元寶楓油對(duì)一次性力竭運(yùn)動(dòng)大鼠氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響*

李 彤，孫紅偉

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，哈爾濱 150001)

論著·基礎(chǔ)研究

元寶楓油對(duì)一次性力竭運(yùn)動(dòng)大鼠氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響*

李 彤，孫紅偉

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，哈爾濱 150001)

目的 探討元寶楓油對(duì)一次性力竭運(yùn)動(dòng)大鼠氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)的影響，為元寶楓油用于預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷提供科學(xué)依據(jù)。方法 30只健康SD雄性大鼠根據(jù)體質(zhì)量隨機(jī)分為安靜對(duì)照組(A組，正常飲食+每天生理鹽水灌胃)，力竭組(B組，正常飲食+每天生理鹽水灌胃)和元寶楓油力竭組(C組，每天元寶楓油0.21 mL/kg灌胃)，6周后進(jìn)行一次性力竭游泳運(yùn)動(dòng)，測定大鼠血清中肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)的活性及炎癥因子白細(xì)胞介素(IL)-1β、IL-10和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的水平；測定肌肉勻漿中丙二醛(MDA)、還原性谷胱甘肽(GSH)水平及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的活性。結(jié)果 力竭運(yùn)動(dòng)后，B組與A組相比，血清中CK、LDH水平及IL-1β、TNF-α、IL-10水平均顯著升高(P<0.05)，IL-10/TNF-α比值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，大鼠腓腸肌中MDA水平顯著升高(P<0.05)，GSH水平與GSH-PX活性顯著下降(均P<0.05)，SOD活性與CAT活性差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；C組與B組相比，血清中CK、LDH水平及IL-1β、TNF-α顯著下降(均P<0.05)，IL-10差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，IL-10/TNF-α比值顯著上升(P<0.05)，腓腸肌中MDA水平明顯下降(P<0.05)，GSH水平及SOD、CAT、GSH-PX活性均顯著升高(均P<0.05)。結(jié)論 元寶楓油可明顯減輕力竭運(yùn)動(dòng)引起的氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)，對(duì)骨骼肌具有保護(hù)作用。

氧化性應(yīng)激；大鼠；元寶楓油；力竭運(yùn)動(dòng)；炎癥反應(yīng)

元寶楓(acer truncatum bunge)屬于槭樹科槭屬多年生喬木，是我國特有的品種，多見于安徽南部、甘肅南部、吉林以南及內(nèi)蒙古等地。元寶楓油中脂肪酸含量為92%，是一種不飽和脂肪酸含量很高的功能性油脂[1]，其含有的特殊功能成分——神經(jīng)酸安全無毒，抗氧化性能好。王性炎[2]的研究證明，元寶楓油可作為化妝品工業(yè)的原料，并符合目前化妝品行業(yè)綠色、天然、安全和環(huán)保的要求。高麗芳等[3]的研究證實(shí)元寶楓葉提取物未顯示有急性毒性、遺傳毒性、亞慢性毒性。目前關(guān)于元寶楓油成品應(yīng)用的分析還較少，本研究將元寶楓油力竭運(yùn)動(dòng)大鼠，探索其對(duì)大鼠氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)指標(biāo)的影響，為其用于預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 選用7周齡SPF級(jí)健康SD雄性大鼠30只，體質(zhì)量(270±30)g，由長沙天勤生物技術(shù)有限公司提供，許可證編號(hào)：scxk(湘)2014-0010，采用國家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類動(dòng)物飼料喂養(yǎng)，每籠5只，自由飲水進(jìn)食，室溫控制在(25±2)℃，相對(duì)濕度控制在45%～60%，每2～3天更換一次墊料，并對(duì)動(dòng)物房進(jìn)行消毒。元寶楓油由陜西泰克生物科技有限公司提供。實(shí)驗(yàn)用試劑盒均由齊一生物科技(上海)有限公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)分組和喂養(yǎng)方案 將大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)5 d后，按照體質(zhì)量隨機(jī)分為無差異的A、B、C組，每組10只，其中A組為安靜對(duì)照組，B組為力竭組，C組為元寶楓油力竭組。C組大鼠按每天0.21 mL/kg的劑量進(jìn)行元寶楓油灌胃，A組和B組使用相同劑量的生理鹽水灌胃；每周測量1次大鼠體質(zhì)量并及時(shí)調(diào)整灌胃劑量，每天灌胃1次，持續(xù)6周。3組大鼠的鼠齡、體質(zhì)量、窩別等差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.3 運(yùn)動(dòng)方案 A組大鼠不進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)干預(yù)，B組和C組大鼠灌胃結(jié)束前4 d每天進(jìn)行25 min的無負(fù)重適應(yīng)性游泳訓(xùn)練，持續(xù)3 d。游泳池為長25 cm，寬20 cm，深45 cm的塑料桶，水溫為30～32 ℃。B、C組于實(shí)驗(yàn)最后1 d尾部負(fù)體質(zhì)量5%的負(fù)荷，游泳3 h至力竭狀態(tài)。

1.4 樣本采集與保存 A組大鼠于實(shí)驗(yàn)最后1 d，B、C組于力竭運(yùn)動(dòng)后即刻用乙醚麻醉后解剖，在冰上迅速取下右腿腓腸肌，投入液氮30 min后移入-80 ℃的冰箱中備用。同時(shí)制備血清用于測定肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)活性及炎癥因子白細(xì)胞介素(IL)-1β、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-10的水平。取出肌肉，剪取0.3～0.5 g，加1 mL的生理鹽水，充分勻漿后，3 000 r/min，離心10 min，留取上清液測定其中丙二醛(MDA)、還原性谷胱甘肽(GSH)水平及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)的活性。全部測定均嚴(yán)格按照試劑盒配套說明書，由具有兩年以上工作經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)醫(yī)師操作完成。

2 結(jié) 果

2.1 元寶楓油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血清CK、LDH活性的影響 B組與A組相比，血清CK、LDH水平顯著升高；C組與B組相比，血清CK、LDH水平均顯著下降，見表1。

表1 3組大鼠血清CK、LDH活性比較

a：t=2.597，P=0.024，與A組相比；b:t=2.588，P=0.026，與B組相比；c:t=4.813，P=0.001，與A組相比；d:t=4.336，P=0.001，與B組相比

2.2 元寶楓油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血清促/抗炎因子水平的影響 B組與A組相比，血清中IL-1β、TNF-α、IL-10均顯著升高，IL-10/TNF-α比值略有下降，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；C組與B組相比，血清中IL-1β、TNF-α比值均顯著下降，IL-10/TNF-α比值顯著上升，IL-10略有上升，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見表2。

2.3 元寶楓油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠氧化應(yīng)激指標(biāo)的檢測結(jié)果的影響 B組與A組相比，腓腸肌中MDA水平顯著升高，GSH、GSH-PX活性水平顯著下降，SOD活性略有升高，CAT活性略有下降，但差異都無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；C組與B組相比，腓腸肌中MDA水平明顯下降，GSH、SOD、CAT及GSH-PX水平均顯著上升。見表3。

表2 3組大鼠血清促/抗炎因子水平比較±s)

a：t=2.439，P=0.030，與A組相比；b:t=3.274，P=0.004，與B組相比；c:t=4.683，P=0.001，與A組相比；d:t=2.222，P=0.045，與B組相比；e:t=2.583，P=0.026，與A組相比；f:t=0.606，P=0.576，與B組相比；g:t=1.620，P=0.143，與A組相比；h:t=2.828，P=0.012，與B組相比

表3 3組大鼠氧化應(yīng)激指標(biāo)的檢測結(jié)果比較±s)

a：t=2.809，P=0.014，與A組相比；b:t=2.610，P=0.018，與B組相比；c:t=2.429，P=0.031，與A組相比；d:t=4.454，P=0.001，與B組相比；e:t=0.340，P=0.785，與A組相比；f:t=3.606，P=0.002，與B組相比；g:t=0.399，P=0.788，與A組相比；h:t=2.858，P=0.011，與B組相比；i:t=3.898，P=0.001，與A組相比；j:t=4.528，P=0.001，與B組相比

3 討 論

有研究證實(shí)規(guī)律的體育運(yùn)動(dòng)可預(yù)防多種疾病，如心血管疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、血流動(dòng)力學(xué)障礙等[4]。然而，力竭運(yùn)動(dòng)卻可導(dǎo)致機(jī)體的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)和肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷[5-6]，使血清中CK和LDH活性增加[7]。本研究結(jié)果顯示，力竭運(yùn)動(dòng)后B組大鼠血清中CK和LDH水平較A組顯著升高，與吳秀琴等[8]的研究結(jié)果一致。這是由于劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，骨骼肌遭受到不同程度機(jī)械性損傷，使細(xì)胞膜的通透性發(fā)生改變，進(jìn)而胞內(nèi)蛋白酶滲出到血液中，從而引起血清中CK、LDH的水平升高。本組研究顯示，與B組相比，C組大鼠血清CK、LDH水平均顯著下降(P<0.05)，提示元寶楓油能夠降低力竭運(yùn)動(dòng)大鼠的血清CK、LDH水平，而力竭運(yùn)動(dòng)的CK、LDH主要是骨骼肌產(chǎn)生，因此，可以推測元寶楓油對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠骨骼肌具有一定保護(hù)作用。

肌肉的損傷會(huì)引起促炎因子如IL-1β、IL-6、TNF-α的釋放[9-10]，繼而激活抗炎因子IL-10及IL-1受體拮抗劑的產(chǎn)生，而抗炎因子的激活又可抑制炎癥細(xì)胞的活動(dòng)從而減輕炎癥反應(yīng)。有文獻(xiàn)認(rèn)為IL-10/TNF-α比值是衡量炎癥反應(yīng)程度的重要指標(biāo)，高比值被稱為抗炎比值，低比值則說明存在炎癥反應(yīng)[11]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，力竭運(yùn)動(dòng)后 B組大鼠血清中IL-1β、TNF-α、IL-10均較A組顯著升高，與運(yùn)動(dòng)時(shí)促炎因子和抗炎因子之間的平衡假設(shè)一致[12]，但用元寶楓油灌胃的大鼠血清中IL-1β、TNF-α比值下降，IL-10/TNF-α比值卻顯著上升，說明元寶楓油的使用可降低促炎因子的水平，從而減輕炎癥反應(yīng)。

本研究結(jié)果顯示，力竭運(yùn)動(dòng)后大鼠腓腸肌中MDA水平顯著上升，而抗氧化指標(biāo)GSH和CAT、GSH-PX等的水平卻下降，說明力竭運(yùn)動(dòng)后大鼠體內(nèi)發(fā)生了脂質(zhì)過氧化和細(xì)胞損傷，與已有研究結(jié)果一致[13-15]。但是，力竭運(yùn)動(dòng)后大鼠腓腸肌中SOD略有升高，與文獻(xiàn)[16-18]的研究結(jié)果不同，可能原因是大鼠在適應(yīng)性游泳訓(xùn)練中，代償性的增強(qiáng)抗氧化酶的活性來抵制過氧化反應(yīng)。在使用元寶楓油大鼠的腓腸肌中，其MDA水平顯著下降，抗氧化指標(biāo)GSH、SOD、CAT和GSH-PX均顯著升高，說明元寶楓油可加強(qiáng)機(jī)體的抗氧化狀態(tài)，從而抵制過氧化等導(dǎo)致的損傷，對(duì)細(xì)胞具有保護(hù)作用。

綜上所述，食用元寶楓油可減少CK、LDH等胞內(nèi)酶的滲出，減少炎癥因子的釋放，提高抗氧化功能酶的活性，對(duì)運(yùn)動(dòng)的骨骼肌具有保護(hù)作用。

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Effects of Acer truncatum oil on oxidative stress and inflammatory reaction in rats undergoing one-time exhaustive exercise*

LiTong，SunHongwei

(DepartmentofNeurology,AffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity,Harbin150001,China)

Objective To explore the effects of Acer truncatum oil on oxidative stress and inflammatory reaction in rats after exhaustive exercise to provide a scientific basis for the prevention of sports injury by Acer truncatum oil.Methods Thirty healthy male SD rats were randomly divided into control group ( A,normal diet + saline every day),exhaustive group (B,normal diet + saline daily) and exhaustive with Acer truncatum oil group ( C,0.21 mL/kg daily Acer truncatum oil gavage),6 weeks later,the rats performed once exhaustive swimming exercise,then the creatine kinase (CK),lactate dehydrogenase (LDH),cytokine interleukin (IL-1β、 IL-10) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) in the serum;malondialdehyde (MDA) homogenate reduction glutathione (GSH),superoxide dismutase (SOD),catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GSH-Px) in muscle were measured.Results After exhaustive exercise,when compared with the group A,the serum levels of CK,LDH,IL-1,TNF-α and IL-10 were significantly higher than in the group B(P<0.05，P<0.01，P<0.05，P<0.01，P<0.05),IL-10/ TNF-α ratio had no statistically significant difference(P>0.05),the level of MDA in gastrocnemius muscle increased significantly (P<0.05),GSH level and GSH-PX activity decreased significantly (P<0.05,P<0.01),SOD and CAT activity were not statistically significant (P>0.05).when compared with the group B,serum CK,LDH level and IL-1 β,TNF-α were significantly decreased (P<0.05,P<0.01,P<0.01,P<0.05),IL-10 had no statistical significance (P>0.05),a significant increase in IL-10/TNF-α(P<0.05),the level of MDA of gastrocnemius muscle decreased significantly (P<0.05),the level of GSH and SOD,CAT and GSH-PX were significantly increased (P<0.01,P<0.01,P<0.05,P<0.01).Conclusion Acer truncatum oil can significantly reduce oxidative stress and inflammatory reaction caused by the exhaustive exercise,which has a protective effect on skeletal muscle.

oxidative stress;rats；acer truncatum oil；exhaustive exercise;inflammatory reaction

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.22.006

2015年哈爾濱應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃項(xiàng)目(2015RAQYJ097)。 作者簡介：李彤(1985-) ，住院醫(yī)師，本科，主要從事神經(jīng)內(nèi)科卒中的研究。

A

1671-8348(2017)22-3043-03

2016-12-20

2017-03-08)