陳 梅

（長安大學(xué)體育系，陜西 西安 710062）

茜草對耐力訓(xùn)練大鼠肝臟、骨骼肌、腎臟抗氧化系統(tǒng)及運(yùn)動能力影響的實驗研究

陳 梅

（長安大學(xué)體育系，陜西 西安 710062）

通過建立大鼠遞增大強(qiáng)度耐力跑臺訓(xùn)練實驗?zāi)Ｐ?，測定了大鼠股四頭肌、肝臟、腎臟谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）、錳超氧化物歧化酶（Mn-SOD）、銅、鋅超氧化物歧化酶（Cu、Zn-SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性以及活性氧含量、力竭時間等指標(biāo)，分析耐力訓(xùn)練后一次力竭性運(yùn)動大鼠（♂）部分抗氧化酶指標(biāo)的變化來探討補(bǔ)充茜草提取物抗氧化、提高機(jī)體抗疲勞能力的可能機(jī)制。結(jié)果顯示，補(bǔ)充茜草提取物可顯著提高大鼠骨骼肌肝臟、腎臟組織抗氧化酶的活性，具有明顯的抵抗脂質(zhì)過氧化的功能，對大鼠運(yùn)動能力的提高有良好的作用。

茜草；耐力訓(xùn)練；自由基；大鼠；抗氧化酶

茜草是我國傳統(tǒng)常用中藥之一，化學(xué)成分主要包括黃酮類等酚性成分、萜類、蒽醌及甾體、糖類、有機(jī)酸類及生物堿類，還含有多種氨基酸、多肽、酶、礦物元素、維生素等，主治外傷出血、跌打損傷、收縮平滑肌、擴(kuò)張血管、降低血壓等。而有關(guān)茜草對運(yùn)動過程中自由基損傷的保護(hù)作用以及對運(yùn)動能力的影響報道尚少，故我們通過動物實驗探尋茜草提取物對運(yùn)動能力的影響及其可能機(jī)理，為其在運(yùn)動領(lǐng)域中的開發(fā)和利用提供實驗依據(jù)。

1 實驗方法

1.1 實驗材料與對象

實驗材料為庫拉索茜草提取物（以下簡稱茜草提取物），由寧波市中藥制藥廠提供，提取方法為醇——水提。醇提的有效成分是蒽醌及其肽類、萘醌類、萜類，其中包括茜草雙酯和茜草素等有效成分；水提的有效成分主要是茜草多糖和環(huán)已肽類系列物質(zhì)。

實驗對象為SD雄性大鼠24只，8周齡，體重180 ～ 220g，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心購入，同時購入基礎(chǔ)飼料，動物室溫度23℃±5℃，相對濕度40% ～ 70%。國家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動物干燥飼料喂養(yǎng)，按實驗組分籠飼養(yǎng)，適應(yīng)性飼養(yǎng)7d后進(jìn)行正式實驗。

表1 實驗動物運(yùn)動方案

表2 茜草對實驗大鼠骨骼肌組織部分抗氧化指標(biāo)的影響

1.2 實驗設(shè)計

將大鼠隨機(jī)分成安靜組（A組）、運(yùn)動對照組（B組）、運(yùn)動+茜草組（C組）。大鼠自由攝食和飲水，照明時間隨同時間變化。運(yùn)動+茜草組每日按照500mg/kg.d[1]劑量灌服茜草提取物生理鹽水溶液2ml。A組安靜籠飼養(yǎng)，B、C組進(jìn)行6周的跑臺訓(xùn)練，每天訓(xùn)練前以15 m/min的速度做適應(yīng)性運(yùn)動5min后正式訓(xùn)練，訓(xùn)練模型基于Bedford[2]模型結(jié)合實際略加調(diào)整，為期6 周，具體訓(xùn)練方案見表1。最后一次訓(xùn)練力竭后即刻處死，取股四頭肌、肝臟、腎臟，用濾紙吸干，稱重，制備10%的勻漿液，離心（3500rpm，15min，0 ～ 4℃），取上清液，在1 ～ 4℃的冰箱保存待測。

GSH-Px、Mn-SOD、Cu、Zn-SOD、CAT、GSH活性、MDA以及活性氧含量，測定方法均按照南京建成生物研究所提供試劑盒進(jìn)行。

表3 補(bǔ)充茜草對力竭訓(xùn)練大鼠肝組織GSH-Px、Mn-SOD、Cu、Zn-SOD、GSH活性以及MDA含量的影響

表4 補(bǔ)充茜草對力竭訓(xùn)練大鼠腎臟組織GSH-Px、GSH、CAT活性以及MDA氧含量的影響

表5 茜草對跑臺訓(xùn)練大鼠力竭時間的影響

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)處理

用SPSS 12.0軟件對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實驗結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，數(shù)據(jù)進(jìn)行組間t檢驗。

2 實驗結(jié)果

2.1 茜草對力竭訓(xùn)練大鼠骨骼肌組織GSH-Px、Mn-SOD、Cu、Zn-SOD、CAT以及活性氧含量的影響

表2顯示，與安靜組比較，運(yùn)動組骨骼肌組織GSH-Px 、Mn-SOD、CAT活性均降低，且GSH-Px、CAT有極顯著性差異（P<0.01）；Cu、Zn-SOD活性及活性氧的含量升高，有極顯著性差異（P<0.01）。和運(yùn)動對照組相比，運(yùn)動加茜草組中各抗氧化酶的活性均有升高的趨勢，且Cu、Zn-SOD和CAT活性均有極顯著性差異（P<0.01），GSH-Px活性有顯著性差異（P<0.05），活性氧含量在加入茜草后降低，有極顯著性差異（P<0.01）。

2.2 補(bǔ)充茜草對力竭訓(xùn)練大鼠肝組織GSH-Px、Mn-SOD、Cu、Zn-SOD、GSH活性以及MDA含量的影響

表3顯示，與安靜比較，運(yùn)動對照組肝組織GSH-Px 、Mn-SOD、GSH活性均降低，且GSH-Px、GSH有極顯著性差異（P<0.01）；Cu、Zn-SOD升高，并且有顯著性差異（P<0.05）；MDA的含量上升且和安靜組相比有極顯著性差異（P<0.01）。和運(yùn)動對照組相比，運(yùn)動加茜草組中各抗氧化酶的活性均有升高的趨勢，且GSH-Px和Cu、Zn-SOD活性有極顯著性差異（P<0.01），MDA含量在加入茜草后降低，和運(yùn)動對照組相比有極顯著性差異（P<0.01）。

2.3 補(bǔ)充茜草對力竭訓(xùn)練大鼠腎臟組織GSH-Px、GSH、CAT活性以及MDA氧含量的影響

表4顯示，與安靜組比較，運(yùn)動對照組腎臟組織GSH-Px、GSH、CAT活性均降低，其中GSH有顯著性差異（P<0.05）；MDA和活性氧在力竭運(yùn)動后含量升高且分別有顯著性差異（P<0.05）和極顯著性差異（P<0.01）。和運(yùn)動對照組相比，運(yùn)動加茜草組中GSH-Px、GSH、CAT的活性均有升高的趨勢，且GSHPx有極顯著性差異（P<0.01），GSH有顯著性差異（P<0.05），MDA和活性氧降低，和運(yùn)動對照組相比均有顯著性差異（P<0.05）。

2.4 茜草對跑臺訓(xùn)練大鼠力竭時間的影響

表5顯示，運(yùn)動+茜草組能明顯增強(qiáng)大鼠運(yùn)動至力竭的時間，且和運(yùn)動對照組相比有顯著性差異（P<0.05），與運(yùn)動對照組相比力竭時間延長了22.56%。

3 討 論

在競技體育中，運(yùn)動訓(xùn)練導(dǎo)致的自由基增加是造成運(yùn)動性疲勞、運(yùn)動性貧血以及其他身體機(jī)能低下狀態(tài)的重要因素[3]。劇烈運(yùn)動后肌肉中的自由基生成增多，它與生物膜的多不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反應(yīng)而引起膜結(jié)構(gòu)的改變，嚴(yán)重時即有肌細(xì)胞腫脹、壞死等形變[4，5]。如何消除和抵抗運(yùn)動訓(xùn)練產(chǎn)生的大量自由基對運(yùn)動能力的不利影響是當(dāng)前競技體育中的研究熱點。目前，對運(yùn)動產(chǎn)生自由基導(dǎo)致骨骼肌、肝臟、腎臟組織結(jié)構(gòu)、機(jī)能變化及腎臟組織損傷產(chǎn)生機(jī)制沒有得到根本的解決。

本實驗數(shù)據(jù)顯示，力竭運(yùn)動后即刻，運(yùn)動對照組除了CuZn-SOD外，其余抗氧化酶活性均有下降趨勢。分析其原因可能是由于GSH-Px、CAT是體內(nèi)存在的一種含硒的清除自由基和抑制自由基反應(yīng)的酶，尤其是GSH-Px在催化反應(yīng)中需要還原性谷胱甘肽（GSH）作為氫供體。當(dāng)股四頭肌、肝臟組織內(nèi)GSH活性在大強(qiáng)度耐力運(yùn)動后下降時，必然在一定程度上影響GSH-Px的活性[6，7]。運(yùn)動對照組大鼠腎臟GSH-Px、GSH、CAT活性顯著下降，表明力竭運(yùn)動已經(jīng)造成腎臟組織的紙質(zhì)過氧化加強(qiáng)，腎臟消除自由基的能力下降，其原因可能是在力竭運(yùn)動時，由于神經(jīng)及體液調(diào)節(jié)、血液重新分配、腎臟組織供血量只有正常情況的20%左右，腎臟組織缺氧造成自由基增加，腎臟的固有細(xì)胞也可產(chǎn)生活性氧[8]，活性氧可降解透明質(zhì)酸及膠原，使腎小球基膜受酶攻擊的敏感性增加，并可介導(dǎo)系膜細(xì)胞溶解，繼發(fā)膜增生系膜基質(zhì)合成增多，導(dǎo)致終末期腎小球病變[9，10]。除此之外，活性氧中的羥基自由基尚可通過不同途徑控制器官微小血管血流量，使血管擴(kuò)張，是目前所知的生物活性最強(qiáng)的自由基。

補(bǔ)充茜草后，各組織中抗氧化酶的活性均有升高的趨勢，活性氧含量在加入茜草后降低。同時，茜草還能延緩遞增大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練大鼠力竭時間，延緩率為22.56%，和運(yùn)動對照組相比有極顯著性差異。表明茜草能夠協(xié)同運(yùn)動訓(xùn)練增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，有效清除運(yùn)動過程中產(chǎn)生的自由基，提高抗氧化酶活性，延緩運(yùn)動性疲勞發(fā)生的時間，增強(qiáng)運(yùn)動能力。其機(jī)理主要是因為茜草中含有一系列的化學(xué)成分，如茜草雙酯、茜草多糖、黃酮類等酚性成分以及多種氨基酸、多肽、酶、礦物元素、維生素等，這些成分可以促進(jìn)抗氧化酶合成或激活抗氧化酶活性的物質(zhì)，保護(hù)銅鋅和61位組氨酸所形成的“咪唑橋”結(jié)構(gòu)，使巰基的二硫鍵不受破壞，穩(wěn)定酶的結(jié)構(gòu)，防止血紅蛋白及其它輔因子受氧化損傷，從而使酶活性中心免受損傷[11]。茜草多糖可以捕捉脂質(zhì)過氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生的ROS，減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng)鏈長度，因此可以阻斷或減緩脂質(zhì)過氧化的進(jìn)行；同時，茜草多糖環(huán)上的羥基可與羥基自由基所必需的金屬離子（如Fe2+、Cu2+等）絡(luò)合，使其不能產(chǎn)生啟動脂質(zhì)過氧化的羥基自由基反應(yīng)，從而抑制ROS的產(chǎn)生；另外，茜草多糖可通過促進(jìn)SOD從細(xì)胞表面釋放而發(fā)揮清除ROS的作用，進(jìn)而阻止自由基引發(fā)的連鎖反應(yīng)。茜草黃酮是茜草中的有效成分，最常見的是黃酮和黃酮醇，其他包括雙氫黃（醇）、異黃酮、雙黃酮、黃烷醇、橙酮、花色苷及新黃酮類等。生物黃酮分子量小，能被人體迅速吸收，能通過血腦屏障，進(jìn)入脂肪組織，進(jìn)而能消除疲勞、保護(hù)血管、疏通微循環(huán)、抗氧化、活化大腦及其他臟器細(xì)胞的功能。茜草中的某些成分能誘導(dǎo)運(yùn)動中內(nèi)源性抗氧化酶的基因表達(dá)，使酶活性升高，其具體機(jī)制還待進(jìn)一步的研究證明。眾所周知，OFR過量積聚可導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，而其降解產(chǎn)物MDA可與核酸及蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)，使之受損。

以上針對補(bǔ)充茜草提取物后對不同的抗氧化酶活性的影響，證明了茜草抗自由基氧化、阻止膜的脂質(zhì)過氧化和保護(hù)肝組織結(jié)構(gòu)完整的顯著作用，其機(jī)制可能是茜草提取物中抗氧化成分綜合作用的體現(xiàn)，或茜草中某些成分能誘導(dǎo)運(yùn)動中內(nèi)源性抗氧化酶的基因表達(dá)，使酶活性升高。關(guān)于茜草作用的分子生物學(xué)機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。

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1674-151X（2011）03-044-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2011.03.019

投稿日期：2010-10-13

陳梅（1970 ～），副教授，碩士。研究方向：運(yùn)動與抗氧化。