瑪咖對老年大鼠腦組織線粒體呼吸鏈酶活性及抗衰老能力的影響

彭麗娜 張 冰

(廊坊師范學院體育學院，河北 廊坊 065000)

適量的有氧運動可以提高老齡大鼠心臟、股四頭肌線粒體呼吸鏈酶(RCC)Ⅰ～Ⅳ的活性，提高機體的抗氧化能力〔1，2〕。研究也表明，瑪咖提取物能顯著提高老齡小鼠心、肝線粒體谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)水平，降低細胞對三磷酸腺苷(ATP)的消耗，說明瑪咖具有緩解體力疲勞、延緩機體衰老的作用〔3～5〕。瑪咖結合運動可以提高大鼠骨骼肌、腎臟等組織線粒體RCCⅠ～Ⅳ活性，延緩機體衰老〔6，7〕。本文通過測試老年大鼠腦組織RCCⅠ～Ⅳ的活性，來進一步探討瑪咖結合遞增負荷跑臺運動對力竭運動后老年大鼠腦組織功能及抗衰老能力的影響。

1 材料與方法

1.1實驗動物分組 10個月齡健康雄性Wistar大鼠(北京維通利華實驗動物技術有限公司)48只，體重(350±20)g，隨機分為對照組、瑪咖組、運動組和瑪咖+運動組，每組12只。

1.2訓練方案及瑪咖的補充 根據慢性疲勞模型〔8～10〕，運動組和瑪咖+運動組進行遞增負荷跑臺運動，速度15、18、20、25、28、30 m/min，時間是20、30、35、40、45、50 min；1次/d，5 d/w，持續6 w。瑪咖組和瑪咖+運動組訓練結束，每天以5 g/kg〔11〕給予瑪咖粉(秘魯AGRO公司)灌胃。

1.3大腦標本制備及腦線粒體的提取 力竭后即刻腹腔注射2%戊巴比妥鈉麻醉大鼠，迅速打開顱腔取出大腦，通過3次離心制成勻漿液。勻漿液在0～4℃下，差速離心提取腦組織線粒體〔12〕。前兩次分別離心(4 000 r/min，10 min)棄沉淀，取上清液；兩次上清液混合再次離心(12 000 r/min，15 min)2次所得沉淀物即大鼠腦組織線粒體〔12〕。

1.4腦組織RCCⅠ～Ⅳ活性、線粒體SOD、GSH-Px活性、MDA含量的測定 SOD、GSH-PX活性、MDA含量測定，嚴格按照測試盒的操作程序進行。將10 μl線粒體加入到2 ml反應緩沖液中，180 s內連續測定340、600、550、550 nm處還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶(NADH)、還原型黃素二核苷酸(FADH2)、細胞色素C還原酶與細胞色素C氧化酶吸光值的變化，以此表示腦組織RCCⅠ～Ⅳ的活性〔13〕。

1.5統計學方法 采用SPSS21.0統計學軟件進行單因素方差分析和t檢驗。

2 結 果

2.1各組腦組織RCCⅠ～Ⅳ活性比較 與對照組比，瑪咖組RCCⅠ、RCCⅢ、RCCⅣ活性分別提高47.40%、50.88%和55.72%，差異顯著(P<0.01)，RCCⅡ活性提高15.55%(P>0.05)；運動組RCCⅠ、RCCⅣ活性提高54.12%和61.26%，差異顯著(P<0.01)，RCCⅡ、RCCⅢ活性提高了18.52%和15.40%(P>0.05)；瑪咖+運動組RCCⅠ、RCCⅢ、RCCⅣ 活性分別提高68.67%、53.55%和72.39%(P<0.01)，RCCⅡ活性提高35.32%(P<0.05)，差異顯著。與瑪咖組比，瑪咖+運動組RCCⅠ、RCCⅣ活性提高了40.44%和37.64%，差異顯著(P<0.05)，RCCⅡ、RCCⅢ活性提高23.41%和5.44%(P>0.05)。與運動組相比，瑪咖+運動組RCCⅠ活性提高31.71%，差異顯著(P<0.05)，RCCⅡ、RCCⅢ、RCCⅣ活性分別提高20.62%、23.72%和28.72%(P>0.05)。見表1。

2.2各組腦組織線粒體抗衰老能力比較 與對照組比，瑪咖組、運動組、瑪咖+運動組GSH-Px 活性分別提高42.64%、48.27%和68.92%，差異顯著(P<0.05或P<0.01)；瑪咖組、運動組、瑪咖+運動組SOD 活性分別提高53.36%、58.19%和74.09%，差異顯著(P<0.05或P<0.01)；瑪咖組、瑪咖+運動組MDA含量分別提高了33.21%和32.21%，差異顯著(P<0.05)，運動組提高18.54%(P>0.05)。與瑪咖組比，瑪咖+運動組GSH-Px、SOD活性提高了45.82%、44.44%，差異顯著(P<0.05)；MDA含量下降了1.48%(P>0.05)。與運動組比，瑪咖+運動組GSH-Px、SOD活性提高了39.93%和38.03%，差異顯著(P<0.05)；MDA含量提高16.77%(P>0.05)。見表1。

表1 各組腦組織RCCⅠ～Ⅳ活性及比較

與對照組比較：1)P<0.05,2)P<0.01;與瑪咖組比較：3)P<0.05;與運動組比較：4)P<0.05

3 討 論

研究表明，長期有氧運動訓練可以改善線粒體呼吸鏈酶活性，提高組織線粒體呼吸功能〔14～17〕。本研究提示，有氧運動訓練可提高力竭運動后老年大鼠腦線粒體呼吸功能。

另一研究顯示，補充瑪咖可延長小鼠運動時間，而且使小鼠血清尿素氮和血乳酸水平降低，說明瑪咖具有抗疲勞功能〔18〕。本研究提示，瑪咖結合遞增負荷運動在改善修復腦組織線粒體呼吸功能方面效果突出。其機制可能是有氧訓練可顯著提高機體的有氧代謝水平，增進機體有氧工作能力，提高機體線粒體基質酶及呼吸鏈酶活性〔19〕，減少線粒體的氧化損傷，降低線粒體DNA破解程度，線粒體免疫及能量輸出速率得到提高〔20〕；同時瑪咖中富含多種有效成分，瑪咖通過調節線粒體內膜蛋白輔酶活性，降低線粒體的耗氧量〔21，22〕，加強腦組織新陳代謝能力，促進細胞能量轉換并喚醒人體各個器官的原有功能，全面調理人體生理平衡，使線粒體呼吸功能得到穩固〔23，24〕。

研究顯示，運動疲勞的產生與機體內自由基的延時清除、能源物質的耗竭及代謝產物堆積有關〔25〕。力竭運動引起脂質過氧化反應加強而產生較多自由基，導致線粒體膜結構及功能得到破壞〔26〕，通透性升高而膜電位降低，線粒體DNA損傷增多，導致細胞衰老甚至死亡，使腦細胞工作能力下降〔26，27〕。本研究提示，運動訓練可提高老年大鼠機體線粒體GSH-Px、SOD活性，增強機體耐受脂質過氧化能力。

有研究表明，瑪咖能增強老齡小鼠血清、肝臟 SOD及GSH-Px活性，降低血清及肝臟中的MDA含量，增加小鼠免疫功能，改善機體糖代謝能力，說明瑪咖具有抗疲勞、抗衰老作用〔28，29〕。本研究結果顯示，補充瑪咖、補充瑪咖結合運動均可提高老年大鼠腦組織線粒體SOD、GSH-Px活性。其分子機制一方面是瑪咖生物堿和多糖作為瑪咖的有效成分之一，具有重要的抗氧化活性，清除過量的自由基，保護細胞膜結構和功能完整性，增強機體細胞免疫功能的同時起到抗衰老的作用〔30〕。另一方面，長期科學運動訓練，促使大腦神經信號傳導加快，腦組織線粒體血液供應及氧氣攝入充足，細胞呼吸功能加強，NADH、FADH2脫氫酶活力提高，加快能量代謝的速率，抗氧化酶活性也隨之提高，對延緩細胞及機體衰老起一定的積極作用。

1劉銀銀.有氧運動對老齡大鼠心肌線粒體能量代謝及自由基代謝的影響〔D〕.蘭州：西北師范大學，2014.

2談文博.適度運動對增齡大鼠骨骼肌線粒體能量代謝及自由基代謝的影響〔D〕.蘭州：西北師范大學，2014.

3蔣寒林.外來物種瑪咖主要化學成分研究〔D〕.廣州：華南理工大學，2014.

4柳 琴，程 貝.西藏瑪咖對小鼠抗疲勞作用的初步研究〔J〕.中國藥師，2015；18(3)：511-3.

5高 珊，童 英，熊曉燕.瑪咖與西洋參緩解體力疲勞作用對比試驗研究〔J〕.實驗動物科學與管理，2006；23(4)：4-6.

6彭麗娜，張 冰.高原野生植物瑪咖結合6 w跑臺運動訓練對大鼠骨骼肌線粒體呼吸鏈酶活性及抗氧化能力的影響〔J〕.營養學報，2016；32(5)：853-6..

7彭麗娜，賈 鵬.瑪咖對力竭運動后老年大鼠腎臟線粒體呼吸功能及抗衰老能力的影響〔J〕.中國組織工程研究，2016;20(18):2711-6.

8田 野，高鐵群.大鼠運動性疲勞模型的建立〔J〕.北京體育大學學報，1995；18(4)：49-53.

9鄭 瀾，陸愛云.運動性疲勞動物模型的研究〔J〕.中國體育科技，2003；39(2)：20-3.

10肖明珠，郭慶芳.動物運動性疲勞方法學研究之一不同刺激方法對大鼠跑臺運動疲勞及恢復期糖代謝的影響〔J〕.中國運動醫學雜志，1998；17(4)：334-6.

11高玉秋，李 彬，王彥武.瑪咖片緩解體力疲勞功能的實驗研究〔J〕.中國食物與營養，2014；20(8)：76-7.

12Zwicker K，Dikalov S，Matuschka S,etal.Oxygen radical generation and enzymatic properties of mitochondria in hypoxia/reoxygenation〔J〕.Arzneimittelforschung，1998；48(6)：629-36.

13Vyatkina G，Bhatia V，Gerstner A，etal.Impaired mitochondrial respiratory chain and bioenergetics during chagasic cardiomyopathy development〔J〕.Biochim Biophys Acta，2004；1689(2)：162-73.

14李 爽，李燕舞，王 蕾.健脾中藥對急性運動大鼠線粒體呼吸鏈復合體的影響〔J〕.成都體育學院學報，2013；39(5)：91-4.

15付 玉，王文迪，許蘇旸.線粒體生物學性狀及細胞衰老和運動的影響〔J〕.中國組織工程研究，2012；16(11)：2063-6.

16李 潔，彭麗娜.肉堿對運動訓練大鼠骨骼肌線粒體呼吸鏈功能及氧自由基代謝的影〔J〕.生理學報，2013；65(6)：631-6.

17申屠平平，魏霞蓁，王振林.沙棘脂肪酸對老齡雌性大鼠線粒體功能影響的研究〔J〕.國際沙棘研究與開發，2011；9(2)：1-5.

18余龍江，張永忠，金文聞，等.瑪咖醇提取物對小鼠的抗衰老作用〔J〕.中草藥，2006；37(1)：81-3.

19賴紅梅，陳彩珍，蔣慧萍.有氧運動訓練對老年大鼠線粒體DNA含量、呼吸鏈復合酶活性的影響〔J〕.中國康復醫學雜志，2009；24(12)：1109-11.

20李 潔，彭麗娜，余小燕，等.不同低氧訓練模式對大鼠腦組織線粒體呼吸鏈酶復合體活性的影響〔J〕.中國運動醫學雜志，2010；29(2)：145-8.

21許 敏，徐 麗，宋 輝.瑪咖的研究進展〔J〕.食品安全質量檢測學報，2015；6(7)：2775-81.

22周 意，欒 潔，劉玉香.瑪咖多糖對果蠅的抗衰老作用〔J〕.中國實驗方劑學雜志，2015；20(18)：151-4.

23孫曉東，唐 輝，杜 萍.麗江瑪咖的營養成分分析及多糖體外的抗氧化作用〔J〕.光譜實驗室，2013；30(5)：2365-71.

24童曉青，賀 亮，劉本同.不同顏色瑪咖營養成分分析〔J〕.食品工程，2015；9(3)：57-61.

25桑 琛，程珂玲，王 迪.有氧運動對衰老大鼠血清中抗氧化酶和過氧化脂質的影響〔J〕.江蘇大學學報(醫學版)，2007；17(2)：128-30.

26陳彩珍，盧 健.有氧運動協同抗氧化劑對老年小鼠腎臟線粒體質和量的影響〔J〕.成都體育學院學報，2005；31(1)：89-92,113.

27王 博.外源性補充硫酸亞鐵對運動大鼠骨骼肌線粒體呼吸鏈酶活性及自由基代謝的影響〔D〕.蘭州：西北師范大學，2010.

28朱學良，羅 彤，葉 偉.瑪咖多糖的抗疲勞作用研究〔J〕.中國食品工業，2010；15(11)：33-6.

29文金隆，何芳雁，韓春妮.云南引種瑪咖對小鼠非特異性免疫、抗疲勞、耐缺氧功能的影響〔J〕.云南中醫學院學報，2012；35(5)：4-7.

30姜立科，董 浩，張仁堂.瑪咖功能作用及開發利用研究進展〔J〕.中國食物與營養，2015；21(6)：69-71.