瑪咖靈芝片緩解小鼠體力疲勞的研究

于金玲,謝宏泉,解 微,任喜運,梁 菲,劉 萬,劉 影,*

(1.哈爾濱醫科大學 食品藥品安全評價中心,哈爾濱 150086;2.哈爾濱醫科大學 預防醫學實驗教學中心,哈爾濱 150086;3.哈爾濱醫科大學 營養與食品衛生學院,哈爾濱 150086)

瑪咖(Maca)原產自海拔4 000 m以上的秘魯中部安第斯山脈[1],是一種純天然可食用的根莖形似小蘿卜的十字花科獨荇菜屬植物.瑪咖種植要求較高,主要集中在南美洲,但現如今我國西藏、云南等地也已廣泛種植[2],逐漸發展成我國重要的草藥之一.瑪咖營養價值極高,具有補充體力抗疲勞、增強機體免疫力、固精壯陽提高性能力以及助睡眠、調節女性更年期綜合征等多種功能性作用[3-4],被譽為“南美人參”.其營養成分也十分豐富,除了含有豐富的蛋白質、多糖、氨基酸、礦物質[7-8]等豐富的營養素之外,還含有生物堿[9]、芥子油苷[10]、瑪咖烯、瑪咖酰胺[11]等眾多活性物質,是南美地區秘魯安第斯民族的主要食品之一[5].眾多研究表明,瑪咖具備提高生育功能[12]、促進新陳代謝抗氧化[13]、調節內分泌抗衰老、和強化免疫系統抑制腫瘤[14]等功效.甘瑾[15]等人對云南3種不同顏色的瑪咖中的生物堿進行了定量分析,結果顯示不同顏色的瑪咖都含有抗癌活性物質生物堿,但各種類瑪咖總生物堿含量不同,紫色瑪咖含量最高[6],接近源產地秘魯的瑪咖干粉的總生物堿含量[16].這些科研成果不僅為云南、西藏等地區的瑪咖種植業的可持續性發展奠定了堅實的理論基礎,也夯實了我國在瑪咖相關基礎研究方面的工作.此外,這些成果還推動了瑪咖的抗疲勞等功效理論研究的創新性開發和應用.

靈芝(Ganoderma lucidum),古往今來都人們奉為“仙草”,其藥用最早記錄見于東漢張衡的《西京賦》,《神農本草經》亦對靈芝的功效價值大為贊許,將其列為上品藥.靈芝作為藥材使用至今已有2000多年的歷史[17],古代的中醫藥名家李時珍、孫思邈等人認為靈芝是一種具有獨特功效的傳統中草藥,目前已經掌握靈芝的許多藥效,并取得長足的進步[18],研究表明靈芝具有極高的醫用價值,包括抗腫瘤[19]、提高機體耐缺氧能力和抗疲勞[20]、免疫調節[21]、抗衰老[22]、對心血管系統的活性、護肝解毒[23]、改善造血機能[24]、鎮靜[25]、降血糖[26]、治療陽痿等.

綜上,瑪咖和靈芝都具有多種藥理作用,尤其作為抗疲勞藥物具有顯著療效,但其復方制劑瑪咖靈芝片是否具備更為顯著的抗疲勞作用尚未可知.本實驗旨在分析瑪咖靈芝片的抗疲勞作用.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瑪咖靈芝片 黑龍江康普生物科技有限公司提供;清潔級雄性ICR小白鼠 購自北京維通利華實驗動物技術有限公司,實驗動物許可證號:SCXK(京)2012-0001;血尿素氮測定試劑盒 中生北控生物科技股份有限公司;肝糖原測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;乳酸測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;分析純濃硫酸 北京化學試劑公司.

游泳箱(50 cm×50 cm×40 cm);鉛絲;Sartorius電子天平;Thermo低溫離心機;日立7100型全自動生化分析儀;UV8100A紫外分光光度計.

1.2 實驗方法

在經過5 d適應性飼喂后,將160只ICR小鼠進行負重游泳實驗開展下一步的實驗研究.160只ICR小鼠以體重為劃分依據,被隨機分為4組,包括低、中、高3個劑量組,以及1個陰性對照組,每組40只.分別對劑量組小鼠施以不同劑量的瑪咖靈芝片試劑0.38 g/kg·bw、0.75 g/kg·bw和2.25 g/kg·bw.實驗進行期間,每組的小鼠接受20 mL/kg·bw灌胃液的投藥,而陰性對照組則給予等體積的蒸餾水進行灌胃處理.每日給藥或蒸餾水1次,連續30 d.第31天,對所有小鼠進行負重游泳實驗,記錄血清尿素、肝糖原和血乳酸值等相關數據.所有實驗都將在清潔級實驗中心內進行.通過方差分析對數據進行統計分析,以評估瑪咖靈芝片是否具有更為顯著的緩解身體疲勞的作用.

1.2.1 負重游泳試驗

在最后一次給予實驗藥劑30 min后,將重量占小鼠體重5%的鉛絲系在小鼠尾根處,并將負重小鼠放入尺寸為50 cm×50 cm×40 cm游泳池中,注入深度30 cm,水溫相對穩定于(25±1) ℃之間的溫水.記錄小鼠開始游泳至死亡的時間,以此計算小鼠游泳持續時長(單位:min).

1.2.2 血清尿素測定

將試驗藥劑注入小鼠體內,隨后將其放置在水溫為30 ℃的游泳池中游泳,持續90 min.運動后讓小鼠休息60 min,并從其眼球采血0.5 mL.待血液凝固和血塊收縮后離心,使用尿素測定試劑盒(酶法)進行血清尿素含量的測定.

1.2.3 肝糖原測定

其中:0.01為標準管中的含葡萄糖量;100為樣本測試前稀釋倍數;10為測試過程中的稀釋倍數;1.11為將葡萄糖換算成糖原的系數.

1.2.4 血乳酸測定

在最后一次給予實驗藥劑30 min后,進行第一次眼球采血.接著,將小鼠放入恒定水溫為30 ℃的游泳箱中,游泳10 min后,再進行第二次眼球采血.待小鼠休息20 min后,最后進行第三次眼球采血.每次采血量均為20 μL.使用乳酸測定試劑盒分別測試游泳前和游泳后10、20min的含乳酸量,并根據公式計算三個時間點的乳酸曲線下面積.

血乳酸曲線下面積=5×(游泳前的血乳酸值+游泳后0 min的血乳酸值)+10×(游泳后0 min的血乳酸值+游泳后休息20 min的血乳酸值)

1.3 統計學分析

實驗數據用SPSS軟件17.0進行統計,實驗結果以平均值±標準差表示,采用單因素方差分析的統計學方法進行數據處理,P< 0.05、P< 0.01均代表有統計學意義.

2 結果與分析

2.1 瑪咖靈芝片對小鼠體重的影響

從圖1可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實驗藥劑進行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片不同劑量組小鼠的體重增長值與陰性對照組之間沒有統計學顯著性(P>0.05),因此還不能確定瑪咖靈芝片具有增加小鼠體重的效果.結果表明,不同試驗組小鼠體重的增加無明顯差別.

圖1 瑪咖靈芝片對各組實驗小鼠體重的影響

2.2 瑪咖靈芝片對小鼠負重游泳時間的影響

從圖2可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實驗藥劑進行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片高劑量組的負重游泳時間與陰性對照組小鼠相比具有統計學顯著性(P<0.01),因此可以判斷出,瑪咖靈芝片高劑量組的負重游泳時間比陰性對照組長.瑪咖靈芝片在服用人體推薦劑量30倍的受試物,特定劑量為2.25 g/kg·bw時,對小鼠負重游泳時間有明顯的提高作用.

圖2 瑪咖靈芝片對小鼠負重游泳時間的影響

2.3 瑪咖靈芝片對小鼠運動時血清尿素的影響

從圖3可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實驗藥劑進行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片中、高劑量組血清尿素與陰性對照相比較,差異有統計學意義(P<0.01),可判定瑪咖靈芝片高劑量組血清尿素水平明顯低于陰性對照.說明在使用人體推薦劑量為10倍、30倍的受試物,特定劑量為0.75、2.25 g/kg·bw時,瑪咖靈芝片可以明顯降低或抑制運動后小鼠血清尿素水平.

圖3 瑪咖靈芝片對小鼠運動時血清尿素的影響

2.4 瑪咖靈芝片對小鼠肝糖原含量的影響

從圖4可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實驗藥劑進行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片高劑量組的肝糖原和陰性對照之間存在統計學上的顯著差異(P<0.01),可以判斷出,瑪咖靈芝片高劑量組的肝糖原明顯高于陰性對照.結果表明,采用30倍于人類建議劑量的樣品,特定劑量為2.25 g/kg·bw時,能提高小鼠的肝糖原含量,并使其貯備增多.

圖4 瑪咖靈芝片對小鼠肝糖原含量的影響

2.5 瑪咖靈芝片對小鼠運動后血乳酸水平的影響

由圖5可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實驗藥劑進行灌胃操作30 d后,小鼠游泳20 min后,中、高劑量組血乳酸曲線下面積與陰性對照組相比較,差異有統計學意義(P<0.05),由此可以推斷,高劑量瑪咖靈芝片藥劑組小鼠的血乳酸含量明顯比陰性對照組低,這表明,在服用10倍于人類推薦劑量的被測物,特定劑量為0.75和2.25 g/kg·bw的情況下,瑪咖靈芝片能夠有效地控制小鼠在運動后的血乳酸的上升,并防止血乳酸的積累.

圖5 瑪咖靈芝片對小鼠血乳酸的影響

3 討 論

經研究發現,瑪咖中含有豐富的營養物質,包括蛋白質、氨基酸、葡萄糖類物質和礦石質鐵.這些化學物質可以提高瑪咖抗貧血、抗血糖下降和抗疲勞的功效[16].另外,瑪咖含有豐富的氨基酸,尤其是組氨酸和精氨酸,還含有鉀、鈣、鐵等多種礦物質,和黃酮、多糖、生物堿、芥子油苷等具有不同活性作用的天然成分,具有增強機體免疫力,延緩衰老的作用.實驗證明,高劑量的精氨酸可以刺激T淋巴細胞的增殖,調節抗體的產生,從而顯著地提高機體的免疫力.在受傷后服用大劑量的精氨酸,能夠降低身體中的氮元素損失,加速傷口的恢復.黃酮還可以抑制自由基的活性,從而增強身體的抗疲勞能力[27].多糖由多個單糖聚合而成,屬于高分子化合物,是普遍見于植物的天然混合物,多項藥理研究證實了多糖具備抗疲勞、抗腫瘤降血糖等生物活性作用[28-29].經過實驗發現,瑪咖多糖能夠提高小鼠游泳耐力.這是因為瑪咖多糖可以提高機體內超氧化物歧化酶(SOD)的活性,該酶起到降低自由基含量的作用,可有效抑制其在體內的積累.此外,通過清除體內脂質過氧化物瑪咖多糖還能發揮其助力作用,從而有助于提高小鼠游泳耐力水平.果糖是一種被稱為健康糖的物質,它具有快速的吸收和代謝能力,不僅可以增強體能和耐力,而且還能迅速消除疲勞,保持體力[28].瑪咖含有多種生物堿活性成分,如瑪咖烯和瑪咖酰胺,具有降血糖、抑菌抗病毒、抗腫瘤和抗疲勞等多種功效.此外,瑪咖中的芥子油苷也被證實具備生物活性,可能與改善生育功能和提高性能力有關.因此,瑪咖常被應用于改善生育功能、提高性能力和抗疲勞等方面[27].

疲勞(fatigue)又稱疲乏,是由運動過度造成的勞累、能量不足和正常活動或工作能力下降等癥狀的自覺不適感,是產生自衛性抑制的正常生理過程.其形成機理主要有三種:能量耗竭理論、代謝物堆積理論、細胞內穩態失衡理論.現階段動物研究中常結合運動耐力實驗及生化檢測指標評價疲勞作用,其中運動耐力最為直接客觀[30],通過小鼠負重游泳實驗可以得出結論,瑪咖靈芝片可以通過提高小鼠的體力和運動耐力的方式有效地延長小鼠的負重游泳時間,高劑量服用還可以起到抗疲勞的作用.血清尿素是機體代謝蛋白質的末端產物之一,而它也是評估人體運動適應能力的重要指標.隨著身體承受勞動和運動負荷的增加,血清尿素含量也相應增加.因此,我們可以借助其變化情況來判斷身體對負荷適應能力的程度.當負荷適應能力差時,血清尿素水平上升的趨勢會更為顯著[31].研究發現,瑪咖靈芝片對小鼠進行劇烈運動后的血清尿素水平具有顯著的減少和抑制作用.這種保護作用可以防止機體蛋白質分解過度引起的傷害,并提高機體適應劇烈運動的能力,增強身體的體力和耐力.這表明瑪咖靈芝片在運動方面有著積極促進作用,是一種值得推廣和使用的健康食品.同時,還可以用血乳酸含量水平來判斷人體是否出現疲勞以及判定疲勞程度.長期從事劇烈運動會導致運動性疲勞,其中一個重要因素是體內乳酸過多積累,這會對身體內環境的平衡和正常代謝過程造成影響.為了加速分解乳酸脫氫酶,可以采取按摩、休息、泡澡和增加飲食營養等一系列措施延緩疲勞[32].研究發現,瑪咖靈芝片不但可以有效地抑制血液中乳酸的增加,而且還可以快速地清除因運動引起的乳酸,達到緩解疲勞的效果.另外,瑪咖靈芝片還具有增加肝臟糖原含量、保持血糖穩定、增強身體的耐力、抗疲勞等功效.前期研究發現,在30 d的大鼠模型中,服用不同劑量的瑪咖靈芝能明顯增加小鼠的負重和游泳時間,并能使其血尿素濃度下降,還能有效地抑制運動后血乳酸的增加.所以,可以判定瑪咖靈芝片可以通過增加肝糖原儲備量,降低運動過程中肝糖原的消耗,為身體提供更多的能量,從而起到抗疲勞的作用.