，模型组骨骼肌Caspase－3阳性细胞数和阳性面积比有显著性增加(P＜0.01);与模型组相比，实验一组和实验二组骨骼肌Caspase－3阳性细胞数和阳性面积比均出现减少(均有P＜0.05)。见表4。

2.4 对骨骼肌病理形态学的影响

主要观察骨骼肌组织的结构有肌外膜、肌核、肌纤维的形态及间质小血管、炎症细胞等。光镜下骨骼肌组织形态学改变的主要表现有:1)肌纤维肿胀;2)肌核分布不匀，出现核聚集;3):肌纤维的颗粒变性、空泡变性、盘状变性等;4)肌纤维吞噬现象，肌溶解，以及局灶性坏死、瘢痕化等;5)肌间质水肿、炎症细胞浸润、小血管扩张、血管内血栓形成、小静脉淤血以及小动脉充血。

根据图片可以看到，正常对照组的骨骼肌在光镜下保持较好的形态，与正常组相比，模型组、实验一组和实验二组出现不同程度的肌细胞溶解，肿胀的情况。

3 讨论

3.1 对MDA和T－AOC的影响

近年来，越来越多的证据揭示，自由基在运动性肌肉损伤中起着重要作用［2，3］。

与正常组相比，模型组骨骼肌MDA含量有显著性增加;与模型组相比，针灸组、实验一组、实验二组骨骼肌MDA含量均有显著性减少。两组的总抗氧化能力有显著增加，可能是以下几方面(1)凉茶中的多糖与黄酮成分与超氧阴离子络合而减少氧自由基的产生;(2)与脂质过氧化氢反应抑制脂质过氧化过程;(3)与铁离子络合而阻止羟自由基的形成;(4)抑制醛糖还原酶，减少NADPH消耗，从而提高机体抗氧化能力。

表4 大鼠骨骼肌Caspase－3表达的阳性细胞数与阳性面积比

钙与运动疲劳有着密切关系，大鼠进行力竭性运动时，肌肉中生成大量舒血管物质，使血管舒张，血流量增大，从其它组织或血液中进入骨骼肌中的Ca2+增多［4］。骨骼肌细胞依靠肌质网释放大量Ca2+使细胞浆Ca2+浓度增高100倍左右，进一步诱发肌细胞收缩。肌细胞放松时由钙泵经主动转运将Ca2+再度摄取到肌质网内。线粒体对细胞浆Ca2+具有高度摄取能力。运动性疲劳的发生、运动能力的下降都与Ca2+浓度的升高有着密切的关系，这与本实验的结果是一致的。

3.2 凋亡蛋白酶caspase－3与运动疲劳以及干预因素的关系

细胞凋亡是程序化细胞死亡的过程，是受一系列基因调控的生理性细胞死亡方式。半胱天冬酶(caspase)是细胞凋亡过程中重要的蛋白酶［5］，其caspase－3是导致细胞凋亡的最强大的效应因子，caspase－3的激活可以作为凋亡发生的认定标准之一。

金其贯［6］发现经过8周的运动训练后，力竭训练组中，大鼠骨骼肌组织中发现有散在的骨骼肌凋亡细胞，且力竭训练组大鼠发生细胞凋亡的阳性率显著高于1h训练组和对照组。这都与我们的实验结果是一致的。本研究实验结果表明，与模型组相比，实验一组大鼠和实验二组大鼠骨骼肌caspase－3阳性细胞数和阳性面积比均出现减少，提示凉茶对疲劳大鼠骨骼肌保护机制的良性调节作用之一，可能是通过下调caspase－3的表达，阻止caspase－3的活化。

图1 各组骨骼肌光镜下的形态学变化

3.3 骨骼肌形态的变化

正常对照大鼠标本切片上，肌原纤维排列紧密，有明显的横纹，呈交替规则排列，肌膜完整无破裂，肌核大小形态正常，核膜光滑，异染色质边集在核膜内侧，常染色质均匀分布于核质中，偶见核仁。其它各组大鼠骨骼肌超微结构都发生了程度不同的改变，具体表现为:单个肌节、肌原纤维或多个相连续的肌节、肌原纤维的结构完全崩解，肌丝排列混乱，甚至肌丝溶解消失;有时还可见大量的糖原颗粒和少量的线粒体聚集;肌丝扭曲;在肌膜和基膜之间可见卫星细胞，多为梭形，有的出现了肿胀，说明大强度运动对骨骼肌超微结构有破坏运动。而凉茶对超微结构的破坏并无改善作用。

4 小结

本实验采用2周大强度跑台运动造模，实验大鼠MDA上升、总抗氧化能力下降、骨骼肌钙离子浓度增加，骨骼肌capase－3表达增强，外周疲劳和中枢疲劳的指标都出现了变化。说明本实验建立的运动性疲劳动物模型是成功的。

我们的实验证明，两种中药饮品能够有效降低降低骨骼肌中的MDA含量，增加骨骼肌的总抗氧化能力。，减少MDA含量。在这里我们大胆推论，中药饮品“清热解毒，下火降火”的功效，与其良好的抗氧化能力密切相关，而两种中药饮品各成分的抗氧化作用及其与“清热解毒，下火降火”的相关性都是下一步研究急需解决的问题。

［1］Gerald M C.Effects of(+)－amphetamine on the treadmill endurance performance of rats［J］.Neuropharmacology，1978，17(9)：703 －704

［2］高林，张博爱，陈烈冉，等.Aβ1～42对不同年龄组大鼠ChAT和AchE活性变化的实验研究［J］.中国实用神经疾病杂志，2006，9(2)：42－43

［3］Cleare A J.The neuroendocrinology of chronic fatigue syndrome［J］.Endocr Rev，2003，24(2)：236 －252

［4］Hageman I，Andersen H S，Jorgensen M B.Post－ traumatic stress disorder：a review of psychobiology and pharmacotherapy［J］.Acta Psychiatr Scand，2001，104(6)：411 －422

［5］戴昕，李占全，冀林华.凋亡相关蛋白Caspase研究进展［J］. 中国现代医药杂志，2010，12(4)：130－132

［6］金其贯，邓荣华，李宁川.过度训练对大鼠心肌细胞凋亡的影响［J］. 中国运动医学杂志，2000，19(4)：356