補充D-核糖對大鼠游泳及恢復期心肌、骨骼肌高能磷酸物質的影響

王亞坤，李 夢，魏 轉，孫文敬,4，劉敬澤,*

補充D-核糖對大鼠游泳及恢復期心肌、骨骼肌高能磷酸物質的影響

王亞坤1,2，李 夢2，魏 轉3，孫文敬2,4，劉敬澤2,*

（1.河北師范大學旅游系，河北石家莊050024；2.河北師范大學生命科學學院，河北石家莊050024；3.河北化工醫藥職業技術學院制藥工程系，河北石家莊050026；4.江蘇大學 食品與生物工程學院，江蘇鎮江212013）

以負重游泳的大鼠為實驗對象，采用高效液相色譜法同步測定肌肉樣品內三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）及其下游代謝產物和磷酸肌酸（phosphocreatine，PCr）等6種高能磷酸物質的含量，對補充D-核糖后大鼠心肌和腓腸肌內高能磷酸物質進行色譜分析，研究D-核糖對大鼠運動過程中及恢復期心臟及骨骼肌功能的恢復作用。結果表明：D-核糖顯著提高了腓腸肌內ATP的合成速率，使機體在72 h內完全恢復運動過程中消耗的ATP，加速了運動后恢復期機體的能量供應水平恢復。同時，D-核糖顯著提高了運動過程中心肌組織內ATP的含量，確保心肌組織的能量供應，維持了心臟的正常生理功能。

D-核糖；高能磷酸物質；高效液相色譜法；心??；骨骼肌

D-核糖存在于所有細胞的能量代謝中，與腺苷酸的形成和三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的再生有關，是生命代謝最基本的能量來源，能促進局部缺血組織、局部缺氧組織的恢復，在心肌和骨骼肌代謝中起關鍵作用[1]。補充核糖可以消除心肌、骨骼肌細胞中磷酸戊糖途徑的限速步驟，直接提高磷酸核糖焦磷酸（phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP）水平，有利于加快心肌和骨骼肌中PRPP的合成速率，從而增加嘌呤核苷酸的生物合成，加快高強度運動后骨骼肌中嘌呤核苷酸水平的恢復，使ATP合成速率成倍地增加[2-4]。

本實驗以負載游泳的大鼠為研究對象，在大鼠游泳過程中、游泳后恢復期灌胃補充D-核糖，分別于末次游泳運動后即刻（簡稱運動后即刻）、恢復72 h后取心臟和腓腸肌，采用高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）測定心肌和腓腸肌中ATP及其下游代謝產物二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）、一磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、次黃嘌呤核苷酸（hypoxanthine nucleotide，IMP）、磷酸肌酸（phosphocreatine，PCr）和肌酸（creatine，Cr）這6種高能磷酸物質的含量，觀察D-核糖對運動過程中及運動后恢復期內各高能磷酸物質水平的影響。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

ATP、ADP、AMP、IMP、PCr和Cr標準品（均為色譜純）美國Sigma公司；甲醇（色譜純）北京迪馬科技有限公司；高氯酸（HClO4）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、磷酸氫二鉀（K2HPO4）、氫氧化鉀（KOH）和四丁基氫氧化銨（tetrabutylammonium hydroxide，TBA）均為國產分析純。

1.2儀器與設備

HPLC儀（含600泵、2487 UV檢測器）美國Waters公司；電子天平德國賽多利斯科學儀器有限公司；Flexi-Dry冷凍干燥機美國F TS Systems公司；Milli-Q超純水系統美國Millipore公司；微量移液器德國Eppendorf公司。

1.3方法

1.3.1動物模型建立與訓練方案

1.3.1.1 動物分組

大鼠按體質量隨機分為4組：1）正常對照組（NC組）5只，常規方法飼養，灌胃蒸餾水，劑量1 mL/（100 g·d）（按體質量計，下同）；2）游泳對照組（SC組）10只，灌胃蒸餾水，劑量1 mL/（100 g·d），進行中等強度的游泳訓練；3）核糖對照組（RC組）30只，常規方法飼養，灌胃核糖溶液。該組又分為3個不同劑量組（每組10只）：低劑量核糖對照組（LC組）10 0 mg/（100 g·d）、中劑量核 糖對照組（MC組）300 mg/（100 g·d）、高劑量核糖對照組（HC組）600 mg/（100 g·d）；4）核糖實驗組（RT組）30只，灌胃核糖溶液，進行中等強度的游泳訓練。該組又分為3個不同劑量組（每組10只）：低劑量核糖實驗組（LT組）100 mg/（100 g·d）、中劑量核糖實驗組（MT組）300 mg/（100 g·d）、高劑量核糖實驗組（HT組）600 mg/（100 g·d）。

1.3.1.2訓練方案

適應性實驗4周，做大鼠游泳篩選實驗，正式實驗4周，共8周。游泳在桶內進行，桶內壁光滑，直徑45 cm，水深55 cm，水溫34～36 ℃。大鼠每周訓練5 d，每天游泳訓練1次。第1周0負重，第2周負3%體質量的重物，第3周負4%體質量的重物，第4周負5%體質量的重物，前4周每周的第1天下水游20 min，以后逐日增加10 min，第5天時游泳60 min；第5周負5%體質量的重物，每天游泳60 min，此后維持這一運動強度進行游泳4周，共8周。

1.3.1.3樣品制備

運動訓練結束后立即隨機選取各組大鼠5只，處死后取心臟和腓腸肌，用預冷的生理鹽水沖洗后投入液氮冷凍，取材結束后將樣品保存于-70℃冰箱保存。

運動訓練 結束后剩余各組大鼠（除NC組外每組剩余5只）恢復72 h，處死后分別取心臟和腓腸肌，用預冷的生理鹽水沖洗后投入液氮冷凍，取材結束后將樣品保存于-70℃冰箱保存。

樣品經低溫冷凍干燥過夜，在液氮中研成粉末，稱取100 mg加入預冷的0.42 mol/L HClO4溶液2 mL，用玻璃勻漿器將粉末勻漿；4℃、6 000 r/min離心5 min，取上清液1 mL，用1 mol/L KOH溶液調至pH 7.0，冰浴10 min；4℃、6 000 r/min離心10 min，取上清液1 mL，0.45 ?m孔徑濾膜過濾，冰浴保存，8 h內測定相關指標[5]。

1.3.2.1標準溶液配制

ATP標準溶液配制：稱量ATP標準品2 mg置于超純水5 mL中充分溶解，得到400 ?g/mL的ATP標準溶液，再依次稀釋至200、100、50、20、10 ?g/mL溶液，0.45 ?m孔徑濾膜過濾。

ADP、AMP、IMP、PCr和Cr標準溶液配制方法同ATP標準溶液的配制。

混合標準溶液配制：稱量ATP、ADP、AMP、IMP、PCr和Cr標準品各2 mg，充分溶解于5 mL超純水中，得到400 ?g/mL的混合標準溶液，再依次稀釋至200、100、50、20、10 ?g/mL溶液，0.45 ?m孔徑濾膜過濾。

1.3.2.2色譜條件

色譜柱：Waters ODS2徑向加壓柱（4.6 mm×250 mm，5μm）；流動相：220 mmol/L KH2PO4-K2HPO4緩沖液（pH 6.5，內含3 mmol/L TBA和8%甲醇）；檢測波長：210 nm；流速：1.0 mL/min；柱溫：20℃；進樣量：5μL。

1.3.2.3標準曲線回歸方程

基坑開挖前，現場技術人員向機械駕駛人員詳細交底，交底內容一般包括基坑斷面，棄土位置，現有地底下管線情況以及施工技術、安全要求等，并指定專業人員與機械駕駛人員配合，其配合人員必須熟悉機械挖土有關安全操作規范，并能及時量測基坑高程與寬度，防止超挖。

ATP：Y=32 933X-13 300（r=0.999 87）；ADP：Y=17 365X-85 900（r=0.999 52）；AMP：Y=30 297X+ 70 957（r=0.999 50）；IMP：Y=45 607X+126 000（r=0.997 57）；PCr：Y=7 424.1X-7 075（r=0.997 49）；Cr：Y=16 678X+117 900（r=0.999 14）。

1.4數據統計分析

用STATISTICA 6.0軟件對數據進行處理，實驗結果以±s表示，數據進行方差分析。

2 結果與分析

2.1腓腸肌內各高能磷酸物質含量的變化

2.1.1腓腸肌中腺苷酸質量濃度比較

經HPLC分析并通過外標法定量，腓腸肌中各種腺苷酸質量濃度測定結果如表1所示，對表中各項指標分析如下。

2.1.1.1 IMP質量濃度比較

運動后即刻：游泳對照組（SC組）、低劑量核糖實驗組（LT組）、中劑量核糖實驗組（MT組）和高劑量核糖實驗組（HT組）的IMP質量濃度均高于正常對照組（NC組），其中SC組的IMP質量濃度顯著升高（P＜0.05）；LT組的IMP質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；核糖各劑量實驗組（RT組）與對應劑量的核糖對照組（RC組）比較，LT組的IMP質量濃度較低劑量核糖對照組（LC組）極顯著升高（P＜0.01），MT組和HT組分別較中劑量核糖對照組（MC組）和高劑量核糖對照組（HC組）顯著升高（P＜0.05）。

恢復72 h：與NC組比較，SC組的IMP質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，LT、MT和HT組的IMP質量濃度顯著下降，其中LT組差異極顯著（P＜0.01），MT組和HT組差異顯著（P＜0.05）；SC組的IMP質量濃度高于運動后即刻，LT、MT和HT組的IMP質量濃度均比運動后即刻降低，基本降至正常水平（P＞0.05）；RT各劑量組與對應劑量RC組比較，IMP質量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

2.1.1.2 AMP和ADP質量濃度比較

運動后即刻：與NC、SC組和對應劑量RC組比較，RT各劑量組的AMP和ADP質量濃度均無顯著變化（P＞0.05）。

恢復72 h：與NC、SC組、對應劑量RC組和運動后即刻比較，RT各劑量組的AMP和ADP質量濃度均無顯著變化（P＞0.05）。

2.1.1.3 ATP質量濃度比較

運動后即刻：與NC組比較，SC組和RT各劑量組的ATP質量濃度極顯著下降（P＜0.01）；RT各劑量組的ATP質量濃度均極顯著低于對應劑量RC組（P＜0.01）。

恢復72 h：與運動后即刻比較，LT組的ATP質量濃度顯著升高（P＜0.05），MT和HT組的ATP質量濃度極顯著升高（P＜0.01），RT各劑量組的ATP質量濃度均已升高至正常水平，與相同劑量RC組相比，ATP質量濃度無顯著差異（P＞0.05）；與NC組比較，SC組的ATP質量濃度極顯著下降（P＜0.01）。

2.1.1.4 TAN（AMP+ADP+ATP）質量濃度比較

運動后即刻：與NC組比較，SC組、LT組的TAN質量濃度顯著降低（P＜0.05），MT組與HT組的TAN質量濃度極顯著降低（P＜0.01）；與RC對應劑量組比較，LT組的TAN質量濃度顯著升高（P＜0.05），MT和HT組的TAN質量濃度極顯著升高（P＜0.01）。

恢復72 h：與SC組比較，RT各劑量組的TAN質量濃度極顯著升高（P＜0.01），與NC組比較無顯著差異（P＞0.05）；與運動后即刻比較，LT組的TAN質量濃度顯著升高（P＜0.05），MT和HT組的TAN質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與RC對應劑量組比較，RT各劑量組的TAN質量濃度無顯著變化（P＞0.05）。

2.1.2腓腸肌中Cr、PCr質量濃度比較

腓腸肌中Cr、PCr質量濃度測定結果如表2所示。

表2 各組大鼠腓腸肌中Cr、PCr質量濃度比較Table 2 Comparison of tCr and PCr concentrations in skeletal muscle among different groups of rats

如表2所示，運動后即刻和恢復72 h的RT各劑量組與對應劑量RC組之間比較，Cr質量濃度差異均不顯著（P＞0.05）。運動后即刻、恢復72 h，RT組、RC組、SC組和NC組之間的PCr質量濃度比較，各組之間均無顯著差異（P＞0.05）；各組恢復前后進行比較，差異均不顯著（P＞0.05）。

2.2心肌組織內各高能磷酸物質含量的變化

2.2.1心肌組織中腺苷酸質量濃度比較

經HPLC分析并通過外標法定量，心肌組織中腺苷酸質量濃度測定結果如表3所示，對表中各項指標分析如下。

表3 各組大鼠心肌組織中AMP、ADP、ATP質量濃度比較Table 3 Comparison of AMP, ADP and ATP concentrations in heart among different groups of rats

2.2.1.1 AMP質量濃度比較

運動后即刻：與NC組比較，SC組AMP質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；LT、MT和HT組的AMP質量濃度與NC組比較，無顯著差異（P＞0.05），而與SC組比較，RT各劑量組AMP質量濃度極顯著降低（P＜0.01）；RT各劑量與對應劑量的RC組比較，AMP質量濃度均無顯著差異（P＞0.05）。

恢復72 h：與運動后即刻比較，SC組的AMP質量濃度極顯著降低（P＜0.01）；LT組的AMP質量濃度顯著低于SC組（P＜0.05）。RT各劑量組的AMP質量濃度與運動后即刻比較，均無顯著差異（P＞0.05）；RT各劑量組與對應劑量的RC組比較，AMP質量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

2.2.1.2 ADP質量濃度比較

運動后即刻：與NC組比較，SC組ADP質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；RT各劑量組的ADP質量濃度與NC組比較均無顯著差異（P＞0.05），而與SC組比較，RT各劑量組的ADP質量濃度極顯著降低（P＜0.01）；RT各劑量組與對應劑量的RC組比較，ADP質量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

恢復72 h：各組之間ADP質量濃度均無顯著差異（P＞0.05）；與運動后即刻比較，SC組的ADP質量濃度極顯著降低（P＜0.01）；RT各劑量組與運動后即刻比較，ADP質量濃度均無顯著差異（P＞0.05）。

2.2.1.3 ATP質量濃度比較

RC各劑量組的ATP質量濃度均極顯著高于NC組（P＜0.01）。

運動后即刻：與NC組比較，SC組的ATP質量濃度顯著降低（P＜0.05），LT組、MT組和HT組的ATP質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，LT組、MT組和HT組的ATP質量濃度均極顯著升高（P＜0.01）；RT各劑量組與對應劑量的RC組比較，ATP質量濃度無差異（P＞0.05）。

恢復72 h：與NC組比較，SC組、LT組、MT組和HT組的ATP質量濃度均極顯著升高（P＜0.01）；與運動后即刻相比，SC組的ATP質量濃度極顯著升高（P＜0.01），RT各劑量組的ATP質量濃度與運動后即刻相比無顯著差異（P＞0.05）；RT各劑量組與對應劑量的RC組比較，ATP質量濃度無差異（P＞0.05）。

2.2.1.4 TAN（AMP+ADP+ATP）質量濃度比較

運動后即刻：與NC組比較，SC組的TAN質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，RT各劑量組的TAN質量濃度降低，其中MT組顯著降低（P＜0.05），LT組和HT組極顯著降低（P＜0.01）；與NC組比較，MT組的TAN質量濃度極顯著升高（P＜0.01），HT組的TAN質量濃度顯著升高（P＜0.05）。

恢復72 h后：SC組與RT各劑量組之間TAN質量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

2.2.2心肌組織中Cr、PCr質量濃度比較

心肌中肌酸、磷酸肌酸質量濃度測定結果如表4所示，對表中各項指標分析如下。

表4 各組間大鼠心肌組織中Cr、PCr質量濃度比較Table 4 Comparison of Cr and PCr concentrations in heart among different groups of rats

2.2.2.1 Cr質量濃度比較

運動后即刻：RT各劑量組與對應劑量RC組進行比較，其中MT組的Cr質量濃度極顯著高于MC組（P＜0.01），其余各組之間差異不顯著（P＞0.05）。

恢復72 h：SC組的Cr質量濃度顯著低于NC組（P＜0.05），與NC組比較，RT組的Cr質量濃度均無顯著差異（P＞0.05）；LT、MT、HT組的Cr質量濃度均顯著高于SC組（P＜0.05）；與運動后即刻比較，SC組的Cr質量濃度極顯著降低（P＜0.01）。與LC組比較，LT組的Cr質量濃度顯著升高（P＜0.05）。

2.2.2.2 PCr質量濃度比較

運動后即刻：與NC組和SC組比較，LT組和MT組的PCr質量濃度均極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，HT組的PCr質量濃度則沒有顯著變化（P＞0.05）；LT組和MT組分別與LC組和MC組比較，PCr質量濃度極顯著升高（P＜0.01），而HT組與HC組比較，PCr質量濃度極顯著降低（P＜0.01）。

恢復72 h：LT組的PCr質量濃度極顯著高于NC組和SC組（P＜0.01）；MT和HT組的PCr質量濃度與NC和SC組相比則沒有顯著變化（P＞0.05）。LT組與LC組比較，PCr質量濃度極顯著升高（P＜0.01）；HT組與HC組比較，PCr質量濃度極顯著降低（P＜0.01）；與運動后即刻比較，MT組的PCr質量濃度極顯著降低（P＜0.01）。

3 討 論

ATP是生物體內的供能物質，是細胞基本的能量來源。ATP經去磷酸化轉化為ADP和AMP，而ADP又可以通過氧化磷酸化和底物水平磷酸化獲得高能磷酸基團形成ATP。本實驗中，運動后即刻對腓腸肌高能磷酸物質的質量濃度進行監測，結果表明與NC組比較，SC組的ATP質量濃度顯著下降，IMP的質量濃度顯著升高，而ADP和AMP的質量濃度無明顯變化，且恢復72 h后ATP質量濃度仍然處于較低水平（表1），說明高強度運動后ATP的消耗增加，水平降低，轉化為ADP和AMP，AMP在腺苷酸脫氨酶的催化下，通過嘌呤核苷酸循環進一步分解為IMP和次黃嘌呤，一旦這些代謝產物進入血液循環將會被分解為尿酸排出體外，這就導致補救合成ATP的底物丟失，使ATP水平持續降低[3,6-8]。頻繁的高強度運動導致骨骼肌ATP的丟失，這種重復性的丟失要比通過補救途徑或者從頭途徑合成ATP的速率高的多，機體嘌呤補救途徑合成ATP的速率很低，即使血液中的嘌呤濃度很高，骨骼肌也不會將其吸收作為合成ATP的原料[9-10]。而且運動后機體骨骼肌細胞內嘌呤濃度的少量增加僅占ATP水平降低的很少一部分[9,11]。因此，ATP的合成主要依靠從頭合成途徑。腺嘌呤核苷從頭合成的限制性因素是可利用的PRPP的量[12-15]，一旦PRPP的水平降低，將導致腺嘌呤核苷酸的合成減少。

大鼠混合肌纖維內核苷酸從頭合成的速率為35μmol/（kg·h）（以干質量計）[16]。本實驗中運動后即刻SC組和RT各劑量組的ATP水平大約降低了4 000～6 000 ?mol/（kg·h）（以干質量計），如果按照相同的速率從頭合成，需要110～170 h才能使ATP完全恢復至正常水平。給予核糖的大鼠在72 h后腓腸肌中的ATP水平即與正常對照組無差異，且TAN的水平也恢復到了正常水平，而未給予核糖的大鼠72 h后ATP質量濃度仍顯著低于正常水平（表1），說明補充核糖能夠顯著增強ATP的合成速率，完全恢復運動期間丟失的ATP。大鼠游泳過程中補充核糖能夠促進ATP合成增加，說明可利用的核糖以及PRPP的含量是肌肉組織中ATP合成的限制性因素，且已有研究證實補充核糖不僅能夠使骨骼肌嘌呤補救合成速率提高3～7倍[2,4]，而且能夠使ATP的從頭合成速率得到相應的提高[3]。

在心肌組織中，與NC組比較，SC組的ATP質量濃度顯著降低，而ADP和AMP的質量濃度顯著升高（表3），表明游泳運動消耗了心肌組織中的ATP轉化為ADP和AMP。補充核糖后，ADP和AMP的質量濃度恢復到正常水平，ATP的質量濃度顯著升高（表3），表明補充核糖可以使運動后即刻心肌組織中ATP水平顯著增加，這有利于維持運動過程中心臟的正常生理功能。該結果對于一些引起心臟或者骨骼肌代謝障礙的疾病具有重要意義，如心臟衰竭[17-19]、外周血管堵塞[20]等，補充核糖可以提高這些疾病患者的心肌功能[18]?；謴?2 h后，大鼠心肌的AMP、ADP、ATP和TAN都恢復至正常水平（表3）。

ATP除作為直接能源物質供能外，還可將分子中的高能磷酸鍵轉給Cr生成PCr[21]。PCr分子中所含的高能磷酸鍵不能被直接利用，而是作為高能磷酸鍵的儲存形式[22]。當機體耗能增多，ATP下降而ADP升高時，PCr把高能磷酸鍵轉給ADP生成ATP，供生理活動用。運動過程中PCr消耗程度與運動程度的關系極為密切。本研究運動強度低于60%最大攝氧量強度，因此PCr消耗較少，故腓腸肌組織內運動后即刻PCr和Cr水平變化不明顯，與正常靜息狀態無顯著差異（表2）。

機體內可利用的核糖以及PRPP的含量是肌肉組織中ATP合成的限制性因素。補充外源性核糖可以消除磷酸戊糖途徑中葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的限速步驟，直接提高PRPP水平，從而加快心肌、骨骼肌合成嘌呤核苷酸的速率及機體ATP庫的恢復。PRPP一旦形成，就會直接轉化成IMP，IMP進一步轉化成AMP，AMP再轉化為ADP，進而補充ATP的不足，起到抗疲勞作用[23]。

D-核糖顯著提高了腓腸肌內ATP的合成速率，使機體在72 h內完全恢復運動過程中消耗的ATP，加速運動后恢復期機體的能量恢復。同時，D-核糖顯著提高了運動過程中心肌組織內ATP的水平，確保運動過程中心肌組織的能量供應，維持了運動過程中心臟的正常生理功能，這對于心臟或者骨骼肌能量代謝障礙的患者具有重要意義。

參考文獻：

[1] FALLER K M, MEDWAY D J, AKSENTIJEVIC D, et al. Ribose supplementation alone or with elevated creatine does not preserve high energy nucleotides or cardiac function in the failing mouse heart[J]. PLoS ONE, 2013, 8(6): e66461. doi: 10.1371/journal.pone.0066461.

[2] ZARZECZY R, BRAULT J J, ABRAHAM K A, et al. Influence of ribose on adenine salvage after intense muscle contractions[J]. Journal of Applied Physiology, 2001, 91(4): 1775-1781.

[3] HELLSTEN Y, SKADHAUGE L, BANGSBO J. Effect of ribose supplementation on resynthesis of adenine nucleotides after intense intermittent training in humans[J]. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 2004, 286(1): 182-188.

[4] BRAULT J J, TERJUNG R L. Purine salvage to adenine nucleotides in different skeletal muscle fiber types[J]. Journal of Applied Physiology, 2001, 91(1): 231-238.

[5]王亞坤,孫文敬,劉敬澤.負載條件下D-核糖對大鼠游泳后血糖和血乳酸含量的影響[J].食品科學, 2006, 27(12): 728-732.

[6] HARMER A R, MCKENNA M J, SUTTON J R, et al. Skeletal muscle metabolic and ionic adaptations during intense exercise following sprint training in humans[J]. Journal of Applied Physiology, 2000, 89(5): 1793-1803.

[7] HELLSTEN-WESTING Y, NORMAN B, BALSOM P D, et al. Decreased resting levels of adenine nucleotides in human skeletal muscle after high-intensity training[J]. Journal of Applied Physiology, 1993, 74(5): 2523-2528.

[8] STATHIS C G, FEBBRAIO M A, CAREY M F, et al. Influence of sprint training on human skeletal muscle purine nucleotide metabolism[J]. Journal of Applied Physiology, 1994, 76(4): 1802-1809.

[9] HELLSTEN Y, RICHTER E A, KIENS B, et al. AMP deamination and purine exchange in human skeletal muscle during and after intense exercise[J]. The Journal of Physiology, 1999, 520(3): 909-920.

[10] HELLSTEN Y, SJODIN B, RICHTER E A, et al. Urate uptake and lowered ATP levels in human muscle after high-intensity intermittent exercise[J]. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 1998, 274(4): 600-606.

[11] TULLSON P C, BANGSBO J, HELLSTEN Y, et al. IMP metabolism in human skeletal muscle after exhaustive exercise[J]. Journal of Applied Physiology, 1995, 78(1): 146-152.

[12] HARMSEN E, de TOMBE P P, de JONG J W, et al. Enhanced ATP and GTP synthesis from hypoxanthine or inosine after myocardial ischemia[J]. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 1984, 246(1): 37-43.

[13] KIM Y A, KING M T, TEAGUE W E, et al. Regulation of the purine salvage pathway in rat liver[J]. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 1992, 262(3): 344-352.

[14] RUBIN B B, LIAUW S, TITTLEY J, et al. Prolonged adenine nucleotide resynthesis and reperfusion injury in postischemic skeletal muscle[J]. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 1992, 262(5): 1538-1547.

[15] YEH G C, PHANG J M. Stimulation of phosphoribosyl pyrophosphate and purine nucleotide production by pyrroline 5-carboxylate in human erythrocytes[J]. Journal of Biological Chemistry, 1988, 263(26): 13083-13089.

[16] TULLSON P C, JOHN-ALDER H B, HOOD D A, et al. De novo synthesis of adenine nucleotides in different skeletal muscle fiber types[J]. American Journal of Physiology-Cell Physiology, 1988, 255(3): 271-277.

[17] BERNOCCHI P, CECONI C, PEDERSINI P, et al. Skeletal muscle metabolism in experimental heart failure[J]. Journal of Molecular and Cellular Cardiology, 1996, 28(11): 2263-2273.

[18] PAULY D F, PEPINE C J.D-Ribose as a supplement for cardiac energy metabolism[J]. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics, 2000, 5(4): 249-258.

[19] OMRAN H, ILLIEN S, MACCARTER D, et al.D-Ribose improves diastolic function and quality of life in congestive heart failure patients: a prospective feasibility study[J]. European Journal of Heart Failure, 2003, 5(5): 615-619.

[20] BRASS E P. Skeletal muscle metabolism as a target for drug therapy in peripheral arterial disease[J]. Vascular Medicine, 1996, 1(1): 55-59.

[21] ZHAO Liping, YAN Wenhui, XIANG Heng, et al. Proteomic investigation of changes in rat skeletal muscle after exercise-induced fatigue[J]. Biological Research, 2012, 45(1): 75-80.

[22] XIONG Qiang, DU Fei, ZHU Xiaohong, et al. ATP production rate via creatine kinase or ATP synthasein vivoa novel superfast magnetization saturation transfer method[J]. Circulation Research, 2011, 108(6): 653-663.

[23]丁巖,吳丹,賈占紅,等.D-核糖對疲勞小鼠骨骼肌組織內高能磷酸物質代謝的影響[J].世界科學技術:中醫藥現代化, 2013(9): 1916-1920.

Effect of D-Ribose on High-Energy Phosphates in Cardiac and Skeletal Muscles of Rats during Swimming and Subsequent Recovery

WANG Yakun1,2, LI Meng2, WEI Zhuan3, SUN Wenjing2,4, LIU Jingze2,*
(1. Tourism Department, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China; 2. College of Life Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China; 3. Department of Pharmaceutical, Hebei Chemical and Pharmaceutical College, Shijiazhuang 050026, China; 4. School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

In order to investigate the effect ofD-ribose on the recovery of rat cardiac muscle and skeletal muscle function during and after loaded swimming, the concentrations of high-energy phosphates such as adenosine triphosphate (ATP), ATP metabolites and phosphocreatine (PCr) were determined by high performance liquid chromatography (HPLC). Results showed that the synthesis rate of ATP in skeletal muscle was accelerated significantly byD-ribose; therefore, t he same amount of ATP consumed during swimming was reproduced within 72 h and the energy recovery was accelerated. At the same time,D-ribose significantly enhanced the concentration of ATP in heart so that the energy supply to heart was guaranteed and the normal physiological function of heart was maintained during swimming.

D-ribose; high-energy phosphate materials; high performance liquid chromatography; cardiac muscle; skeletal muscle

Q532

1002-6630（2015）11-0202-06

10.7506/spkx1002-6630-201511039

2014-07-01

河北省自然科學基金資助項目（C2013205158）；河北師范大學博士基金項目（L2010B19）

王亞坤（1980—），女，副教授，博士，主要從事功能食品研究。E-mail：wangyakun-2007@163.com

*通信作者：劉敬澤（1964—），男，教授，博士，主要從事生態學與功能食品研究。E-mail：liujingze@mail.hebtu.edu.cn