复方管花肉苁蓉片缓解小鼠运动疲劳的作用研究
2020-06-08闫翠敏张亚安孙柏旺
闫翠敏 张亚安 傅 岩 孙柏旺
(1.东南大学化学化工学院,江苏 南京 211189;2.东南大学成贤学院制药与化学工程学院,江苏 南京 210088;3.东南大学教务处,江苏 南京 211189)
疲劳是体力劳动或脑力劳动后的一个生理过程,涉及工作能力和活力的显著下降[1]。这可能是由于能量资源消耗、身体内部环境紊乱等原因造成的[2]。当今社会的快速发展,给人们的生活和工作带来了巨大的压力,疲劳已成为一种严重的现象[3]。因此,有必要找到有效的缓解疲劳的方法。
肉苁蓉作为补肾、补阳、补血的滋补药,在我国已有2000多年的历史[4]。药理研究表明,它们具有抗氧化、清除一氧化氮自由基[5]、增强机体免疫力、抗衰老[6]、改善性功能、抗炎、神经保护等多种生物学活性[7-10]。此外,先前的一项研究发现,肉苁蓉的甲醇提取物可提高心肌ATP生成能力[11]。
淫羊藿是“补肾”、“补骨”的著名中药[12]。现代医学研究表明,淫羊藿提取物的主要活性成分是多糖、黄酮苷类、木脂素、萜类和厚朴生物碱[13],可用于治疗骨质疏松症、心血管疾病、类风湿性关节炎[14]、性功能障碍和炎症等[15,16]。此外,淫羊藿经常与肉苁蓉一起使用,以提高其疗效[17]。
牛磺酸是人体内最丰富的游离氨基酸之一。它可以在几乎所有的组织中发现,特别是心脏、大脑、视网膜、骨骼肌和血小板等[18]。牛磺酸的生理功能有结合胆汁酸、抗氧化、解毒、渗透调节、膜稳定、神经调节等[19,20]。
锌是人体不可缺少的微量元素之一,几乎存在于人体所有的活性酶中[21]。它可以通过维持金属硫蛋白[22]来保护生物结构免受自由基诱导的损伤。在免疫反应调节、伤口愈合等方面也发挥着重要作用[23]。葡萄糖酸锌具有生物利用度高、易于吸收等优点,被广泛应用。
根据中药配伍的原则,我们研究的复方管花肉苁蓉片是肉苁蓉、淫羊藿、牛磺酸和葡萄糖酸锌的全新组合,它综合这四种组成成分的功效,能增强抗疲劳效果。本试验通过强迫游泳试验,为复方管花肉苁蓉片的抗疲劳性能评价提供依据。
1 材料和方法
1.1 材料
复方管花肉苁蓉片由管花肉苁蓉提取物(折合生药材4.0 g/d)、淫羊藿提取物(折合生药材4.0 g/d)、牛磺酸(0.4 g/d)、葡萄糖酸锌(折合锌10 mg/d)组成。片剂折合剂量为0.066 g/kg.Bw。
1.2 主要仪器和试剂
BS-420全自动生化分析仪(深圳迈瑞)、UV紫外可见分光光度计、JD500-2电子天平。
试剂盒(南京建成赛浩科技有限公司)、生化分析试剂(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司)等。
1.3 试验动物分组及剂量确定
SPF级雄性昆明种小鼠,体重18~22 g[东南大学医学院实验动物中心生产许可证号:SCXK(陕)2012-003,SCXK(京)2012-0001]。选取预游泳姿势正确的小鼠160只,随机分为4个试验组,每组40只。各试验组均设三个剂量组和阴性对照组,每剂量组小鼠各10只。试验一组负重游泳试验,试验二组血清尿素氮试验,试验三组肝糖原试验,试验四组血乳酸试验。
因人体每日推荐量为4.0 g/60 kg.Bw(0.066 g/kg.Bw),故称取1.98 g、1.32 g、0.66 g样品,分别加蒸馏水至20 mL,混合均匀,定为高、中、低剂量组,另设阴性(蒸馏水)对照组。试验组经口给予相应剂量药品(1次/天),灌胃体积为20 mL/kg.Bw。阴性对照组给予等体积蒸馏水,连续灌胃30天。然后,分别进行各项指标的测定。
1.4 方法
1.4.1小鼠负重游泳试验
末次给药30 min后,在小鼠尾根部负荷5%体重的铅皮,置于游泳箱中游泳(水深35 cm,水温25℃)。记录各组小鼠自游泳开始至死亡的时间(沉至游泳箱底并停止张口呼吸),以及小鼠试验前后体重变化。
1.4.2小鼠血清尿素氮测定
末次给药30 min后,不负重的情况下置于游泳箱中游泳90 min(水温30℃),休息60 min后眼球采血0.5 mL,离心15 min,血清用全自动生化分析仪进行血清尿素氮测定。
1.4.3小鼠肝糖原测定
末次给药30 min后处死,解剖取出肝脏,用生理盐水清洗干净,滤纸吸干后按试剂盒要求进行肝糖原测定。
1.4.4小鼠血乳酸测定
末次给药30 min后,不负重的情况下置于游泳箱中游泳10 min(水温30℃),于游泳前、游泳后及休息20 min后,各采血三次(内眦采血,20μL),测定血乳酸含量。血乳酸曲线下的面积(AUC)[24]根据以下公式计算:
Cs是血乳酸曲线下的面积。C0、C1和C2分别是游泳前、游泳后和休息20 min后小鼠的血乳酸浓度。
1.4.5数据统计处理
2 结果
2.1 对体重的作用
试验过程中及时记录小鼠体重,如表1。与对照组相比,各剂量组体重变化无显著性差异(P>0.05)。
表1 复方管花肉苁蓉片对小鼠体重的作用Table 1 Effects of CCTs on the body weight of mice
2.2 对小鼠耐力的作用
由图1可见,饲喂复方管花肉苁蓉片高、中、低剂量组的小鼠游泳力竭时间均得到不同程度的延长,其中高剂量组小鼠游泳力竭时间与阴性对照组相比,呈极显著差异(P<0.01),说明高剂量组可以显著提高游泳力竭时间,小鼠的运动耐力显著增强。
2.3 对小鼠血清尿素氮的作用
由图2可见,相较于阴性对照组,饲喂复方管花肉苁蓉片低剂量组小鼠的血清尿素氮有所下降,但下降无显著性差异(P>0.05)。而高、中剂量组比阴性对照组的血清尿素氮稍有升高,仍无显著性差异。这说明复方管花肉苁蓉片对运动小鼠的血清尿素氮含量的影响不显著。
图2 复方管花肉苁蓉片对小鼠血清尿素氮的作用Fig. 2 Effects of CCTs on BUN level mice
2.4 对小鼠肝糖原水平的作用
由图3可见,饲喂复方管花肉苁蓉片的高、中、低剂量组小鼠的肝糖原含量比阴性对照组均有不同程度的增加。其中高剂量组肝糖原含量的增加相较于对照组有显著性差异(P<0.05)。
图3 复方管花肉苁蓉片对小鼠肝糖原含量的作用(*表示P<0.05)Fig. 3 Effects of CCTs on hepatic glycogen level of mice(*P<0.05)
2.5 对小鼠血乳酸含量的作用
由表2可见,饲喂复方管花肉苁蓉片的高、中、低剂量组小鼠的三个时间点血乳酸曲线下面积均小于阴性对照组,且高剂量组与阴性对照组相比有显著性差异(P<0.05)。
血乳酸含量(mmol/L)对照组低剂量组中剂量组高剂量组游泳前6.69±0.816.63±0.326.13±1.236.22±1.14游泳后0 min9.51±1.229.72±0.929.03±0.838.24±0.74游泳后20 min8.21±0.837.73±0.447.82±0.757.63±1.26血乳酸曲线下面积259.27±24.92256.60±10.73245.04±20.84231.62±20.65*
注:与阴性对照组比较,*表示P<0.05。
3 讨论
疲劳是运动后机体产生的一种复杂的应激性反应。运动耐力宏观反应了机体抗疲劳的能力,而负重游泳时间的长短直接体现了运动耐力的情况,对评价抗疲劳和运动耐力有重要意义[25]。试验结果显示,复方管花肉苁蓉片高、中、低剂量组都不同程度地增长了力竭时间,特别是高剂量组更是显著性的延长了小鼠的力竭时间,提示复方管花肉苁蓉片可以显著提高机体的运动耐力,延缓疲劳的产生。
为了进一步研究复方管花肉苁蓉片的抗疲劳性能,测定了几种与疲劳相关的生化指标—肝糖原、血乳酸和血清尿素氮。
文献报道[26],运动衰竭是伴随糖原的耗竭产生的。当剧烈运动时,血糖和肌糖原的消耗急剧上升,这时肝糖原就会转化为血糖以维持机体的血糖平衡,因此,肝糖原的含量是反映机体疲劳程度的敏感指标之一。试验中,饲喂复方管花肉苁蓉片的各剂量组肝糖原的含量明显比对照组高,特别是高剂量组相较于阴性对照组有显著性差异,提示复方管花肉苁蓉片可以维持运动后肝糖原的含量,使机体有较好的能量储备,减缓疲劳的产生。
剧烈运动时,机体代谢加快,产生的代谢产物乳酸进入血液使肌肉酸痛,因此血乳酸水平可以直接反应机体的疲劳程度。试验结果显示饲喂复方管花肉苁蓉片的剂量组运动后血乳酸水平比阴性对照组低,且高剂量组相较于对照组有显著性差异,提示复方管花肉苁蓉片可以显著降低机体运动后血乳酸水平,从而延缓疲劳的产生。
蛋白质和氨基酸代谢分解为尿素,来不及排泄时,堆积在体内,影响机体内环境的相对稳定,从而使机体感到疲劳[27]。因此血清尿素氮含量的高低也是评价机体疲劳的重要指标[28]。但是,一般程度的运动蛋白质参与很少,只有当糖和脂肪代谢不足以为机体提供足够的能量时,蛋白质与氨基酸的分解代谢才会加强,以补充机体对能量的需求。试验结果显示,相较于阴性对照组,饲喂复方管花肉苁蓉片的各剂量组的血清尿素氮含量没有显著性差异。可能复方管花肉苁蓉片对机体运动后血清尿素氮的清除没有太大影响或者是因为肝糖原储备量的增加导致参与代谢的蛋白质和氨基酸变化不大,这需要更多的试验来验证。
过度运动会破坏氧化和抗氧化系统之间的平衡[29]。氧化应激已被证明与疲劳有关。药理研究表明,复方管花肉苁蓉片的组分具有不同程度的抗氧化和自由基清除作用,因此,能有效缓解氧化应激,使其具有抗疲劳作用。