紅景天苷抗疲勞作用及其機制的實驗研究.pdf

1、一、研究目的和意義疲勞是一種復雜的生理現象，可引起運動員運動能力降低，戰(zhàn)士戰(zhàn)斗力減退，對一般人群而言可導致工作效率降低、差錯事故增多。因而延緩疲勞的發(fā)生和促進疲勞的恢復一直是航天醫(yī)學。研究表明紅景天苷是一種具有多種生物效應的物質，具有抗癌，抗氧化，抗缺氧，延緩衰老等功效。 二、研究內容 第一部分紅景天苷抗疲勞作用的實驗研究 目的：觀察紅景天苷對小鼠的抗疲勞效果。 方法：將120只雄性昆明種小鼠按體重隨機

2、分為5組，并分別采用60mg/(kg.d)(低)，180mg/(kg.d)(中)，360mg/(kg.d)(中高)，720mg/(kg.d)(高)紅景天苷和同樣體積蒸餾水(對照組)灌胃，15d后分別檢測小鼠力竭游泳時間及血紅蛋白(Hb)，運動前后血乳酸(LD)、運動后血清尿素氮(BUN)和肝、肌糖原含量。 結果：經紅景天苷處理小鼠力竭游泳時間明顯延長，血紅蛋白濃度及運動后肝糖原、肌糖原含量均明顯高于對照組小鼠，而運動后血乳酸濃度

3、卻明顯低于對照組，其中以中劑量組與對照組差別最為明顯。表明紅景天苷具有抗疲勞效果，但不具有劑量—效應關系其中以中劑量作用最明顯。 第二部分紅景天苷抗疲勞作用的機制研究 目的：根據第一部分研究結果選擇紅景天苷抗疲勞的最適劑量，從不同方面探討紅景天苷抗疲勞作用的機制。 方法：將32只雄性昆明種小鼠按體重隨機分為2組：紅景天苷組和對照組，每組16只，每次實驗從對應組中隨機抽取8只。每組間體重無差異。其中，紅景天苷組以1

4、80mg/kg.d的紅景天苷灌胃給藥，對照組灌胃同樣體積(0.02ml/g.d)蒸餾水。連續(xù)給藥15d。15d后，末次灌胃30min后，每組各取8只不進行任何運動，摘眼球取血后，脫臼處死小鼠取材；每組各取8只進行無負重游泳，120min后將小鼠撈出擦干，摘眼球取血，脫臼處死取材。分別從以下幾各方面探討紅景天苷抗疲勞的作用機制： (1)抗氧化系統：①檢測各組小鼠運動前后肝組織超氧化物岐化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-P

5、x)及脂質過氧化產物丙二醛(MDA)含量；②檢測血漿中肌細胞損傷的標志性酶乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸肌酶(CK)及肌酸肌酶MB亞型(CK-MB)含量；③電子顯微鏡觀察運動前后小鼠心肌及骨骼肌超微結構變化。 (2)能量代謝系統：①檢測各組小鼠運動前后血糖的濃度，肌、肝糖原含量；②檢測各組小鼠運動前后血漿總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)及游離脂肪酸(FFA)濃度；③檢測血漿總蛋白(TP)、白蛋白(Al)、球蛋白(Glob)及運動前

6、后血漿游離氨基酸濃度；④檢測各組小鼠運動前后骨骼肌內蘋果酸脫氫酶(MDH)、琥珀酸脫氫酶(SDH)及丙酮酸激酶(PK)活性；⑤檢測各組小鼠運動前后肝組織LDH活性及骨骼肌內乳酸含量。 (3)中樞系統：①檢測各組小鼠運動前后腦組織氨基酸變化和血氨(NH3)濃度；②檢測運動前后腦組織中一氧化氮(NO)和總一氧化氮合酶(T-NOS)含量。 結果：(1)抗氧化系統：①靜止狀態(tài)下與空白組相比，紅景天苷組小鼠肝臟的SOD活性增高，G

7、SH-Px活性有增高的趨勢但無統計學意義，而MDA含量降低。長時間運動后，空白組肝臟SOD、GSH-Px活性顯著降低，紅景天苷組雖有降低但降低幅度不及空白組明顯；空白組及紅景天苷組肝臟MDA含量均升高，但紅景天苷組升高水平低于空白組。結果表明經紅景天苷能提高小鼠抗氧化酶活性，減少長時間運動導致的抗氧化酶活性的下降，抑制脂質過氧化物MDA的產生。 ②靜止狀態(tài)下紅景天苷組與空白組相比，血漿LDH、CK及CK-MB濃度無顯著性差異。長

8、時間運動后，空白組和紅景天苷組血漿LDH含量均極顯著增高，空白組血漿CK、CK-MB含量明顯升高，紅景天苷組雖有增高趨勢但無統計學意義，紅景天苷組血漿CK、CK-MB含量低于空白組。表明紅景天苷可減輕長時間運動所導致的肌細胞損傷。 ③運動前后小鼠心肌及骨骼肌超微結構顯示，紅景天苷可減輕長時間運動所導致的心肌和骨骼肌超微結構的損傷。 (2)能量代謝系統：①靜止狀態(tài)下紅景天苷組與空白組相比，小鼠骨骼肌內MDH、SDH活性雖有

9、增高趨勢，但無統計學意義。運動后，空白組小鼠骨骼肌內SDH、PK活性明顯升高；紅景天苷組骨骼肌內MDH、SDH及PK均顯著增高；而紅景天苷組骨骼肌內SDH活性高于空白組，PK活性有增高趨勢但無統計學意義。表明紅景天苷可升高運動小鼠骨骼肌內能量代謝相關酶活性，促進有氧代謝。 ②靜止狀態(tài)下，紅景天苷組與空白組相比肝糖原和肌糖原含量均極顯著增高，而血糖無差異。長時間運動后，空白組小鼠血糖、肝糖原和肌糖原含量均極顯著降低，；紅景天苷組肝

10、糖原含量極顯著下降，肌糖原含量顯著下降，血糖盡管有下降趨勢，但無統計學意義；長時間運動后紅景天苷組血糖、肝糖原和肌糖原含量均顯著高于空白運動組。說明運動可導致肝、肌糖原含量降低，而紅景天苷具有增加小鼠肝、肌糖原貯備，延緩運動導致的肝、肌糖原降低，防止長時間運動后血糖降低的作用。 ③靜止狀態(tài)下，紅景天苷組血漿TG低于空白組，血漿TC、FFA濃度無差異。長時間運動后，空白組血TC、TG濃度均降低，血FFA濃度升高；紅景天苷組血TC、

11、TG和FFA濃度均降低；長時間運動后紅景天苷組血漿TC和FFA濃度低于空白組，血TG有降低趨勢但無統計學意義。表明紅景天苷可影響不同狀態(tài)下的脂肪代謝，具有降低血脂的作用。 ④靜止狀態(tài)下與空白組相比，紅景天苷組小鼠血漿各種游離氨基酸濃度升高，血漿TP、AL和Glob均無顯著性差異。長時間運動后，空白組血漿中各種游離氨基酸濃度顯著升高，紅景天苷組血漿游離氨基酸雖升高但不及空白組明顯。表明紅景天苷可影響不同狀態(tài)下氨基酸的代謝，但對血漿

12、蛋白的影響不明顯。 ⑤靜止狀態(tài)下與空白組相比，紅景天苷組小鼠肝臟LDH活性升高。長時間運動后，空白組小鼠肝臟內LDH活性顯著增高，骨骼肌內乳酸含量增高；紅景天苷組小鼠肝臟內LDH活性極顯著增高，骨骼肌內乳酸含量雖有增高趨勢但無統計學意義；紅景天苷組肝臟LDH活性升高較空白組明顯。表明紅景天苷可提高肝臟內LDH活性，加速骨骼肌內乳酸的清除。 (3)中樞系統：①長時間運動后空白組腦組織內除酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和總芳香氨基

13、酸濃度顯著降低外，其余各種游離氨基酸、總支鏈氨基酸和總氨基酸濃度均顯著升高；紅景天苷干預組腦組織內氨基酸水平表現出與空白組相似的變化，但色氨酸濃度與運動前無顯著差異，異亮氨酸、總支鏈氨基酸及色氨酸濃度顯著高于空白組；靜止狀態(tài)下，紅景天苷組血氨濃度高于空白組。長時間運動后，兩組小鼠血氨濃度均顯著性增加，紅景天苷組血氨增加幅度顯著低于空白組。表明紅景天苷可影響腦組織氨基酸代謝并具有防止血氨增高的作用。 ②靜止狀態(tài)下與空白組相比，紅景

14、天苷組小鼠腦組織T-NOS活性增加，NO含量有增高趨勢但無統計學意義。長時間運動后，空白組腦組織T-NOS活性、NO含量均極顯著降低；紅景天苷組腦組織NO含量降低，而T-NOS活性無明顯變化；紅景天苷組腦組織T-NOS活性、NO含量高于空白組。表明紅景天苷可提高一氧化氮合酶活性，減少長時間運動導致的腦組織NO含量的降低。 第三部分紅景天苷對PPARγ輔激活因子PGC-1α蛋白的作用 目的：第二部分結果提示紅景天苷可能主要

15、通過影響不同狀態(tài)下小鼠的能量代謝和促進有氧代謝來發(fā)揮其抗疲勞作用。為此本部分重在探討紅景天苷影響能量代謝，促進有氧代謝的分子機制。 方法：(1)采用RealtimePCR檢測小鼠骨骼肌PGC-1α、PPARα和線粒體轉錄因子A(mtTFA)的基因表達水平：提取各組小鼠運動前后腓腸肌組織的總RNA，將RNA反轉錄為cDNA，定量PCR反應。(2)采用Westernblot檢測小鼠骨骼肌PGC-1α蛋白表達水平。 結果：靜止

16、狀態(tài)下，紅景天苷組小鼠骨骼肌內PGC-1α、PPARα和mtTFA的基因表達水平均顯著升高。運動可以促進小鼠骨骼肌內PGC-1α、PPARα和mtTFA的基因表達水平的升高，而在紅景天苷運動組這三個基因表達增高的趨勢更為明顯。Westernblot結果顯示，靜止狀態(tài)下，紅景天苷組小鼠骨骼肌內PGC-1α蛋白含量升高。運動后，小鼠骨骼肌內PGC-1α蛋白含量升高，紅景天苷組蛋白含量升高更為明顯。表明紅景天苷可能是通過促進PGC-1α蛋白表

17、達，進而上調PPARα、mtTFA等基因的表達來提高肌細胞的氧化代謝能力和增強肌肉耐疲勞能力。 三、結論 1.紅景天苷具有抗疲勞效果，但不具有劑量—效應關系其中以中劑量作用最明顯。 2.紅景天苷可增強小鼠抗氧化酶活性，加速自由基清除，減輕長時間耐力運動所產生自由基對骨骼肌和心肌的損傷。 3.紅景天苷可影響長時間耐力運動后小鼠腦組織內氨基酸的代謝和提高NOS活性減緩長時間運動導致的腦組織NO含量下降。