鹿寶養生飲品對過度疲勞大鼠的保護作用及其機制

楊洪秀，于曉風，曲紹春，徐華麗，睢大筼

(1.吉林大學藥學院藥理學教研室，吉林 長春 130021；2.吉林省科學技術廳中藥辦，吉林 長春 130041)

疲勞是一個復雜的生理生化過程，其發生發展是多種因素共同作用的結果。運動性疲勞的宏觀表現主要是運動時能量體系輸出最大功率和肌肉力量的下降，其發生過程與一些生化指標的變化有關，主要包括以下幾類：①能量物質，如肌糖原、肝糖原、血糖及磷酸肌酸等；②代謝調節物質，如乳酸脫氫酶、激素及ATP酶等；③代謝產物，如血和肌肉中乳酸、血尿素氮、H+離子及丙酮酸等[1-2]。

鹿寶養生飲品(Lubao Health cultivation Drink,LHD)系采用低溫逆流提取、減壓真空濃縮和低溫超濾除菌工藝技術提取鹿茸、沙棗及人參活性成分而開發的保健食品。在長春市科技局“優質梅花鹿產業化關鍵技術研究與開發重大科技專項”的支持下，本課題組完成了LHD的抗疲勞功效試驗，證實其可明顯延長小鼠負重游泳時間，提高疲勞小鼠的肌、肝糖元含量；可明顯延長小鼠爬桿時間，降低小鼠血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)含量，提高小鼠肌肉組織Na+-K+-ATP酶活力，降低小鼠游泳10 min后血乳酸(LA)含量，提示LHD具有抗疲勞作用。本實驗通過力竭游泳訓練8周建立大鼠疲勞模型，觀察LHD對大鼠過度疲勞的保護作用，并通過觀察下丘腦與疲勞密切相關的中樞遞質的變化探討其作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物清潔級Wistar大鼠，雄性，體質量160～180 g，合格證號SCXK-(吉) 2007-0003，由吉林大學實驗動物中心提供。

1.2 藥品與試劑LHD由吉林省長雙鹿業特產開發集團有限公司提供，批號20100325，將其原液濃縮1及2倍。優克糖血糖試紙由惠基生物科技股份有限公司生產；血清睪酮(serum testosterone,ST)、血漿皮質酮(plasma corticosterone,PC)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、多巴胺(dopamine,DA)、去甲腎上腺素(noradrenaline,NA)及5-羥色胺(5-hydroxy tryptamine,5-HT)試劑盒均為美國ADL酶免診斷試劑盒；尿蛋白定量試劑盒由南京建成生物工程研究所生產。

1.3 動物分組及給藥方案雄性Wistar大鼠252只，分籠飼養1周，10只/籠。1周后根據體質量隨機分為 6組：①對照組20只；②一般游泳訓練組24只；③過度負荷游泳模型組52只；④過度負荷游泳LHD低劑量組52只；⑤過度負荷游泳LHD中劑量組52只；⑥過度負荷游泳LHD高劑量組52只。①～③組均灌胃蒸餾水10 mL·kg-1·d-1;④～⑥分別灌胃不同濃度的LHD 10 mL·kg-1·d-1，低劑量組用LHD原液，中劑量組用1倍濃縮液，高劑量組用2倍濃縮液(分別相當于人攝入量的6、12及24倍)，每日1次，連續 8 周。

1.4 大鼠過度疲勞模型建立按照文獻[3]方法建立大鼠過度游泳訓練所致疲勞模型。①對照組：常規飼養，不進行任何游泳訓練。②一般游泳訓練組。給藥后1 h開始游泳訓練。第1周：第1天游泳訓練10 min、第2天游泳訓練15 min、第3天游泳訓練20 min、第4天游泳訓練25 min、第5天游泳訓練30 min；第2周：第1天游泳訓練30 min、第2天游泳訓練40 min、第3天游泳訓練50 min、第4天游泳訓練60 min、第5天游泳訓練60 min；第3周：第1天游泳訓練60 min、第2天游泳訓練75 min、第3天游泳訓練90 min、第4天游泳訓練105 min、第5天游泳訓練120 min；第4～8周每天游泳訓練2 h。③ 過度負荷游泳模型組。給藥后1 h開始游泳訓練。第1～3周游泳訓練同一般游泳訓練組。第4周：第1天負重為體質量的0.5%，游泳訓練2 h；第2天負重為體質量的0.6%，游泳訓練2 h；第3天負重為體質量的0.8%，游泳訓練2 h；第4天負重為體質量的0.9%，游泳訓練2 h；第5天負重為體質量的1.0%，游泳訓練2 h。第5周：第1天負重為體質量的1.2%，游泳訓練2 h；第2天負重為體質量的1.4%，游泳訓練2 h；第3天負重為體質量的1.6%，游泳訓練2 h；第4天負重為體質量的1.8%，游泳訓練2 h；第5天負重為體質量的2.0%，游泳訓練2 h；第6周：每天上午負重為體質量的2%，游泳訓練2 h；下午負重為體質量的4%，游泳訓練2 h。第7～8周：每天上午負重為體質量的2%，游泳訓練2 h；下午負重為體質量的4%，游泳訓練2 h夜間負重為體質量的4%，游泳訓練2 h。④ 過度負荷游泳LHD低、中、高劑量組：給藥后1 h開始游泳訓練。第1～3周游泳訓練同一般游泳訓練組，第4～8周游泳訓練同過度負荷游泳模型組。游泳條件：游泳缸呈圓形，內壁光滑，直徑為130 cm，水深50 cm，水溫34℃～36℃，每周游泳訓練5 d。

1.5 血和尿生化指標測定末次游泳24 h后，用3%戊巴比妥鈉腹腔麻醉大鼠，取尿以尿蛋白定量試劑盒測定尿蛋白(urine protein,UP)含量；取全血以優克糖血糖儀及優克糖血糖試紙測定血糖水平(blood sugar,BG)，用血紅蛋白計測定血紅蛋白(hemoglobin,Hb)含量；分離血清通過酶標儀按試劑盒方法(夾心ELISA法)測定ST含量；取全血經3.3%肝素抗凝，放置30 min后4℃離心，分離血漿以夾心ELISA法測定PC含量。

1.6 下丘腦神經遞質測定分離大鼠下丘腦，用0.9%氯化鈉注射液制備10%的組織勻漿，通過酶標儀按試劑盒方法(夾心ELISA法)測定DA、 NA、5-HT及GABA含量，并計算DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值。

2 結 果

2.1 各組大鼠體質量的變化與對照組比較，一般游泳訓練組及過度游泳訓練組大鼠在游泳訓練的第1～2周體質量無明顯變化(P>0.05)；在游泳訓練的第3～8周，一般游泳訓練組及過度游泳訓練組大鼠體質量均明顯降低(P<0.01或P< 0.001)；但過度游泳訓練組大鼠體質量降低更明顯，于游泳訓練的第6～8周明顯低于一般游泳訓練組(P<0.01)，表明一般游泳訓練及過度游泳訓練均可造成大鼠體質量下降，過度游泳訓練的疲勞程度更明顯。LHD低、中、高劑量組雖不能完全對抗過度游泳訓練造成的大鼠體質量降低，但與一般游泳訓練組比較大鼠體質量無明顯變化(P>0.05)，而且LHD中、高劑量組在游泳訓練的第5～8周均可明顯改善因過度游泳訓練造成的大鼠體質量降低，與過度游泳訓練組比較差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 各組大鼠體質量的變化

2.2 各組大鼠ST及PC含量的變化與對照組比較，一般游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后ST及PC含量均無明顯變化(P>0.05)；過度游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后ST含量明顯降低，與對照組及一般游泳訓練組比較差異均具有統計學意義(P<0.05)，PC含量雖然有升高趨勢，但與對照組及一般游泳訓練組比較差異均無統計學意義(P>0.05)；與過度游泳訓練組比較，LHD低、中、高劑量組ST及PC含量均無明顯變化(P>0.05)。見表2。

2.3 各組大鼠UP含量、全血BG及Hb含量的變化與對照組比較，一般游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后全血Hb含量明顯降低(P<0.05)，UP含量及全血BG均無明顯變化(P>0.05)。過度游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后UP含量明顯增加，與對照組及一般游泳訓練組比較差異均有統計學意義(P<0.05)；全血Hb含量明顯降低，與對照組比較差異有統計學意義(P<0.01)，與一般游泳訓練組比較差異均無統計學意義(P>0.05)；全血BG與對照組及一般游泳訓練組比較差異均無統計學意義(P>0.05)。與過度游泳訓練組比較，LHD低劑量組UP含量、全血BG及Hb含量均無明顯變化(P>0.05)；LHD中、高劑量組UP含量明顯降低(P<0.05)，全血BG及Hb含量均無明顯變化(P>0.05)。見表2。

表2 各組大鼠游泳訓練8周后ST、PC、UP、BG及Hb含量的變化

2.4 各組大鼠下丘腦DA、NA、5-HT及GABA含量的變化與對照組比較，一般游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后下丘腦DA、NA、5-HT及GABA含量均無明顯變化(P>0.05)，過度游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后下丘腦DA含量明顯降低(P<0.05)，5-HT含量明顯增加(P<0.05)，NA及GABA含量均無明顯變化(P>0.05)。與過度游泳訓練組比較，LHD低劑量組大鼠下丘腦5-HT含量明顯降低(P<0.05)，DA、NA及GABA含量均無明顯變化(P>0.05)；LHD中、高劑量組大鼠下丘腦5-HT含量明顯降低(P<0.05)，下丘腦DA及GABA含量明顯增加(P<0.05)，NA含量無明顯變化(P>0.05)。見表3。

表3 各組大鼠游泳訓練8周后下丘腦DA、NA、5-HT及GABA含量的變化

2.5 各組大鼠下丘腦DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值的變化與對照組比較，一般游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后下丘腦DA/5-HT比值明顯降低(P<0.05)，NA/5-HT及DA/NA比值均無明顯變化(P>0.05)；過度游泳訓練組大鼠游泳訓練8周后下丘腦DA/5-HT及NA/5-HT比值均明顯降低(P<0.05或P<0.01)，DA/NA比值有降低趨勢(P>0.05)。與一般游泳訓練組比較，過度游泳訓練組大鼠DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值均無明顯變化(P>0.05)。與過度游泳訓練組比較，LHD低劑量組大鼠下丘腦DA/5-HT比值明顯增高(P<0.05或P<0.01)，NA/5-HT及DA/NA比值無明顯變化(P>0.05)，LHD中、高劑量組大鼠下丘腦DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值明顯增高(P<0.05或P<0.01)。見表4。

表4 各組大鼠游泳訓練8周后下丘腦DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值的變化

3 討 論

本實驗結果顯示：過度游泳訓練組大鼠在游泳訓練的第3～8周體質量均明顯降低，8周后大鼠ST含量明顯降低，PC有升高趨勢，UP含量明顯增加，Hb含量明顯降低，與文獻[3]報道相一致，提示本實驗成功建立大鼠過度游泳訓練性疲勞模型。

盡管運動醫學界對運動性疲勞的研究已有百余年的歷史，但運動性疲勞的生化機制至今尚未完全闡明。許多學者認為:運動性疲勞的發生機制與運動的類型有關，如短時間劇烈運動時出現的疲勞，往往與肌肉中能源物質的消耗及乳酸等代謝產物的堆積等外周因素有關；而長時間中等強度運動產生的疲勞，則以中樞神經系統出現保護性抑制的中樞因素為主。中樞神經系統中的神經遞質和神經調質參與了這種疲勞的發生，其大致可分為興奮性和抑制性兩種，前者包括谷氨酸和天冬氨酸等，后者有GABA和5-HT等。Chaouloff等[4]首先提出5-HT可能是中樞神經系統的疲勞遞質，其使機體乏力、困倦，引起人體疲勞[5]。長時間運動時腦內5-HT升高導致中樞疲勞，從而降低從中樞向外周發放的沖動，因而降低運動能力[6]。Bailey等[7-8]還利用一系列藥物研究5-HT與中樞疲勞之間的關系，服用引起腦內5-HT增高的藥物，大鼠跑至力竭的時間大大縮短，而且出現明顯的劑量-效應關系，說明特定的藥物可引起腦內5-HT的增加，導致中樞抑制出現疲勞現象。在中樞神經系統內DA能神經元主要分布在中腦黑質、中腦腳間核以及下丘腦弓狀核，尤其是黑質最多。腦內DA 也主要由黑質的神經元合成，貯存在紋狀體，尾核的含量最高[9]。章江洲等[10]研究了在耐力訓練和一次急性力竭運動后大鼠的6個腦區后發現：力竭運動提高了大部分腦區的DA含量。Bailey 等[8]研究表明：當中樞產生疲勞時大鼠中腦的DA合成變弱，如保持DA的合成代謝則會推遲疲勞的產生。陳令生[11]發現：服用安非他明增加DA能活性后腦內DA 代謝水平增加，耐力性運動成績提高。有研究發現：腦中DA能活性增加，可抑制5-HT的合成與代謝，而當大腦5-HT/ DA的比值升高，會引發運動性疲勞。本實驗結果表明：LHD可明顯降低過度游泳訓練造成的超負荷疲勞大鼠下丘腦5-HT含量，有利于對抗過量5-HT在中樞神經系統引起的人體疲勞。LHD亦能明顯增加過度游泳訓練造成的超負荷疲勞大鼠下丘腦DA含量，有利于提高耐力性運動的成績。此外，LHD可明顯提高過度游泳訓練造成的超負荷疲勞大鼠下丘腦DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值，有利于緩解運動性疲勞。而LHD提高下丘腦GABA含量的作用亦可能有助于維持機體對情緒和運動的穩定性，有益于改善睡眠[12-13]。

綜上所述，LHD對過度游泳訓練造成的超負荷疲勞具有明顯改善作用，其作用機制可能與降低下丘腦5-HT含量，提高下丘腦DA含量，明顯提高下丘腦DA/5-HT、NA/5-HT及DA/NA比值有關，確切機制有待深入研究。

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