人參皂甙對運動性疲勞模型大鼠MDA含量和SOD活性的影響

潘華山 焦潤藝 馮毅羽中

（廣州中醫藥大學體育健康學院，廣東廣州510006）

1982年第5屆國際運動生化會議明確提出運動性疲勞是指機體生理過程不能維持其機能在特定水平上和 （或）不能維持預定的運動強度[1]。目前，現代生物醫學由于受到局部論、外因論及單純因果線性關系等因素的限制，各種消除疲勞的措施在效果上各有不盡如人意的地方。運動性疲勞屬中醫 “勞倦”范疇，中醫認為勞倦發生的主要病機是不同程度的本虛標實，本虛以陽氣不足，兼有陰血虧虛[2～7]。本文在運動性疲勞模型大鼠復制的基礎上，根據中醫 “勞倦”氣虛陽弱的主要病機，選用中藥人參提取物人參總皂甙、人參皂甙Re、Rb1、Rg1，對動物模型進行灌胃治療，從模型大鼠丙二醛 （MDA）含量和超氧化物歧化酶 （SOD）活性著手，研究人參皂甙治療運動性疲勞的變化規律，并闡明其作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SPF級雄性Sd大鼠，180～220 g，廣州中醫藥大學實驗動物中心提供，實驗動物使用許可證號:SYXK（粵）2008-0085，使用動物質量合格證明編號:0031686。于廣州中醫藥大學實驗動物中心SPF級實驗室內進行實驗，常規分籠喂養，自由飲水進食，動物室內溫度21～24℃，相對濕度40～55%，室內空氣流通，光照時間l2 h。

1.2 藥品、主要試劑與儀器

人參總皂甙、人參皂甙 Rb1、人參皂甙 Re、人參皂甙Rg1，由上海同田生物技術有限公司提供。試劑主要包括MDA含量測定試劑盒和SOD活性測定試劑盒，均由南京建成生物工程研究所提供。主要儀器有TDL-5-A型低速離心機 （上海飛鴿公司生產）和ZH-PT動物實驗跑臺 （淮北正華生物儀器設備有限公司生產）。

1.3 運動疲勞模型的復制與分組方法

60只雄性Sd大鼠，隨機均分為人參總皂組（50mg/kg，i.p.）、人 參 皂 甙 Re （50mg/kg，i.p.）、人參皂甙 Rb1組 （50 mg/kg，i.p.）、人參皂甙 Rg1組 （50mg/kg，i.p.）、模型組 （等容量生理鹽水，i.p.）和空白組 （等容量生理鹽水，i.p.），每天灌喂給藥一次，灌胃1小時后，除空白外所有各組大鼠均進行中等運動強度的水平跑臺運動，每天一次，速度為15m/min，坡度0°，跑臺20 min，間歇40 min，在跑臺20 min，連續14天。

1.4 取材、樣本制備與測定方法

1.4.1 抗凝血與血清的制備

于末次運動后，立即斷頸處死，取血5 ml，分別加入加1%肝素抗凝劑和未加抗凝劑的試管中，每管不少于1 ml，抗凝管加入血液后輕輕搖動，確保血液不凝結成塊;不加抗凝劑血液于4℃冰箱靜置保存2 h后，3 000轉/min，離心10 min，取上清液，即為血清，于4℃保存上述抗凝血及血清備用。

1.4.2 大鼠血清MDA含量的監測

丙二醛 （MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測定，嚴格按試劑盒使用說明書進行操作。

1.4.3 大鼠紅細胞SOD活性測定

取肝素抗凝血50μ l，沖入盛有2 ml的生理鹽水的帶刻度離心管中，2 000轉/分，離心3 min，棄上清液，加預次冷雙蒸水0.2ml，紅細胞溶解后加入 95%乙醇 0.1ml，振蕩 30 s后，加氯仿0.1ml，充分混勻 1 min，3 500轉/min，離心8 min，取上清液 20μ l進行紅細胞SOD活力測定。采用黃嘌呤氧化酶法測定，嚴格按試劑盒合用說明書進行操作。

1.4.4 肝臟與骨骼肌取材與處理

剖腹取出肝臟一塊，約6 g左右，于左后肢相同部位腓腸肌取二塊骨骼肌，同樣約6 g左右。4℃生理鹽水清洗后，濾紙干燥，立即放入清潔干燥密閉的小瓶中，于-20℃保存備用。

1.4.5 肝和骨骼肌組織勻漿的制備

取上述凍存肝和骨骼肌組織，按試劑盒合用說明書稱取肝和骨骼肌組織各50 mg，加適量生理鹽水，于冰水中用電動勻漿機制備成1%肝細胞和骨骼肌細胞勻漿。

1.4.6 肝臟與骨骼肌MDA含量和SOD活性測定

硫代巴比妥酸法測MDA含量、黃嘌呤氧化酶法測SOD活性，均按試劑盒合用說明書進行操作。

2 結果

2.1 人參皂甙對運動性疲勞模型大鼠血清MDA含量和紅細胞SOD活性的影響

見表1。與模型組比較，空白組、Rb1、Re、Rg1和總皂甙組血清MDA含量均有極顯著降低（P＜0.01）;與總皂甙組比較，Rb1與 Re組血清MDA含量均無顯著性差異 （P＞0.05），Rg1組血清MDA含量極顯著升高 （P＜0.01）。與模型組比較，空白組、Rb1、Re、Rg1和總皂甙組紅細胞SOD活性均極顯著升高 （P＜0.01）;與總皂甙組比較，Rg1與Re組紅細胞SOD活性均有顯著性降低 （P＜0.05），Rb1組紅細胞SOD活性則無顯著性差異 （P＞0.05）。

表1 人參皂甙對模型大鼠血清MDA含量 （nmol/ml）和紅細胞SOD活性 （U/mgrpot）的影響

2.2 人參皂甙對運動性疲勞模型大鼠肝MDA與SOD活性的影響

表 2顯示，與模型組比較，空白組、Rb1、Re、Rg1和總皂甙組肝MDA含量均有極顯著降低（P＜0.01）;與總皂甙組比較，Rg1與 Re組肝MDA含量均有極顯著性升高 （P＜0.01），Rb1組肝MDA含量則無顯著性差異 （P＞0.05）。與模型組比較，空白組肝 SOD活性顯著性升高 （P＜0.05），Rb1、Re、Rg1和總皂甙組肝SOD活性均有極顯著升高 （P＜0.01）;與總皂甙組比較，Rg1組和 Re組肝 SOD活性均有極顯著升高 （P＜0.01），Rb1組肝SOD活性則無顯著性差異 （P＞0.05）。

表2 人參皂甙對模型大鼠肝MDA含量 （nmol/ml）與SOD活性 （U/mgrpot）的影響

2.3 人參皂甙對運動性疲勞模型大鼠骨骼肌MDA含量與SOD活性的影響

表3顯示，與模型組比較，空白組、Rb1、Re、Rg1和總皂甙組骨骼肌MDA含量均有顯著降低 （均有P＜0.01）;與總皂甙組比較，Rg1與Rb1組骨骼肌 MDA含量無顯著性差異 （均有 P＞0.05），Re組骨骼肌 MDA含量則有顯著性升高（P＜0.05）。與模型組比較，空白組、Re、Rb1、Rg1和總皂甙組骨骼肌SOD活性勻有顯著性升高（P＜0.01）;與總皂甙組比較，Re組和Rg1組骨骼肌SOD活性均有顯著性升高 （均有 P＜0.05），Rb1組骨骼肌SOD活性有顯著性升高 （P＜0.01）。

表3 人參皂甙對模型大鼠肝MDA含量 （nmol/ml）與SOD活性 （U/mgrpot）的影響

3 討論

3.1 中醫對運動疲勞機制的認識

由于大負荷量運動能損耗機體精、氣、血、津液和能量物質，累及心肝脾腎等臟腑，導致運動能力下降，此與中醫的 “虛證”十分相似”。中醫認為疲勞屬于 “勞倦”的范疇，疲勞的本質是臟腑功能下降或失調和經血不足。盡管中醫沒有對運動性疲勞作直接論述，但在中醫的經典著作中卻有許多對 “疲勞”和 “虛勞證”的論述。“疲勞”一詞始見于漢代張仲景 《金匱要略》，認為疲勞與 “虛勞病”同類，認為疲勞的病機為氣虛所致，有 “勞則氣耗，勞則喘息汗出，內外皆越，故氣耗矣。”的論述。《內經?素問?舉痛論》言 “勞則氣耗”，《雜病廣要?虛勞篇》言 “勞動不息則形虛”，《金匱玉函要略輯文》言 “勞則必勞其精血也”、“氣傷必及精”，《素問?調經篇》和 《千金方》中稱五勞者即肺勞、肝勞、心勞、脾勞、腎勞。上述論著較深刻地揭示了 “疲勞”的機理和本質是由血氣、精髓虛竭、脾胃氣弱或腎氣不足、或陰不足、陽有余等原因引起陰虛生內熱，分析了疲勞與形體、精氣和肺、脾、腎等臟腑功能的密切關系[2～4]。運動性疲勞在中醫中可視為一種比勞動強度更大的劇烈活動引起的勞倦、虛勞等癥。根據中醫理論 “虛則補之”，宜采用以進補作用抗體力性疲勞的主要治則，可根據運動量和時間的不則采取不同的治療方法:1）運動疲勞可致元氣耗傷，固應以補氣為主進行治療[5～7];2）運動致心肺血氣不足、肝失疏泄，因運動性疲勞的根源在于肝功能的減弱，固應注重調理肝功[8～10]。

3.2 人參對運動性疲勞性氧化應激的影響

人參始載于 《本經》，味甘、苦，性平，入脾、肺、心經，傳統中醫學認為人參具有扶正固本、大補元氣之效、補脾益肺、生津止渴、安神益智、補氣生血的作用，是傳統補虛要藥。在祖國醫學中應用廣泛，歷史悠久，《神農本草經》把人參列為上品，有 “主補五臟、安精神、止驚悸、除邪氣、明目、開心益智”的記述。現代研究表明人參含有多種化學成分，主要有人參皂甙 （Gin.senosides）、人參多糖、多肽、人參炔醇、麥芽酚、腺嘌呤核苷以及某些氨基酸和微量元素等，其中人參皂甙是人參生理活性最重要的有效成分。運動后由于線粒體的氧化磷酸化、細胞內鈣的再聚集和黃嘌呤氧化酶途徑產生了大量的活性氧 （ROS）以及機體內源性的抗氧化防御系統不能有效的清除ROS，活性氧來源自由基占總自由基的95%，超氧化物自由基的消除主要經超氧化物歧化酶 （SOD）催化生成O2和H2O2。SOD是最重要的抗氧化酶，它能特異性地清除超氧陰離子自由基。SOD活性的下降會打破原有自由基代謝平衡，使自由基產生相對增多，損害骨骼肌等影響到機體的運動能力[11]。脂質過氧化物 （LPO）直接損傷內皮細胞，導致內皮細胞的退行性變化和通透性改變，丙二醛 （MDA）是體內脂質過氧化代謝產物，其含量可反映脂質過氧化程度，常用于反映體內脂質過氧化代謝情況和評定自由基生成及其對膜脂質雙層結構破壞[12。力竭性運動能可引起大鼠骨骼肌中過氧化作用加強，抗過氧化能力減弱，表現為大鼠腓腸肌中脂質過氧化產物MDA含量增加、超氧化物歧化酶 （SOD）活性下降[13，14]有效地清除體內超氧陰離子 （?O2-）、H2O2等自由基，明顯延長細胞壽命[15]。人參皂甙Rb1和Rg1，其在人參中是主要的活性化合物[16]，可促進細胞的新陳代謝，加快衰老皮膚細胞核酸和蛋白質的合成，同時增加皮膚中SOD含量和活性，而發揮其抗氧化和清除自由基作用，恢復細胞正常的生理功能。Rb1可以降低H2O2誘導損傷的人臍靜脈內皮細胞MDA含量、增加SOD活性[17]。Rg1具有多方面的生物學活性，可升高肺缺血再灌注肺組織中SOD活性、降低MDA含量[18]。不僅有利于使機體功能正常化，而且具有抗自由基作用[19，20]。Rg1可通過降低力竭游泳小鼠MDA 含量、升高SOD活性、增加肝、肌糖元含量，加速清除自由基和代謝產物、促進糖原合成發揮抗運動性疲勞[21，22]。

4 結論

由本研究結果可知，人參皂甙主要成分Rb1、Rg1、Re等人參總皂甙單體成分均可降低紅細胞、肝細胞和骨骼肌細胞MDA含量、提高血液、肝細胞和骨骼肌細胞SOD活性，提示人參皂甙總成分及其單體均具有不同程度的抗自由其作用，增強機體清除自由基活性，減少自由基及脂質過氧化物，防止自由基及其代謝產物對組織損害可能是人參總皂甙及其單體成分Rb1、Rg1、Re等抗運動性疲勞的主要機制之一。

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