染料木素对运动疲劳大鼠脏器指数及NO/NOS的影响*

★ 麻海娟 黎晓 陈良龙 赖雪琴 曹性玲 黄志华 黄诚**（.江西中医药大学05级硕士研究生 南昌 0004；.赣南医学院基础医学院 江西 赣州4000；.赣南医学院05级本科生 江西 赣州 4000）

随着现代社会的快速发展，疲劳已成为社会常态，严重影响着人们的生活质量。运动疲劳是疲劳的一种，现代医学已尝试采用一些方式来改善身体力量和提高康复疲劳效率，包括使用兴奋剂，但这对身体会造成长期的伤害［1］。传统中药多是天然植物，副作用小，有着天然的自身优势［2］。有研究表明从中药提取的植物雌激素类具有良好的抗运动疲劳作用［3-4］。染料木素（Genistein，Gen）又称金雀异黄素、染料木黄酮、5，7，4′-三羟基异黄酮，主要来源于大豆、三叶草、葛根、槐花和槐角等，是一种天然的植物雌激素，具有抗氧化、免疫调节和提高抗氧化酶活性等功效［5-6］，我们前期的研究发现染料木素可升高运动疲劳大鼠全血中红细胞、白细胞、血小板和淋巴细胞计数，升高红细胞压积、红细胞分布宽度和血红蛋白浓度［7］，提示染料木素具有抗运动疲劳的功效。为进一步阐明其可能作用机制，本研究拟以游泳力竭大鼠为模型，通过检测运动疲劳大鼠的脏器指数、血清NO及NO合成酶的含量，从血管内皮功能的角度探讨染料木素的抗疲劳作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 动物 雄性SPF级SD大鼠32只，体重（180±20）g，由湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供，许可证号：SCXK（湘）2013-0004，合格证号：43004700027319。实验前适应性饲养7天，自由饮水、进食。

1.1.2 药物与试剂 Gen由沈阳药科大学中医药学院植化教研室提供，纯度为99%，实验前用二甲基亚砜（Dimethyl sulfoxide，DMSO）溶解，使用时用生理盐水稀释至所需浓度。一氧化氮（nitric oxide，NO）和一氧化氮合成酶（nitric oxide synthetase，NOS）分型测试盒购自南京建成生物工程研究所。

1.1.3 仪器 连续光谱多功能酶标仪（美国热电）；BS224S电子天平（北京赛多利斯天平有限公司）；中佳KLC-2046型低速冷冻离心机（科大创新股份有限公司中佳分公司）；LB801型超级恒温水浴箱（湖北黄石市医疗器械厂）。

1.2 方法

1.2.1 动物模型复制及分组 32只雄性SPF级SD大鼠，随机分为正常对照组、运动疲劳模型组、染料木素低剂量组（0.1µmol/kg）、染料木素高剂量组（0.3µmol/kg）组，每组8只。运动疲劳模型制备参照马海峰等建立的方法［8］，简述如下：将大鼠置于120×90×60 cm恒温水箱（水温25℃，水深40cm），进行4天的适应性游泳训练，每天1次，每次30min；第5～8天训练时间为90 min，第9～14天训练时间为120min。训练过程中发现力竭的情况，及时捞起，休息5min后，继续进行游泳训练。正常对照组进行常规饲养，不加任何干预。Gen组分别于每次游泳运动前30min给予浓度为0.05µM或0.15µM的Gen，给药体积为2mL/kg体重皮下注射，模型组于游泳运动前30min给予同体积的DMSO皮下注射，正常对照组给予同体积的生理盐水皮下注射，持续14天。

1.2.2 胸腺指数、脾脏指数、肾脏指数和脑指数测定 末次运动10min后，10%水合氯醛麻醉大鼠，称体重，取胸腺、脾脏、肾脏和脑并称重，计算胸腺、脾脏、肾脏及脑指数。脏器指数=脏器重量（mg）/体重（g）。

1.2.3 血清NO、tNOS、cNos和iNOS含量的测定分别采用NO和NOS分型测试盒，严格按照说明书要求进行操作，检测血清中NO、tNOS、cNOS和iNOS的含量。

1.2.4 统计学处理 采用Prism5.0统计学软件进行统计学分析。计量资料用表示，各组间测定指标的总体比较采用单因素方差分析，组间比较采用SNK检验，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 染料木素对运动疲劳大鼠胸腺指数、脾脏指数、肾脏指数和脑指数的影响 由图1-4可见，与对照组相比，模型组的脾脏指数（P＜0.01）和肾脏指数（P＜0.05）明显下降，而胸腺指数和脑指数无明显差异。与模型组相比，染料木素组可不同程度上调胸腺指数（P＜0.05）、脾脏指数（P＜0.001）、肾脏指数（P＜0.05）和脑指数（P＜0.01）。

图1 染料木素对运动疲劳大鼠胸腺指数的影响

图2 染料木素对运动疲劳大鼠脾脏指数的影响

图3 染料木素对运动疲劳大鼠肾脏指数的影响

图4 染料木素对运动疲劳大鼠脑指数的影响

2.2 染料木素对运动疲劳大鼠血清NO、tNOS、cNos和iNOS的影响 如图5-8所示，与对照组相比，在模型组，运动疲劳会导致NO（P＜0.01）和cNOS（P＜0.01）含量显著降低；与模型组相比，Gen组的血清 NO（P＜0.001）、tNOS（P＜0.01）和 cNOS（P＜0.01）含量明显升高，而对iNOS无明显影响。

图5 染料木素对运动疲劳大鼠NO的影响

图6 染料木素对运动疲劳大鼠tNOS的影响

图7 染料木素对运动疲劳大鼠iNOS的影响

图8 染料木素对运动疲劳大鼠cNOS的影响

3 讨论

在竞技体育中，运动员产生运动疲劳是常有的事，极大地影响着运动员的身体健康和运动能力。若运动后能有效地消除疲劳，将有助于运动员训练水平的提高和身体的保护。目前产生运动疲劳的机制主要有能量耗竭学说、代谢产物堆积学说、离子代谢紊乱学说和氧自由基-脂质过氧化学说等多因素的综合［9］。其中氧化应激损伤在运动疲劳发生过程中起重要作用［10］。

运动疲劳发生后，脏器指数是反应脏器是否受损的一个重要指标，有研究表明当动物和人的营养状态出现异常或内脏出现病变的时候，脏器的重量就会发生改变［11］。运动疲劳时机体产生并释放大量的自由基，降低机体的抗氧化能力，并损伤脾、胸腺、肾和大脑等重要组织器官，使之发生结构变化以及器官的重量降低［12-15］。根据文献报道中药对运动疲劳具有一定的缓解作用，为此，我们的研究结果表明运动疲劳大鼠经染料木素干预后，脾、胸腺、肾和大脑的脏器指数均明显上调，提示染料木素可能具有抗运动疲劳的作用。

为进一步揭示染料木素的抗运动疲劳的可能机制，我们选择从血管内皮功能的角度来探讨。有实验报道，作为一种血管舒张因子，NO能明显起到扩血管、降阻力、增加器官血流量的作用，从而增加运动时骨骼肌和心肌等组织的血流量，输送氧和各种营养物质以及带出代谢产物，保证了机体的运动能力［16-17］。另外，NO还可以稳定溶酶体膜，抵抗自由基损伤［18］。运动疲劳时，大量产生的氧自由基可使NO生物活性丧失［19］。NOS是NO合成的关键酶，包括构建型cNOS和诱导型iNOS两种。它们可提高NO的合成能力，特别能明显提高血清和肌组织中NO的含量，有利于在运动后恢复过程中保持有较大的血流量，促进运动后的恢复［20-21］。基于此，如果我们能寻求到一些中药可通过影响NO合成和NOS活性，就对运动后疲劳有改善作用。本研究结果表明，染料木素可显著提高模型大鼠血清中因运动疲劳所致的NO、tNOS和cNOS含量下降，但对iNOS无明显影响。

综上所述，染料木素对运动疲劳大鼠具有一定改善作用，其可能机制是通过抑制运动疲劳导致的脏器损伤以及提高NO含量和NOS活性来实现的。

［1］Gore RK, Webb TS, Hermes ED. Fatigue and stimulant use in military fighter aircrew during combat operations [J]. Aviat Space Envir Med,2010, 81(8):719-727.

［2］刘真,李新录.中药抗运动疲劳的研究综述[J].体育科技文献通报,2011, 11(19):121-122.

［3］邓炳楠,金宏,李培兵,等.大豆异黄酮对游泳小鼠抗疲劳能力的影响[J].营养学报, 2012, 34(1):55-63.

［4］郭雅,习雪峰.葛根素对运动疲劳大鼠海马NO-cGMP信号系统的影响[J].食品科学, 2012, 33(13):276-279.

［5］Li YQ, Xing XH, Wang H, et al. Dose-dependent effects of genistein on bone homeostasis in rats' mandibular subchondral bone[J]. Acta Pharmacol Sin, 2012, 33(1):66-74.

［6］Lin AH, Leung GP, Leung SW, et al. Genistein enhances relaxation of the spontaneously hypertensive rat aorta by transactivation of epidermal growth factor receptor following binding to membrane estrogen receptors-α and activation of a G protein-coupled, endothelial nitric oxide synthasedependent pathway [J]. Pharmacol Res, 2011, 63(3):181-189.

［7］蒙兰兰,吴丽珍,黄虎龙,等.染料木素对运动疲劳大鼠血细胞的影响[J].赣南医学院学报, 2016, 36(6):854-859.

［8］马海峰,吴瑛,杨锐.针刺运动性疲劳模型大鼠不同穴位后心肌和肝脏组织的相关变化[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(27): 4 282-4 287.

［9］You L, Zhao M, Regenstein JM. In vitro antioxidant activity and in vivo anti-fatigue effect of loach (Misgurnus anguillicaudatus) peptides prepared by papain digestion[J]. Food Chemistry, 2011, 124(1), 188-194.

［10］Power SK, DeRuisseau KC, Quindry J. Dietary antioxidants and exercise[J]. Sports Sci, 2004, 22(1):81-94.

［11］徐晓阳,张爱芳,武桂新,等.扶正力气中药对大强度耐力训练大鼠糖代谢某些指标的影响[J].中国运动医学杂志, 1998, 17(3):221-226.

［12］Tkachuk MG. Changes in the structural components of the thymus gland with different degrees of adaptation of the body to physicalloads [J].Arkh Anal GistolEmbriol, 1984, 86(5):80-84.

［13］Baldwin DR, Wileox ZC, Baylosis RC. Impact of differential housing on humoral immunity following exposure to an acute stressor in rats [J].PhysiolBehav, 1995, 57(4):649-653.

［14］Gruzdera ON, Chikhman UN. The structure of the white pulp of the spleen and peripheral blood indices in rats under increased muscle activity [J]. Mortologia, 1999, 116(6):65-68.

［15］刘斌焰,邢雁霞,郭敏芳,等.松针对运动疲劳小鼠脑组织热休克蛋白70表达的影响[J]. 2017, 33(1):65-67.

［16］Espey MG, Miranda KM, Feelish M, et al. Mechanisms of cell death governed by the blance between it rosative and oxidatives tress [J]. Ann N Y AcadSci, 2000, 899(2-3):209-221.

［17］Hussain, Sabah N. A. et al. Expression of nitric oxide synthase isoforms in normal ventilatoty and limb muscles [J]. ApplPhysiol, 1997, 83(2):348-353.

［18］Flora SJ. Role of free radicals and antioxidants in health and disease.Cell MolBiol (Noisy-le-grand), 2007, 53(1):1-2.

［19］吴晓华,闫金辉,蔡书景,等.通窍活血汤加减对缺血性脑卒中患者NO及tNOS、iNOS寒冷的影响[J].现代中西医结合杂志,2014, 23(22): 2 402-2 404.

［20］Roberts CK. Postexercise increase in nitric oxide in football players with muscle cramps[J]. Pm.J.Sports Med, 1998, 26(6):820-824.

［21］Koizumi T, Hermo CI. Nitric oxide and nitro-glycerin reversal of pulmonary vasoconstriction induced by alpha-activation during exercise[J]. AM J Physiol, 1996, 270(2):875-880.