玛咖提取物对缓解小鼠体力疲劳的作用研究

查圣华，许楠，赵庆生，刘璐翾，赵兵，*，王强，张宏（.中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京0090；.北京同仁堂健康药业股份有限公司，北京0090；.北京中科健宇生物科技有限公司，北京0090）

玛咖提取物对缓解小鼠体力疲劳的作用研究

查圣华1，许楠2，赵庆生1，刘璐翾2，赵兵1，*，王强3，张宏2
（1.中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190；2.北京同仁堂健康药业股份有限公司，北京100190；3.北京中科健宇生物科技有限公司，北京100190）

摘要：探讨玛咖提取物对运动小鼠的缓解疲劳生物功效性。将160只健康雄性小鼠随机分为4批，分别进行负重游泳、血浆尿素测定、肝糖原及血乳酸的测定实验，每批动物再随机分为正常对照组、低剂量组、中剂量组和高剂量组，分别为0、0.13、0.27、0.80g/（kg·bw·d），每组10只，连续灌胃30d后，测定各项指标。玛咖提取物高剂量组0.80g/（kg· bw·d）能显著延长小鼠负重游泳时间、降低游泳后血浆尿素和血乳酸含量，不能显著提高小鼠肝糖原储备。玛咖提取物具有明显的缓解疲劳作用。

关键词：玛咖；提取物；缓解疲劳；小鼠

玛咖（Maca，Lepidium meyeniiWalp）为一年生十字花科草本植物，独行菜属[1]，其贮藏根为主要食用部分[2]，外皮分3种不同颜色——紫色、黄色和奶油色。玛咖原产于海拔3 800m～4 800m的南美秘鲁安第斯山区[3]，是当地人的食物来源之一[4]，具有很高的营养价值[5]，不仅含有丰富的蛋白质、氨基酸、多糖、矿物质[6-7]等多种营养物质，还含有生物碱[8]、芥子油苷[9]、玛咖烯、玛咖酰胺[10]等活性物质。相关研究表明，玛咖具有提高生育能力[11]、抗氧化[12]、抗衰老[13]、调节内分泌[14-15]和抑制肿瘤[16]等功效。甘瑾等[17]对产自云南3种颜色玛咖中的生物碱进行了定量分析，结果显示其中紫色玛咖的总生物碱含量最高，并与相关文献测定[18]的来源于秘鲁的玛咖干粉的总生物碱含量相近，为我国高原地区栽培玛咖的开发和利用提供了科学依据。上世纪80年代，玛咖的保健作用普遍被认可，联合国粮农组织（FAO）和国际植物遗传资源研究所（IPGRI）等国际组织向多个国家推广种植玛咖[19]。2011年，我国卫生部发布公告，正式批准玛咖粉作为新资源食品[20]，标志着我国以玛咖粉为原料的保健食品合法化。

余龙江等[21]对玛咖干粉的营养成分进行了分析，并初步探讨了对小鼠具有抗疲劳作用，但文献资料未对玛咖提取物抗疲劳作用进行科学实验研究，本文在现有文献基础上研究了玛咖提取物对运动后小鼠缓解疲劳作用的影响及其机制，为其广泛应用提供理论参考。

1　材料与方法

1.1材料、小鼠与试剂

玛咖提取物经水提、离心、浓缩、干燥所得，由北京中科健宇生物科技有限公司提供。

小鼠雄性，体重20.0 g～23.9 g，SPF级F1代，由上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供，动物生产许可证号SCXK（沪）2008-0016。

血乳酸（LAC）试剂盒：南京建成生物工程研究所。

二乙酰肟法与蒽酮法所用试剂均为国产分析纯。

1.2主要仪器与设备

电子天平（T-1000型、T-2000型）：美国双杰；电子天平（JA-2003型）：上海菁华；游泳箱（50 cm×50 cm× 40 cm）：定制；紫外分光光度计（Lambda 35）：美国PerkinElmer。

1.3动物实验

受试玛咖提取物设0.13、0.27、0.80 g/（kg·bw·d）3个剂量组，另设正常对照组以无菌水代替受试物。受试玛咖提取物用无菌水配制，低、中、高剂量配制浓度分别为13、27、80mg/mL，经口每日一次给予小鼠相应剂量的受试物，小鼠灌胃量为0.1mL/（10 g·bw）。连续灌胃30 d测各项缓解体力疲劳指标。

实验条件和方法均按照中华人民共和国卫生部卫生监督司颁布的《保健食品检验与评价技术规范》（2003年版）中缓解体力疲劳功能检验方法进行。

实验小鼠160只，在温度为20℃～25℃、相对湿度为40%～70%的实验室屏障系统中饲养，随机分成四批，每批40只，分别进行负重游泳实验、血浆尿素测定、肝糖原测定、血乳酸测定。每批分为正常对照组和玛咖提取物低、中、高剂量组，每组10只。

1.4试验方法

1.4.1小鼠负重游泳实验

末次给小鼠受试物30min后，置于游泳箱中游泳，水深约35 cm，水温保持在（25±1）℃，小鼠尾根部负荷5%体重的铅丝。记录小鼠自由泳开始至死亡的时间，作为小鼠负重游泳时间。

1.4.2小鼠血浆尿素测定

末次给予小鼠受试物30min后，在温度为30℃的水中不负重游泳90min，休息60min后立即眼眶采血。血液离心后，吸取20μL血浆，采用二乙酰一肟法测定血清中尿素含量[22]。

1.4.3小鼠肝糖原测定

末次给予小鼠受试物30min后，立即处死，取肝脏经生理盐水漂洗后用滤纸吸干，精确称取肝脏75mg，用蒽酮法测定肝糖原含量。

蒽酮法：样品中加入碱溶液0.225mL，煮沸20min，配制成1%肝匀浆液，取1%肝匀浆液0.1mL，加2mL蒽酮试剂，煮沸5min，冷却后在620 nm波长比色测定。

1.4.4血乳酸测定

末次给予小鼠受试物30min后眼眶采血，在不负重的情况下，在温度为30℃的水中游泳10min后停止，立即眼眶采血，休息20min后再眼眶采血，按照试剂盒法测定小鼠血清乳酸含量。

血乳酸曲线下面积=1/2×（游泳前血乳酸值+游泳后0min的血乳酸值）×10+1/2×（游泳后0min的血乳酸值+游泳后休息20min的血乳酸值）×20

2　结果与分析

2.1玛咖提取物对小鼠体重的影响

玛咖提取物对小鼠体重的影响见表1。

表1　玛咖提取物对小鼠体重的影响（±SD）Table1　Initialand finalbody weightofm iceon theeffectofm aca extracts（±SD）

表1　玛咖提取物对小鼠体重的影响（±SD）Table1　Initialand finalbody weightofm iceon theeffectofm aca extracts（±SD）

终末体质量/g正常对照组　0　10　21.8±1.0　29.8±1.7　21.8±1.0　29.0±1.3　21.9±1.0　29.7±1.0　21.9±1.0　29.4±1.6低剂量组　0.13　10　21.8±1.0　28.9±1.3　21.8±1.0　29.1±0.9　21.9±1.0　29.5±0.9　22.0±1.1　28.7±1.6中剂量组　0.27　10　21.8±1.0　28.9±0.8　21.9±1.0　28.9±0.8　21.9±1.0　29.1±1.4　21.9±1.1　28.3±0.7高剂量组　0.80　10　21.8±0.9　28.8±1.1　21.9±1.0　28.8±1.5　21.9±1.0　29.1±0.8　21.9±1.1　28.8±1.0组别　剂量/ [mg/（kg·bw·d）]　动物数/只负重游泳　血清尿素氮测定　肝糖原测定　血乳酸测定初始体质量/g终末体质量/g初始体质量/g终末体质量/g初始体质量/g终末体质量/g初始体质量/g

由表1可见，4批小鼠的初始体重0.13、0.27、0.80 g/（kg·bw·d）组与0 g/（kg·bw·d）组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），说明小鼠的初始体重在各组间较为均衡；经口给予小鼠不同剂量玛咖提取物30 d与正常对照组间均数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。

2.2玛咖提取物对小鼠负重游泳时间的影响

运动耐力下降是疲劳出现最直观的体现，小鼠负重游泳时间是反应运动耐力的重要指标。

表2　玛咖提取物对小鼠负重游泳时间、游泳后血浆尿素的影响（±SD）Table2　Effectofmaca extractson loaded-sw imm ing timeand blood urea nitrogen（±SD）

表2　玛咖提取物对小鼠负重游泳时间、游泳后血浆尿素的影响（±SD）Table2　Effectofmaca extractson loaded-sw imm ing timeand blood urea nitrogen（±SD）

注：“*”与正常对照组相比，差异显著（P﹤0.05）；“**”与正常对照组相比，差异极显著（P﹤0.01）。

血浆尿素/ （mmol/L）正常对照组　0　10　886±602　7.85±0.64低剂量组　0.13　10　1 235±893　7.55±0.49中剂量组　0.27　10　1 476±823　7.13±0.81高剂量组　0.80　10　1 979±1 025*　6.49±0.88**组别　剂量/[g/ （kg·bw·d）]动物数/只负重游泳时间/s

由表2可见，不同剂量的玛咖提取物均能提高小鼠负重游泳时间。与正常对照组负重游泳时间比较，低剂量组小鼠提高了39.4%，差异无统计学意义（P> 0.05）；中剂量组小鼠提高了66.6%，差异无统计学意义（P>0.05）；高剂量组小鼠提高了123.4%，差异有统计学意义（P<0.05）。结果表明，高剂量的玛咖提取物能明显提高小鼠的运动耐力。

2.3玛咖提取物对小鼠游泳后血浆尿素水平的影响

随着运动的不断进行，机体将不能通过糖以及脂肪的分解代谢获取足够能量，进而分解蛋白质与氨基酸以补充能量，代谢过程中产生的尿素使血浆中氮含量明显升高。血浆尿素含量反应机体内肌肉蛋白的代谢情况，可评价对运动的体力负荷的承受能力。运动情况下，血浆尿素氮含量越低，说明机体负荷能力越强。

由表2可见，不同剂量的玛咖提取物均能降低血浆尿素含量。与正常对照组小鼠游泳后血浆尿素含量比较，低剂量组降低了3.8%，中剂量组降低了9.2%，差异均无统计学意义（P>0.05）；高剂量组降低了17.3%，差异极显著（P<0.01）。结果表明，玛咖提取物能加速小鼠运动后血清尿素的清除。

2.4玛咖提取物对小鼠肝糖原储备量的影响

糖原是运动能量的重要来源，糖原的储备量越高，说明在运动时能提供更多的能量，机体的运动能力越强，越有利于抵抗疲劳的产生。

表3　玛咖提取物对小鼠肝糖原储备量的影响（±SD）Table3　Effect ofm aca extractson glycogen inliver（±SD）

表3　玛咖提取物对小鼠肝糖原储备量的影响（±SD）Table3　Effect ofm aca extractson glycogen inliver（±SD）

组别　剂量/[g/（kg·bw·d）]动物数/只　肝糖原/（mg/g肝）正常对照组　0　10　4.1±2.9低剂量组　0.13　10　4.9±3.5中剂量组　0.27　10　4.1±2.8高剂量组　0.80　10　7.4±4.4

由表3可见，给予不同剂量玛咖提取物的小鼠30 d肝糖原储备量均不低于正常对照组小鼠。与正常对照组比较，3个剂量组平均提高33.3%，差异均无统计学意义（P>0.05）。结果表明，玛咖提取物能延缓疲劳出现，但是，对提高肝糖原含量无显著性影响。

2.5玛咖提取物对小鼠游泳前后血乳酸值及其曲线下面积的影响

长时间的激烈运动，肌肉处于缺氧状态，发生糖酵解反应，产生大量乳酸，乳酸的堆积是疲劳产生的重要原因。剧烈运动后，血乳酸清除速度越快，抗疲劳功效越好。

表4　玛咖提取物对小鼠游泳后血乳酸曲线下面积的影响（±SD）Table 4　Effect ofmaca extracts on area under the blood lactic acid curve（±SD）

表4　玛咖提取物对小鼠游泳后血乳酸曲线下面积的影响（±SD）Table 4　Effect ofmaca extracts on area under the blood lactic acid curve（±SD）

注：“*”与正常对照组相比，差异显著（P﹤0.05）。

组别　剂量/[g/（kg·bw·d）]动物数/只　安静血乳酸值　运动后0min血乳酸值　运动后休息20min血乳酸值　血乳酸曲线下面积值正常对照组　0　10　5.65±0.49　7.53±0.56　6.44±0.63　170±12低剂量组　0.13　10　5.91±0.79　7.13±0.33　6.33±0.72　166±9中剂量组　0.27　10　5.70±0.57　6.95±0.56　6.27±0.48　163±12高剂量组　0.80　10　5.34±0.29　6.97±0.24　5.92±0.26　158±5*

由表4可见，不同剂量的玛咖提取物对运动后小鼠的血乳酸含量的增长起到抑制作用。在游泳前安静状态下，玛咖提取物对血乳酸含量无显著性影响。与正常对照组比较，剂量组血乳酸曲线下面积明显降低，高剂量组降低了7.0%，差异有统计学意义（P<0.05）。

3　结论

本实验结果表明，玛咖提取物对小鼠体重无影响，高剂量玛咖提取物[0.80 g/（kg·bw·d）]能显著延长小鼠负重游泳时间，且显著降低游泳后血浆尿素和血乳酸含量，非显著性提高肝糖原储备。玛咖提取物中的功效性成分能快速清除小鼠运动产生的血乳酸和血清尿素氮，具有缓解疲劳的生物功效。

参考文献：

[1]LEN J.The“Maca”(Lepidium meyenii):a little known food plantof peru[J].Economic Botany,1964,18(2):122-127

[2]QuirósCF,R.AliagaR.Maca.Andean rootsand tubers:ahipa,arracacha,maca and yacón[M].Hermann M.Heller J(Eds).Promoting conservation and useofunderutilized andneglected crops.21.Rome (Italy),1997:175-195

[3]Markus GANZERA,Jianping ZHAO,Ilias MUHAMMAD,et al. Chemical Profilingand Standardization of Lepidium meyenii(Maca) byReversed Phase High Performance Liquid Chromatography[J]. Chem Pharm Bull,2002,50(7):998-991

[4]邓少伟,黄建生,郭海峰,等.美洲三国保健食品及植物原料管理与应用情况概述[J].中国药事,2007,21(10):857-859

[5] 冯颖,何钊,徐珑峰,等.云南栽培玛咖的营养成分分析与评价[J].林业科学研究,2009,22(5):696-700

[6] 浦跃武,王金全.超声波提取玛咖多糖的工艺研究[J].食品科技, 2010,35(3):174-177

[7]Gerby GiovannaRondán-Sanabria,Flavio Finardi-Filho.Physicalchemical and functional properties ofmaca root starch(Lepidium meyeniiWalpers)[J].Food Chemistry,2009,114(2):492-498

[8]卢馨,刘文虎,曾里,等.酸性染料比色法测定玛咖总生物碱含量的方法研究[J].食品工业,2014,35(1):241-244

[9] 徐涓,张弘,孙彦琳,等.鲜玛咖块根中芥子油苷提取工艺研究[J].中国食品学报,2013,13(6):62-68

[10]Zheng BL,He K,Rog ers L,et al.Effect of a lipidic extr actfrom Lepidium meyemiion sexual behavior in mice andrats[J].Urology, 2000,55(4):598-602

[11]徐铮奎.“植物伟哥”类性保健产品的开发现状与前景[J].中国医药报,2010(3):1-2

[12]何钊,冯颖,徐珑峰,等.云南种植玛咖乙醇提取物的体外抗氧化活性分析[J].食品科学,2010,31(15):39-43

[13]余龙江,张永忠,金文闻,等.玛咖醇提取物对小鼠的抗衰老作用[J].中草药,2006,37(1):81-83

[14]Chacon G..Estudio fitoquimico de LepidiummeyeniiWalp[M].Lima: Univer-sidadmayor de San Marcos,1962

[15]Mithen R F,Dekker M,Verkerk R,etal.The nutritional significance, biosynthesisandbioavailability of glucosinolates in human foods[J].J SciFood Agr,2000,80(7):967-984

[16]胡天祥.南美高原植物玛咖的研究进展[J].中医临床研究,2011,3 (19):116-117

[17]甘瑾,冯颖,何钊,等.云南栽培3种颜色玛咖中总生物碱含量分析[J].食品科学,2010,31(24):415-419

[18]金文闻.药食两用植物玛咖(Lepidiummeyenii)的功效物质研究[D].武汉:华中科技大学,2006

[19]余龙江,金文闻,吴元喜,等.玛咖的植物学及其药理作用研究概况[J].天然产物研究与开发,2002,14(5):71-74

[20]中华人民共和国卫生部.关于批准玛咖粉作为新资源食品的公告[EB/OL].http://www.gov.cn/zwgk/2011-06/16/content_1885915. htm

[21]余龙江,金文闻.玛咖(Lepidium meyenii)干粉的营养成分及抗疲劳作用研究[J].食品科学,2004,25(1):164-166

[22]叶应妩,王毓三.全国临床检验操作规程[M].2版.南京:东南大学出版社,1997:260-261

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.22.001

收稿日期：2014-11-11

基金项目：国家863计划（2012AA021702-4）

作者简介：查圣华（1976—），男（汉），博士，研究方向：中药及天然产物研究开发。

*通信作者：赵兵（1966—），男，研究员，博士生导师。

Effect of M aca Extracts on Alleviating Physical Fatigue in M ice

ZHA Sheng-hua1，XU Nan2，ZHAOQing-sheng1，LIU Lu-xuan2，
ZHAO Bing1，*，WANGQiang3，ZHANGHong2
（1.National Key Laboratory of Biochemical Engineering，InstituteofProcessEngineering，Chinese Academyof Sciences，Beijing100190，China；2.Beijing TongRen TangHealth PharmaceuticalCo.，Ltd.，Beijing 100190，China；3.Beijing Zhongke Joinyou Biotechnology Co.，Ltd.，Beijing 100190，China）

Abstract：To explore the bioactive effectofmaca extractson alleviating physical fatigue in exercisemice，160 healthymalemicewere randomly divided into 4 batches to examine load swimming time，blood urea nitrogen，hepatic glycogen，and blood lactic acid，respectively.Each batch ofmicewas randomly divided into 4 groups：the control group，and maca extracts groups at different dosages of low，middle and high levels，thatwere 0，0.13，0.27，0.80 g/（kg·bw·d）.10mice in each groupwere correspondingly gavaged for30 days，and then the indicators were determined.Maca extracts at high dosage group 0.80 g/（kg·bw·d）could significantly prolong weight-loaded swimming duration，decrease blood urea nitrogen，and blood lactic acid ofmice.Hepatic glycogenwasnotchanged significantly.Macaextractscould alleviate physical fatigue inmice.

Key words：maca；extracts；alleviating physical fatigue；mice