红景天苷对不同运动状态下小鼠糖、脂肪及蛋白质代谢的影响

豆 瑞， 马 莉， 郭晓冬， 王 莹， 裴素萍

(1. 上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院营养科，上海 200437； 2. 第二军医大学附属长海医院营养科，上海 200433)

红景天是景天科多年生草本植物，俗称“黄金根”。红景天苷(salidroside, SDS)作为红景天主要活性成分之一，多项研究表明其具有抗缺氧、抗氧化、抗应激、增强免疫功能等作用[1-5]。研究已确认SDS的抗疲劳作用,但其机制尚不明确[6]。本研究通过评估SDS对不同状态下小鼠糖、脂肪及蛋白质代谢的影响，为研究其抗疲劳的作用机制提供基础。

1 材料与方法

1.1 实验动物

32只雄性昆明种小鼠，购自第二军医大学试验动物中心，体质量(18±3)g。

1.2 仪器与试剂

全自动生化分析仪购自日立公司；糖原检测试剂盒、游离脂肪酸检测试剂盒购自南京建成生物制品研究所；高效液相仪(HPLC)、氨基酸混合标样购自美国Waters公司；SDS购自华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室(纯度在95%以上)。

1.3 试验方法

根据体质量，把32只小鼠随机分为运动组、对照组、SDS+运动组以及SDS组共4组，每组8只。其中，SDS组及SDS+运动组以180mg/(kg·d)的SDS灌胃给药(前期研究此为最佳抗疲劳剂量)，对照组及运动组灌胃同样体积蒸馏水[0.02mL/(g·d)]，连续灌胃给药15d。最后1次灌胃结束30min后，直接将对照组和SDS组的小鼠摘眼球取血后处死取材；运动组和SDS+运动组做无负重游泳运动，持续经过120min后捞出，拭干水分后摘眼球取血，放入抗凝管里，离心出血浆后待测；小鼠处死后快速取出腓肠肌、股四头肌和肝脏，然后用液氮冻存待测。

1.4 指标测定

用全自动生化分析仪检测血浆中球蛋白(globulin, Glob)、总蛋白(total protein, TP)、白蛋白(albumin, ALB)、总胆固醇(total cholesterol, TC)、三酰甘油(triglyceride, TG)和血糖；按南京建成试剂盒步骤操作检测肌糖原含量、肝糖原含量、血浆游离脂肪酸(free fatty acid, FFA)；用高效液相色谱法检测分析血浆氨基酸(amino acid, AA)、天门冬氨酸(aspartic acid, Asp)、丝氨酸(serine, Ser)、谷氨酸(glutamic acid, Glu)、甘氨酸(glycine, Gly)、组氨酸(histidine, His)、精氨酸(arginine, Arg)、苏氨酸(threonine, Thr)、丙氨酸(Alanine, Ala)、脯氨酸(proline, Pro)、半胱氨酸(cysteine, Cys)、酪氨酸(tyrosine, Tyr)、缬氨酸(valine, Val)、蛋氨酸(methionine, Met)、赖氨酸(lysine, Lys)、异亮氨酸(isoleucine, Ile)、亮氨酸(leucine, Leu)、苯丙氨酸(phenylalanine, Phe)、色氨酸(tryptophane, Trp)、支链氨基酸(branched-chain amino acid, BCAA)。

1.5 统计学处理

2 结 果

2.1 SDS对不同运动状态小鼠血糖的影响

对照组与SDS组相比血糖含量无明显差异(P>0.05)；长时间无负重游泳运动后，运动组血糖显著降低(P<0.01),SDS+运动组尽管血糖有下降趋势，但差异无统计学意义(P>0.05)；SDS+运动组血糖明显高于运动组(P<0.01)，见表1。这些结果表明SDS对静止状态的小鼠血糖的影响不明显；对于长时间运动后的小鼠，SDS能缓解其血糖降低情况，可以稳定小鼠血糖。

2.2 SDS对不同运动状态小鼠肝、肌糖原的影响

SDS组小鼠肌糖原和肝糖原较对照组含量均极显著增高(P<0.01)，长时间无负重游泳运动后，SDS+运动组小鼠肝糖原含量极显著下降(P<0.01)，肌糖原含量显著下降(P<0.05)，运动组小鼠肝糖原和肌糖原含量均极显著下降(P<0.01)，见表2。且SDS+运动组小鼠肌糖原和肝糖原含量都显著高于运动组(P<0.01)。这些结果表明SDS能明显增加小鼠肌、肝糖原贮备，可以缓解长时间运动后肝糖原和肌糖原的降低情况。

表1 SDS对不同运动状态小鼠血糖的影响

与对照组比较,#P<0.01;与运动组比较，*P<0.01

表2 SDS对不同运动状态小鼠肝、肌糖原的影响

与对照组比较，#P<0.05,##P<0.01;与运动组比较，*P<0.05,**P<0.01

2.3 SDS对不同运动状态小鼠脂肪代谢的影响

SDS组小鼠血TG含量低于对照组(P<0.05)，血总胆固醇和游离脂肪酸含量与对照组相比无明显差异，见表3。长时间无负重游泳后，运动组和SDS+运动组血TG、TC含量较对照组均显著降低(P<0.05)，SDS+运动组小鼠总胆固醇降低幅度大于运动组(P<0.05)；运动组血FFA含量较对照组增高了44.7%(P<0.01)，而SDS+运动组血FFA水平显著降低(P<0.05)；运动组血FFA水平显著高于SDS+运动组(P<0.01)。这些结果表明SDS可以降低小鼠的血脂，并且对不同运动状态下的小鼠脂肪代谢造成影响。

2.4 SDS对不同运动状态小鼠血浆蛋白的影响

4组小鼠血浆TP、Glob和ALB差异均无统计学意义(P>0.05)，见表4。说明SDS和(或)长时间无负重游泳运动对小鼠的血浆蛋白没有显著影响。

表3 SDS对不同运动状态小鼠脂肪代谢的影响

与对照组比较,#P<0.05,##P<0.01;与运动组比较，*P<0.05,**P<0.01

表4 SDS对不同运动状态小鼠血浆蛋白的影响

2.5 SDS对不同运动状态小鼠血浆氨基酸谱的影响

与对照组相比，SDS组小鼠血浆总游离氨基酸升高率为52.6%，各种游离氨基酸浓度均升高(P<0.05)。SDS组小鼠Trp/BCAA值显著低于对照组(P<0.01)，见表5。长时间无负重游泳运动后，SDS+运动组及运动组小鼠血浆各种游离氨基酸浓度均显著升高，总氨基酸升高率分别为88%和129.3%；SDS+运动组小鼠血浆色氨酸及总氨基酸浓度均显著低于运动组(P<0.05)，而血浆芳香氨基酸浓度则显著低于运动组(P<0.01)，而谷氨酸、支链氨基酸浓度高于运动组(P<0.05)。长时间无负重游泳运动后，SDS+运动组小鼠Trp/BCAA值显著低于运动组(P<0.01)。这些结果表明SDS可对不同运动状态下小鼠的氨基酸代谢造成影响。

表5 SDS对不同运动状态小鼠血浆氨基酸谱的影响

与对照组比较，#P<0.05,##P<0.01;与运动组比较，*P<0.05,**P<0.01

3 讨 论

3.1 SDS对不同运动状态糖代谢的影响

糖是人体重要的三大产能营养素之一，提供肌肉在运动过程中的能量消耗。肌糖原无论是在大强度、短时间运动，还是在长时间运动中都是重要的底物。研究[7]表明，长时间运动所导致的疲劳经常和肌糖原耗竭和(或)低血糖有关。此外，糖耗竭还可引起草酰乙酸生成量的不足，进而影响脂肪酸氧化供能，且易造成外伤的发生[8]。由此可知，运动能力受限于糖原耗竭，提高肌、肝糖原的贮备有助于稳定血糖并延缓疲劳发生。

本研究表明，SDS能增加小鼠肝、肌糖原的储备，从而延缓糖原的耗竭。此外，研究[9]也表明，SDS对糖代谢具有调节作用，可以影响瘦素水平。这种对糖代谢的影响可能是SDS抗疲劳的机制之一。

3.2 SDS对不同运动状态脂肪代谢的影响

运动时，骨骼肌也可从血浆游离脂肪酸的β-氧化中获取能量。尤其是在长时间运动时，碳水化合物和脂类的氧化代谢为肌肉收缩提供主要的ATP。血浆FFA的可利用性及利用的增加可降低对肌糖原和血糖的依赖。耐力训练的主要适应性就是脂肪氧化能力的提高。

研究表明，肌肉对FFA的摄取和利用部分取决于肌肉摄取及氧化FFA的能力。SDS能有效的清除和利用脂肪，其加快清除血浆中FFA的机制可能是通过影响肌肉内线粒体，一方面增加肌肉内线粒体的数量，另一方面增强线粒体氧化脂肪酸的能力[10]。近年来，其他研究[11-12]也发现，SDS脂肪代谢有显著的影响。SDS可能通过影响小鼠的脂代谢，促进脂肪利用。

3.3 SDS对不同运动状态蛋白质代谢的影响

在一般的运动过程中，蛋白质提供的热能占比比较低，不是作为主要的供能营养物质，其供能比由运动的时间和强度决定，与体内的糖贮备呈负相关。氨基酸，尤其是支链氨基酸的氧化在长时间运动时会增加。随着氨基酸动员和氧化的上升，血浆游离氨基酸的浓度和比例可导致中枢性疲劳的发生。5-羟色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)是目前公认的造成中枢性疲劳物质之一，具有调节睡眠、调节体温、维持精神稳定等作用[13]。转运入大脑中的血浆游离Trp的数量主要决定了大脑中5-HT的量。在透过血脑屏障时Trp与BCAA互相竞争性抑制。所以Trp转运一方面取决于血浆游离Trp的量，另一方面取决于BCAA与FFA的量。Trp/BCAA值越小，可以减少Trp透过血脑屏障转运进入脑，从而减少脑中5-HT的合成。此外，长时间运动可引起脂肪动员增加，使释放到血浆中的FFA增加。此时血浆FFA的生成率超过氧化利用率，即生成的血浆FFA来不及清除，从而造成血浆FFA浓度上升。血浆FFA可与Trp竞争性地结合白蛋白，从而升高血浆游离Trp的浓度，增加Trp透过血脑屏障转运进入脑，增加脑中5-HT的合成。

本研究表明，SDS能降低Trp/BCAA值，降低血浆FFA的浓度，从而减少脑中5-HT的合成，延缓疲劳。SDS对不同运动状态下的小鼠氨基酸代谢均造成影响。本研究中，SDS使静止状态下小鼠血浆各游离氨基酸增加，这可能是通过促进体内氨基酸池代谢，具体机制还不明确。长时间无负重游泳运动后，SDS改变了小鼠血浆氨基酸谱，这可能是其提高小鼠糖原贮备并增加脂肪的氧化利用率，从而增加运动中糖和脂肪的供能比，从而降低了氨基酸特别是支链氨基酸的氧化供能。

综上所述，SDS对小鼠的糖、脂肪和氨基酸代谢造成影响，这可能是其抗疲劳机制之一。

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