石菖蒲化學(xué)成分體外抗疲勞活性研究

朱梅菊 ，譚寧華，熊靜宇，朱洪竹，褚洪標(biāo)

1湛江師范學(xué)院體育科學(xué)學(xué)院，湛江 524048;2中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650204;3井岡山大學(xué)體育學(xué)院，吉安 510006

石菖蒲為歷代延年、益智的要藥，《神農(nóng)本草經(jīng)》將其列為上品，屬于增力類(lèi)中藥之一。研究表明:該藥具有明顯的抗腦缺氧和提高小鼠力竭游泳時(shí)間的作用［1，2］。本研究利用體外抗疲勞活性篩選模型對(duì)從石菖蒲中分離鑒定的量較大的化合物進(jìn)行體外抗疲勞活性篩選，旨在從石菖蒲中找到抗疲勞活性的單體化合物。

1 材料和方法

菖蒲醇酮(calamenone，1)、2，4，5-三甲氧基苯甲醛(2，4，5-trimethoxy benzaldehyde，2)、α-細(xì)辛醚(cis-asarone，3)、1，8 二羥基-3-甲基蒽醌 (chrysophanol，4)、1，8 二羥基-3-甲氧基-6-甲基蒽醌(Physcion，5)、1，3，8 三羥基-6-甲基蒽醌(emodin，6)，上述化合物的分離提取與鑒定見(jiàn)文獻(xiàn)［3］。化合物稱重后，用DMSO(分析純)溶解。中華大蟾蜍(南華市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi))，體重65～88 g。為減少個(gè)體差異的影響，按體重分組，使每組內(nèi)的體重范圍不超過(guò)體重均值的10%。分離腓腸肌，置任氏液中10 min后按文獻(xiàn)［4］方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。肌肉置于石蠟肌槽內(nèi)的任氏液中，電刺激條件為:最大刺激強(qiáng)度的150%，增益:200，刺激持續(xù)時(shí)間5毫秒。用生物機(jī)能檢測(cè)系統(tǒng)XL-89005(日本)記錄肌肉收縮幅度隨時(shí)間的變化。肌肉收縮幅度維持在最大收縮幅度(Cmax)的90%、50%、l0%以上的持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)為收縮持續(xù)時(shí)間T0.9、T0.5、T0.1。同只蟾蜍雙側(cè)腓腸肌的收縮能力無(wú)明顯差異(P ＞0.05，n=4)。故隨機(jī)選擇同只蟾蜍的任一條腓腸肌作測(cè)試，另一條為對(duì)照。測(cè)試組肌肉置于含藥物的任氏液中30 min后測(cè)定收縮能力。實(shí)驗(yàn)均在23～25℃進(jìn)行。每一條腓腸肌均進(jìn)行最大收縮幅度的90%、50%、10%的收縮持續(xù)時(shí)間測(cè)定。

2 數(shù)據(jù)處理

3 結(jié)果

本項(xiàng)研究結(jié)果表明:化合物3能明顯增強(qiáng)肌肉最大收縮幅度(Cmax)，顯著延長(zhǎng)肌肉收縮持續(xù)時(shí)間(T0.9、T0.5、T0.1)，與空白對(duì)照組比較，均 P ＜ 0.05。化合物1對(duì)肌肉最大收縮幅度(Cmax)和肌肉收縮持續(xù)時(shí)間(T0.5、T0.1)與空白對(duì)照組比較，有延長(zhǎng)趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P ＞ 0.05。化合物2、4、5和6對(duì)肌肉最大收縮幅度和肌肉收縮持續(xù)時(shí)間無(wú)明顯影響，與空白對(duì)照組比較，均P ＞0.05。見(jiàn)表1。

表1 6個(gè)化合物體外對(duì)蟾蜍腓腸肌肌肉收縮的影響(n=10，)Table 1 Effects of six compounds on in vitro contractility of bufo gastrocnemius muscle(n=10，)

表1 6個(gè)化合物體外對(duì)蟾蜍腓腸肌肌肉收縮的影響(n=10，)Table 1 Effects of six compounds on in vitro contractility of bufo gastrocnemius muscle(n=10，)

注:與空白對(duì)照比較，*P ＜0.05Note:Compared with the blank control，*P ＜ 0.05

藥物Drug濃度Conc.(mg/L)最大收縮幅度(cm)Cmax(cm)收縮持續(xù)時(shí)間(秒)Contraction duration(seconds)T0.9 T0.5 T0.1化合物1Compound 1 10 0.78 ±0.31 665.00 ±157.77 718.75 ±402.50 77±131.24 867.00 ±82.76 5.75 ±175.44空白對(duì)照 Blank control 0.70 ±0.14 702.25 ±334.26 628.00 ±141.49 745.50 ±95.60化合物2Compound 2 10 3.09 ±0.46 352.50 ±137.69 487.50 ±229.83 772.00 ±130.65空白對(duì)照 Blank control 3.23 ±0.66 337.00 ±105.18 440.00 ±196.13 790.00 ±162.69化合物 3Compound 3 10 2.75 ±1.01* 332.00 ±87.88* 591.25 ±170.32* 644.50 ±64.10*空白對(duì)照 Blank control 1.95 ±0.71 248.25 ±58.47 202.39 ±101.19 542.75 ±127.39化合物 4Compound 4 10 2.41 ±1.21 329.50 ±108.94 767.50 ±104.36 962.50 ±86.73空白對(duì)照 Blank control 2.11 ±1.42 339.50 ±105.64 787.80 ±101.78 942.10 ±81.56化合物5Compound 5 10 2.88 ±0.68 350.00 ±98.32 492.00 ±69.91 890.25 ±64.22空白對(duì)照 Blank control 2.98 ±0.48 347.64 ±87.12 497.86 ±49.81 892.75 ±60.12化合物 6Compound 6 10 2.61 ±0.67 211.75 ±70.80 671.00 ±104.39 849.50 ±82.76空白對(duì)照 Blank control 2.59 ±0.77 223.00 ±67.20 677.50

4 討論

蟾蜍離體腓腸肌在電刺激下持續(xù)劇烈收縮，可誘發(fā)產(chǎn)生活性氧，這些活性氧促進(jìn)了肌肉疲勞［3-5］，而經(jīng)典的抗氧化劑可有效地延緩肌肉疲勞［6］。本項(xiàng)研究結(jié)果表明化合物3具有顯著的延緩肌肉疲勞的發(fā)生，推測(cè)其機(jī)理可能與化合物3的抗氧化作用［7］，保護(hù) ATPase活性［8］等有關(guān)。而且尚有明顯的提高肌肉收縮幅度作用，這是否與該化合物對(duì)肌肉收縮蛋白，鈣離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的促進(jìn)作用等影響有關(guān)有待進(jìn)一步研究。化合物2為含有醛基類(lèi)化合物，主要用作醫(yī)藥中間體，用于制備細(xì)辛腦。本項(xiàng)研究結(jié)果表明化合物2對(duì)肌肉最大收縮幅度和肌肉收縮持續(xù)時(shí)間無(wú)明顯影響。化合物2是菖蒲烷型倍半萜類(lèi)化合物，有關(guān)該化合物的藥理活性研究較少。本項(xiàng)研究結(jié)果表明化合物1對(duì)肌肉最大收縮幅度(Cmax)和肌肉收縮持續(xù)時(shí)間(T0.5、T0.1)與空白對(duì)照組比較，有延長(zhǎng)趨勢(shì)，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。化合物4、5、6為蒽醌類(lèi)化合物，依次為大黃酚、大黃素甲醚和大黃素。研究表明大黃酚有抗常壓缺氧、急性腦缺氧和提高機(jī)體耐力的作用［9］，能明顯減少大鼠肝過(guò)氧化脂質(zhì)的生成［10］，并對(duì)小鼠的學(xué)習(xí)記憶力有一定的影響［11］。大黃素甲醚可增強(qiáng)缺血預(yù)處理誘導(dǎo)的腦缺血耐受作用，下調(diào)腦組織再灌注損傷時(shí)IL-1β和TNF-a的表達(dá)［12］。大黃素具有免疫調(diào)節(jié)、抗菌、抗炎、抗腫瘤等多方面的作用［13］。本項(xiàng)研究表明該類(lèi)型化合物體外對(duì)肌肉收縮幅度和延緩肌肉疲勞均無(wú)明顯的作用。但這類(lèi)化合物是否具有體內(nèi)抗疲勞活性，有待進(jìn)一步的研究。另至目前止，尚沒(méi)有公認(rèn)的抗骨骼肌疲勞的陽(yáng)性藥物。有些實(shí)驗(yàn)用咖啡因，但我們的研究發(fā)現(xiàn)其體外抗骨骼肌疲勞的作用并不明顯，咖啡因可能是通過(guò)中樞發(fā)揮作用。有些實(shí)驗(yàn)用人參，但人參不是單體，且人參中的單體如人參皂甙的體外抗骨骼肌疲勞研究尚未得到公認(rèn)，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)未設(shè)陽(yáng)性對(duì)照組。

5 結(jié)論

α-細(xì)辛醚有可能延緩肌肉疲勞的發(fā)生。

1 Zhou DX(周大興)，Li CY(李昌煜)，Zhang WL(張文龍)，et al.Facilitatory effects of acorus rhizome on learning and memory in mice.Chin J Modern App Pharm(中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué))，1993，10:4-6.

2 Hu JG(胡錦官)，Gu J(顧健)，Wang ZG(王志剛).石菖蒲及其有效成分對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用的實(shí)驗(yàn)研究.Pharmacol Clin Chin Mater Med(中藥藥理與臨床)，1999，15:19-21.

3 Zhu MJ(朱梅菊)，Tan NH(譚寧華)，Ji CJ(嵇長(zhǎng)久)，et al.Chemical constituents from petroleum ether fraction of ethanol extract of Acorus tatarinowii.China J Chin Mater Med(中國(guó)中藥雜志)，2010，35:36-39.

4 Liao F，Zheng RL，Gao JJ，et al..Retardation of skeletal muscle fatigue by the two phenylpropanoid glycosides:verbascoside and martynoside from Pedicularis plicata Maxim.Phytother Res，1999，13:621-623.

5 Grover AK，Samson SE.Protection of Ca+-pump of coronary atery against in activation by superoxide.Am J Physiol，1989，256:666-673.

6 Novelli GP，Bracciotti G，F(xiàn)alsini S.Spin-trappers and vitanmin E prolong endurance to muscle fatigue in mice.Free Radic Blot Med，1990，8:9-13.

7 Manikandan S，Devi RS.Antioxidant property of α-asarone against noise-stress-induced changes in different regions of rat brain.Pharmacol Res，2005，52:467-474.

8 Garduno-Siciliano L，Labarrios F，Tamariz J，et al.Effect of α-asarone and a derivative on lipids，bile flow and Na+/K+-ATPase in ethinyl estradiol-induced cholestasis in the rat.Fundam Clin Pharm，2007，21:81-88.

9 Li SJ(李淑娟)，Shen LX(沈麗霞)，Zhang DS(張丹參)，et al.Effect of chrysophanol on hypoxia and endurance of mice.J Zhangjiakou Med Coll(張家口醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào))，2002，19:10-12.

10 Zhang DS(張丹參)，Zhang L(張力).Influence of chrysophanol on the content of peroxilipoid.J Zhangjiakou Med Coll(張家口醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào))，1999，16:1-2.

11 Li SJ(李淑娟)，Shen LX(沈麗霞)，Zhang DS(張丹參).Influence of chrysophanol on the rat learning and Memory.J Zhangjiakou Med Coll(張家口醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào))，2002，19:22-24.

12 Chen LY(陳立英)，Su LK(蘇立凱)，Liao RH(廖仁昊)，et al.Study of the protective effects of physcion on crerbral ischemia-reperfusion injury in rats after brain ischemic preconditioning.Medical Recapitulate(醫(yī)學(xué)綜述)，2006，12:1086-1088.

13 Yang CD(陽(yáng)崇德)，Zhang XX(張秀賢).大黃素的藥理研究進(jìn)展.China Pharm(中國(guó)藥業(yè))，2003，12:78-79.