板藍(lán)根活性組分對小鼠耐缺氧及抗疲勞作用的實(shí)驗(yàn)研究

李吉萍，孫婷婷，胡天驕，劉墨祥（揚(yáng)州大學(xué).藥理學(xué)教研室、.天然藥物研究室，江蘇揚(yáng)州　500）

板藍(lán)根活性組分對小鼠耐缺氧及抗疲勞作用的實(shí)驗(yàn)研究

李吉萍1，孫婷婷1，胡天驕1，劉墨祥2
（揚(yáng)州大學(xué)1.藥理學(xué)教研室、2.天然藥物研究室，江蘇揚(yáng)州225001）

網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2016-4-26 11：06網(wǎng)絡(luò)出版地址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20160426.1106.046.html

目的觀察板藍(lán)根活性組分（ACRI）對小鼠的耐缺氧及抗疲勞作用，并探討其作用機(jī)制。方法根據(jù)體重將ICR小鼠隨機(jī)分成5組：空白對照組、ACRI 25、50、100 mg·kg-13個(gè)劑量組及西洋參口服液3 mL·kg-1組，連續(xù)給小鼠灌胃14 d，觀察小鼠一般生長情況；分別采用常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)和負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)，觀察ACRI對小鼠的耐缺氧及抗疲勞作用；并通過檢測血清與肝臟的超氧化歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性、丙二醛（maleic dialdehyde，MDA）含量及血尿素氮、血乳酸、肝糖原水平，探討其可能機(jī)制。結(jié)果

ACRI可以明顯降低小鼠體重增長率，延長常壓缺氧條件下小鼠存活時(shí)間和小鼠負(fù)重游泳時(shí)間；ACRI能夠增強(qiáng)小鼠血清和肝臟SOD活性，降低MDA含量，提高肝糖原儲(chǔ)備量，降低小鼠游泳后血尿素氮和血乳酸水平。結(jié)論ACRI具有明顯的耐缺氧和抗疲勞作用。

板藍(lán)根活性組分（ACRI）；耐缺氧；抗疲勞；超氧化歧化酶（SOD）；丙二醛（MDA）；血尿素氮；血乳酸；肝糖原

板藍(lán)根（Indigotica Fort）別名靛青根、藍(lán)靛根、靛根，為十字花科植物菘藍(lán)（Isatis Indigotica Fort）的干燥根，是中國傳統(tǒng)中藥，始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，性寒味苦，有清熱解毒、涼血消腫的功效［1］。隨著國際上應(yīng)用天然藥物的增多，板藍(lán)根的有效成分及其藥理活性得到了深入研究［2］。板藍(lán)根活性組分（ACRI）是從板藍(lán)根中提取分離獲得的活性多糖。目前，已有文獻(xiàn)報(bào)道從植物原料中分離得到的多種多糖具有耐缺氧及抗疲勞的藥理活性，如五味子多糖、枸杞多糖、黃芪多糖、四葉參多糖、淫羊藿多糖等［3-7］。本實(shí)驗(yàn)擬研究ACRI對小鼠耐疲勞及抗疲勞的作用，以期為研制ACRI提供科學(xué)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1　材料

1.1動(dòng)物清潔級ICR小鼠，體質(zhì)量為18～22 g，由揚(yáng)州大學(xué)比較醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中心提供，生產(chǎn)許可證號(hào)SCXK（蘇）2002-0009，使用許可證號(hào) SYXK（蘇）2002-0045。

1.2藥物與試劑ACRI，由揚(yáng)州大學(xué)藥物研究所中藥及天然藥物研究室提供，多糖含量在80%以上，原藥材產(chǎn)地：江蘇省連云港市灌南；西洋參口服液（桂林安和藥業(yè)有限公司）；鈉石灰（上海五四化學(xué)試劑有限公司）；超氧化歧化酶、丙二醛、尿素氮、乳酸和肝糖元試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.3儀器游泳箱（50 cm×50 cm×40 cm）；DS-671電子秤（上海寺岡電子有限公司），JPT-5型架盤天平（江蘇常熟衡器廠），722型分光光度計(jì)（上海精密儀器有限公司），TDL-5型離心機(jī)（上海安亭科學(xué)儀器廠），W201B型恒溫水浴鍋（上海申生科技有限公司），鉛皮；手術(shù)器械等。

2　方法

2.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與給藥方法將小鼠隨機(jī)分為5組，分別為空白對照組、陽性藥對照組（西洋參口服3 mL·kg-1）和ACRI 25、50、100 mg·kg-13個(gè)劑量組。采用灌胃法，給予小鼠不同劑量的受試物，空白對照組給予等量蒸餾水，陽性對照組給予等量的西洋參口服液。每天給藥1次，連續(xù)14 d。

2.2小鼠常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)小鼠50只，♀♂各半，隨機(jī)分為5組。最后1次給藥后分別將小鼠放入盛有10 g鈉石灰的容量為250 mL磨口瓶內(nèi)，加上蓋子密封。觀察其存活時(shí)間，以呼吸停止為死亡指標(biāo)。

2.3小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)小鼠50只，♀♂各半，隨機(jī)分為5組。最后1次給藥后稱重，計(jì)算小鼠給藥前后的體重增長率，次日分別將小鼠置游泳箱中游泳。水深不少于30 cm，水溫（25±1.0）℃，鼠尾根部負(fù)荷5%體重的鉛皮。記錄小鼠自游泳開始至死亡的時(shí)間，作為小鼠游泳時(shí)間。以小鼠沉到水中未再有張口呼吸判斷為死亡指標(biāo)。

2.4SOD、MDA和肝糖原測定小鼠50只，♂，根據(jù)體重隨機(jī)分為5組。末次給藥30 min后，眼球取血，分離血清，檢測血清SOD、MDA，處死小鼠后迅速取出肝臟，制備肝組織勻漿，按試劑盒說明書測定肝臟SOD、MDA及肝糖原。

2.5血清尿素氮測定小鼠50只，♂，根據(jù)體重隨機(jī)分為5組。末次給藥30 min后，在水深不少于30 cm，水溫（25±1.0）℃水中游泳90 min。運(yùn)動(dòng)后安靜60 min，摘眼球取血，并分離血清，按試劑盒說明書操作，測定血清尿素氮含量。

2.6血乳酸測定小鼠50只，♂，根據(jù)體重隨機(jī)分為5組。末次給藥30 min后，用毛細(xì)玻璃管眼眶采血20 μL，然后讓小鼠在溫度為30℃的水中不負(fù)重游泳10 min，休息20 min后，再采血20 μL，檢測游泳前后的血乳酸含量。

3　結(jié)果

3.1ACRI對小鼠體重的影響如Tab 1所示，3個(gè)劑量組的ACRI均可明顯抑制小鼠體重的增長，降低增長率，呈劑量依賴性（P＜0.01）。西洋參口服液對小鼠體重增長沒有明顯影響。

Tab 1　Effect of ACRI on weight gain of mice（±s，n=10）

Tab 1　Effect of ACRI on weight gain of mice（±s，n=10）

*P＜0.05，**P＜0.01 vs normal control

Group　Before drugAfterWeight growth administration/gadministration/grate/% Control　21.80±1.32　25.60±2.32　17.29±5.01 ACRI 25 mg·kg-1　21.70±2.00　23.60±2.17　8.80±2.55**ACRI 50 mg·kg-1　21.80±1.32　23.40±1.58*　7.32±2.29**ACRI 100 mg·kg-1　21.20±1.48　22.10±1.45**　4.28±1.54**Ginseng 3 mL·kg-121.50±2.22　25.80±3.12　19.95±6.60

3.2ACRI對小鼠常壓耐缺氧實(shí)驗(yàn)的影響如Tab 2所示，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組可明顯延長小鼠常壓耐缺氧的存活時(shí)間，與空白組比較差異有顯著性（P＜0.05或P＜0.01）。ACRI 100 mg·kg-1劑量組并不能明顯延長小鼠常壓耐缺氧的存活時(shí)間，西洋參口服液對小鼠常壓耐缺氧的存活時(shí)間也沒有明顯的影響（P＞0.05）。

Tab 2　Effect of ACRI on hypoxia tolerance in mice（±s，n=10）

Tab 2　Effect of ACRI on hypoxia tolerance in mice（±s，n=10）

*P＜0.05，**P＜0.01 vs normal control

Group　Hypoxia tolerance time/min Control　42.95±8.12 ACRI 25 mg·kg-1　67.76±15.02**ACRI 50 mg·kg-1　53.29±12.53*ACRI 100 mg·kg-1　49.04±9.19 Ginseng 3 mL·kg-144.18±10.50

3.3ACRI對小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響如Tab 3所示，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組及西洋參口服液組明顯延長小鼠負(fù)重游泳時(shí)間，與空白對照組比較具有明顯差異，尤其是ACRI 25 mg·kg-1效果更加明顯，而ACRI 100 mg·kg-1劑量組對此無明顯影響。

Tab 3　Effect of ACRI on load swimming time in mice（±s，n=10）

Tab 3　Effect of ACRI on load swimming time in mice（±s，n=10）

*P＜0.05，**P＜0.01 vs normal control

Group　Load swimming time/min Control　94.32±8.60 ACRI 25 mg·kg-1　172.13±15.05**ACRI 50 mg·kg-1　105.89±9.95*ACRI 100 mg·kg-1　88.67±8.97 Ginseng 3 mL·kg-1　151.72±11.16**

3.4ACRI對小鼠SOD活性的影響如Tab 4所示，與空白組比較，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組及西洋參口服液組能夠明顯增強(qiáng)小鼠血清和肝臟SOD活性（P＜0.01）。ACRI 100 mg·kg-1劑量組與空白組比較，血清和肝臟SOD活性雖有所提高，但差異無顯著性（P＞0.05）。

Tab 4　Effect of ACRI on activityof SOD in mice（±s，n=10）

Tab 4　Effect of ACRI on activityof SOD in mice（±s，n=10）

Group　Serum SODLiver SOD /kU·L-1/kU·g-1Pro Control　288.95±60.19　263.62±52.06 ACRI 25 mg·kg-1　505.87±35.96**　492.87±55.30**ACRI 50 mg·kg-1　410.22±49.65**　427.72±42.85**ACRI 100 mg·kg-1　318.44±48.49　345.44±58.78 Ginseng 3 mL·kg-1　451.92±36.14**　436.33±67.04**

3.5ACRI對小鼠MDA含量的影響如Tab 5所示，與空白組比較，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組及西洋參口服液組小鼠血清及肝臟MDA含量明顯降低（P＜0.05或P＜0.01）。ACRI 100 mg·kg-1劑量組血清和肝臟MDA含量與空白組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3.6ACRI對小鼠肝糖原含量的影響如Tab 6所示，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組和西洋參口服液組可明顯升高小鼠肝糖原含量，與空白組比較差異有顯著性（P＜0.05），而ACRI 100 mg·kg-1劑量組對小鼠肝糖原含量無明顯影響（P＞0.05）。

3.7ACRI對小鼠血清尿素氮含量的影響如Tab 7所示，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組和西洋參口服液組可明顯降低小鼠游泳后血清尿素氮的含量，與空白組比較差異有顯著性（P＜0.05），而ACRI 100 mg·kg-1劑量組并不能明顯降低小鼠血尿素氮的含量（P＞0.05）。1

Tab 5　Effect of ACRI on content of MDA in mice（±s，n=10）

Tab 5　Effect of ACRI on content of MDA in mice（±s，n=10）

*P＜0.05，**P＜0.01 vs normal control

Group　Serum MDALiver MDA /μmol·L-1/μmol·g-1Pro Control　68.97±12.70　74.39±18.06 ACRI 25 mg·kg-1　30.22±9.76**　42.51±13.19**ACRI 50 mg·kg-1　38.78±11.77**　51.02±10.28**ACRI 100 mg·kg-1　49.87±13.81　63.76±12.22 Ginseng 3 mL·kg-1　37.76±10.85**　54.33±9.81*

Tab 6　Effect of ACRI on hepatic glycogen content in mice（±s，n=10）

Tab 6　Effect of ACRI on hepatic glycogen content in mice（±s，n=10）

*P＜0.05 vs normal control

Group　Content of liver glycogen/mg·g-1Control　3.44±1.01 ACRI 25 mg·kg-1　5.08±1.25*ACRI 50 mg·kg-1　4.84±1.12*ACRI 100 mg·kg-1　4.55±1.09 Ginseng 3 mL·kg-1　4.88±1.16*

Tab 7　Effect of ACRI on serum urea nitrogen content in mice（±s，n=10）

Tab 7　Effect of ACRI on serum urea nitrogen content in mice（±s，n=10）

*P＜0.05 vs normal control

Group　Serum urea nitrogen/mmol·L-Control　10.39±1.47 ACRI 25 mg·kg-1　8.89±1.38*ACRI 50 mg·kg-1　8.53±1.68*ACRI 100 mg·kg-1　8.98±1.99 Ginseng 3 mL·kg-1　8.51±2.03*

3.8ACRI對小鼠血乳酸含量的影響如Tab 8所示，游泳前各組小鼠血乳酸與空白組比較差異無顯著性（P＞0.05）。游泳后，ACRI 25、50 mg·kg-1劑量組和西洋參口服液組小鼠血清乳酸含量與空白組比較明顯降低（P＜0.01或P＜0.05）。

Tab 8　Effect of ACRI on content of serum lactic acid in mice（±s，n=10）

Tab 8　Effect of ACRI on content of serum lactic acid in mice（±s，n=10）

*P＜0.05，**P＜0.01 vs normal control

Group　Before swimmingAfter swimming /mmol·L-1/mmol·L-1Control　7.02±1.21　6.04±1.19 ACRI 25 mg·kg-1　6.92±1.59　4.06±1.07**ACRI 50 mg·kg-1　7.06±1.16　5.40±0.99*ACRI 100 mg·kg-1　7.10±1.15　5.68±1.09 Ginseng 3 mL·kg-1　7.04±1.11　5.28±1.11*

4　討論

常壓缺氧實(shí)驗(yàn)和負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)可以反映在環(huán)境供氧缺乏和自身耗氧量增加的情況下，機(jī)體的耐缺氧和抗疲勞的能力，常被用于研究藥物的耐缺氧和抗疲勞作用。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ACRI能明顯延長小鼠在常壓缺氧狀態(tài)下的存活時(shí)間和小鼠負(fù)重游泳時(shí)間，說明ACRI具有增強(qiáng)小鼠耐缺氧和抗疲勞的能力。

缺氧和疲勞是機(jī)體受到緊張性刺激后產(chǎn)生的一種應(yīng)激性反應(yīng)。機(jī)體缺氧可影響機(jī)體的各種新陳代謝，引起一系列的功能和形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，特別是影響機(jī)體的氧化功能。機(jī)體內(nèi)一系列氧自由基代謝會(huì)發(fā)生改變，表現(xiàn)為抗氧化能力下降和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng)。嚴(yán)重缺氧后會(huì)導(dǎo)致心腦等重要器官的損傷，引起死亡［8］。

機(jī)體疲勞時(shí)，主要表現(xiàn)為：①氧自由基增多。SOD是機(jī)體清除氧自由基的重要酶，可以直接反映機(jī)體抗氧化水平。MDA是自由基引起的脂質(zhì)過氧化的主要產(chǎn)物，MDA含量可以間接反映機(jī)體抗氧化能力及清除氧化產(chǎn)物的能力［9］。② 糖原儲(chǔ)備量降低。機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，肌糖原耗竭增加，為維持血糖水平，肝糖原儲(chǔ)備量也減少。體內(nèi)的糖原是運(yùn)動(dòng)能量的來源，糖原的含量能說明疲勞發(fā)生的快慢或程度，糖原儲(chǔ)備充足，供應(yīng)的能量就多，抗疲勞能力就強(qiáng)。③糖酵解產(chǎn)物乳酸堆積。乳酸是糖酵解的主要代謝產(chǎn)物，機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)胞相對缺氧，糖酵解加快，產(chǎn)生大量乳酸，肌肉中H+濃度上升，引起疲勞。乳酸在體內(nèi)的積累取決于乳酸的產(chǎn)生與消除速度。小鼠游泳前后血漿中乳酸含量的變化可以作為評價(jià)疲勞的指標(biāo)。④ 血液中尿素氮水平升高。機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，蛋白質(zhì)及氨基酸的分解代謝增強(qiáng)，氨基酸會(huì)代謝轉(zhuǎn)化生成尿素進(jìn)入血液，血尿素氮含量增加，血尿素氮也是疲勞時(shí)肌肉酸痛的主要原因。因此，血尿素氮水平的高低是判斷機(jī)體疲勞程度的重要指標(biāo)［10］：運(yùn)動(dòng)后血尿素氮清除越快，則疲勞消除得越快，抗疲勞的效果亦越明顯。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，ACRI各劑量組均可明顯抑制小鼠體重的增長；ACRI能夠增強(qiáng)小鼠血清和肝臟SOD活性，降低MDA含量，增強(qiáng)了清除機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生自由基的能力；提高肝糖原儲(chǔ)備量；降低小鼠游泳后血尿素氮和血乳酸水平。提示ACRI耐缺氧和抗疲勞的作用機(jī)制可能與以下兩點(diǎn)有關(guān)：明顯提高體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)酶活力，增強(qiáng)體內(nèi)抗氧化防護(hù)能力，清除體內(nèi)氧自由基，防止細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化，有效預(yù)防細(xì)胞自由基損傷；提高機(jī)體糖原儲(chǔ)備，增強(qiáng)小鼠運(yùn)動(dòng)耐力及降低運(yùn)動(dòng)時(shí)血乳酸的堆積，加快消除疲勞。

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［10］Huang C Y，Pan J H，Li H，et al.Effect of epigallocatechin gallate against exercise-induced fatigue in mice［J］.Chin J Appl Physiol，2015，31（1）：85-8.Abstract：AimTo observe the effects of active component of Radix Isatidis（ACRI）on anti-anoxia and anti-fatigue in mice and investigate its possible mechanism.MethodsBased on the weights，the mice were randomly divided into 5 groups：blank control group，ACRI 25，50 and 100 mg·kg-1groups，positive drug （American ginseng liquid）control group 3 mL·kg-1. Drugs were administered to the mice for about 14 consecutive days，and during the experiment general situations of mice were observed.The experiment of bearing hypoxia at normal pressure and the experiment of swimming while weight-bearing were conducted to study the effect of ACRI on anti-anoxia and anti-fatigue in mice. Then the superoxide dismutase（SOD）activities，the content of maleic dialdehyde（MDA）of mice serum and liver and blood urea nitrogen，blood lactic acid，liver glycogen were detected，in order to investigate its mechanism.ResultsACRI decreased the growth rate of body weight in mice significantly，obviously prolonged the survival time of anoxic mice at normal pressure and the swimming time of loaded mice，enhanced the SOD activities of mice blood and liver，decreased the MDA content of mice blood and liver，increased the content of liver glycogen，and decreased the blood urea nitrogen and blood lactic acid in mice after swimming.ConclusionACRI has the anti-anoxia and antifatigue functions.

Effects of active component of Radix
Isatidis on anti-anoxia and anti-fatigue in mice

LI Ji-ping1，SUN Ting-ting1，HU Tian-jiao1，LIU Mo-xiang2
（1.Dept of Pharmacology，2.Institute of Natural Drug Research，Yangzhou University，Yangzhou Jiangsu225001，China）

active component of Radix Isatidis（ACRI）；anti-anoxia；anti-fatigue，superoxide dismutase；maleic dialdehyde；blood urea nitrogen；blood lactic acid；liver glycogen

10.3969/j.issn.1001-1978.2016.05.023

A

1001-1978（2016）06-0712-04

R-332；R284.1；R289.5；R442.9；R845.22；R872.6

2015-12-14，

2016-01-16

江蘇省蘇北火星帶科技攻關(guān)項(xiàng)目（No BE2004339）

李吉萍（1960-），女，碩士，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：中藥藥理學(xué)，E-mail：jipingli2005@126.com；劉墨祥（1954-），男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：中藥與天然藥物，通訊作者，E-mail：lmx9387@126.com