基于核磁代謝組學技術的黃芪抗疲勞藥效研究.pdf

1、選題依據：黃芪作為傳統(tǒng)的補益名藥，《神農本草經》列其為上品，具有補氣固表之功效，素有“十藥八芪”之說。本草考證結合前期文獻調研發(fā)現黃芪具有良好的抗疲勞藥效，但其在不同微環(huán)境（生理和勞損狀態(tài)）下的藥效并未得到系統(tǒng)地研究。蒙古黃芪作為黃芪藥材市場的主流商品，目前出現了以山西渾源、應縣等為主的野生或半野生傳統(tǒng)黃芪和以甘肅、內蒙為主的栽培速生黃芪兩種格局，前者主要作為高端禮品芪，遠銷國際市場，但資源量少，而后者在國內藥材市場較為普遍，占國內黃芪

2、產量的近80％。關于兩種商品黃芪藥材的品質目前均以化學評價為主，其最可靠指標應為生物效應（藥效）評價，二者在抗疲勞作用的發(fā)揮上有無差異，并未獲得系統(tǒng)性評價結果。
　　目的：闡明黃芪的抗疲勞作用機制，明確生理和勞損狀態(tài)下黃芪發(fā)揮抗疲勞作用所引起機體代謝物的差異，比較傳統(tǒng)野生蒙古黃芪和栽培速生蒙古黃芪發(fā)揮抗疲勞生物效應方面的異同，為臨床和制藥企業(yè)分類選擇黃芪原料提供科學依據。
　　方法：（1）研究生理狀態(tài)下黃芪的抗疲勞作用，對黃

3、芪水提液設置3個劑量，分別為1 g/kg、3 g/kg和6 g/kg，給藥21天后，以大鼠負重力竭游泳時間為藥效指標進行研究，并對血清中超氧化物歧化酶、乳酸、尿素氮、肌酸激酶以及肝臟中肝糖原含量進行測定，再對收集到的血清、尿液、肌肉和脾臟樣本進行1H NMR代謝組學分析；（2）研究勞損狀態(tài)下黃芪的抗疲勞作用，采用強迫大鼠每天力竭游泳結合限制飲食造成疲勞模型，對黃芪水提液設置3個劑量，分別為3 g/kg、6 g/kg和12 g/kg，連續(xù)

4、21天后，以第21天的負重游泳力竭時間為藥效指標進行研究，對血清生化指標（甘油三酯、總膽固醇、乳酸脫氫酶、肌酸激酶、葡萄糖和尿素氮）進行測定，再采用1H NMR代謝組學分析黃芪干預疲勞大鼠血清內源性代謝產物的變化；（3）在勞損狀態(tài)下，以黃芪水提液6 g/kg的劑量比較傳統(tǒng)芪和栽培芪的抗疲勞生物效應差異，比較第21天的游泳時間和血清生化指標，并結合代謝組學分析血清生物標志物的變化異同。
　　結果：（1）黃芪水提液中劑量3 g/kg對

5、于生理條件下的大鼠有較好的抗疲勞作用，表現在能顯著延長大鼠力竭游泳時間，提高血清超氧化物歧化酶SOD含量和肝糖原含量，降低肌酸激酶CK的水平，清除機體運動產生的乳酸LA和尿素氮BUN；黃芪中劑量組和空白組的代謝組學結果表明，在血清、尿液、肌肉和脾臟樣本的OPLS-DA散點圖中，二者均呈現明顯分離，血清中共找出10個差異代謝物，尿液中15個差異代謝物，以及肌肉和脾臟中以氨基酸為主的15個和19個差異代謝物，可能通過調節(jié)能量代謝，包括糖代謝

6、、脂質代謝、氨基酸代謝以及核苷酸代謝來發(fā)揮抗疲勞藥效。
　　（2）對于勞損狀態(tài)的大鼠，黃芪中劑量（6 g/kg）和高劑量（12 g/kg）均能發(fā)揮良好的抗疲勞作用，表現在能顯著延長大鼠的負重游泳力竭時間；生化指標測試結果發(fā)現黃芪能降低血清肌酸激酶含量，增高乳酸脫氫酶水平，降低甘油三酯以及總膽固醇含量，清除運動代謝中積累的大量乳酸，增加葡萄糖的儲存；血清1H NMR代謝組學表明，與模型組相比，給藥組血清中葡萄糖、TMAO、谷氨酸含量

7、上升，而乳酸、異亮氨酸、亮氨酸、纈氨酸和β-羥丁酸含量降低，與空白組趨勢一致；丙氨酸和肌酸在空白組中含量最低，在給藥組中明顯升高，且高于模型組。
　　（3）山西黃芪和甘肅黃芪均能顯著性延長疲勞大鼠的力竭游泳時間，且山西黃芪略優(yōu)于甘肅黃芪，但無統(tǒng)計學意義；血清生化指標結果發(fā)現二者均能降低甘油三酯、總膽固醇、肌酸激酶和尿素氮的含量，升高乳酸脫氫酶和葡萄糖的水平，二者之間無顯著性差異；代謝組學表明，二者均能升高丙氨酸、谷氨酸、肌酸和氧化

8、三甲胺的含量，降低乳酸、纈氨酸、β-羥丁酸、亮氨酸、異亮氨酸、谷氨酰胺的含量，調節(jié)趨勢一致，
　　結論：本論文采用核磁代謝組學技術對黃芪的抗疲勞作用進行了全面系統(tǒng)的研究，以傳統(tǒng)的藥效學經典指標、血清生化結合多元統(tǒng)計分析，發(fā)現黃芪水提液3 g/kg劑量對正常大鼠有抗疲勞作用，黃芪水提液6 g/kg和12 g/kg劑量對于疲勞大鼠可以發(fā)揮良好的抗疲勞作用。在整體動物水平上，初步比較了傳統(tǒng)芪和栽培芪的抗疲勞作用，從藥效學指標和生物效應引