中药及其单体在对抗运动性疲劳中的应用
2020-02-20刘志政孔喜良
刘志政,孔喜良
中药及其单体在对抗运动性疲劳中的应用
刘志政,孔喜良
曲阜师范大学体育科学学院,山东 曲阜,273100。
对中药在体育中的发展应用以及运动疲劳产生的原因进行总结,探讨中药及其单体在对抗运动性疲劳中的作用,分析其抗疲劳的机制,并根据中药及单体具体的抗疲劳通路,讨论中药及其单体在疲劳治疗中的研究现状、来源、作用机理。指出其中可能存在的问题,提出相应的改进。
中药;中药单体;运动性疲劳
传统中医药它是在古代辩证思想指导下,通过长期实践经验逐步发展形成,中医药技术的独特优势及确切的疗效日益被国内外医学界所认可。运动性疲劳是机体内多种生理生化变化的综合反应[1,2]。抗疲劳成为当前研究的重点,其中又以中药及其单体在抗疲劳领域的研究为如今的研究热点,中药及其单体在抗疲劳上具有多靶点、协调作用好、疗效明确、副作用少等优势[3-5]。本文主要从增加机体能源储备、清除代谢产物、保护神经中枢、激发酶的活性、抑制钙离子超载的方面加以阐述,综述中药及单体抗疲劳的作用机制以及在其中发挥的作用。将中药治疗疲劳的有效成分分为生物碱、皂苷、多糖、多酚等活性成分,讨论其活性成分及其单体在疲劳治疗中的研究现状、来源、作用机理。阐述中药及其单体在实践应用中的难点、不足,为其能够更好研究中药及其单体在对抗运动性疲劳中的应用提供帮助。
1 中药及其单体在体育运动中的应用
古人对中药药性理论已经用了很深入的研究,包括《黄帝内经》《本草纲目》《素问》等都对其进行详细的说明。中药药性理论就是对重要的性质、性能及其使用规律的整理,主要包括反应中药对人体作用倾向的四气、不同味道和疗效的五味、治疗作用不同的归经、作用趋向的升降沉浮、药物偏性的有毒无毒等。
1.1 中药内服
“劳者气耗”“气伤必及于精”认为当进行大强度的运动时间,是对人身体内的精力和元气的消耗,故疲劳后要补充精元。已有的研究表明,中药内服补益、活血、生津类药物在消除运动员运动性肌肉疲劳方面疗效明显[6]。人参、黄芪、白术、等,能调节机体代谢能力,有利于糖类和蛋白质的吸收;三七和红花等,可增加机体器官尤其是肌肉组织的血液流动增加血小板的含量,加速血糖原的合成。党参、猴头菇、红景天及其复方均对延缓乳酸生成,降低运动后机体的乳酸含量,加快乳酸消除的作用,促进代谢产物清除。人参、刺五加、蒲公英等可以改善外周血淋巴细胞的功能状态,进而促进抗体的产生,具有免疫调节作用。中医膏方在滋补、治疗与综合调理方面也具有独特的优势,可以提高运动员的运动状态。“八宝汤补骨脂加肉桂”复合药物也被证明是有益的疲劳缓解,有效清除自由基,增强抗氧化作用,促进疲劳恢复,延长运动时间,提高运动能力[7]。
1.2 中药外敷
贴敷中药能够良性刺激皮肤、加速局部微循环、缓解肌肉系统的紧张,温热刺激对痛觉也有干扰作用,可以提高痛阈。药物分子通过加热渗透,吸收对腧穴进行刺激,对局部发生直接作用或通过经络的神经肌肉-传导达到刺激机体,调整系统功能的效果对于抑制炎性介质的释放与受伤组织的肿胀消除具有明显的作用[8]。中药外敷在治疗急慢性运动损伤都有较好疗效,且具有经济、简便、自行护理操作及副作用极少的优势。
2 运动性疲劳产生的机制
运动性疲劳是一种复杂的生理病理现象,其发病机制具有不可预测性、复杂性、持久性等特点。早在19世纪80年代研究者们对疲劳就展开了大量研究。运动生理学上主要的学说有“衰竭”学说、堵塞学说、内环境失调学说、保护抑制学说等,但是近年来随着分子生物学和基因组学的发展,对其机制进行了更加详细和细微的探讨[9,10]。
3 中药及其单体在运动性疲劳中的作用
疲劳是一种被认为由身体运动引起的现象,它会导致预定的运动强度维持和运动能力的下降。中医治疗疲劳的实践由来已久,并取得了显著的疗效,中药及其单体具有增强抗氧化、清除自由基、减少代谢物积累、改善疲劳引起的骨骼肌细胞超微结构破坏或神经系统功能障碍等作用[11]。药理研究表明,多糖活性成分通过促进糖原合成、降低运动代谢产物、提高机体耐缺氧能力,可显著提高机体的抵抗力;生物碱已被证明在促进小鼠体内各种糖原物质的储备、提高运动耐力、加速机体尿素氮代谢等方面具有一定的作用;皂苷类物质含量的增加,小鼠的运动耐力、肝糖原含量和乳酸清净指数的能力均呈上升趋势;多酚能减少自由基的积累,从而减缓运动时运动能力的迅速下降,起到对抗疲劳的作用。
3.1 增加机体能源物质储备
肌肉活动的能量主要来源于糖,故疲劳发生的快慢、程度与糖原含量密切相关,当肌糖原消耗致血糖水平下降,机体可动员肝糖原储备量以恢复血糖水平[12]。
通过给小鼠喂食灵芝粉发现其能明显延长小鼠爬杆时间和负重游泳时间,降低尿素氮,提高小鼠运动后的HG含量,延长运动时间[13]。红景天苷[14,15]可以提高由运动过量导致大鼠疲劳体内血糖和骨骼肌内ATP的含量。山楂多糖[16,17]在对抗疲劳实验中发现,与对照组相比,小鼠游泳时间延长了17.4%。人参皂甙[18]通过提高机体糖代谢和肌糖原的储备。臧杰[19]等通过对力竭运动状态下对小鼠进行淫羊藿苷注射,发现其对小鼠体内血糖的过度降低,延缓疲劳的发生,并可促进小鼠在力竭运动后血糖、肝糖原和肌糖原的恢复。葛兰提取物[20]能显著延长小鼠爬坡游泳时间,提高血清尿素氮浓度,提高运动后糖原和LDH活性储备,具有抗疲劳作用。
3.2 清除代谢产物
一般情况,机体以有氧代谢为主,血液中乳酸含量能维持在一定的水平。但在进行高强度运动时,机体功能以糖酵解为主,血液乳酸堆积,PH值变化,导致机体内酶的活性失活,抑制糖酵解过程的发展,使的ATP供能不足,造成肌肉功能下降[21]。
三七水提物对机体清除乳酸和调节能力代谢有一定帮助作用帮助[22]。研究发现,三七总皂苷[23]阻断Ca2+离子的形成,减少游离脂肪酸的释放和氧自由基的产生。杨津[24]等发现杜仲叶黄酮苷能显著延长小鼠负重游泳间,BLA和BUN含量降低,MDA的含量降低,证明中药单体杜仲叶黄酮苷可以减少有疲劳导致体内代谢产物的堆积,提高组织清除自由基的功效而发挥抗疲劳的作用。通过对灵芝[25]喂养小鼠进行负重游泳实验,发现服用灵芝的小鼠在游泳时间上显著增强,分析发现灵芝可能具有降低小鼠血乳酸水平。枸杞多糖[26]能提高小鼠耐力锻炼,具有抗疲劳作用,LBP还可通过改善训练小鼠的血浆、肌肉组织SOD活性,缓解运动疲劳。淫羊藿黄酮[27]显著延长小鼠负重游泳时间,此外实验证明,它对羟基自由基也有明显的抑制作用。研究证实人参皂苷[28]可以通过抑制羟基和氧自由基的生成,抑制过氧化氢的脂质过氧化,加速自由基的清除,从而起到抗疲劳作用。红景天苷[14]降低肌肉乳酸和血清尿素氮,延长小鼠负重游泳时间。葛兰提取物[29]有助于降低运动后自由基含量,降低自由基损伤程度,从而减缓疲劳的出现。
3.3 保护神经中枢
运动神经元兴奋性减退,是由运动神经元兴奋性减退引起的内环境变化,造成机体运动神经元大量损伤,降低机体运动能力[30]。
从银杏中提取的单体白果内酯[31],有学者研究现其对抗谷氨酸所致兴奋性神经元死亡的作用时发现,加入白果内酯达到一定计量可有效的降低兴奋性神经元死亡。红景天苷[32]在中枢神经系统中也发挥抗凋亡作用,在谷氨酸诱导的兴奋性神经毒模型中,红景天苷可以抑制大鼠海马神经元的凋亡;通过抗凋亡机制,红景天苷可以减轻 H2O2引起的细胞死亡,改善细胞的氧化应激损伤和凋亡。人参皂苷[33]可抑制GABA、NO、ACh、氨基酸代谢和凋亡调节蛋白,保护中枢神经系统,抗疲劳。
3.4 激发酶的活性
大强度运动导致机体内环境失调,而机体内的一些活性酶只有在稳定的环境中发挥作用。NO因其在促进新陈代谢中的重要作用而成为体育领域日益关注的问题。NO可引起骨骼肌收缩,导致血管收缩,延迟营养物质向组织转运和代谢物积累,最终导致疲劳。
臧杰[19]等研究,淫羊藿苷具有降低小鼠在力竭及恢复状态下ALT、AST、BUN、MDA升高的作用,促进机体的恢复。赵晖[34]等通过杜仲叶对大鼠骨骼肌中同工酶分布状况及对乳酸脱氨酶活性的研究,并加快机体的恢复。人参单体人参皂甙Rb1也具有通过降低疲劳大鼠体内某些酶活性,进一步减少机体内活性氧含量,起到一定对抗疲劳的效果。银杏叶提取物[35]对力竭性大鼠体内血清酶LDH、AST、ALT、CK等具有抑制作用,表明银杏叶提取物对大鼠运动能力有影响,能减轻运动引起的疲劳。黄芪多糖[36]能提高肝脏SOD和GSH-Px活性,对运动引起的氧化应激具有抗氧化损伤和保护作用。
中药及单体抗疲劳作用及其机制研究
4 小 结
抗疲劳的机制有很多种,可以通过增加机体能源物质的储备,清除代谢产物、保护中枢神经、激发酶的活性等不同方面具有抗疲劳作用。中药及单体在对抗疲劳的过程中,其作用是多方面的,同类中药及单体可以从不同的机制作用出发,通过不同环节、不同层面达到共同的效果。单体具有确切的结构,药效明确,有助于抗疲劳作用的机制研究。应进一步研究各中药及单体在抗疲劳的作用机制,发挥其多靶点、协调好的优势进行及时、合理、有效、科学的抗疲劳方法相对于西药来说,中药抗疲劳作用具有多靶点、协同效果好等优势,已成为近年来的热点。
5 中药及其单体在抗疲劳应用中存在的问题及前景
目前,在市场上广为流传的内服中药大多是中药方剂和合成类药物,其制作过程单一,缺乏多变性。适应的症状也往往是一种,不便于普遍。在外敷中药上,因中药讲求实效性,一般都是现场打磨,这就更加减小了中药的实用性。中药单体的研究从分子生物学的角度出发,对中药的作用机制进行了详细的研究,找到其信号通路,细化其具体作用机制,但一位中药中其单体成分种类非常繁琐,研究起来及其困难,提纯的技术代价比较昂贵,现在还很难实现普及。中医药抗疲劳作用的研究还存在很多不足。
(1)基础研究占很大比重,定性研究较少;
(2)中医抗疲劳治疗过程中没有运用辨证论治,辨证论治是中医的精髓;
(3)严重缺乏毒性和刺激性检测试验,没有考虑到某些中药含有有害或禁用的化学成分;
(4)中药处方剂量大,对不同个体没有标准剂量,疗效较差;
(5)未建立标准化动物模型,也未建立与中医相关的各种症状的实验动物模型。
(6)动物实验只关注身体疲劳恢复的研究,神经控制被忽略。
中药及其单体的应用,也是现代生物学成果与中医理论和现代药理研究的融合。宏观与微观、结构与功能、局部与整体、机体与环境,在应对疲劳时,应始终保持多维度的思维。针对不同类型的疲劳,应进行多层次、多因素、多变量和交叉试验,以具体满足身体需要,加快消除疲劳。其研究方向是明确的,但是由于中药的多靶点、多协调性导致具体内容很复杂,中药单体的研究仅仅处于发展阶段,可以从以下几个方面尝试。
(1)考虑疲劳的不同原因,而不仅仅是补药治疗;
(2)研究不同运动的特点和身体状态,根据疲劳产生机制筛选出特定的中药;
(3)利用现代生物技术和药物技术,获取更有效的天然活性产品,探索最佳的治疗方案和处方,从而充分发挥中医药的潜力;
(4)在筛选抗疲劳中药时,除了要进行整体研究外,还应利用更先进的研究工具进行亚细胞和分子水平的研究
(5)制定研究标准,如模式选择与运动模型的统一。针对不同身体状况、工程条件、环境条件引起的疲劳具体分析。
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Application of Traditional Chinese Medicine and its Monomer in Anti-Exercise Fatigue
LIU Zhizheng, KONG Xiliang
College of Physical Education Science, Qufu Normal University, Qufu Shandong, 273100, China.
the application and development of traditional Chinese medicine in the sports movement to summarize the cause of fatigue, to explore the role of traditional Chinese medicine (TCM) and its monomer in combat exercise fatigue, analysis the mechanism of fatigue resistance, and according to the traditional Chinese medicine (TCM) and monomer concrete fatigue resistance pathway, to discuss the treatment of traditional Chinese medicine (TCM) and its monomer in fatigue research present situation, source and mechanism of action.It points out the possible problems and puts forward the corresponding improvement.
TCM; TCM monomer; Exercise fatigue
G804.55
A
1007―6891(2020)02―0032―04
10.13932/j.cnki.sctykx.2020.02.07
2019-06-18
2019-09-03