炙甘草湯對反復力竭運動大鼠心肌保護作用的研究

譚現花

(山東省體育科學研究中心，山東 濟南 250102)

力竭運動是超出人或動物生理極限的運動，會對心臟的心肌結構、生理功能產生影響，誘發心肌損傷。如果對嚴重的心肌損傷不能進行早期診斷和干預，不可逆性的心肌損傷會引起運動能力的下降，導致運動生涯的終止，甚至會危及生命。如何減少力竭運動對心肌引起的損傷，保護心臟功能，增強機體的運動能力，已成為運動醫學領域的一個熱點問題。中藥對心腦血管疾病的防治已引起世界各國學者的極大關注。炙甘草湯出自漢代張仲景的《傷寒論》，組方:炙甘草12 克，生姜9 克，桂枝9 克，人參6 克，生地黃30 克，阿膠6 克，麥門冬10 克，麻仁10 克，大棗10 枚。它具有益氣養血，通陽復脈，滋陰補肺的功效，主治功能性心律不齊，期外收縮，冠心病，風濕性心臟病，病毒性心肌炎，甲狀腺機能亢進等有心悸，氣短，脈結代之證且辯證屬陰血不足，心氣虛弱者。本研究通過探討炙甘草湯對反復力竭運動大鼠心肌的影響，分析其是否對心臟有保護作用，以便為其今后在競技體育運動中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

Wistar 雄性大鼠60 只，8 周齡，體重260±15 克，由山東大學動物實驗中心提供。所有大鼠稱重，按體重分層，利用EXCEL 隨機函數，隨機分為3 組:對照組(20 只)，運動組(20 只)，運動+中藥組(20 只)，5 只每籠，自由飲食。飼養室環境溫度24±2℃，相對濕度45%～58%，光照時間每天12 小時。適應性飼養1 周后開始實驗。

1.2 動物模型制備

運動組和運動+中藥組進行每周6 天、每天1 次的力竭游泳，共2 周，對照組不運動。運動前1 小時，對照組和運動組灌胃給予2.5 毫升蒸餾水，運動+中藥組灌胃給予炙甘草湯藥液2.5 毫升(生藥含量為20%)。利用高80 厘米，直徑60 厘米的圓柱形塑料圓桶作為游泳槽，水深大約50 厘米，水溫32±2℃。正式實驗前1 天進行1 次適應性游泳，游泳時尾部負重自身體重2%的負荷。力竭標準:大鼠游泳動作明顯失調，且不能再堅持，沉入水下10 秒不能自主上浮。短時間內力竭的大鼠，撈出休息5 分鐘，繼續游泳，運動時間不少于兩小時。

1.3 實驗動物取材

最后一次力竭游泳后，腹腔注射10%水合氯醛(0.3ml/100g 體重)麻醉大鼠，腹主動脈取血。所有血樣置于消毒滅菌的試管中，放在37 ℃水浴箱溫浴30分鐘，3 500 轉/分離心15 分鐘，分離血清凍存，待測心肌肌鈣蛋白I(cTnI)。脫頸椎處死各組動物，迅速取出心臟，用生理鹽水漂洗，以除掉多余脂肪，剪下左心室肌20 mg，加入2 ml 生理鹽水，剪碎，玻璃勻漿管勻漿，離心，吸取上清液，檢測心肌組織超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。

1.4 各指標測試方法

最后一次給藥后1 小時，將運動組、運動+中藥組大鼠投入游泳槽中，測定大鼠力竭游泳時間。cTnI 采用美國Beckman Coulter 公司Access2 全自動微粒子化學發光免疫分析系統進行測定，試劑盒為該公司生產的配套試劑盒。SOD 用氮藍四唑法測定，MDA 用硫代巴比妥酸法測定，儀器為上海722 s 可見分光光度計，試劑盒由南京建成科技有限公司提供。

1.5 統計學分析方法

所有數據均采用SPSS18.0 軟件進行統計分析，結果用均數±標準差)表示，分別采用兩組獨立樣本的t 檢驗和單因素方差分析中均數的兩兩比較方法(LSD 法)，P ＜0.05 為具有顯著性差異，P ＜0.01 為具有非常顯著性差異。

2 實驗結果

2.1 實驗動物數量分析

本實驗共納入60 只大鼠，運動組脫失2 只，運動+中藥組脫失2 只，56 只大鼠納入結果分析。

2.2 炙甘草湯對大鼠力竭游泳持續時間的影響

表1 兩組大鼠的力竭游泳持續時間(h)

由表1 可見，與運動組相比，運動+中藥組的游泳持續時間顯著增加(P ＜0.05)。

2.3 炙甘草湯對大鼠血清cTnI 的影響

表2 三組大鼠的血清cTnI(ng/ml)

由表2 可見，與對照組相比，其它兩組cTnI 均顯著性升高(P ＜0.05);與運動組相比，運動+中藥組cTnI 顯著性降低(P ＜0.05)。

2.4 炙甘草湯對大鼠心肌SOD、MDA 的影響

表3 三組大鼠的心肌SOD、MDA)

表3 三組大鼠的心肌SOD、MDA)

與對照組相比，aP ＜0.05，與運動組相比，bP ＜0.05

組別 n SOD(U/mgprot) MDA(nmol/mgprot)對照組20 148.24±27.68 0.93±0.27運動組 18 60.34±21.90a 2.45±0.18a運動+中藥組18 124.42±19.87b 1.25±0.86b

由表3 可見，與對照組相比，運動組心肌SOD 活性顯著降低(P ＜0.05);與運動組相比，運動+中藥組心肌SOD 活性顯著升高(P ＜0.05)。與對照組相比，運動組心肌MDA 含量顯著升高(P ＜0.05);與運動組相比，運動+中藥組大鼠心肌MDA 含量顯著降低(P＜0.05)。

3 分析討論

3.1 SOD、MDA

SOD 是體內重要的抗氧化酶，其水平與自由基含量呈負相關，可間接反映機體內自由基的含量。MDA的量可以反映機體內脂質過氧化的程度，間接地反映出細胞損傷的程度。力竭運動會使細胞代謝增強，使細胞內的能量供給不足，引起氧自由基生成增多，產生MDA，發生脂質過氧化而造成細胞損傷［3］。

很多研究發現［4－6］，小鼠進行力竭性游泳運動后，MDA 含量顯著升高(P ＜0.05)，SOD 活性顯著降低(P＜0.05)。王文成等研究發現，小鼠進行一次力竭游泳后，心肌組織MDA 含量顯著增加，運動中自由基大量生成，消耗了大量SOD，使SOD 活性顯著下降。劉曉莉等的研究卻發現，小鼠進行反復力竭遞增負荷跑臺運動6 天，運動后即刻心肌SOD 活性和MDA 含量均較對照組顯著升高，可能運動疲勞導致自由基生成增加，SOD 會代償性增加，自由基可攻擊細胞膜的多不飽和脂肪酸，啟動脂質過氧化反應，使MDA 升高。本研究發現，與對照組相比，運動組大鼠心肌SOD 活性顯著降低，而MDA 含量顯著升高，說明兩周的反復力竭運動使自由基大量生成，消耗了大量SOD 而使其降低，自由基在體內堆積，攻擊細胞膜，使膜脂質過氧化終產物MDA 含量增加，引起心肌細胞損傷，這與其它研究結果一致。

炙甘草湯組方中重用炙甘草補氣生血，養心益脾;生地黃滋陰補血，充脈養心，二藥重用，益氣養血以復脈之本，共為君藥。人參、大棗補益心脾，合炙甘草則養心復脈，補脾化血之功益著;麥冬、胡麻仁、阿膠，甘潤養血配生地黃則滋心陰，養心血，充血脈之力尤彰;桂枝，生姜辛溫走散，溫心陽，通血脈，使氣血流暢以助脈氣接續，同為佐藥。本實驗中，與運動組相比，運動+中藥組大鼠的SOD 活性顯著升高，MDA 含量顯著降低，說明炙甘草湯方劑通過數藥相伍，使陰血足而血脈充，陽氣復而心脈通，氣血充沛，血脈暢通，使代謝廢物迅速被帶走，自由基減少，對心肌細胞的損傷也減少。

3.2 cTnI

力竭運動或長期過度訓練會對心肌造成不同程度的損傷，如心肌出現供血供氧障礙，心肌結構受損，細胞凋亡增加等，進而影響心臟機能，甚至導致運動猝死。心肌肌鈣蛋白(cTn)是心肌橫紋肌收縮的調節蛋白，不受骨骼肌等其它組織病變的影響，具有高度的心肌損傷特異性和敏感性，在臨床上已逐步取代肌酸激酶同工酶MB，成為目前最理想的心肌損傷診斷“金標準”。它包括三個亞單位:cTnC，cTnI，cTnT，其中cTnI是一種較理想的心肌細胞特異性標志物，特異性好于cTnT 和cTnC。

力竭運動可導致肌鈣蛋白含量升高已被大多數學者證實。聶金雷［1］首次提出血清cTn 可科學監控運動負荷，并可評估運動性心肌損傷的危險程度，他指出一次急性長時間運動可致cTn 升高，反復力竭運動大鼠心臟充血腫大的程度較一次力竭運動大鼠更為顯著，且心室腔有明顯擴大，引起的血清cTnI 升高更明顯，對心肌損傷更重。Thomas 等人［2］建立大鼠游泳運動心肌損傷模型，發現反復力竭運動導致亞細胞結構損傷較重，100%的大鼠均發生了肌小管腫脹和斷裂。尹士優等 研究表明，力竭運動后即刻，血清cTnI 水平明顯升高，運動后24 小時仍保持在較高水平。王福文等研究也發現，反復力竭運動后即刻到96 小時的不同時相，大鼠血清cTnI 的濃度皆有不同程度的升高，96 小時基本恢復到運動前水平;不同時相大鼠心肌細胞均有不同程度的損傷，96 小時有所減輕，血清cTnI 水平的升高對運動性心肌損傷具有較高的診斷價值。本實驗結果發現，反復力竭游泳兩周的大鼠，其cTnI 水平較對照組有顯著性升高，說明經過兩周的力竭運動，大鼠出現了心肌損傷。運動+中藥組大鼠雖然也進行了兩周的力竭運動，但與運動組相比，其cTnI 水平顯著降低，說明炙甘草湯方劑通過提高SOD 活性，降低MDA 水平，減少自由基對心肌細胞的攻擊，從而保護心肌。

3.3 力竭游泳持續時間

心臟作為人體的動力器官，在維持正常的血液循環，確保各組織、器官的血液與營養物質的供應上發揮著重要作用。劇烈運動時，機體各組織、器官的血液重新分布，心輸出量的80%－90%用于供應運動肌肉。心臟功能越強，運動能力越強，抗疲勞能力越強。運動性疲勞的最直接表現是運動耐力的下降，而力竭游泳持續時間則是反映運動耐力的重要指標。本研究結果表明，炙甘草湯可以顯著延長大鼠負重游泳至力竭的時間，說明炙甘草湯通過顯著降低MDA 水平，提高SOD 活性，減輕自由基對心肌細胞的破壞，降低反復力竭運動對心肌造成的損傷，保護心肌，改善心臟功能，從而顯著提高大鼠的運動耐力。

4 結論與展望

中藥方劑炙甘草湯能顯著降低MDA 水平，提高SOD 活性，減輕自由基對心肌細胞的破壞，降低反復力竭運動對心肌造成的損傷，起到保護心肌的作用，從而顯著延長大鼠力竭游泳持續時間，提高運動耐力。

從目前的文獻資料來看，實驗動物模型的建立研究比較成熟，并利用各種中藥形式進行干預研究，探討中藥對力竭運動心肌細胞的保護作用。目前少見經典或經驗方劑干預力竭運動心肌損傷的系列研究，缺少中藥劑量細化以及運動后不同時相的干預效果等方面的系統深入研究。今后應進一步加強以上方面的研究，以便為中醫藥開發防治運動心肌損傷提供科學依據。

［1］高曉嶙，常蕓，廉賀群.力竭運動后不同時相大鼠心肌cTnI、Mb mRNA 與血清cTnI、Mb 表達［J］.中國運動醫學雜志，2009，28(2):162－166.

［2］Thomas DP，Marshall KI.Effects repeated exhaustive exercise on myocardial subcellular membrane structures［J］.Int J Sports Med，1988，9(4):257－260.

［3］Shave R，Baggish A，Georse K，et al.Exercise－induced cardiac troponin elevation:evidence，mechanisms，and implications［J］.J Am Coll Cardiol，2010，56:169－176.

［4］Scharhag J，George K，Shave R，et al.Exercise－associated increases in cardiac biomarkers［J］.Med Sci Sports Exerc，2008，40:1408－1415.

［5］Scharhag J，Herrmann M，Urhausen A，et al.Independent elevations of N－terminal pro－brain natriuretic peptide and cardiac troponins in endurance athletes after prolonged strenuous exercise［J］.Am Heart J，2005，150:1128－1134.

［6］聶金雷，劉蔚，林華，等.運動持續時間對少年運動員心臟標志物及心功能的影響［J］.中國心血管雜志，2011，16(5):335－339.