羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织自由基代谢和糖储备的影响

张海信，熊正英，葛士顺，王洪昭，温爱玲，刘海斌

羊肚菌（Morchella esculenta），又称羊肚菜、羊肚子、羊肚蘑［1-3］，因其菌盖的表面伴有不规则凹陷与褶皱，且外观与羊肚相似而得名［2］.羊肚菌是一种兼具极高食用价值与药用功效的珍稀真菌［2-3］，富含蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素等多种营养成分，其所含氨基酸种类更是多达18 种以上，并且必需氨基酸种类全［4-6］，同时还含有羊肚菌多糖、多酚、维生素E、胡萝卜素、硒等抗氧化成分［3-7］.现代研究表明，羊肚菌具有抗肿瘤、保肝、降血脂、抗氧化、增强免疫力、抗衰老、抗菌、调节胃肠蠕动等多方面生物学功能［4，8-9］，在食品、药物与运动营养领域具有广泛的开发与应用前景.本文研究羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝脏组织自由基代谢与糖储备的影响，为羊肚菌作为一种运动营养补充剂的开发利用提供科学依据.

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

（1）实验动物.雄性SD 大鼠24 只，体重为180～220 g，购自安徽医科大学实验动物中心.在完成7日的适应性饲养后，将大鼠随机分成3 组：安静对照组（A 组）、运动对照组（B 组）、运动加药组（C 组），每组8 只，每日各组大鼠均自由摄食与饮水.

（2）实验药物.羊肚菌由云南裕隆菌业有限公司购入，制作成羊肚菌粉；在对实验动物给药前将羊肚菌粉用蒸馏水配制成混悬液.

（3）主要实验试剂.超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、谷丙转氨酶（GPT）、血糖、肝/肌糖原等试剂盒，均购于南京建成生物工程研究所.

1.2 实验方法

（1）给药方法.C 组大鼠每日按350 mg/kg体重的剂量灌胃2 mL 羊肚菌粉混悬液，A、B两组大鼠灌胃同等体积蒸馏水作为对照.

（2）运动方案.B、C 两组大鼠前5 周在动物实验跑台上开展适应性训练，后3 周开展大强度耐力运动，整个训练周期持续8 周［10］.运动方案见表1.

表1 实验动物运动方案

（3）取材和样品的制备

取材：第9 周第1 天，B、C 组大鼠在力竭运动后称重，A 组大鼠直接称重，然后使用乙醚麻醉，并断头取血，迅速对肝脏等组织进行取材，取好的肝脏等组织放到生理盐水中，并进行清洗，在洗去血污后，用滤纸吸干水分并储存在温度为-20 ℃的实验冰箱中.

制备血清［11］：将所采集的血液样本放进温度为37 ℃的水浴锅中水浴30 min，然后在3 000 r/min 的转速下离心10 min，并用移液枪提取出上清液血清，放置于4 ℃实验冰箱储藏室内储存备用.

制备组织匀浆［12］：称量0.2～1 g 组织，按W（g）组织块的重量/V（mL）匀浆介质为1/9 的比例，添加已预冷的匀浆介质（pH 7.4，0.01 mol/L Tris-HCL，0.000 1 mol/L EDTA-2Na，0.01 mol/L 蔗糖，0.8% NaCL 溶液）到烧杯内，使用眼科小剪快速将组织块剪碎（以上操作全在冰水浴中完成）.手工制备匀浆后，以3 000 r/min低温离心10 min，并分离提取上清液，放入4 ℃冰箱冷藏或-20 ℃冰箱冷冻备用.

（4）指标的测试.采用购自南京建成生物工程研究所的试剂盒检测所有实验指标，按试剂盒说明书规范进行操作.

（5）数据的处理.应用SPSS 统计软件开展数据的分析处理，实验数据用均值±标准差（±s）表示，并进行t检验，以确定组间数据差异的显著性.

2 结果

2.1 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化酶活性的影响

表2数据显示，与安静对照组比较，运动对照组大鼠肝组织抗氧化酶SOD 活性的下降具有显著性意义（P<0.05），CAT、GSH-Px 活性的下降具有极显著性意义（P<0.01）；与运动对照组比较，运动加药组大鼠肝组织抗氧化酶SOD、GSH-Px 活性的上升具有显著性意义（P<0.05），CAT 活性的上升具有极显著性意义（P<0.01）.

表2 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化酶活性的影响（± s，n=8）

表2 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化酶活性的影响（± s，n=8）

注：与安静对照组比较，▲表示P<0.05，▲▲表示P<0.01；与运动对照组比较，□表示P<0.05，□□表示P<0.01；下表同.

运动加药组98.55±9.61□19.97±1.08□□33.41±5.65□指标SOD/（U·mg-1）CAT/（U·mg-1）GSH-Px/（U·mg-1）安静对照组103.02±18.36 20.96±1.29 38.68±7.36运动对照组82.15±13.26▲17.25±0.79▲▲25.18±5.43▲▲

2.2 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织MDA 含量和血清酶GPT 活性的影响

由表3数据可知，与安静对照组进行比较，运动对照组大鼠肝组织MDA 含量极显著上升（P<0.01）；与运动对照组进行比较，运动加药组大鼠肝组织中MDA 含量极显著降低（P<0.01）.

表3 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织MDA 含量和血清酶GPT 活性的影响（± s，n=8）

表3 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织MDA 含量和血清酶GPT 活性的影响（± s，n=8）

指标MDA/（nmol·mg-1）GPT/（U·L-1）安静对照组1.77±0.46 54.48±7.69运动对照组2.54±0.31▲▲77.38±10.12▲▲运动加药组1.91±0.23□□56.71±9.22□□

表3数据显示，与安静对照组进行比较，运动对照组大鼠血清酶GPT 活性的上升具有极显著性意义（P<0.01）；与运动对照组进行比较，运动加药组大鼠血清酶GPT 活性的下降具有极显著性意义（P<0.01）.

2.3 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠糖储备的影响

由表4数据可知，与安静对照组比较，运动对照组大鼠血糖浓度、肌糖原含量的下降具有极显著性意义（P<0.01），肝糖原含量的下降具有显著性意义（P<0.05）；与运动对照组比较，运动加药组大鼠血糖浓度、肌糖原含量的上升具有极显著性意义（P<0.01），肝糖原含量的上升具有显著性意义（P<0.05）.

表4 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠糖储备的影响（± s，n=8）

表4 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠糖储备的影响（± s，n=8）

指标血糖/（mmol·L-1）肌糖原/（mg·g-1）肝糖原/（mg·g-1）安静对照组6.55±0.73 1.43±0.25 5.47±1.23运动对照组5.23±0.48▲▲0.96±0.19▲▲4.09±0.83▲运动加药组6.29±0.32□□1.25±0.15□□4.91±0.59□

3 分析与讨论

3.1 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化酶活性的影响

机体抗氧化酶主要有SOD、GSH-Px、CAT 3种类型.这3 类抗氧化酶的主要作用是消除超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢和脂质过氧化物，一起共同构成机体抗氧化防御体系.

本研究发现，与安静对照组比较，运动对照组大鼠肝组织抗氧化酶SOD 活性的下降具有显著性意义（P<0.05），CAT、GSH-Px 活性的下降具有极显著性意义（P<0.01）；刘利江等［13］报道长时间大强度训练可造成大鼠肝组织抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px 活性极显著下降（P<0.01），这与本研究发现相一致.表明随着大强度耐力运动的持续进行，运动对照组大鼠肝组织内源性抗氧化酶因消耗过多而活性显著降低，消除自由基的能力明显减弱，当自由基积累到浓度超出生理限度时，过量的自由基会攻击肝组织造成脂质过氧化损伤.

本研究发现，与运动对照组比较，运动加药组大鼠肝组织抗氧化酶SOD、GSH-Px 活性的上升具有显著性意义（P<0.05），CAT 活性的上升具有极显著性意义（P<0.01）.表明补充羊肚菌可显著提高大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化酶活性，并发挥良好的清除自由基与抗氧化效果，这与羊肚菌所含的多酚、羊肚菌多糖、维生素E、胡萝卜素、硒等丰富的抗氧化成分有关［3-7］，外源性抗氧化成分的补充可以减少大强度耐力运动大鼠内源性抗氧化酶的消耗.王思涵等［14］报道补充具备抗氧化、消除自由基功能的铁皮石斛黄酮能使长时间耐力运动大鼠机体抗氧化酶CAT、SOD、GSH-Px 活性极显著升高（P<0.01），这与本研究发现相一致.

3.2 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织MDA 含量和血清酶GPT 活性的影响

（1）羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织MDA 含量的影响.MDA 是细胞膜、线粒体膜等生物膜遭受自由基攻击后不饱和脂肪酸降解形成的脂质过氧化产物，通过MDA 含量可以了解膜脂质过氧化程度，间接反映氧化应激的水平［15］.

本研究发现，与安静对照组进行比较，运动对照组大鼠肝组织MDA 含量极显著上升（P<0.01），表明大强度耐力运动对大鼠肝组织造成了明显的脂质过氧化损伤.大强度耐力运动可引起大鼠肝组织自由基的生成增加，在运动前期，大鼠肝组织内源性抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px 可充分发挥清除自由基功能，使肝组织自由基产生与自由基清除之间保持平衡状态，随着内源性抗氧化酶SOD、GSH-Px、CAT 消耗增加，其活性逐渐下降，消除自由基的能力逐渐变弱，自由基产生与自由基清除之间出现失衡状态，自由基浓度逐渐上升，生物膜上不饱和脂肪酸被氧化速度加快，致使肝组织脂质过氧化产物MDA 的生成显著增加.张昕［16］研究表明，耐力运动过程中机体脂质过氧化相对于安静时加强，MDA含量极显著升高（P<0.01），其研究结果与本研究发现相一致.

本研究发现，与运动对照组进行比较，运动加药组大鼠肝组织中MDA 含量极显著降低（P<0.01），表明补充羊肚菌能明显减轻大强度耐力运动对大鼠肝组织造成的脂质过氧化损伤.由于羊肚菌含有多酚、羊肚菌多糖、维生素E、胡萝卜素、硒等丰富的抗氧化成分［3-7］，服用羊肚菌能提高大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化能力，消除自由基能力增强，自由基对生物膜上不饱和脂肪酸的氧化速度减慢，脂质过氧化产物MDA 的生成明显减少，从而有效地改善了大强度耐力运动引起的大鼠肝组织自由基代谢紊乱的状态.

（2）羊肚菌对大强度耐力运动大鼠肝组织血清酶GPT 活性的影响.正常的生理状态下，人体组织中有少量的酶逸出，血清酶活性相对稳定.当身体处于运动或者疾病状态时，血清酶活性上升［17-18］.各种血清酶活性的改变能反映相应组织的受损状态.谷丙转氨酶（GPT）主要存在于肝细胞中，是肝脏损伤最敏感的指标.正常生理状态下，肝细胞膜的形态结构是完整的，肝细胞功能也是正常的，只有少量的GPT 可以渗透出肝细胞膜外，血液中GPT 活性较低.在过度训练状态下，GPT 大量进入到血液当中，血液中GPT 活性明显升高，因此，在临床医学与运动医学中，血清酶GPT 活性的高低可作为反映肝组织损伤程度的重要标志.

本研究发现，与安静对照组进行比较，运动对照组大鼠血清酶GPT 活性的上升具有极显著性意义（P<0.01），其机理可能是运动牵拉增加了大鼠肝细胞膜的通透性或者是大强度耐力运动中生成的过量自由基攻击生物膜，已损害肝细胞膜的通透性和结构完整性，进而使组织酶从肝细胞逸出入血.在本研究中，与运动对照组进行比较，运动加药组大鼠血清酶GPT 活性的下降具有极显著性意义（P<0.01），表明补充羊肚菌能明显增强大强度耐力运动大鼠肝组织的抗氧化能力与清除自由基效果，减少肝细胞膜遭受自由基攻击的机会，减轻了肝细胞膜的脂质过氧化损伤程度，进而保护运动大鼠肝脏代谢的正常进行.

3.3 羊肚菌对大强度耐力运动大鼠糖储备的影响

糖在能量代谢中非常重要，它是唯一可在有氧与无氧状态下都可进行代谢并为机体提供能量的能源物质.糖的有氧氧化不仅耗氧低，而且能量输出功率比脂肪的有氧氧化高，因而成为大强度运动中的重要能量来源.人和动物体内可动用的糖主要有血糖、肌糖原和肝糖原，充足的糖储备可提升运动机体脑、神经组织、红细胞和肌肉的能量供应水平.

血糖是糖在体内的运输形式.在正常的身体机能状态下，血糖浓度会保持在动态平衡状态.血糖浓度的相对稳定是保障中枢神经系统的调节机能、红细胞的运氧能力正常发挥的重要条件.在耐力运动过程中，当血糖浓度明显下降时，直接导致脑、神经组织和红细胞的能量供应不足，首先出现中枢神经系统机能紊乱和红细胞运氧能力的降低，进而使机体出现疲劳.

肌糖原通过糖的无氧酵解代谢途径或者糖的有氧氧化代谢途径提供机体运动时肌肉收缩所需的能量.耐力运动中，虽然其他能源物质可以为机体活动提供一定的能量，但肌糖原的分解代谢仍然起着主要作用，运动前肌糖原的含量影响机体达到运动力竭的时间.肝糖原对于调节血糖浓度的稳定非常重要.在长时间运动的前期，肝糖原储量相对充足，其分解代谢释放入血的葡萄糖是血糖的主要来源，随着肝糖原的逐渐消耗，在运动后期，糖异生途径生成的葡萄糖成为血糖的主要来源，而运动后期糖异生途径的激活与增强，却不能够补偿肝糖原分解途径的减弱，致使血糖浓度下降［18］，加速运动性疲劳的发生.因此，肌糖原、肝糖原储备直接影响长时间运动的运动能力.

本研究发现，在大强度耐力运动大鼠接近力竭时，与安静对照组比较，运动对照组大鼠血糖浓度、肌糖原含量的下降具有极显著性意义（P<0.01），肝糖原含量的下降具有显著性意义（P<0.05）；刘翔［19］报道耐力运动至力竭可导致大鼠血糖浓度、肝糖原含量极显著下降（P<0.01）和肌糖原含量显著下降（P<0.05），其研究结果与本研究发现相一致.表明力竭的发生与血糖下降、糖原的消耗过多引发的能量供应不足有密切关系.在本研究中，与运动对照组比较，运动加药组大鼠血糖浓度、肌糖原含量的上升具有极显著性意义（P<0.01），肝糖原含量的上升具有显著性意义（P<0.05）.表明补充羊肚菌有显著增强大强度耐力运动大鼠机体糖储备的作用，其机制可能包括两个方面：一方面是羊肚菌含有丰富的碳水化合物［4］，在大强度耐力运动大鼠体内经过消化分解可产生大量的葡萄糖等单糖，可在肝脏和肌肉部位通过糖原合成作用分别合成肝糖原和肌糖原，促进运动加药组大鼠体内糖原储备水平的明显提高；另一方面是羊肚菌含有丰富的生糖氨基酸成分［5-6］，当机体需要时，可促进大强度耐力运动大鼠通过肝脏的糖异生作用生成和释放更多的葡萄糖进入血液，以减缓运动后期大鼠血糖浓度的下降趋势.

4 结论

（1）与运动对照组比较，运动加药组大鼠肝组织抗氧化酶SOD、GSH-Px 活性的上升具有显著性意义（P<0.05），CAT 活性的上升具有极显著性意义（P<0.01），肝组织MDA 含量的降低和血清酶GPT 活性的下降具有极显著性意义（P<0.01）.表明补充羊肚菌能够显著提升大强度耐力运动大鼠肝组织抗氧化酶活性，发挥良好的清除自由基和抗氧化效果，进而减轻大强度耐力运动对肝组织造成的脂质过氧化损伤，对保护运动大鼠的肝脏机能起到重要作用.

（2）与运动对照组比较，运动加药组大鼠血糖浓度、肌糖原含量极显著上升（P<0.01），肝糖原含量显著上升（P<0.05）.表明补充羊肚菌有显著增强大强度耐力运动大鼠机体糖储备的作用，从而提升运动机体脑、神经组织、红细胞和肌肉的能量供应水平.