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(fù)雜的生理現(xiàn)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(dǎo)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(fù)一直是航天醫(yī)學(xué)。研究表明紅景天苷是一種具有多種生物效應(yīng)的物質(zhì)，具有抗癌，抗氧化，抗缺氧，延緩衰老等功效。 二、研究內(nèi)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(jié)果：經(jīng)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(yīng)關(guān)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(jù)第一部分研究結(jié)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(yīng)組中隨機抽取8只。每組間體重?zé)o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(fù)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(tǒng)：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(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量；②檢測血漿中肌細胞損傷的標(biāo)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(jié)構(gòu)變化。 (2)能量代謝系統(tǒng)：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(nèi)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(nèi)乳酸含量。 (3)中樞系統(tǒng)：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(jié)果：(1)抗氧化系統(tǒng)：①靜止?fàn)顟B(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(tǒng)計學(xué)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(jié)果表明經(jīng)紅景天苷能提高小鼠抗氧化酶活性，減少長時間運動導(dǎo)致的抗氧化酶活性的下降，抑制脂質(zhì)過氧化物MDA的產(chǎn)生。 ②靜止?fàn)顟B(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(tǒng)計學(xué)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(dǎo)致的肌細胞損傷。 ③運動前后小鼠心肌及骨骼肌超微結(jié)構(gòu)顯示，紅景天苷可減輕長時間運動所導(dǎo)致的心肌和骨骼肌超微結(jié)構(gòu)的損傷。 (2)能量代謝系統(tǒng)：①靜止?fàn)顟B(tài)下紅景天苷組與空白組相比，小鼠骨骼肌內(nèi)MDH、SDH活性雖有

9、增高趨勢，但無統(tǒng)計學(xué)意義。運動后，空白組小鼠骨骼肌內(nèi)SDH、PK活性明顯升高；紅景天苷組骨骼肌內(nèi)MDH、SDH及PK均顯著增高；而紅景天苷組骨骼肌內(nèi)SDH活性高于空白組，PK活性有增高趨勢但無統(tǒng)計學(xué)意義。表明紅景天苷可升高運動小鼠骨骼肌內(nèi)能量代謝相關(guān)酶活性，促進有氧代謝。 ②靜止?fàn)顟B(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(tǒng)計學(xué)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(dǎo)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(dǎo)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?fàn)顟B(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(tǒng)計學(xué)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?fàn)顟B(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?fàn)顟B(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(nèi)LDH活性顯著增高，骨骼肌內(nèi)乳酸含量增高；紅景天苷組小鼠肝臟內(nèi)LDH活性極顯著增高，骨骼肌內(nèi)乳酸含量雖有增高趨勢但無統(tǒng)計學(xué)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(nèi)LDH活性，加速骨骼肌內(nèi)乳酸的清除。 (3)中樞系統(tǒng)：①長時間運動后空白組腦組織內(nèi)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(yù)組腦組織內(nèi)氨基酸水平表現(xiàn)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?fàn)顟B(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?fàn)顟B(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(tǒng)計學(xué)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(dǎo)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(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)錄為cDNA，定量PCR反應(yīng)。(2)采用Westernblot檢測小鼠骨骼肌PGC-1α蛋白表達水平。 結(jié)果：靜止

16、狀態(tài)下，紅景天苷組小鼠骨骼肌內(nèi)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(nèi)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(jié)果顯示，靜止?fàn)顟B(tài)下，紅景天苷組小鼠骨骼肌內(nèi)PGC-1α蛋白含量升高。運動后，小鼠骨骼肌內(nèi)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(diào)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(jié)論 1.紅景天苷具有抗疲勞效果，但不具有劑量—效應(yīng)關(guān)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(chǎn)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(nèi)氨基酸的代謝和提高NOS活性減緩長時間運動導(dǎo)致的腦組織NO含量下降。