巴戟天對大鼠抗運動性疲勞能力及腦組織自由基的影響

崔笑梅，曹建民，周海濤

（1.蘭州理工大學，甘肅 蘭州 730050；2.北京體育大學，北京 100084；3.北京聯(lián)合大學，北京 100023）

巴戟天對大鼠抗運動性疲勞能力及腦組織自由基的影響

崔笑梅1，曹建民2，周海濤3

（1.蘭州理工大學，甘肅 蘭州 730050；2.北京體育大學，北京 100084；3.北京聯(lián)合大學，北京 100023）

目的 研究巴戟天對大鼠抗運動性疲勞能力及腦組織自由基的影響。方法 以大強度耐力訓練大鼠為模型，將55只49 d齡雄性Wistar大鼠隨機分為5組：靜止對照組（C組），運動對照組（T組），運動ig低劑量巴戟天組（TML組），運動ig中劑量巴戟天組（TMM組），運動ig高劑量巴戟天組（TMH組），每組10只。采用專業(yè)灌胃器每天ig 1次。低、中、高劑量組ig劑量分別為4 g/（kg·d）、8 g/（kg·d）、12 g/（kg·d），ig量為5 ml/kg，C和T組ig等量生理鹽水。4周力竭游泳訓練。末次訓練后24 h，測定體重、力竭游泳時間及腦組織中丙二醛（MDA）等相關指標。結果 TM各組體重大于T組（P＜0.05），力竭游泳時間均長于T組（P＜0.01），TM各組間無顯著性差異。力竭游泳導致大鼠腦組織中MDA含量顯著升高，運動對照組及TM各組分別升高至（6.06±0.24）umol/L、（4.77±0.26）umol/L、（4.89±0.19）umol/L、（5.09±0.33）umol/L、，但TM各組明顯低于運動對照組（P＜0.01）；SOD，GSH-Px活性顯著下降，運動對照組及TM各組SOD分別下降至（211.35±13.37），（255.85±10.31），（263.98± 10.24），（267.31±12.69）U/mL，GSH-Px分別下降至（55.72±5.23），（70.64±5.83），（71.96±4.96），（75.38±5.06）U/mg但TM各組明顯高于運動對照組（P＜0.01）；TM各組間各項指標無顯著性差異。結論 巴戟天能夠提高腦組織抗氧化酶活性，從而抑制大強度力竭運動造成的腦組織氧化損傷，延緩疲勞。

巴戟天；大鼠；抗疲勞；腦組織；自由基

巴戟天（MORINDAE OFFlCINALIS RADIX，RMO）為雙子葉植物茜草科（Rubiaceae）巴戟天（Morinda officinalis How.）的干燥根，味甘、微澀，性微溫，是我國著名四大南藥之一。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，其后歷代本草均有記載。主要成分為巴戟天多糖、樹脂，并含豐富的微量元素和維生素C等。巴戟天在中醫(yī)藥處方中應用廣泛，是重要的中藥材品種之一。現(xiàn)代醫(yī)學研究證明，巴戟天具有補腎助陽，祛風除濕，強筋健骨，抗疲勞、增強免疫力等功效[1]。本文以大強度耐力訓練大鼠為模型，研究巴戟天對大鼠抗運動性疲勞能力及腦組織自由基的影響，旨在為其臨床應用提供理論依據(jù)。

1 材料

1.1 試驗動物

清潔級55只雄性Wistar大鼠，49 d齡，平均體重（187.75± 12.85）g，由北京大學醫(yī)學部實驗動物科學部提供（合格證編號：SCXK（京）2006-000）8。在整個試驗過程中，實驗室內(nèi)溫度保持在（22±2）℃，相對濕度55%～75%，光照時間隨自然變化。所有試驗大鼠均以基礎飼料（北京大學醫(yī)學部實驗動物科學部提供）和蒸餾水常規(guī)飼養(yǎng)，自由飲食。試驗時間為35 d，正式訓練時間為28 d。

1.2 試驗用藥

試驗用巴戟天產(chǎn)自廣東肇慶，購自北京同仁堂（批號：100156357），并經(jīng)天津中瑞藥業(yè)有限公司高占友高級工程師鑒定。稱取巴戟天600 g加7倍水，浸泡90 min后煎30 min，將所得水煎液過濾，再將過濾出的巴戟天加4倍水煎30 min，將所得水煎液過濾。將兩次過濾出的水煎液混合，濃縮到50 ml置于三角瓶內(nèi)。最后將制備好的所有藥液放入4℃冰箱冷凍保存，即為巴戟天煎劑（生藥）12 g/ml。

1.3 試劑

測定丙二醛（MDA）采用比色法；測定超氧化物歧化酶（SOD）采用黃嘌呤氧化酶法；測定谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）采用化學比色法。均采用南京建成生物工程研究所提供的試劑盒（試劑盒編號：20120509），嚴格按照使用說明書操作。

1.4 儀器

BS224S型電子分析天平、CQ-250超聲波清洗器、RE-52型旋轉蒸發(fā)器、DL-50型超級恒溫器、756M C型紫外可見分光光度計及GL-20G高速冷凍離心機。

2 方法

2.1 動物分組

實驗大鼠適應性飼養(yǎng)4 d后，以20 min/d的運動量對其進行為期3 d的篩選，淘汰不適應游泳訓練者。將剩余大鼠以數(shù)字隨機分組法分為5組：靜止對照組（C組），運動對照組（T組），運動ig低劑量巴戟天組（TML組），運動ig中劑量巴戟天組（TMM組），運動ig高劑量巴戟天組（TMH組），每組10只。各組每天自由攝食飲水，采用專業(yè)灌胃器，每天ig一次。低、中、高劑量組ig劑量分別為4 g/（kg·d）、8 g/（kd·d）、12 g/（kd·d），相當于成人推薦劑量的5倍、10倍、30倍。ig量為5 ml/kg，C和T組ig等量生理鹽水。

2.2 訓練及測試方案

C組不進行任何訓練。其他組進行負重游泳訓練，均采用100 cm×50 cm×60 cm的玻璃泳槽作為大鼠游泳訓練裝置，水深50 cm。水溫（31±2）℃，為防止大鼠在水面漂浮不動，特在游泳箱底部放置佳寶AP1500型水泵形成流動水。訓練28 d，第一周不負重，第二周負2%體重，第三周負4%體重，第四周負5%體重，每次游泳訓練至力竭。大鼠開始游泳至力竭所用時間為大鼠力竭運動能力[2]。力竭標準以大鼠下沉后10 s不露出水面為度。處死前的最后1次為無負重力竭游泳訓練，記錄力竭時的游泳時間。末次訓練后24 h測定體重、力竭游泳時間及腦組織中（MDA等生化指標。處死時均采用戊巴比妥鈉65 mg/kg麻醉，斷頭處死，立即開顱，迅速取出全腦，浸入冰生理鹽水中洗凈殘余血液，濾紙吸干，用剪刀剪下約0.3～0.4 g腦組織，用電子天平稱重，按1∶9（質量分數(shù)）加入冰冷的生理鹽水，冷環(huán)境中勻漿制成質量分數(shù)為10%的腦組織勻漿液，低溫離心（2 000 r/ min）20 min，取上清液于樣品管中待測。

2.3 統(tǒng)計學方法

3 結果

3.1 體重及運動能力變化（見表1）

表1 巴戟天對大鼠體重及運動能力的影響（±s）

表1 巴戟天對大鼠體重及運動能力的影響（±s）

注：*表示與C組比較，P＜0.05；**表示與C組比較，P＜0.01；△表示與T組比較，P＜0.05；△△表示與T組比較，P＜0.01

組別 劑量（g/kg·d） 實驗前體重（g） 實驗后體重（g）力竭游泳時間（min）C組T組TML組TMM組TMH組182.66±16.54 176.83±16.58 197.88±16.37**△△102.38±15.75**△△106.54±14.84**△△--481 2 187.16±14.65 186.85±13.96 187.99±15.09 187.28±15.24 186.89±14.59 236.78±27.97 219.78±16.41**226.59±18.35*△230.64±17.96*△235.19±18.23*△

由表1可知，TM各組間體重無顯著性差異，大于T組（P＜0.05），小于C組（P＜0.05），且體重隨劑量增大而增加；TM各組力竭游泳時間長于C組、T組（P＜0.01），且隨劑量增大而延長，但組間無顯著性差異。

3.2 腦組織MDA、GSH-Px、SOD含量

表2 巴戟天對力竭大鼠腦組織MDA、GSH-Px、SOD含量的影響（±s）

表2 巴戟天對力竭大鼠腦組織MDA、GSH-Px、SOD含量的影響（±s）

注：同表1

組別 劑量（g//kg·d） MDA（μmol./L） GSH-Px（U/mg） SOD/（U/ml）C組T組TML組TMM組TMMH組271.54±13.68 211.35±13.37** 255.85±10.31△263.98±10.24△267.31±12.69△--481 2 4.68±0.28 6.06±0.24** 4.77±0.26△4.89±0.19△5.09±0.33△80.96±6.88 55.72±5.23** 70.64±5.83△71.96±4.96△75.38±5.06△

力竭運動引起大鼠腦組織MDA含量升高，T組高于C組（P＜0.01），TM各組均低于T組（P＜0.05）,但高于C組；GSHPxSOD含量下降，T組低于C組（P＜0.01），TM各組高于T組（P＜0.01），但低于C組；TM組間以上各項指標無顯著性差異（見表2）。

4 討論

4.1 巴戟天對大鼠體重及運動能力的影響

在運動訓練過程中，通過體重的變化可以了解訓練的安排是否妥當、訓練對機體的影響程度和機體對訓練的適應狀況[3]。試驗結果顯示，T組體重小于C組（P＜0.01），說明機體的自身調節(jié)作用已不能完全阻止力竭運動對生長發(fā)育所產(chǎn)生的影響；TM各組體重大于T組（P＜0.05），小于C組（P＜0.05），說明巴戟天對長時間力竭運動造成的機體損傷有一定作用，可在一定程度上抑制體重相對增長下降的趨勢。

力竭時間是機體的抗應激能力、抗疲勞能力等多種能力的綜合體現(xiàn)，是衡量機體運動能力的重要直接指標[4]。試驗結果顯示，TM各組力竭游泳時間明顯長于C組、T組（P＜0.01），且隨劑量增大而延長。說明巴戟天能夠延緩大鼠運動性疲勞的產(chǎn)生，提高機體運動能力，且呈劑量依賴性。其機理可能為以下幾方面：（1）巴戟天中的主要成分巴戟天多糖對物理、化學及生物來源的多種活性氧（ROS）具有清除作用，具有減輕脂質過氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）的生成量，提高超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）活性和穩(wěn)定細胞膜的作用，從而提高大鼠運動時自由基的消除，起到抗疲勞、提高運動能力作用[5]。（2）巴戟天中富含維生素C及錳等多種微量元素，能夠促進機體能量代謝，起到抗疲勞作用，提高運動能力[6]。（3）巴戟天有助于肌糖原的合成和含量的提高，加快并促進ATP高能磷酸化合物合成，起到抗疲勞、提高運動能力的作用[7]。

4.2 巴戟天對腦組織自由基的影響

自由基又稱游離基，是指外層軌道含有未配對電子的原子、原子團或特殊狀態(tài)的分子，他們是生物體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品。自由基特別是高度活潑的羥自由基對人體的危害主要是發(fā)生脂質過氧化反應使細胞膜變性，并喪失對細菌和病毒的抵御能力，攻擊正在復制中的基因等。在正常情況下體內(nèi)自由基的產(chǎn)生和清除處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)[8]。力竭運動時，氧自由基大量產(chǎn)生，組織抗氧化能力下降、氧自由基與細胞膜上的多聚不飽和脂肪酸發(fā)生脂質過氧化反應，致使細胞膜受到破壞，其流動性和通透性發(fā)生變化，胞內(nèi)Ca2+嚴重超負荷，線粒體和三磷酸腺苷含量明顯減少。腦組織是體內(nèi)所有器官、組織中最易遭受自由基襲擊的部分[9]。機體的功能多集中于大腦，大腦是一種高度發(fā)達、結構極其復雜、功能非常完善的特殊物質系統(tǒng)，是體內(nèi)分析、綜合的最高級中樞，腦組織受損可導致皮層功能受損，進而使運動沖動發(fā)放減弱，大腦分析、綜合能力下降，并產(chǎn)生各種感覺（如時間與空間感覺）障礙，還可導致心理應激加強，不良情緒增多，從而削弱運動員競爭的動機與意志，阻礙運動成績發(fā)揮。腦作為運動的調節(jié)中樞，其功能正常與否，直接關系到機體的運動能力[10]。

機體內(nèi)存在清除自由基、減輕其危害的主要物質是抗氧化酶[11]。SOD是需氧生物體內(nèi)數(shù)千種酶中以氧自由基為底物的唯一酶，該酶對底物具有很強的專一性，且催化效能高。其通過催化超氧陰離子形成過氧化氫而清除超氧陰離子，保護機體免受損傷，在一定范圍內(nèi)，自由基代謝增強時，SOD會代償性增加。因此，SOD活性的高低是機體抗氧化能力強弱的標志。GSH-Px主要存在于細胞液與線粒體內(nèi)，是機體廣泛存在的一種重要的抗氧化酶，與SOD、CAT一同構成了對抗機體活性氧的三道防線，可催化GSH對過氧化氫的還原反應，從而起到保護細胞膜結構和功能完整的作用[12]。MDA是細胞脂質過氧化的主產(chǎn)物，生物膜脂質不飽和脂肪酸極易受到自由基攻擊而發(fā)生過氧化，MDA生成量不僅反映氧自由基生成與否，而且還反映脂質過氧化程度。組織線粒體MDA含量是目前公認的衡量機體自由基代謝的敏感指標[13]。

試驗結果說明，作為一種直接發(fā)揮抗氧化作用的化合物，巴戟天能夠有效清除大鼠因大強度力竭運動引起的自由基代謝紊亂并提高抗氧化能力,進而直到改善、抑制腦組織氧化損傷，緩解疲勞的作用。其機制可能為一方面巴戟天中所含巴戟素通過改善機體供氧能力，改善運動機體微循環(huán)，增強機體免疫力，使SOD增加、活力增強，降低腦組織的過氧化脂質（LPO）含量[14]；另一方面通過減少機體超氧陰離子自由基的生成，而使SOD的消耗相應降低。兩方面的共同作用能夠調節(jié)機體維持SOD的動態(tài)平衡，顯著提高大鼠力竭運動腦組織SOD活性，對清除機體自由基、減輕自由基對腦組織的氧化損傷起到積極作用，從而延緩疲勞發(fā)生，提高運動能力。

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R965

A

1671-1246（2014）19-0100-03

注：本文系2013年甘肅省哲學社會科學基金項目（13YD061）