淫羊藿對大鼠遞增負荷運動后機能變化影響研究

張 鈺 金 麗

(1.大連理工大學體育教學部,遼寧大連 116023;2.武漢體育學院健康科學學院,湖北武漢 430079)

淫羊藿對大鼠遞增負荷運動后機能變化影響研究

張 鈺1金 麗2

(1.大連理工大學體育教學部,遼寧大連 116023;2.武漢體育學院健康科學學院,湖北武漢 430079)

目的:探討淫羊藿對遞增負荷運動后機能的影響,為淫羊藿在運動領域的應用提供依據。方法:將48只Wistar雄性大鼠隨機分為運動組(S),運動加灌藥組(SM)和空白對照組(C)。運動方式為增負荷游泳,在運動后即刻和休息24h后進行采血和分析。結果:運動后即刻,各組丙二醛(MDA)無顯著差異,24h后,C組＞S組＞SM組,且SM組與S組差異顯著。運動后即刻,谷丙轉氨酶(ALT)是SM組＞C組＞S組,SM組與S組差異顯著,24h后,S組＞C組＞SM組,SM組谷丙轉氨酶(ALT)降低,其它兩組增高。白細胞(WBC)是運動后即刻和24h后,S組＞C組＞SM組。結論:(1)遞增負荷運動結合淫羊藿具有抗運動性疲勞的作用。(2)淫羊藿對遞增負荷運動后恢復期大鼠的肝細胞具有保護作用。(3)淫羊藿能夠增強機體遞增負荷運動期和恢復期的免疫功能。

淫羊藿;大鼠;遞增負荷運動;機能

1 前言

近年來,研究發現淫羊藿在抗衰老、增強免疫力、增強骨代謝等方面都有積極影響,因此推斷其對運動后的機能也有積極影響[1]。本文通過給Wistar大鼠服用淫羊藿,讓其參加運動,構造研究模型,探討淫羊藿在提高運動后機能方面的作用,為淫羊藿在體育運動領域應用提供依據。

2 研究對象與方法

2.1 研究的對象及其分組

48只Wistar雄性大鼠,體重為160至180g,購自湖北省動物中心。大鼠購回后適應性飼養三天,室溫34℃,自由飲食。然后將48只大鼠隨機分為三組,空白對照組(C)16只大鼠、運動組(S)16只大鼠、運動加灌藥組(SM)16只大鼠。

2.2 實驗模型與方案

目前國內外建立運動疲勞模型主要以大鼠為研究對象,運動方式以跑臺和游泳為主[2,3]。跑臺需要電刺激使動物產生疲勞狀態[4],運動過程中容易產生運動以外的應激反應[5]。游泳是大鼠的一種本能運動,通過給予適宜水溫和充足的運動空間,可以使大鼠的運動能力得以充分的發揮。大鼠天生會游泳,在接受游泳訓練時,不會產生強烈的抵觸情緒,因此游泳是受體力外的刺激少的運動方式,許多學者采用游泳作為運動方式[6]。

C組自由飲食,不加任何干預措施;SM組從第四天開始灌淫羊藿3ml/天,藥物濃度1.78g/ml,灌藥后三小時開始游泳;S組和C組每天灌等劑量的生理鹽水。S組和SM組第四天開始游泳,每天一次,水溫30℃,水深45cm,具體實驗裝置為直徑75cm的透明膠桶[7]。經過適應性游泳練習以后,被試大鼠開始負重體重的5%在桶內游泳,游泳時間逐漸增加,從首次20min開始,每兩天增加10min,第11和12天增至50min,一共游泳8天。

2.3 測試樣本的采集與處理

運動后即刻,分別采三組大鼠尾尖血20ul,用于血成分的分析,另采1ml尾尖血靜置30min,3000轉/min,靜置。休息24h后,用4%戊巴比妥鈉麻醉大鼠,心臟采血3ml,靜置30min,3000轉/分,離心10min,靜置。對所取血液用以下試劑和設備進行分析,谷丙轉氨酶(ALT/GPT)測試盒(賴氏法)、丙二醛(MDA)測試盒(硫代巴比妥酸法)、721可見光分光光度計和血球分析儀。

表1 SM組與S組遞增負荷運動情況

2.4 統計處理

使用SPSS16.0統計軟件包對實驗數據進行T檢驗,檢驗顯著性水平為P＜0.05,非常顯著性水平為P＜0.01。實驗數據由平均數和標準差表示。

3 實驗結果

3.1 大鼠運動能力及活動狀態的行為學觀察

運動前,三組大鼠均神態安靜,活潑好動,食欲良好,眼睛有神,對新異刺激及周圍環境的變化反應靈敏,且皮毛緊密光滑,干凈潤澤。運動后,運動組大鼠相對運動灌喂組,逐漸出現了神情倦怠,皮毛蓬亂枯槁,食欲降低,體型瘦弱,雙眼暗淡無光,對外界刺激反應遲鈍等一系列疲勞癥狀。

3.2 運動后即刻血清和白細胞檢測結果(見表2)

表2 運動后即刻三組大鼠的血清和白細胞的檢測(x—±SD)

3.3 運動休息24h后血清和白細胞檢測結果(見表3)

表3 運動后24h三組大鼠的血清和白細胞檢測(±SD)

表3 運動后24h三組大鼠的血清和白細胞檢測(±SD)

備注:1.＊P＜0.05為與S組的顯著性差異;2.#P＜0.05為與C組的顯著性差異

C S SM MDA(nmol/ml)8.71±0.97 8.11±1.17 6.26±1.39＊#ALT(U/mgprot)70.08±11.21 73.5±13.97 61.00±6.84 WBC×109/L 11.26±6.33 13.53±4.94 10.10±4.66＊

4 分析與討論

4.1 淫羊藿對抗氧化能力的作用

運動一開始S組、C組和SM組的丙二醛值無顯著差異。在正常情況下,體內的自由基防御體系能有效地清除自由基,使自由基濃度保持相對穩定,因此自由基的產生和被清除處于平衡狀態。運動中耗氧量增加、能量代謝加強、抗氧化酶活性下降都可以引起氧自由基增多[8],運動會使這種平衡遭到破壞。氧自由基及其引起的脂質過氧化反應可以攻擊細胞膜及線粒體等生物膜,造成能量代謝紊亂,從而導致運動疲勞,從這個角度看,運動對于人體具有“破壞”作用。本實驗運動后即刻,丙二醛濃度并沒有增高,表明分解代謝狀態增加氧化應激,機體的抗氧化能力卻并沒有受到損傷,原因可能是本實驗所采用的運動負荷不夠大,沒有引起足夠的刺激來打破體內原有的平衡。有研究發現,急性運動能促進體內產生自由基,但產生的多少與運動強度及持續時間有關[9]。不同的運動方式對丙二醛的變化影響不同,大鼠在跑臺上進行亞極量運動至力竭時,肝臟中的自由基的產生率增加2至3倍,運動大鼠紅肌中的丙二醛含量較安靜大鼠有顯著性升高。實驗結果雖然沒有顯示遞增負荷運動能引起血清丙二醛升高,但并不能說明此運動對自由基產生和自由基清除系統沒有影響。

運動后24h,C組和S組的丙二醛值都與SM組有顯著性差異,丙二醛值是C組＞S組＞SM組。運動后即刻丙二醛沒有出現顯著性差異,運動停止后24h表現出差異,可能的原因是運動后即刻,體內的自由基水平已經出現顯著性變化,但自由基尚未大量融入至血液,此時對大鼠尾尖采血,未見丙二醛變化。24h后運動性氧自由基在體內濃度逐漸平衡,此時差異顯著。一般認為,運動有兩種引起自由基增加的機制:一是劇烈運動時耗氧量增加,氧代謝產生自由基;二是局部組織缺氧及代謝物堆積,影響線粒體的氧化功能,同時氧氣大量消耗為氧的單電子還原提供了更多的機會,從而激發了一系列產生更多自由基的反應。運動源性自由基增多,脂質過氧化物直接損傷內皮細胞,導致內皮細胞退行性變化和通透性改變過程會加強[10]。丙二醛是脂質過氧化產物(LPO)代謝的代表性產物,是由自由基與生物膜中的多不飽和脂肪酸(PUFA)引發的脂質過氧化反應而產生的。因此恢復24h后,SM組抗氧化能力增強,消耗部分自由基,因此出現與S組、C組的顯著性差異。

4.2 淫羊藿對運動后肝臟保護作用的影響

肝臟等臟器受損時,細胞內酶釋放入血液,使血清酶活性增高。因此,谷丙轉氨酶在血液中活性高低反映肝臟損傷程度的一個標志。研究表明谷丙轉氨酶活性基礎值和訓練強度正相關[11]。

本實驗結果顯示,運動后即刻,SM組谷丙轉氨酶值顯著大于S組,但與C組沒有顯著性差異。SM組的谷丙轉氨酶值雖然升高,但是在正常范圍內,表明肝臟功能沒有異常。谷丙轉氨酶是體內活力最強的轉氨酶之一,主要存在于肝臟,其活性高低與肝臟氨基酸代謝有關[12]。耐力運動中蛋白質分解代謝加強,谷丙轉氨酶催化丙氨酸與丙酮酸之間的轉化,丙酮酸再異生成糖,有利于機體糖代謝的供能。轉氨酶參與氨基酸的分解和合成。氨基酸轉氨后生成的酮酸或醛酸可經氧化分解而供能,也可轉變成糖類或脂肪酸[13]。相反,酮酸或醛酸也可經轉氨酶的作用而生成非必需氨基酸。高等動物組織中活力最高的轉氨酶是谷氨酸,包括草酰乙酸轉氨酶(GOT)和丙酮酸轉氨酶(GPT)。轉氨酶是人體代謝中必不可少的“催化劑”,主要存在于肝細胞內。當肝細胞發生炎癥、壞死和中毒而造成肝細胞受損時,轉氨酶便會釋放到血液里,使血清轉氨酶升高。本實驗轉氨酶結果的原因有兩種可能,一種是灌藥后,大鼠適應機體運動的需要,產生大量的谷丙轉氨酶,進而更有效地催化糖異生,為機體提供能量;另一種是SM組在運動后以及肝降解藥物后,肝臟負擔的加重,存在一定程度的肝損傷,但是該損傷是生理允許范圍內,不影響大鼠的機能。S組的谷丙轉氨酶值在運動后即刻比C組低,兩者不存在顯著性差異,表明此時S組沒有表現出肝損傷的趨勢。

經過24h的恢復,灌藥組谷丙轉氨酶值下降,其它兩組的谷丙轉氨酶值均有不同程度的增高。谷丙轉氨酶值是S組＞C組＞SM組,表明經過24h恢復后,SM組的肝功能得到了很好的恢復,也表明SM組谷丙轉氨酶基礎水平較低,在運動血糖消耗過程中,有足夠的谷丙轉氨酶儲備,能夠快速的增加,促進糖異生的發生。S組的谷丙轉氨酶值高于C組,雖然沒有顯著性差異,但是一部分值已經超出了C組的范圍,表明恢復期之前的運動可能對肝臟造成了一定損傷,但是由于谷丙轉氨酶沒有立即釋放進入血液,在運動后即刻測試所得結果并沒有反映出來。谷丙轉氨酶升高表明恢復期表現出來肝功能受到損害。肝細胞的修復和再生是谷丙轉氨酶下降的基本條件,灌藥組谷丙轉氨酶值下降,說明淫羊藿具有促進肝細胞再生、提高肝臟解毒的功能,同樣淫羊藿也有祛除肝內脂肪沉積、改善肝臟代謝功能的作用。淫羊藿通過減少谷丙轉氨酶從肝細胞內逸出及加快谷丙轉氨酶從血液中清除,降低谷丙轉氨酶。因此,在運動期,淫羊藿能夠促進谷丙轉氨酶的合成,加強糖異生;在恢復期,淫羊藿具有對運動后大鼠的肝細胞保護作用。

4.3 淫羊藿對免疫能力的影響

運動員處于安靜狀態時,外周血白細胞總數及其各分類與非運動員無明顯差異[14]。莊潔等(1998)用流式細胞儀分析了31位優秀運動員安靜狀態時的外周血淋巴細胞,并與成人正常值比較,除CD3+細胞無顯著差異外,CD4+和CD8+分別明顯降低和升高,CD4+/CD8+比值下降[15]。不同強度和不同持續時間的運動均會引起外周血粒細胞、單核細胞、自然殺傷細胞和中性粒細胞不同程度增加[15]。

本實驗結果顯示,在運動后即刻和運動后24h,SM組的白細胞值與S組的白細胞值存在顯著性差異。運動后即刻SM組的白細胞總數僅為7.75×109個/L。運動、刺激和疾病對免疫系統有不同的影響,它們之間也相互影響[16],如運動影響對疾病的抵抗力,而疾病影響運動能力。運動后血液循環加速,進入血液中的白細胞增多,同時,運動能刺激某些激素的分泌,加快骨髓生成白細胞的速度,促進血液中白細胞數量增多和延長存活時間。白細胞是具免疫能力的細胞,它通過血液循環系統遍及全身各器官。運動后SM組的炎性損傷較小,說明淫羊藿具有降低運動引起的炎性損傷的作用。儲備的血液參與循環導致血液被稀釋,引起白細胞偏低也是一個因素。運動后24h,僅有SM組的白細胞濃度增長,而其它兩組白細胞的濃度則不同程度的下降。SM組與S組的增加值間存在著顯著性差異,P=0.042,即經過24h恢復后,SM組白細胞升高,在恢復過程中,SM組血量的恢復,導致稀釋血液又被濃縮了,恢復到正常狀態。實驗結果顯示SM組的大鼠體內的炎癥反應較S組小。運動導致的炎癥反應可引起白細胞增多,運動誘發白細胞增多的程度與運動強度存在正比關系,與訓練水平存在反比關系。因此,淫羊藿能降低運動過程中和恢復過程中機體損傷。

5 結論

1)淫羊藿能降低遞增負荷運動恢復期大鼠的丙二醛值,說明淫羊藿具有減輕氧自由基對機體細胞損傷從而起到降低運動性疲勞的作用。

2)淫羊藿能使遞增負荷運動恢復期大鼠的谷丙轉氨酶值下降,對遞增負荷運動恢復期的肝細胞具有保護作用。

3)淫羊藿能使運動后大鼠的白細胞值降低,說明淫羊藿能夠增強遞增負荷運動的運動期和恢復期免疫功能。

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Effects of Herba Epimediion the Function of Increasing Intensity Exercise in Rats

Zhang Yu1,Jin Li2
(1.Physical Education Department,Dalian University of Technology,Dalian,116023,Liaoning,China; 2.Wuhan Institute of Physical Education,Wuhan,430079,Hubei,China)

Objective:To investigate Herba Epimedii effects on the function of increasing intensity Exercise,in order to provide the basis for use of Herba Epimedii in sport.Methods:48Wistarmale ratswere randomly divided into sport group(S),sportandmedical(SM)and the control group(C).Way of sport is swimming.Blood was collected and analyzed immediately after exercise and after 24 hours.Results:immediately after exercise,each groupsofmalondialdehyde(MDA)was not significantly different.After 24 hours,C group＞SGroup＞SM group,and the SM group and Sgroup were significantly different.Immediately after exercise,alanine aminotransferase(ALT)was the SM group＞C group＞Sgroup,and SM group and Sgroup were significantly different.After 24 hours,Sgroup＞C group＞SM group,SM group alanine aminotransferase(ALT)decreased,theother two groups increased.White blood cell(WBC) was Sgroup＞C group＞SM group immediately after exercise and 24 hours later.Conclusions:(1)Increasing intensity exercise combined with Herba Epimedii have anti-fatigue role.(2)Herba Epimedii has a protective effecton liver cellsafter the in recovery period.(3)Herba Epimedii can enhance immune function in phasesof increasing intensity exercise and recovery.

Herba Epimedii;rats;increasing intensity exercise;function

G804.2

A

1672-1365(2011)01-0089-03

2010-05-24;

2010-08-02

張鈺(1982-),女,遼寧鞍山人,碩士,助教,研究方向:運動生理學。