阿里红多糖对小鼠抗疲劳和耐缺氧的作用*
2020-01-01沙爱龙郝海燕
沙爱龙, 郝海燕
(1. 重庆三峡学院教师教育学院, 重庆 404100; 2. 西南医科大学基础医学院生理学教研室, 四川 泸州 646000; 3. 重庆三峡学院环境与化学工程学院, 三峡库区水环境演变与污染防治重庆市重点实验室, 重庆 404100)
阿里红(FomesofficinalisAmes.),为多孔菌科、层孔菌属真菌,主要分布于我国西部和东北,在新疆林区广泛生长,是维吾尔民族医生的常用药材。民间验方,常用其治疗慢性支气管炎、腹痛、感冒、肺结核和各种癌症。除维吾尔外,哈萨克、柯尔克孜人等也有民间验方治疗咳嗽气喘、胃脘胀痛[1]。另有记载阿里红具有温胃化痰、降气平喘、祛风除湿、活血消肿、利尿等作用[2]。
阿里红含有多糖、皂甙类、黄酮和萜烯类等化学成分[3]。近年来已有阿里红多糖药理学研究的较多报道,如依巴代提·托乎提等[4]研究发现阿里红多糖在体外可有效的清除O2-,明显减少小鼠心脏、肝脏、肾脏和脾脏中脂质过氧化产物丙二醛(MDA)的含量;帕丽达·阿不力孜等[5]研究证明阿里红多糖具有一定的抗衰老作用;郭淑英等[6]发现阿里红多糖能显著增强S180荷瘤小鼠免疫功能, 抑制S180肿瘤的增长;丛媛媛等[7]和邬利娅·伊明等[8]得知阿里红多糖有显著的免疫增强作用,但目前有关阿里红多糖抗疲劳作用和耐缺氧作用的研究尚未见报道。
已有研究表明,多孔菌科真菌具有抗疲劳和耐缺氧作用[9-11],且阿里红多糖由葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甘露糖和半乳糖组成[12],因此笔者推测阿里红多糖可能具有抗疲劳和耐缺氧作用。本研究拟采用小鼠负重游泳实验和测定运动后小鼠血清尿素氮、血乳酸、肝糖原、肌糖原含量,研究阿里红多糖的抗疲劳作用,并通过常压密闭缺氧实验和急性脑缺血性缺氧实验研究阿里红多糖的耐缺氧作用,以期为阿里红的开发和利用提供新的理论基础和思路。
1 材料与方法
1.1 实验动物
昆明种小鼠,雌雄各半,体重18~22 g,许可证号SCXK(新)2003-0001,由新疆医科大学医学动物实验中心提供。
1.2 药品与仪器
阿里红于2012年8月采于新疆阿勒泰地区富蕴县可可托海,经塔里木大学杨赵平副教授鉴定为层孔菌属药用层孔菌即阿里红。尿素氮测试盒、血乳酸测定试剂盒、肝/肌糖原测定试剂盒(南京建成生物工程研究所),钠石灰、凡士林。723型可见分光光度计(上海光谱仪器),PowerWave XS全波长酶标仪(美国Bio-Tek宝特),智能数显恒温水浴锅(江苏永光明医疗仪器厂),低速台式离心机(上海安亭科学仪器厂),DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱(上海恒科科技),精密电子天平(上海精科天平),电子天平(上海民桥精密科学仪器),手术剪。
1.3 阿里红多糖的制备
参照帕丽达·阿不力孜[5]提取方法制备:称取阴干的阿里红粉末(过40目筛),加6倍量95%乙醇浸泡、75℃回流提取2次,每次2 h,过滤。滤渣加12倍量蒸馏水热水回流提取3次,每次2 h,合并提取液,4 000 r/min离心10 min,去除残渣,浓缩。并在浓缩液中加入适量的95%乙醇使溶液含醇浓度为80%,进行沉淀,4℃下静置过夜,过滤。沉淀物合并以抽滤,并将沉淀经95%乙醇、无水乙醇、丙酮、乙醚依次各洗涤3次、干燥,获得阿里红多糖粗粉。干燥的阿里红多糖粗粉,以Sevag法除蛋白 (氯仿︰正丁醇=1︰5),4 000 r/min离心10 min,抽滤,沉淀用无水乙醇反复洗涤,60℃真空干燥,即得乳棕色阿里红粗多糖。
精确称取阿里红多糖2.00 g,置l00 ml容量瓶中,加蒸馏水适量使溶解,稀释至刻度,摇匀,即得400 mg/kg高剂量阿里红多糖(含阿里红多糖20 mg/ml)。后稀释两次,各稀释一倍,分别得200, 100 mg/kg 中、低剂量阿里红多糖(含阿里红多糖10, 5 mg/ml)。
1.4 实验分组及处理
将48只小鼠随机分为4组,即对照组,低、中、高剂量阿里红多糖组,每组12只。试验组小鼠分别每日灌胃(0.20 ml/10 g)低、中、高剂量(100, 200, 400 mg/(kg·d))阿里红多糖,对照组小鼠灌胃等量生理盐水,连续灌胃21 d,灌胃期间各组小鼠自由进食、饮水。末次给药30 min后,在各只小鼠尾跟部负荷5%体重的铅皮,置小鼠于水深 40 cm、水温 28℃的玻璃缸中游泳,即进行负重游泳实验。用秒表计时小鼠自入水开始至头部全部没入水中 8 s 不能浮出水面的时间,作为小鼠负重游泳时间。将负重游泳后的小鼠采用摘眼球采血,血液自然凝固后3 500 r/min 离心10 min分离出血清,按照试剂盒说明书迅速测定血清尿素氮、血乳酸。将采血后的小鼠颈椎脱臼处死取肝脏,用4℃的生理盐水冲洗2 次后剪碎,置于9倍的预冷生理盐水中,冰水浴匀浆10 min制成10%肝组织匀浆,3 500 r/min离心15 min后取上清液,按照试剂盒说明书测定肝糖原含量。
1.5 耐缺氧实验
1.5.1 常压密闭缺氧实验 分组、灌胃同上。末次给药30 min后,将各只小鼠分别放于盛有10 g钠石灰的广口瓶内(每瓶1只),用瓶塞和凡士林密封瓶口,记录小鼠存活时间。
1.5.2 急性脑缺血性缺氧实验 分组、灌胃同上。末次给药30 min后,将各只小鼠自耳后1 mm处快速断头,造成急性脑缺血,参照陈雅慧等[13]方法记录小鼠断头后呼吸维持时间。
1.6 统计学处理
2 结果
2.1 阿里红多糖对小鼠抗疲劳作用的影响
阿里红多糖对小鼠负重游泳时间的影响结果见表1。可见:与对照组相比,阿里红多糖3个剂量组小鼠负重游泳时间均有所延长,其中中、高剂量组差异极显著(P<0.01),低剂量组差异显著(P<0.05)。
GroupConcentrations(mg·kg-1)Loaded-swimming time(min)Control group—7.34±2.25Low-dose group of FOPS10010.24±2.01∗Middle-dose group of FOPS20011.25±1.69∗∗High-dose group of FOPS400 13.26±2.17∗∗
FOPS:FomesofficinalisAmes. polysaccharides
*P<0.05,**P<0.01vscontrol group
阿里红多糖对运动小鼠血清尿素氮、血乳酸、肝糖原和肌糖原的影响结果见表2。由表2可知:阿里红多糖3个剂量组小鼠运动后血清尿素氮、血乳酸含量均低于对照组,其中,中、高剂量组差异均极显著(P<0.01),低剂量组小鼠血清尿素氮含量极显著低于对照组(P<0.01)、血乳酸含量显著低于对照组(P<0.05)。 阿里红多糖3个剂量组小鼠肝糖原、肌糖原含量均高于对照组,其中高剂量组差异均极显著(P<0.01)、低剂量组差异均不显著(P>0.05),中剂量组小鼠肝糖原含量极显著高于对照组(P< 0.01)、肌糖原含量显著高于对照组(P<0.05)。
Tab. 2 Effects of FOPS on the contents of serum urea nitrogen, blood lactic acid, hepatic glycogen and muscle glycogen in mice after n=12)
FOPS:FomesofficinalisAmes. polysaccharides
*P<0.05,**P<0.01vscontrol group
2.2 阿里红多糖对小鼠耐缺氧作用的影响
阿里红多糖对小鼠耐缺氧实验的结果见表3。由表3可知:与对照组相比,阿里红多糖3个剂量组小鼠常压耐缺氧存活时间及断头后呼吸维持时间均有所延长,其中中、高剂量组差异均极显著(P< 0.01),低剂量组小鼠常压耐缺氧存活时间显著长于对照组(P<0.05),低剂量组小鼠断头后呼吸维持时间与对照组相比差异不显著(P>0.05)。
GroupSurvival time under hypoxia Maintenance time after decapitation Control group20.41±3.2915.35±1.52FOPS 100 mg/kg 24.46±2.23∗16.84±0.95FOPS 200 mg/kg 27.83±3.20∗∗18.94±1.36∗∗FOPS 400 mg/kg 28.12±3.68∗∗20.26±3.01∗∗
FOPS:FomesofficinalisAmes. polysaccharides
3 讨论
疲劳是涉及众多生理生化因素的综合性生理过程,供能物质的消耗、代谢产物的堆积是产生疲劳的重要原因,运动耐力的下降是机体疲劳最直观、最直接的反映。小鼠负重游泳实验是测定小鼠疲劳状况和运动耐力的常用实验方法[14]。本研究结果表明:小鼠灌服一定剂量的阿里红多糖21 d后,其负重游泳时间显著延长,且呈现一定的剂量依赖效应,说明一定剂量的阿里红多糖能显著提升小鼠的运动耐力、增强小鼠抗疲劳能力。这与俞浩等[15]研究滁菊多糖对小鼠负重游泳时间的影响结果相一致。
当机体剧烈运动或长时间持续运动时,糖类和脂肪的分解代谢已不能满足机体运动所需全部能量,此时需要蛋白质分解代谢为机体补充能量,导致血清尿素氮含量增加,即表明机体对运动的耐受性变差[16]。剧烈运动时机体相对缺氧,糖酵解作用增强进而产生大量乳酸致使机体疲劳。本研究证实阿里红多糖3个剂量组小鼠运动后血清尿素氮、血乳酸含量均低于对照组,说明阿里红多糖能明显延缓糖酵解速度、提高小鼠运动耐受性它对小鼠运动后血清尿素氮、血乳酸含量的影响程度与绣线菊叶水煎液[17]相差不大。
机体的运动耐力与糖原的含量有直接关系,糖原在肝和肌肉最丰富。肝糖原是机体重要的储能物质,当机体能量消耗过大,肝糖原会被胰高血糖素分解致使血糖升高[18]。肌糖原是机体进行长时间剧烈运动时的主要能量来源,由于肌糖原直接为运动提供能量,所以机体内肌糖原的含量与机体的运动耐力呈正比[13]。当机体中肌糖原消耗殆尽时,肝糖原也会分解补充,维持血糖平衡。本研究结果证明小鼠灌服不同浓度的阿里红多糖运动后,其肝糖原、肌糖原含量均不同程度的增加,说明一定剂量的阿里红多糖能显著增强小鼠的抗疲劳能力。
与文婷等[19]和陈雅慧等[13]研究结果相比,阿里红多糖中、高剂量组与文婷等[19]西洋参组、筋骨草提取物高剂量组和陈雅慧等[13]西洋参组、酸柏栀油软胶囊中高剂量组对小鼠肝糖原、肌糖原和血清尿素氮、血乳酸含量的影响结果比较符合,且与陈雅慧等[13]西洋参组、酸柏栀油软胶囊高剂量组和文婷等[19]筋骨草提取物中高剂量组对小鼠负重游泳时间的影响结果比较一致。充分说明阿里红多糖对小鼠具有与西洋参、筋骨草提取物、酸柏栀油软胶囊等中药相类似的抗疲劳作用。
常压密闭缺氧实验和急性脑缺血性缺氧实验是筛选耐缺氧药物的常用方法[13, 15, 20]。常压密闭缺氧时由于酸性代谢产物蓄积、氧气供应减少,使小鼠缺氧直至死亡。脑组织细胞代谢所需氧气和能量完全依赖于血液供应,当小鼠快速断头后,脑血液供应中断,致使脑细胞因缺氧而逐渐死亡。使用外源药物可增强缺血缺氧小鼠的耐缺氧能力。本实验结果证明阿里红多糖3个剂量组小鼠常压耐缺氧存活时间及断头后呼吸维持时间均明显延长,说明阿里红多糖对脑缺血缺氧有明显改善作用,并能提高血红蛋白的携氧能力,延长小鼠存活时间。
综上所述,阿里红多糖具有抗疲劳作用和提高耐缺氧能力作用,作用机制与其调节物质代谢和能量代谢有关。阿里红多糖抗疲劳、耐缺氧作用机制还有可能与其调控机体中枢神经系统、抗氧化系统相关,有待于进一步研究证实。