人参皂甙对运动性疲劳模型大鼠MDA含量和SOD活性的影响

潘华山 焦润艺 冯毅羽中

（广州中医药大学体育健康学院，广东广州510006）

1982年第5届国际运动生化会议明确提出运动性疲劳是指机体生理过程不能维持其机能在特定水平上和 （或）不能维持预定的运动强度[1]。目前，现代生物医学由于受到局部论、外因论及单纯因果线性关系等因素的限制，各种消除疲劳的措施在效果上各有不尽如人意的地方。运动性疲劳属中医 “劳倦”范畴，中医认为劳倦发生的主要病机是不同程度的本虚标实，本虚以阳气不足，兼有阴血亏虚[2～7]。本文在运动性疲劳模型大鼠复制的基础上，根据中医 “劳倦”气虚阳弱的主要病机，选用中药人参提取物人参总皂甙、人参皂甙Re、Rb1、Rg1，对动物模型进行灌胃治疗，从模型大鼠丙二醛 （MDA）含量和超氧化物歧化酶 （SOD）活性着手，研究人参皂甙治疗运动性疲劳的变化规律，并阐明其作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物

SPF级雄性Sd大鼠，180～220 g，广州中医药大学实验动物中心提供，实验动物使用许可证号:SYXK（粤）2008-0085，使用动物质量合格证明编号:0031686。于广州中医药大学实验动物中心SPF级实验室内进行实验，常规分笼喂养，自由饮水进食，动物室内温度21～24℃，相对湿度40～55%，室内空气流通，光照时间l2 h。

1.2 药品、主要试剂与仪器

人参总皂甙、人参皂甙 Rb1、人参皂甙 Re、人参皂甙Rg1，由上海同田生物技术有限公司提供。试剂主要包括MDA含量测定试剂盒和SOD活性测定试剂盒，均由南京建成生物工程研究所提供。主要仪器有TDL-5-A型低速离心机 （上海飞鸽公司生产）和ZH-PT动物实验跑台 （淮北正华生物仪器设备有限公司生产）。

1.3 运动疲劳模型的复制与分组方法

60只雄性Sd大鼠，随机均分为人参总皂组（50mg/kg，i.p.）、人 参 皂 甙 Re （50mg/kg，i.p.）、人参皂甙 Rb1组 （50 mg/kg，i.p.）、人参皂甙 Rg1组 （50mg/kg，i.p.）、模型组 （等容量生理盐水，i.p.）和空白组 （等容量生理盐水，i.p.），每天灌喂给药一次，灌胃1小时后，除空白外所有各组大鼠均进行中等运动强度的水平跑台运动，每天一次，速度为15m/min，坡度0°，跑台20 min，间歇40 min，在跑台20 min，连续14天。

1.4 取材、样本制备与测定方法

1.4.1 抗凝血与血清的制备

于末次运动后，立即断颈处死，取血5 ml，分别加入加1%肝素抗凝剂和未加抗凝剂的试管中，每管不少于1 ml，抗凝管加入血液后轻轻摇动，确保血液不凝结成块;不加抗凝剂血液于4℃冰箱静置保存2 h后，3 000转/min，离心10 min，取上清液，即为血清，于4℃保存上述抗凝血及血清备用。

1.4.2 大鼠血清MDA含量的监测

丙二醛 （MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定，严格按试剂盒使用说明书进行操作。

1.4.3 大鼠红细胞SOD活性测定

取肝素抗凝血50μ l，冲入盛有2 ml的生理盐水的带刻度离心管中，2 000转/分，离心3 min，弃上清液，加预次冷双蒸水0.2ml，红细胞溶解后加入 95%乙醇 0.1ml，振荡 30 s后，加氯仿0.1ml，充分混匀 1 min，3 500转/min，离心8 min，取上清液 20μ l进行红细胞SOD活力测定。采用黄嘌呤氧化酶法测定，严格按试剂盒合用说明书进行操作。

1.4.4 肝脏与骨骼肌取材与处理

剖腹取出肝脏一块，约6 g左右，于左后肢相同部位腓肠肌取二块骨骼肌，同样约6 g左右。4℃生理盐水清洗后，滤纸干燥，立即放入清洁干燥密闭的小瓶中，于-20℃保存备用。

1.4.5 肝和骨骼肌组织匀浆的制备

取上述冻存肝和骨骼肌组织，按试剂盒合用说明书称取肝和骨骼肌组织各50 mg，加适量生理盐水，于冰水中用电动匀浆机制备成1%肝细胞和骨骼肌细胞匀浆。

1.4.6 肝脏与骨骼肌MDA含量和SOD活性测定

硫代巴比妥酸法测MDA含量、黄嘌呤氧化酶法测SOD活性，均按试剂盒合用说明书进行操作。

2 结果

2.1 人参皂甙对运动性疲劳模型大鼠血清MDA含量和红细胞SOD活性的影响

见表1。与模型组比较，空白组、Rb1、Re、Rg1和总皂甙组血清MDA含量均有极显著降低（P＜0.01）;与总皂甙组比较，Rb1与 Re组血清MDA含量均无显著性差异 （P＞0.05），Rg1组血清MDA含量极显著升高 （P＜0.01）。与模型组比较，空白组、Rb1、Re、Rg1和总皂甙组红细胞SOD活性均极显著升高 （P＜0.01）;与总皂甙组比较，Rg1与Re组红细胞SOD活性均有显著性降低 （P＜0.05），Rb1组红细胞SOD活性则无显著性差异 （P＞0.05）。

表1 人参皂甙对模型大鼠血清MDA含量 （nmol/ml）和红细胞SOD活性 （U/mgrpot）的影响

2.2 人参皂甙对运动性疲劳模型大鼠肝MDA与SOD活性的影响

表 2显示，与模型组比较，空白组、Rb1、Re、Rg1和总皂甙组肝MDA含量均有极显著降低（P＜0.01）;与总皂甙组比较，Rg1与 Re组肝MDA含量均有极显著性升高 （P＜0.01），Rb1组肝MDA含量则无显著性差异 （P＞0.05）。与模型组比较，空白组肝 SOD活性显著性升高 （P＜0.05），Rb1、Re、Rg1和总皂甙组肝SOD活性均有极显著升高 （P＜0.01）;与总皂甙组比较，Rg1组和 Re组肝 SOD活性均有极显著升高 （P＜0.01），Rb1组肝SOD活性则无显著性差异 （P＞0.05）。

表2 人参皂甙对模型大鼠肝MDA含量 （nmol/ml）与SOD活性 （U/mgrpot）的影响

2.3 人参皂甙对运动性疲劳模型大鼠骨骼肌MDA含量与SOD活性的影响

表3显示，与模型组比较，空白组、Rb1、Re、Rg1和总皂甙组骨骼肌MDA含量均有显著降低 （均有P＜0.01）;与总皂甙组比较，Rg1与Rb1组骨骼肌 MDA含量无显著性差异 （均有 P＞0.05），Re组骨骼肌 MDA含量则有显著性升高（P＜0.05）。与模型组比较，空白组、Re、Rb1、Rg1和总皂甙组骨骼肌SOD活性匀有显著性升高（P＜0.01）;与总皂甙组比较，Re组和Rg1组骨骼肌SOD活性均有显著性升高 （均有 P＜0.05），Rb1组骨骼肌SOD活性有显著性升高 （P＜0.01）。

表3 人参皂甙对模型大鼠肝MDA含量 （nmol/ml）与SOD活性 （U/mgrpot）的影响

3 讨论

3.1 中医对运动疲劳机制的认识

由于大负荷量运动能损耗机体精、气、血、津液和能量物质，累及心肝脾肾等脏腑，导致运动能力下降，此与中医的 “虚证”十分相似”。中医认为疲劳属于 “劳倦”的范畴，疲劳的本质是脏腑功能下降或失调和经血不足。尽管中医没有对运动性疲劳作直接论述，但在中医的经典著作中却有许多对 “疲劳”和 “虚劳证”的论述。“疲劳”一词始见于汉代张仲景 《金匮要略》，认为疲劳与 “虚劳病”同类，认为疲劳的病机为气虚所致，有 “劳则气耗，劳则喘息汗出，内外皆越，故气耗矣。”的论述。《内经◦素问◦举痛论》言 “劳则气耗”，《杂病广要◦虚劳篇》言 “劳动不息则形虚”，《金匮玉函要略辑文》言 “劳则必劳其精血也”、“气伤必及精”，《素问◦调经篇》和 《千金方》中称五劳者即肺劳、肝劳、心劳、脾劳、肾劳。上述论著较深刻地揭示了 “疲劳”的机理和本质是由血气、精髓虚竭、脾胃气弱或肾气不足、或阴不足、阳有余等原因引起阴虚生内热，分析了疲劳与形体、精气和肺、脾、肾等脏腑功能的密切关系[2～4]。运动性疲劳在中医中可视为一种比劳动强度更大的剧烈活动引起的劳倦、虚劳等症。根据中医理论 “虚则补之”，宜采用以进补作用抗体力性疲劳的主要治则，可根据运动量和时间的不则采取不同的治疗方法:1）运动疲劳可致元气耗伤，固应以补气为主进行治疗[5～7];2）运动致心肺血气不足、肝失疏泄，因运动性疲劳的根源在于肝功能的减弱，固应注重调理肝功[8～10]。

3.2 人参对运动性疲劳性氧化应激的影响

人参始载于 《本经》，味甘、苦，性平，入脾、肺、心经，传统中医学认为人参具有扶正固本、大补元气之效、补脾益肺、生津止渴、安神益智、补气生血的作用，是传统补虚要药。在祖国医学中应用广泛，历史悠久，《神农本草经》把人参列为上品，有 “主补五脏、安精神、止惊悸、除邪气、明目、开心益智”的记述。现代研究表明人参含有多种化学成分，主要有人参皂甙 （Gin.senosides）、人参多糖、多肽、人参炔醇、麦芽酚、腺嘌呤核苷以及某些氨基酸和微量元素等，其中人参皂甙是人参生理活性最重要的有效成分。运动后由于线粒体的氧化磷酸化、细胞内钙的再聚集和黄嘌呤氧化酶途径产生了大量的活性氧 （ROS）以及机体内源性的抗氧化防御系统不能有效的清除ROS，活性氧来源自由基占总自由基的95%，超氧化物自由基的消除主要经超氧化物歧化酶 （SOD）催化生成O2和H2O2。SOD是最重要的抗氧化酶，它能特异性地清除超氧阴离子自由基。SOD活性的下降会打破原有自由基代谢平衡，使自由基产生相对增多，损害骨骼肌等影响到机体的运动能力[11]。脂质过氧化物 （LPO）直接损伤内皮细胞，导致内皮细胞的退行性变化和通透性改变，丙二醛 （MDA）是体内脂质过氧化代谢产物，其含量可反映脂质过氧化程度，常用于反映体内脂质过氧化代谢情况和评定自由基生成及其对膜脂质双层结构破坏[12。力竭性运动能可引起大鼠骨骼肌中过氧化作用加强，抗过氧化能力减弱，表现为大鼠腓肠肌中脂质过氧化产物MDA含量增加、超氧化物歧化酶 （SOD）活性下降[13，14]有效地清除体内超氧阴离子 （◦O2-）、H2O2等自由基，明显延长细胞寿命[15]。人参皂甙Rb1和Rg1，其在人参中是主要的活性化合物[16]，可促进细胞的新陈代谢，加快衰老皮肤细胞核酸和蛋白质的合成，同时增加皮肤中SOD含量和活性，而发挥其抗氧化和清除自由基作用，恢复细胞正常的生理功能。Rb1可以降低H2O2诱导损伤的人脐静脉内皮细胞MDA含量、增加SOD活性[17]。Rg1具有多方面的生物学活性，可升高肺缺血再灌注肺组织中SOD活性、降低MDA含量[18]。不仅有利于使机体功能正常化，而且具有抗自由基作用[19，20]。Rg1可通过降低力竭游泳小鼠MDA 含量、升高SOD活性、增加肝、肌糖元含量，加速清除自由基和代谢产物、促进糖原合成发挥抗运动性疲劳[21，22]。

4 结论

由本研究结果可知，人参皂甙主要成分Rb1、Rg1、Re等人参总皂甙单体成分均可降低红细胞、肝细胞和骨骼肌细胞MDA含量、提高血液、肝细胞和骨骼肌细胞SOD活性，提示人参皂甙总成分及其单体均具有不同程度的抗自由其作用，增强机体清除自由基活性，减少自由基及脂质过氧化物，防止自由基及其代谢产物对组织损害可能是人参总皂甙及其单体成分Rb1、Rg1、Re等抗运动性疲劳的主要机制之一。

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