枸杞多糖缓解小鼠体力疲劳研究

魏芬芬，王文娟，张波

（北京联合大学健康与环境学院，北京100191）

体力疲劳又称为躯体性疲劳，当机体在长时间从事超负荷的体力劳动时，会造成大量的代谢废物在体内的积聚，使机体的一些生理生化功能发生改变，导致运动能力暂时性下降，从而使人产生一定的疲劳感[1-3]。缓解体力疲劳就要采取一定的方法来缓解疲劳的产生或者加速疲劳的消失，从而使人感到轻松。枸杞是茄科、枸杞属植物，是我国一种珍贵的药食同源植物[4-5]。枸杞多糖（Lycium barbarum polysaccharides，LBP）是从枸杞子中提取出的一种可溶性多糖，是枸杞主要活性物质[6-7]。近年来，大量研究表明，枸杞多糖具有抗氧化[8]、降低血糖[9-10]、调节血脂[11]、护肝[12-13]、免疫调节[14]等生物活性作用，现在对于LBP 各种生物活性作用研究较多，但是对于缓解小鼠体力疲劳方面研究不是很多。本次研究以枸杞多糖为原料来进行缓解小鼠体力疲劳方面的研究，以期为枸杞多糖在功能食品中的应用及产品开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 主要试剂与仪器

枸杞多糖：中国科学院兰州物理化学研究所提供，提取方法是采用多次水提醇沉工艺，最后得到纯度为60%的枸杞多糖，作为本次实验的样品；尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、肌酐（creatinine，CREA）、血乳酸（lactic acid，LD）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）试剂盒：中生北控股份有限公司；丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、肝糖原（hepaticr glycogen，HG）、肌糖原（muscle glycogen，MG）测定试剂盒：南京建成生物工程研究所；无水乙醇（分析纯）：北京化工厂。

755 分光光度计、迈瑞BS-420 全自动生化分析仪：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司；S-1000E 电子天平、试管、振荡器、灌胃针、温度计、计时器、游泳箱：北京金亚亿丰塑料厂；5804R 型低温高速离心机、移液枪：德国Eppendorf 公司；吹风机：日本松下；加浪器：中山松宝。

1.1.2 实验动物

SPF 级雄性昆明种小鼠 60，体重（18±2）g，购于北京维通利华实验动物技术有限公司，实验动物生产许可证号：SCXK（京）2016-0006。饲料生产于北京科澳协力饲料有限公司[许可证号：SCXK（京）2014-0010]。

1.2 方法

1.2.1 小鼠疲劳模型建立

60 只昆明小鼠适应性饲喂3 d 后，将其随机分为5 个组：空白对照组、模型组、LBP 低剂量组（75 mg/kg）、LBP 中剂量组（150 mg/kg）、LBP 高剂量组（300 mg/kg），每组12 只小鼠。实验性小鼠在SPF 屏障系统中饲养，温度控制在（20±2）℃之间，空气相对湿度50%～70%，光照周期为 12 h 光照（8：00～20：00）/12 h 黑暗，自由取食和饮水，每日更换垫料。将LBP 溶于双蒸水中，各剂量组每日经口灌胃受试物（20 mL/kg），空白对照组、模型组则灌胃等量蒸馏水。每日灌胃结束下午，对模型组以及3 个剂量组小鼠进行疲劳游泳实验：先进行静水适应性游泳实验共9 d，第1 天小鼠游泳20 min，第2 天至第5 天小鼠游泳30 min，第6 天至第9 天游泳1 h。然后再进行加浪游泳实验共18 d：第10 天至第13 天d 小鼠加浪游泳20 min，第14 天至第17 天加浪游泳25 min，第18 天至第19 天小鼠加浪游泳30 min，第20 天至第22 天小鼠游泳40 min，第23 天至第28天加浪游泳45 min。其中游泳箱水深30 cm，游泳箱内水的温度为（26.0±1）℃。

1.2.2 血清和脏器的采集和制备

实验第28 天，模型组小鼠以及3 个剂量组小鼠进行最后一次加浪游泳45 min 后，吹干小鼠的皮毛后，马上对小鼠进行拔眼球取血，将采得的血放在4 ℃冰箱中静置1 h 后，离心，转速为3 000 r/min，离心15 min，得血清。小鼠经脱臼处死后，立即解剖，并取出小鼠的肝、肾、心、肺、脾等组织，立即将脏器表面的浮血用0.9 %生理盐水冲洗干净，滤纸拭干并称重，然后将其冻存在-80 ℃冰箱中，用于后续实验。

1.2.3 小鼠疲劳相关指标的测定

缓解小鼠疲劳的指标主要包括血清中的生化指标以及其他脏器组织中的相关指标。用生化分析测血清中BUN、CRE、LD、LDH；取肝脏和肌肉组织测定HG和MG，用0.9%生理盐水将肝脏匀浆，制成10%组织匀浆液，3 000 r/min 离心15 min 后取上清分装于1.5 mL离心管用于测定MDA 和SOD，在操作过程中严格按照试剂盒说明书上要求来完成。

1.3 数据处理

用SPSS 19.0 软件进行数据处理。多组间比较采用单因素方差分析，数据表示方法均为x±s 表示，p＜0.05 表示有显著性差异，p＜0.01 表示有极显著性差异。

2 结果与分析

2.1 运动训练和LBP对各组小鼠体重、每日食物和食物利用率的影响

体重变化和摄食多少是小鼠生长发育受到影响最直接的体现，也可以间接反映小鼠在饲养期间，运动训练和LBP 对小鼠生长发育的影响。LBP 对各组小鼠体重、食物利用率的影响见表1。

表1 LBP 对各组小鼠体重、食物利用率的影响Table 1 Effects of LBP on weight and food utilization rate in mice

由表1 可知，与空白对照组相比，模型组小鼠体重和食物利用率均出现下降，但无显著性差异，表明运动过量会对动物的身体健康产生一定影响。与运动训练组相比，LBP 低、中、高剂量组小鼠体重和食物利用率均升高，但无显著性差异，表明在饲养期间，灌胃LBP对过量运动的小鼠的生长及发育有一定保护作用，但显著的作用效果可能还需要更长的时间才能体现。

2.2 LBP对小鼠血清中BUN、CRE的影响

机体在长期大量运动过程中，由于供能关系发生变化，血液中尿素的含量会增加[15]，而肾脏的负担也会加重，因此肌酐也可能会升高[16]。表2 为LBP 对小鼠血清中BUN、CRE 的影响。

表2 LBP 对小鼠血清CRE、BUN 的影响Table 2 Effects of LBP on CRE and BUN in mice

由表2 可知，与空白对照组相比，模型组CRE、BUN 均显著升高（p＜0.01），与模型组相比，LBP 高、中、低剂量组 CRE 浓度显著降低（p＜0.01），BUN 浓度降低但无显著性差异，说明LBP 对由运动引起的CRE 浓度升高具有抑制作用，也能在一定程度上减少尿素的产生。

2.3 LBP对小鼠血清中LD、LDH的影响

运动引起能源物质的不断消耗、有害代谢物质的逐渐堆积是产生体力疲劳的重要原因[17]。血清中乳酸作为肌肉活动的主要代谢产物，是评价机体疲劳的重要标志物，乳酸脱氢酶则加快乳酸的分解，缓解机体的疲劳症状[18-19]。LBP 对小鼠血清中LD、LDH 的影响见表3。

表3 LBP 对小鼠血清中LD、LDH 的影响Table 3 Effects of LBP on LD and LDH in mice

由表3 可知，与空白对照组相比，模型组LD 浓度显著升高（p＜0.01），LDH 酶活性无显著变化，与模型组相比，LBP3 个剂量组LD 均降低，但未表现出显著性差异，中、高剂量组 LDH 活性显著升高（p＜0.01），说明LBP 可以提高LDH 的活性，也能在一定程度加快LD的清除。

2.4 LBP对小鼠HG、MG的影响

当机体长时间大量运动时，HG 和MG 也会分解参与供能，HG、MG 的耗竭也会影响机体的运动能力，产生疲劳[20]。LBP 对小鼠 HG、MG 的影响见表4。

表4 LBP 对小鼠 HG、MG 的影响Table 4 Effects of LBP on HG and MG in mice

由表4 可知，与空白对照组相比，模型组小鼠HG、MG 浓度均显著降低（p＜0.01）显著性差异，表明过量运动会加快肌肉和肝脏中糖原的耗竭。与模型组相比，各剂量组 HG 浓度显著增加（p＜0.05 或 p＜0.01），中、高剂量组的 MG 浓度显著升高（p＜0.01），表明 LBP 可以增加肝脏和肌肉中糖原的储备，延缓疲劳的产生。

2.5 LBP对小鼠肝组织MDA、SOD的影响

有研究表明，疲劳的产生也和机体的抗氧化能力以及脂质过氧化产物积累有关[21]。MDA、SOD 可以反映脂质过氧化水平和机体抗氧化能力[22]。LBP 对小鼠MDA、SOD 的影响见表5。

表5 LBP 对小鼠 MDA、SOD 的影响Table 5 Effects of LBP on HG and MG in mice

由表5 可知，与空白对照组相比，模型组MDA 浓度显著增加（p＜0.01），SOD 活性显著降低（p＜0.01），表明过量运动会使机体发生氧化应激导致脂质过氧化产物增加。与运动训练组相比，高、中剂量组MDA 浓度显著降低（p＜0.01），高、中剂量组 SOD 活性显著升高（p＜0.01），说明LBP 能够提高机体抗氧化酶活性，减少脂质过氧化产物，从而缓解机体疲劳。

3 结论

体力疲劳又称运动性疲劳，是机体在长时间或者是高强度运动后，由于运动时间过长，肌肉过度紧张，生物能源消耗过多，大量代谢产物如乳酸的堆积，使躯体产生的一种疲劳的状态[23]。有关疲劳产生的机制有众多的学说，比较公认的有能源物质的耗竭，代谢产物的堆积，自由基氧化损伤，例子代谢紊乱等相互作用，会导致疲劳的产生[24]。基于疲劳的产生机制及表现，可以通过反复游泳训练实验来造成小鼠疲劳的状态，进而检测一些与疲劳相关的生化指标，来评价枸杞多糖缓解体力疲劳的作用。

肌酐是评价临床上用于评价肾功能的一个重要指标，当机体长时间大量运动后，肾脏负担会加重，因此肌酐水平可能会升高[25]。在本实验中，模型组小鼠肌酐水平显著升高，表明运动后小鼠肾脏功能受到一定损伤，导致肌酐水平升高。与模型组相比，枸杞多糖各剂量组肌酐水平显著降低，表明枸杞多糖对肾脏功能的恢复具有很好的功效。尿素氮是蛋白代谢的中产物，当机体运动超过30 min 后，蛋白质便会参与供能，其分解代谢作用也会增强，因此血清中尿素氮水平升高[26]。在本次实验研究中，与模型组相比，枸杞多糖各剂量组血清尿素氮水平下降，但未表现出显著性差异，表明枸杞多糖对尿素氮的清除作用不是很明显，其抗疲劳作用可能与其他途径有关。乳酸堆积被认为是疲劳产生得主要原因之一。乳酸堆积会导致体内氢离子浓度升高，使动作电位下降，使肌酶的活性降低，从而直接抑制肌肉力量。运动中产生的乳酸主要是通过氧化作用被清除，乳酸脱氢酶作为代谢乳酸的主要酶系，其活性大小可以直接反映乳酸的清除状况[27]。在本实验中，枸杞多糖中剂量组和高剂量组的乳酸浓度显著降低，乳酸脱氢酶的活性显著升高，表明枸杞多糖能够增强乳酸脱氢酶的活性从而加快乳酸的清除，消除疲劳感。在进行长时间高低强度的运动时，机体碳水化合物的消耗在疲劳的发生与发展中起着重要作用，而糖原作为血糖的储存形式，当机体血糖缺乏时可以迅速分解维持血糖稳定，因此，糖原含量可以作为评价机体疲劳的重要指标[17]。在本实验中，枸杞多糖能够显著提高肝糖原和肌糖原的含量，延缓疲劳的发生。自由基和脂质过氧化物的堆积也时疲劳产生的重要原因，MDA 作为脂质过氧化产物，常用来评价机体氧化损伤的程度，SOD 作为体内最重要的抗氧化酶之一，可以作为评价机体抗氧化能力的重要指标。在本实验中，枸杞多糖中剂量组和高剂量组均能显著降低MDA 含量，提高SOD 活性，表明枸杞多糖可以增强机体抗氧化能力，减少脂质过氧化物的产生，对缓解体力疲劳具有一定的功效。

通过本次实验可知，LBP 能够增加糖原的储备量、加快体内乳酸等代谢废物的清除及加快自由基的清除和防止脂质过氧化对体力疲劳具有一定的缓解作用，但其具体的作用机制需进行进一步的研究。