膨化人參對正常大鼠運動能力及骨骼肌收縮力的影響

盧煥俊，楊艷召，章小松，許青松，劉麗萍，李范洙，金元哲，李成福

(1延邊大學醫學院，吉林延吉133002;2延邊大學附屬醫院;3延邊大學農學院)

大量藥理研究、臨床觀察和流行病學調查均證實，人參有改善微循環、提高組織抗缺氧能力、抑制血小板聚集、抗腫瘤、抗衰老、抗輻射等多種生物活性［1］。近來，有學者利用食品膨化技術即雙螺桿擠壓技術加工人參獲得了新的產品［2］，其功效優于經過熱處理的傳統紅參［3］。關于膨化人參對骨骼肌收縮力影響的研究甚少。2013年7月，我們觀察了膨化人參對大鼠運動能力及在體骨骼肌收縮力的影響，旨在為膨化人參的進一步應用提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料 清潔級雄性SD大鼠48只，體質量約190 g，由延邊大學醫學部實驗動物科提供;膨化人參由延邊大學農學院［4］提供，用高速粉碎機粉碎成200目粉末，一蒸水配制成懸濁液。

1.2 動物分組及膨化人參灌胃 將32只大鼠隨機分為膨化人參高、中、低劑量組和對照組各8只，分別給予3、1.5、0.75 g/kg的膨化人參懸濁液及等容量蒸餾水灌胃，均為1次/d、連續21 d。動物自由攝食和飲水，每日下午2時給藥，同時測量體質量。

1.3 大鼠一般情況、游泳力竭時間觀察 灌胃期間觀察大鼠體毛、呼吸、攝食、飲水、大小便、精神狀態變化，根據灌胃后體質量增加量/灌胃前體質量計算體質量增長率;灌胃結束第2天，在大鼠尾部1/3～2/3處負重(體質量的10%)，放入水深28 cm、水溫28℃的圓形水槽中，記錄大鼠入水后到沉入水下10 s不能浮出水面的時間即游泳力竭時間。

1.4 在體骨骼肌收縮力學指標測定 取16只大鼠隨機分為膨化人參組和對照組各8只，分別予1.5 g/kg(根據前兩項實驗發現該劑量效果最佳)的膨化人參懸濁液及等容量蒸餾水灌胃，均為1次/d、連續21 d。末次給藥24 h后，腹腔注射水合氯醛(300 mg/kg)麻醉，取腹臥位固定大鼠，制作在體大鼠左后肢坐骨神經—腓腸肌標本及坐骨神經—比目魚肌標本;選用2根長約10 cm的細線，一端分別縛于腓腸肌和比目魚肌肌腱上，另一端連接于張力換能器懸梁臂上，再將換能器固定于支架，使肌肉處于最適初長度，利用保護電極刺激坐骨神經干，描記骨骼肌收縮曲線(實驗中為了防止神經肌肉干燥，表面用生理鹽水潤濕后涂抹液體石蠟，并注意保溫)，電極刺激從0.1 V開始(延時20 ms，波寬2 ms)，尋找閾刺激強度后逐漸增加刺激強度直至引起單收縮最大收縮幅度的最小刺激強度，在2倍單收縮刺激強度條件下觀察肌肉單收縮的潛伏期(CT)、收縮幅度(Pt)及最大舒張1/2時間(HRT);在2倍單收縮刺激強度下，以頻率20 Hz開始連續刺激，每次增加5 Hz，尋找引起強直收縮的最適頻率，并觀察此頻率下骨骼肌完全強直收縮的CT、Pt。

1.5 心臟干、濕重/體質量和腓腸肌干重/濕重測算將1.4中大鼠腹腔注射水合氯醛(300 mg/kg)麻醉，開胸取出心臟并除去心房和心臟表面脂肪，排出腔內血液，生理鹽水沖洗后瀝除水分，用分析天平秤量濕重后放入80℃烘干箱，24 h后稱干重，計算心臟干重/濕重及兩者與體質量之比。同法計算大鼠腓腸肌干重/濕重。

1.6 統計學方法 應用SPSS11.5統計軟件進行數據處理。計量資料以±s表示，組間比較行單因素方差分析及成組t檢驗。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大鼠的一般狀態 實驗期間，所有大鼠一般狀態均良好。除膨化人參大劑量組進食量有所減少以外，其他各組的進食量、大小便、體毛、精神狀態等均無異常。

2.2 大鼠體質量變化 灌胃結束后，膨化人參中劑量組體質量增長幅度最大，但與對照組相比無明顯差異，而膨化人參高劑量組與對照組相比體質量增長率明顯減少(P＜0.05)。

表1 四組灌胃前后大鼠體質量比較(±s)

表1 四組灌胃前后大鼠體質量比較(±s)

組別 灌胃前體質量(g)灌胃后體質量(g)體質量增長率(%)膨化人參高劑量組191.25±6.89 274.57±7.12 43.29±1.54膨化人參中劑量組 190.25±6.23 295.50±9.74 58.38±3.01膨化人參低劑量組 192.75±6.93 288.00±6.36 53.81±3.96對照組189.75±6.21 290.50±9.74 51.13±2.66

2.3 大鼠游泳力竭時間 膨化人參高、中、低劑量組和對照組的游泳力竭時間分別為(120.15± 9.74)、(172.75±10.73)、(97.64±14.43)、(121.87±10.64)s，其中膨化人參中劑量組明顯長于對照組(P＜0.05)。而其他各組相比無顯著差異(P＞0.05)。

2.4 大鼠骨骼肌收縮力學指標 與對照組比較，膨化人參組腓腸肌、比目魚肌單收縮和強直收縮的CT顯著縮短、Pt顯著增加，HRT明顯延長，P均＜0.05。詳見表2、3。

表2 兩組腓腸肌收縮力學指標比較(±s)

表2 兩組腓腸肌收縮力學指標比較(±s)

組別CT(ms)單收縮 強直收縮Pt(g)單收縮 強直收縮HRT(ms)膨化人參組 5.60±0.60 4.20±0.09 58.29±1.74 182.63±2.38 24.80±1.24對照組 8.60±0.33 7.60±0.33 50.12±1.35 143.12±2.47 18.40±0.71

表3 兩組比目魚肌收縮力學指標比較(±s)

表3 兩組比目魚肌收縮力學指標比較(±s)

組別CT(ms)單收縮 強直收縮Pt(g)單收縮 強直收縮HRT(ms)膨化人參組 5.80±0.44 4.80±0.32 12.16±0.87 88.30±3.67 80.50±2.32對照組 8.40±0.49 6.90±0.31 8.05±0.49 74.35±2.66 55.75±2.73

2.5 大鼠心臟干、濕重/體質量和腓腸肌干重/濕重兩組大鼠心臟干、濕重/體質量和腓腸肌干重/濕重均未見明顯差異(P均＞0.05)。詳見表4。

表4 兩組大鼠心臟干、濕重/體質量及腓腸肌干重/濕重比較(±s)

表4 兩組大鼠心臟干、濕重/體質量及腓腸肌干重/濕重比較(±s)

組別 心臟濕重/體質量(mg/g)心臟干重/體質量(mg/g)心臟干重/濕重(%)腓腸肌干重/濕重(%)膨化人參組3.86±0.07 0.77±0.01 20.19±0.13 26.09±1.51對照組3.88±0.07 0.79±0.01 20.35±0.21 26.02±0.17

3 討論

關于人參化學成分和藥理學作用的研究［4～7］眾多，證實其在抗疲勞、調節血糖、提高免疫力、促進造血功能等方面具有顯著的作用。但是鮮人參、生篩參、紅參等的貯存比較難，且不容易粉碎。膨化或者雙螺桿擠壓技術是在短時間(2～3 min)內同時進行原料的粉碎、加熱、混合、成型、干燥等操作的經濟效率高且連續的熱處理加工方法。研究發現，這種工藝簡單、省時，而且產品質地疏松、均勻。膨化人參是一種新型人參加工制品［8～10］，改變其加工過程的條件可以控制產品中褐變物質的含量，從而改變其成分的構成比［3，4］;作為新型制品，有關膨化人參生物學效應的研究并未廣泛開展。

眾所周知，過度的運動或負荷耐力性運動會導致肌肉中蛋白質合成受到抑制以及降解增加，此時機體持續處于應激狀態，蛋白質同化作用降低、肌蛋白破壞，更容易造成疲勞。人參可提高大鼠股四頭肌α-肌動蛋白mRNA表達，從而提高肌肉的收縮能力、耐力及運動能力［11］。此外有研究［12］發現，人參皂苷Rg1和人參總皂苷均能有效降低下丘腦γ-氨基丁酸和5-羥色胺的含量，提高多巴胺和乙酰膽堿的含量;也可通過不同靶點不同程度的改善運動疲勞后中樞神經遞質紊亂情況，從而達到抗運動疲勞和提高運動能力的效果。本研究顯示，膨化人參高劑量組與對照組相比體質量增長率明顯減少。可能與高劑量膨化人參中的大量木質纖維影響了大鼠的進食有關。本研究還顯示，給正常大鼠灌胃適當劑量的膨化人參，能夠明顯提高游泳力竭時間，并使腓腸肌、比目魚肌單收縮和強直收縮的CT顯著縮短、Pt顯著增加，同時HRT明顯延長;但對大鼠骨骼肌和心臟的質量無明顯影響。可能機制:膨化人參可能通過調制中樞神經遞質分泌或者通過上調骨骼肌α-肌動蛋白mRNA表達提高大鼠的運動效能。但是否還有其他機制，膨化人參的哪些成分發揮主要的作用，還需進一步探討。

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