辣椒素抗疲勞作用及其機(jī)理研究.pdf

1、第一章前言 疲勞是人腦力或體力到達(dá)一定階段時(shí)必然出現(xiàn)的一種正常的生理現(xiàn)象，是機(jī)體復(fù)雜的生理生化變化過(guò)程。隨著社會(huì)節(jié)奏的加快，社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，疲勞已成為威脅人類健康的重要因素。因而延緩疲勞的發(fā)生和促進(jìn)疲勞的恢復(fù)成為營(yíng)養(yǎng)衛(wèi)生學(xué)、航天醫(yī)學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、保健醫(yī)學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)等學(xué)科的研究重點(diǎn)。 辣椒素(capsaicin)是辣椒中的主要辛辣成分，可特異地作用于辣椒素敏感C類纖維(CSPNs)的辣椒素受體(VR)，繼而操縱非

2、選擇性陽(yáng)離子通道，引起一些活性物質(zhì)釋放，進(jìn)而發(fā)揮作用。研究表明，辣椒素具有提高運(yùn)動(dòng)能力的功能，說(shuō)明辣椒素可能具有抗疲勞的作用，但目前關(guān)于辣椒素抗疲勞的作用機(jī)理及其量效研究還不深入和系統(tǒng)，辣椒素對(duì)海馬神經(jīng)元的保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制的研究尚未見報(bào)道。 第二章辣椒素抗疲勞作用的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 目的：觀察辣椒素對(duì)小鼠的抗疲勞效果。 方法：將168只雄性昆明種小鼠按體重隨機(jī)分為7組：(1)正常對(duì)照組：灌胃等體積蒸餾水。(2)溶媒

3、對(duì)照組：灌胃等體積的溶媒(10％乙醇+10％吐溫80液+80％的生理鹽水)。(3)低劑量辣椒素組：按3mg/kg-wet-d的劑量灌胃辣椒素。(4)中劑量辣椒素組：按6mg/kg·wet·d的劑量灌胃辣椒素。(5)中高劑量辣椒素組：按lOmg/kg·wetd·的劑量灌胃辣椒素。(6)高劑量辣椒素組：按15mg/kg·wet·d的劑量灌胃辣椒素。(7)紅景天(Rhodiola Rosea)陽(yáng)性對(duì)照組：按干品1g/kg-wet-d的劑量灌胃

4、。所有動(dòng)物于每日晨起8時(shí)定時(shí)灌胃1次。 灌胃28d后檢測(cè)小鼠的體重，并檢測(cè)小鼠的爬桿時(shí)間、負(fù)重游泳時(shí)間以及小鼠運(yùn)動(dòng)后血乳酸水平、肝糖原含量、血尿素氮含量及血乳酸脫氫酶的活力，作為抗疲勞實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)指標(biāo)；以常壓耐缺氧時(shí)間和急性腦缺血性耐缺氧時(shí)間，亞硝酸鈉中毒時(shí)間作為抗缺氧實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)指標(biāo)。 結(jié)果：(1)辣椒素對(duì)小鼠體重增長(zhǎng)無(wú)明顯影響；(2)辣椒素可以明顯延長(zhǎng)小鼠的爬桿時(shí)間、負(fù)重游泳時(shí)間，低劑量處理組(3mg/kg)與正常對(duì)照組

5、相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；中劑量、中高劑量、高劑量組與正常對(duì)照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且以高劑量(15mg/kg)時(shí)作用最明顯；(3)辣椒素低劑量組(3mg/kg)小鼠常壓耐缺氧時(shí)間和急性腦缺血性耐缺氧時(shí)間與正常對(duì)照組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)：而辣椒素中、中高及高劑量組小鼠耐缺氧時(shí)間均顯著延長(zhǎng)，與正常對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中以高劑量組(15mg/kg)作用最明顯，其常壓耐缺氧時(shí)間和耐急性腦缺血性缺氧時(shí)間分

6、別提高了約64％和107％，且高劑量組與紅景天陽(yáng)性對(duì)照組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(4)辣椒素灌胃組小鼠運(yùn)動(dòng)后肝糖原、肌糖原含量及血乳酸脫氫酶活力均顯著高于正常對(duì)照組，而運(yùn)動(dòng)后的血乳酸水平、血尿素氮水平均顯著低于正常對(duì)照組，其中均以高劑量組(15mg/kg)作用最明顯。(5)辣椒素灌胃組小鼠亞硝酸鈉中毒存活時(shí)間與正常對(duì)照組相比，顯著延長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 結(jié)論：辣椒素在6～15mg/kg范圍內(nèi)，可以顯著延長(zhǎng)小鼠的爬桿和

7、力竭游泳時(shí)間，提高其抗缺氧的能力，并可以抑制運(yùn)動(dòng)后血乳酸和血尿素氮的生成，維持運(yùn)動(dòng)后小鼠肝臟和肌肉組織內(nèi)糖原的含量，具有明顯的抗運(yùn)動(dòng)疲勞的作用。 第三章辣椒素抗疲勞作用的生化機(jī)制研究 目的：在第二章的研究基礎(chǔ)上，選擇合適劑量的辣椒素，進(jìn)一步探討辣椒素抗疲勞的作用機(jī)制。 方法：分別從以下4方面探討辣椒素抗疲勞的作用機(jī)制： (1)抗氧化系統(tǒng)：①檢測(cè)各組小鼠運(yùn)動(dòng)前后肝組織超氧化物歧化酶( SOD)、谷胱甘肽過(guò)氧

8、化物酶(GSH-Px)及脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛( MDA)含量：②檢測(cè)血漿中肌細(xì)胞損傷的標(biāo)志性酶肌酸激酶(CK)及肌酸激酶MB亞型(CK-MB)含量。 (2)能量代謝系統(tǒng)：①檢測(cè)各組小鼠運(yùn)動(dòng)前后血糖的水平，肌、肝糖原含量；②檢測(cè)各組小鼠運(yùn)動(dòng)前后血漿游離脂肪酸( FFA)濃度；③檢測(cè)血漿總蛋白(TP)、白蛋白(AI)、球蛋白(Glob)含量： (3)中樞系統(tǒng)：①各組大鼠進(jìn)行睡眠剝奪72h后，進(jìn)行曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算各組睡眠剝奪后的

9、曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)評(píng)分；②將各組大鼠處死后，迅速取大鼠下丘腦、海馬組織，檢測(cè)5-羥色胺(5-HT)，去甲腎上腺素，腎上腺素，多巴胺，5-羥基吲哚乙酸(5-HLAA)的含量，并檢測(cè)血氨含量。 結(jié)果： (1)抗氧化系統(tǒng)： ①運(yùn)動(dòng)前，各組肝臟SOD、GSH-Px活性和肝臟MDA的水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05或P>0.01)；運(yùn)動(dòng)后，不同濃度辣椒素灌胃組肝臟SOD和GSH-Px活性與正常對(duì)照組相比，顯著升高，而肝臟MDA的水

10、平顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，其中以高劑量組(15mg/kg)作用最明顯。 ②運(yùn)動(dòng)前辣椒素灌胃組與正常對(duì)照組相比，血漿CK、CK-MB含量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后，不同濃度辣椒素處理組的血漿CK及CK-MB的含量顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，其中以高劑量辣椒素處理組(15mg/kg)作用最明顯。 (2)能量代謝系統(tǒng)： ①靜止?fàn)顟B(tài)下，

11、各組小鼠的血糖水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)：運(yùn)動(dòng)后，各組小鼠的血糖均有所降低，但運(yùn)動(dòng)后不同濃度辣椒素處理組的血糖水平均較正常運(yùn)動(dòng)對(duì)照組的血糖水平顯著增高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)；運(yùn)動(dòng)后不同濃度辣椒素處理組肝糖原和肌糖原含量均較正常運(yùn)動(dòng)對(duì)照組顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)。 ②運(yùn)動(dòng)后，分別檢測(cè)各組血漿FFA的含量，結(jié)果表明紅景天能顯著降低運(yùn)動(dòng)后血FFA;而不同濃度的辣椒素處

12、理組的血漿FFA的含量與空白運(yùn)動(dòng)組相比均顯著增高，且與空白運(yùn)動(dòng)組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。 ③各組小鼠運(yùn)動(dòng)前后的血漿IP、AL和Glob水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 (3)中樞系統(tǒng)： ①睡眠剝奪72h后，與空白睡眠組相比，空白睡眠剝奪組的OFT評(píng)分顯著降低；咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組及不同濃度的辣椒素處理組與空白睡眠剝奪組相比，OFT得分顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，且以辣椒素高劑量組(

13、15mg/kg)作用最明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(74±9 vs49±7，P<0.01)。 ②空白睡眠剝奪組與空白睡眠組相比下丘腦和海馬的5-HT、5-HIAA水平顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(14.38±1.37vs12.76±1.25，P<0.01)；咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組及不同濃度的辣椒素處理組與空白睡眠剝奪組相比下丘腦和海馬的5-HT、5-HIAA水平顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，且以辣椒素高劑量組(15

14、mg/kg)作用最明顯(11.19±1.26vs14.38±1.37，P<0.01)，與咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 ③與空白正常睡眠組相比，空白睡眠剝奪組下丘腦組織的腎上腺素、去甲腎上腺素及多巴胺的含量均顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；與空白睡眠剝奪組相比，咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組，不同濃度的辣椒素處理組下丘腦的腎上腺素、去甲腎上腺素及多巴胺的含量均顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0

15、.01)，且以高劑量(15mg/kg)作用最明顯，與咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 ④睡眠剝奪前，各組大鼠的血NH3水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?？瞻姿邉儕Z組與空白睡眠組相比血NH3水平顯著升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(318.6±34.8 vs166，7±20.8，P<0.01)；咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組及不同濃度的辣椒素處理組與空白睡眠剝奪組相比血NH3水平顯著降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，且辣椒

16、素的作用為高劑量組(15mg/kg)作用最明顯，(158.5±27.9vs318.6±34.8，P<0.01)，與咖啡因陽(yáng)性對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。 結(jié)論：辣椒素具有顯著的抗疲勞作用，其機(jī)制可能為①增強(qiáng)小鼠抗氧化酶的活性，清除氧自由基，減少長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)引起的心肌的損傷；②增強(qiáng)脂肪的代謝，從而減少血糖的消耗，維持運(yùn)動(dòng)后的血糖水平：③減少中樞的5-羥色胺和血NH3的生成，并可升高腎上腺素、去甲腎上腺素及多巴胺的含量

17、，從而使多巴胺/5-羥色胺的比值維持在較高水平，調(diào)節(jié)中樞活動(dòng)。 第四章辣椒素對(duì)缺氧/復(fù)氧誘導(dǎo)的海馬神經(jīng)元凋亡的影響 目的：辣椒素對(duì)H/R誘導(dǎo)神經(jīng)元凋亡的保護(hù)作用并進(jìn)一步探討了該作用可能涉及的細(xì)胞分子機(jī)制。 方法：選用妊娠18d的SD大鼠的胎鼠，分離和培養(yǎng)海馬神經(jīng)元組織，微管結(jié)合蛋白2(MAP2)抗體免疫熒光鑒定；取培養(yǎng)8-10 d生長(zhǎng)良好的海馬神經(jīng)元用于實(shí)驗(yàn)。3h缺氧(1％O2)和隨后24 h復(fù)氧誘導(dǎo)海馬神經(jīng)元細(xì)