小麦低聚肽抗疲劳活性研究

钱平 邵剑钢 刘晋 卢鹏 李晓莉 郑志强

摘 要：目的：探讨小麦低聚肽对力竭游泳运动大鼠的抗疲劳作用。方法：选取60只8周龄健康SD大鼠（实测样本53只），随机分为5组，即安静对照组（C组）、运动对照组（E组）和安静营养组（CW组）、运动营养组（EW组）、运动营养大剂量组（EHW组）[灌胃剂量分别为20、20、100 mg/（kg·d）]，每组12只，每天灌胃1次。E组、EW组和EHW组进行游泳训练，C组和CW组不进行训练。4周后，E组、EW组和EHW组大鼠进行力竭游泳实验，记录力竭运动时间。休息24 h后，取各组大鼠骨骼肌组织，测定骨骼肌糖原和MDA含量、骨骼肌SOD和GSH-Px活性。结果：小麦低聚肽可显著延长大鼠力竭运动时间，促进力竭运动后大鼠骨骼肌糖原的含量的恢复，提高力竭运动后大鼠骨骼肌SOD和GSH-Px的活性，降低骨骼肌MDA的含量。结论：高剂量小麦低聚肽具有较好的抗疲劳活性。

关键词：小麦低聚肽;力竭运动;骨骼肌;运动能力

大强度、长时间的运动后，机体会出现运动能力下降，产生大量自由基，导致骨骼肌等组织损伤，严重影响机体的运动能力和执行任务能力[1-2]。如何促进疲劳的恢复、提高机体的运动能力一直是运动医学、军事医学等领域研究的热点问题。小麦低聚肽是以小麦蛋白为原料，经过定向酶切及特定的小肽分离技术获得的小分子多肽物质，是生物活性肽的一种。2012年9月4日原卫生部批准小麦低聚肽作为新资源食品。目前国内外对小麦低聚肽的研究报道较少，例如潘兴昌等[3]、刘文颖等[4-5]、蒋宝石等[6]、Yin Hong等[7]、刘艳等[8]、赵泽龙[9]、周伟[10]对小麦低聚肽的功能作用作了研究报道。但关于小麦低聚肽的抗疲劳作用鲜有报道。本实验通过设计训练方案和构建游泳力竭模型，记录大鼠力竭游泳运动时间，测定力竭运动24h后各组大鼠骨骼肌糖原、SOD活性、GSH-Px活性和MDA含量，探讨小麦低聚肽的抗疲劳活性，以期为小麦低聚肽的开发应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 实验材料 大鼠：8周龄健康SD大鼠60只，SPF级，体重265～305 g，购于维通利华实验动物中心。饲养于北京体育大学实验室动物房，SPF（无特定病原体）级屏障环境，室温20～24℃，相对湿度50%～70%，常规分笼喂养，自由饮水进食。动物饲养材料：国家标准固体饲料及卫生部标准饲料，由军事科学研究所提供，工作人员灭菌后使用。小麦低聚肽：北京中食海氏生物技术有限公司生产，浙江海氏生物科技有限公司提供，淡灰白色粉末，无结块，批号：20150407，生产日期：2015年4月7日。

1.1.2 实验试剂 超氧化物歧化酶（SOD）试剂盒、丙二醛（MDA）试剂盒、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）试剂盒，北京华英生物技术研究所;糖原试剂盒，南京建成生物工程研究所;其他试剂均为分析纯。

1.2 方法

1.2.1 实验动物分组及小麦低聚肽给予时间 适应性饲养1周，筛选出能参加正常实验训练的大鼠，称量各组大鼠的体重，而后随机分为5组（表1）。

1.2.2 动物训练方案 具体训练方案按照表2进行。

1.2.3 游泳运动疲劳模型 建立合理的运动疲劳模型是深入研究疲劳的首要环节，对于机制的分析研究具有重要作用。目前常用的运动疲劳模型有跑台运动疲劳模型、游泳运动疲劳模型等。为研究小麦低聚肽的抗疲劳作用及其机制，本研究借鉴文献[11]记录，采用了大鼠游泳运动疲劳模型。实验组大鼠经过4周的游泳训练后，在最末一次灌胃后的第2天，E组、EW组和EHW组大鼠进行一次力竭实验，采用尾部负重的游泳方式，负重重量为大鼠自身体重的3%，直至力竭。力竭判断标准：泳池水深>50 cm，水温（31±1）℃，保证大鼠尾巴不能够支撑泳池底部，每平方米水面同时有4～7只大鼠游泳，当大鼠游至连续3次没入水中，每次超过10 s，视为力竭，用普通秒表记录力竭游泳时间。

1.2.4 取材与指标检测

（1）取材：在E组、EW组和EHW组力竭运动24 h后，对5组（C组、E组、CW组、EW组和EHW组）大鼠取材：将大鼠麻醉，用专用手术刀切开腹部，于右后肢的相同部位取两块骨骼肌，用锡纸包裹，迅速放入液氮中。

（2）指标测定：称量记录大鼠实验前、后的体重;记录E组、EW组和EHW组力竭运动时间;用蒽酮法测定大鼠骨骼肌中肌糖原含量;用黄嘌呤氧化酶法测定大鼠骨骼肌SOD活性;采用谷胱甘肽（GSH）氧化法测定骨骼肌GSH-PX活性;用硫代巴比妥酸（TBA）法测定大鼠骨骼肌MDA含量。所有指标均严格遵照所使用试剂盒说明书进行。

1.3 统计学分析

用SPSS 17.0进行统计学分析处理，统计结果用平均数±标准差（±s）表示，用独立样本t检验判断各组之间的差异，P<0.05为具有显著性差异水平。

2 结果与分析

实验动物60只，因在游泳训练后大鼠呛水先后死亡7只，实测动物数量为53只。在大强度疲劳模型实验中，危险性极大，均有动物死亡的报道[12-13]，属正常现象。

2.1 实验前后各组大鼠体重变化情况

表3显示，实验前各组大鼠体重无显著性差异。与实验前体重相比，经过4周的游泳训练后各组大鼠体重均显著增加（P<0.01）。但E组、EW组大鼠体重显著低于C组（P<0.05），EHW组大鼠体重低于C组，说明运动训练可以有效控制大鼠体重的增加;实验后，EW组与CW组、EHW组与CW组体重比较无明显差异（P>0.05），CW组与C组、EW组与E组、EHW组与E组体重变化也无明显差异（P>0.05），表明灌服小麦低聚肽对大鼠的体重增加没有显著影响，可推测灌服小麦低聚肽未对大鼠食欲产生不良影响，各组大鼠进食正常。

2.2 小麦低聚肽对各组大鼠力竭游泳时间的影响

表4表明，与运动对照组E组比较，EW组和EHW组大鼠的力竭游泳时间分别延长47.05%、249.69%，且结果具有统计学意义（P<0.05）。EHW组大鼠力竭运动时间长于EW组大鼠，但差异不显著（P>0.05）。力竭运动时间客观反映了机体的运动耐受能力，与机体抗疲劳能力成正比关系。从力竭运动时间上看，小麦低聚肽在宏观上体现出具有良好的抗疲劳作用，且EHW组大鼠力竭时间>EW组大鼠力竭时间>E组大鼠力竭时间，说明抗疲劳效果与小麦低聚肽的剂量之间有一定的相关性，在本实验中，高剂量组抗疲劳效果优于低剂量组。这一研究结果与Kim等[14]、王鑫等[15]对肽类物质提高运动能力的研究结论相似。

2.3 小麦低聚肽对大鼠骨骼肌糖原、MDA含量和SOD、GSH-Px活性的影响

骨骼肌糖原是机体内糖储备的一种形式，是糖代谢的重要能源物质，可提供机体运动所需的能量，其含量的高低可以衡量机体的运动能力和耐力，可作为评价疲劳的指标之一。表5显示，E组和EW组大鼠骨骼肌糖原含量略低于C组，说明运动会消耗大鼠骨骼肌糖原，使骨骼肌中糖原含量降低，但各组之间没有显著性差异。这与Ren等[16]、李良鸣等[17]关于运动后骨骼肌糖原含量变化的研究结果相同。原因可能是力竭运动24 h后，运动组大鼠骨骼肌糖原基本升高至正常水平，导致差异不显著，说明小麦低聚肽具有促进疲劳恢复的作用。

SOD是体内的一种重要的抗氧化酶，能够清除细胞内产生的超氧阴离子自由基，其活力能间接反映机体清除氧自由基的能力，对保护组织细胞膜、清除自由基和预防疲劳发生有着重要作用，是机体自由基清除系统的一个重要抗氧化剂[18-19]。本实验结果表明，力竭运动24 h后，E组与C组比较，骨骼肌SOD活性没有显著变化（P>0.05），但是有下降趋势，说明运动导致大鼠骨骼肌SOD活性降低，与李旭辉等[20]的报道一致。EW组和EHW组大鼠骨骼肌SOD显著高于E组和CW组（P<0.05），补充小麦低聚肽可以增加骨骼肌SOD活性，高剂量组增加效果更为显著，这一结果与曾瑜等[21]报道一致，说明小麦低聚肽能够增强力竭运动大鼠骨骼肌抗氧化酶活性。由此提示，小麦低聚肽能够显著提高力竭运动后大鼠骨骼肌SOD活性，减轻氧化损伤，起到抗疲劳效果。其可能机理是：一方面小麦低聚肽促进骨骼肌SOD活性的提高，加速氧自由基的清除，保护细胞免受运动损伤，维持机体运动能力;另一方面，小麦低聚肽本身具有抗氧化活性，具有较强的还原能力，可直接与自由基结合，对抗自由基的损伤。

GSH-Px是机体内广泛存在的能特异性地催化还原谷胱甘肽（GSH）和H2O2分解的酶，可清除体内自由基，防止自由基引起组织细胞膜脂质过氧化，具有保护细胞膜结构和功能完整的作用。目前，由于不同实验采用的模型、运动方式和运动时间等的不同，关于运动对机体GSH-Px活性的影响的研究报道结果尚不一致。任昭君[12]研究指出，不同训练强度能够提高大鼠在安静状态下的GSH-Px活性，且与训练强度呈正相关关系。毕立茹[22]研究指出，运动训练可以提高小鼠机体中的GSH-Px活性。Wu等[23]发现，训练可以提高实验鼠的胰腺GSH-Px的活性。夏澜英[24]研究发现，长时间力竭运动会使心肌组织和大脑组织GSH-Px活性降低。表5显示，4周的游泳训练后，与C组比较，E组大鼠骨骼肌GSH-Px活性显著降低（P<0.01），说明4周的游泳训练以及力竭运动对大鼠骨骼肌GSH-Px活性造成了显著的消极影响。而补充小麦低聚肽的EW组与E组比较GSH-Px活性显著升高（P<0.05），EHW组非常显著升高（P<0.01）;EW组和EHW组大鼠的GSH-Px活性非常显著地高于CW组（P<0.01），表明小麦低聚肽可以提高力竭运动大鼠骨骼肌GSH-Px活性，有效阻止脂质过氧化，对提高大鼠骨骼肌组织抵抗自由基有着积极作用，这可能是小麦低聚肽增强了大鼠骨骼肌抗氧化能力的原因之一。

MDA是脂质过氧化反应的最终降解产物[25]，其含量的多少能客观反映组织中自由基的含量水平[26]，是衡量机体自由基代谢的重要指标。大量文献[27-29]报道了力竭运动使大鼠骨骼肌MDA含量增加。邓伟艳等[30]研究发现，长期有氧训练使大鼠比目鱼肌中MDA含量降低，但小强度和大强度运动却使股二头肌MDA含量升高，总结得出MDA在不同类型的骨骼肌中的含量受运动的影响不同。表5显示，力竭运动24 h后，与C组比较，E组大鼠骨骼肌MDA含量有升高趋势，说明游泳训练会使大鼠骨骼肌MDA含量增加。CW组（P<0.01）、EW组（P<0.05）和EHW组（P<0.01）的MDA含量显著降低;EW组和EHW组大鼠骨骼肌MDA含量显著低于E组大鼠（P<0.05），说明小麦低聚肽可以有效降低力竭运动大鼠骨骼肌MDA的含量，提示小麦低聚肽可有效增强大鼠骨骼肌中自由基的清除能力，减少骨骼肌MDA的生成。其原因可能是小麦低聚肽提高了相应抗氧化酶的活性，加速氧自由基的清除，抑制了脂質过氧化反应，从而降低了MDA的生成。

3 结论

综上，小麦低聚肽能显著延长大鼠力竭运动时间，促进力竭运动后大鼠骨骼肌糖原的含量的恢复。其作用机制可能与提高力竭运动后大鼠骨骼肌SOD和GSH-Px的活性、降低骨骼肌MDA的含量有关。整体而言，小麦低聚肽可有效清除自由基，抑制脂质过氧化，具有抗疲劳活性，且高剂量组效果更加明显。

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Abstract：Objective To explore the anti-fatigue activity of wheat oligopeptides on exhaustive swimming rats.Method Totally 60 healthy SD rats with 8 weeks age were randomly divided into 5 groups including sedentary control group （C group），exercising control group （E group）and sedentary wheat oligopeptides group （CW group），exercising wheat oligopeptides group （EW group），exercising with high dose wheat oligopeptides group （EHW group），the doses were 20，20，100 mg/（kg· d），12 rats in each.The rats were administered once a day.Rats in E group，EW group and EHW group were given a swimming exercise，while rats in C group and CW group kept silence.After 4 weeks，rats in E group，EW group and EHW group had an exhaustive experiment and the exhaustive time was recorded.The content of skeletal muscle glycogen and MDA and the activity of SOD and GSH-Px in skeletal muscle tissue of all rats were tested after 24 hours.Result Wheat oligopeptides extended the exhaustive time considerably，promoted the recovery of glycogen in rats' skeletal muscle，increased the SOD and GSH-Px activity in exhaustive rats' skeletal muscle，and decreased the level of MDA.Conclusion High does wheat oligopeptides have the activity of anti-fatigue.

Keywords：wheat oligopeptides;exhaustive swimming;skeletal muscle;physical performance

（責任编辑 李婷婷）