黄芪总苷对运动性疲劳大鼠骨骼肌抗氧化能力、ATP酶活性及乳酸含量的影响

李 爽 艾英伟 阿拉木斯 王 蕾

(1.广州大学 体育学院，广东 广州 510006；2.解放军体育进修学院，广东 广州 510500)

黄芪总苷对运动性疲劳大鼠骨骼肌抗氧化能力、ATP酶活性及乳酸含量的影响

李 爽1艾英伟2阿拉木斯1王 蕾1

(1.广州大学 体育学院，广东 广州 510006；2.解放军体育进修学院，广东 广州 510500)

探讨黄芪总苷对运动性疲劳大鼠骨骼肌抗氧化能力、ATP酶活性及乳酸含量的影响。方法：应用力竭性游泳方法制作运动性疲劳大鼠模型，对大鼠预防性给予黄芪总苷，观察大鼠骨骼肌抗氧化能力ATP酶活性及乳酸含量的变化。结果：黄芪总苷明显提高运动性疲劳大鼠骨骼肌的POD，T-AOC和Ca2+Mg2+-ATPase的活性，降低LD的含量(P<0.05)。结论：黄芪总苷具有保护运动性疲劳大鼠肌组织的作用，其机制可能与提高骨骼肌抗氧化能力，改善肌肉组织能量代谢有关。

黄芪总苷；运动性疲劳；抗氧化；ATP酶；乳酸

黄芪作为一味常用中药，具有补气升阳、固表止汗、健脾通痹、利水消肿、托疮生肌、延年益寿之功效，黄芪总苷是中药黄芪的有效成分。据此,本研究从脂质过氧化反应及能量代谢的层面,系统分析和探讨了黄芪总苷对肌肉疲劳的调控机制,以期为运动训练提供理论依据。

1 材料和方法

1.1实验动物

SD大鼠，雄性，SPF级，180g-220g，购自广东省医学实验动物中心。常规分笼饲养，室温控制在(23±3)℃，相对湿度40%-60%，自由进食、饮水。

1.2药品和试剂

黄芪总苷由西安鸿生生物技术有限公司提供；过氧化物酶(POD)，总抗氧化能力(T-AOC)，Ca2+Mg2+ATP酶(Ca2+Mg2+-ATPase)和乳酸(LD)的试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。

1.3实验方法

实验动物分为3组，每组8只，即正常对照组，模型组，黄芪总苷组。黄芪总苷组按20mg/kg的剂量预防性灌胃给药三天，每天一次。模型组和黄芪总苷组采用尾部负3%体重的重物，进行游泳运动(水深35cm，水温15-20℃)，疲劳标准采用“经过10s后动物仍不能返回水面”。运动后即刻断头处死动物，迅速取右侧股四头肌置于预冷的生理盐水中洗净血污后，用滤纸吸干，于-70℃低温保存备用。取肌组织(冰上操作)制成组织匀浆，按试剂盒操作步骤测定匀浆液中POD，T-AOC和Ca2+Mg2+-ATPase的活性，LD的含量。

1.4数据处理

实验数据采用SPSS15.0进行统计学处理，组间比较采用单因素方差分析，差异显著性标准采P<0.05。

2 结果

模型组大鼠骨骼肌组织的POD，T-AOC和Ca2+Mg2+-ATPase的活性较正常对照组有明显降低，LD的含量有明显增多(P<0.05)。黄芪总苷能显著提高运动性疲劳大鼠骨骼肌中POD，T-AOC和Ca2+Mg2+-ATPase的活性，同时减少乳酸的含量(P<0.05)。黄芪总苷组T-AOC和 Ca2+Mg2+-ATPase的活性以及LD的含量和正常对照组之间无显著性差异(P>0.05)。

表1 黄芪总苷对运动疲劳性大鼠骨骼肌抗氧化能力和肌乳酸含量的影响

*与力竭运动组比较P<0.05，#与黄芪总苷组比较

3 讨论

肌肉疲劳是指肌肉在经过一段时间的持续收缩或反复收缩后不能继续保持运动所需或所预期的肌张力和肌肉收缩。肌肉疲劳是造成运动能力下降的重要因素，有关肌肉疲劳机理的研究一直是肌肉生理学研究的重点。自19世纪Mosso开始研究运动性疲劳至今100多年来,各国学者就这一问题进行了系统深入的研究。上世纪90年代起，随着新实验仪器、新实验手段不断引入到运动疲劳的研究中，有关运动性疲劳的研究又有了新的进展，特别是关于自由基、肌乳酸对运动性疲劳的影响，多数学者认为，抗氧化能力下降和能量代谢紊乱是导致肌肉疲劳的主要原因和机理。有研究证实，急性剧烈运动时，机体清除自由基的能力不足以平衡运动应激情况下产生的自由基，机体细胞内则处于氧化应激状态，诱发脂质过从氧化损伤而导致疲劳和损伤。

总抗氧化能力(T-AOC)：由酶促和非酶促抗氧化防御体系共同组成，反映机体总抗氧化、 清除自由基的能力，这在评价应激如运动等对机体是否造成氧化损伤时具有特别重要的意义，是单项抗氧化剂指标所无法比拟的。这个体系的防护氧化作用主要通过途径:(1)消除自由基和活性氧以免引发脂质过氧化；(2)分解过氧化物，阻断过氧化链；(3)除去起催化作用的金属离子。防御体系各成份之间相互起到协同作用以及代偿作用与依赖作用。过氢化物酶(POD)是一种内源性抗氧化剂酶，在比可氧化物质浓度低很多的情况下，能明显的延迟或抑制该物质氧化，增强骨骼肌的工作能力和抑制急性疲劳出现。ATP酶活性和乳酸含量是反应机体能量代谢机能的重要指标。机体的供能系统有:ATP-CP 能量系统、糖酵解系统、有氧氧化系统。磷酸原系统是靠机体本身储存的 ATP、CP供能，糖酵解系统和有氧氧化系统都要经过机体的代谢过程才能释放ATP,供机体利用。ATP酶主要存在于组织细胞膜及细胞器膜上，是生物膜上的一种蛋白酶，它在物质运送、能量转化以及信息传递方面具有重要的作用。Ca2+Mg2+-ATPase是细胞的钙镁泵，能催化ATP水解，提供能量驱动Ca2+和Mg2+对向的转运。外周运动疲劳时，肌组织中自由基增多，自由基可直接氧化Ca2+Mg2+-ATPase，使酶失活，而Ca2+Mg2+-ATPase活性降低可影响神经元细胞内钙、镁的正常分布，导致细胞内Ca2+增多，从而激活Ca2+依赖性降解酶磷脂酶，磷脂酶可使膜磷脂水解，花生四烯酸释放增加，同时又产生大量自由基使膜通透性增加，造成恶性循环，氧化损伤可使蛋白交联加剧，细胞Ca2+超载和自由基过多可导致细胞的凋亡，肌细胞功能下降。在进行较大强度运动时，需能量增加，两个供能系统的代谢活动明显加强，肌肉中的丙酮酸生成速率大大增快，如果丙酮酸的生成速率已超过线粒体的氧化磷酸化能力，过多的丙酮酸必然由乳酸脱氢酶催化转化成为乳酸。

本研究结果显示：模型组大鼠骨骼肌组织的POD，T-AOC和Ca2+Mg2+-ATPase的活性较正常对照组有明显降低，而LD的含量则有明显增多，所有指标与正常对照组均存在显著性差异(P<0.05)。力竭运动会致内源性抗氧化剂酶POD活性和T-AOC的活性降低，提示大强度运动时，体内抗氧化酶合成减少或利用非酶类抗氧化物质能力减弱和(或)由于活性氧生成过多超过了氧化/抗氧化平衡状态。运动性疲劳大鼠体内自由基防御体系功能下降，自身生物抗氧化作用减弱，机体氧化应激增强，造成自由基生成增多，诱发脂质过氧化损伤，导致机体氧化应激损伤。运动性疲劳大鼠骨骼肌中Ca2+Mg2+-ATPase的活性显著下降，乳酸含量明显增多，表明骨骼肌的能量代谢失调是造成肌疲劳的重要原因。

黄芪属补中益气药,能增强机体抗氧化能力，改善机体的能量代谢，提高运动过程中肝糖原的储备量，降低运动后血乳酸变化幅度，具有明显的抗运动性疲劳的作用。常作为对抗运动疲劳、提高运动能力的运动补剂，在运动医学领域中被广泛应用。本实验研究表明，对大鼠预防性给予黄芪总苷，能提高力竭运动大鼠骨骼肌中POD，T-AOC和Ca2+Mg2+-ATPaseATP酶活性，减少肌乳酸的含量(P<0.05)，并且黄芪总苷大鼠T-AOC，Ca2+Mg2+-ATPaseATP和肌乳酸三项指标已回复到正常水平，与正常对照组之间不存在显著性差异(P>0.05)。提示补充黄芪总苷可以减少运动引起的氧化应激，降低脂质过氧化速率，加强了体内自由基防御体系功能，有助于机体保持较高的抗氧化能力，保护脂质膜，维持细胞的完整性和正常的生理功能，对力竭运动引起的组织损伤具有一定的保护作用，从而提高了机体的运动适应性，增强运动能力，推迟运动性疲劳的出现。同时，黄芪总苷可以通过加快线粒体电子呼吸链传递速度和提高氧化磷酸化效率明显增加线粒体ATP合成量，保证了膜上ATP酶所需能量供应，维持、提高骨骼肌中ATP酶活性，具有改善机体的能量代谢机能，减少肌乳酸的生成，达到对抗肌疲劳，提高运动能力的作用。

4 结论

黄芪总苷具有保护运动性疲劳大鼠肌组织的作用，其机制可能与提高骨骼肌抗氧化能力，改善肌肉组织能量代谢有关。黄芪作为一种有效的中药运动补剂值得进一步研发和推广。

[1] 许在华,罗元方.肌肉疲劳及肌肉损伤机理自由基学说研究综述[J].南京体育学院学报(自然科学版),2007,21(1):20-23.

[2] 刘克敏,刘振.黄芪的药理作用及其在运动医学中的应用[J].现代中西医结合杂志,2005,14(2):2346-2349.

[3] 蒙萍.白藜芦醇对大鼠血清及骨骼肌生化指标的影响[J].体育与科学,2007,28(5):77-81.

EffectsofAstragalosidesonAntioxidantCapacity,ATPaseActivityandContentofLacticAcidinSkeletalMusclesofRatswithExercise-inducedFatigue

Li Shuang1，Ai yingwei2，Ala Musi1，Wang Lei1

(1.Institute of Physical Education，Guangzhou University,Guangzhou，510006,China 2.PLA Institute of Physical Education,Guangzhou,510500,Guangdong,China)

To explore the effects of astragalosides on antioxidant capacity,ATPase activity and content of lactic acid in skeletal muscles of rats with exercise-induced fatigue.Methods The rat model was produced by the method of exhausting swimming exercise.Astragalosides was administrated to the rats prophylactic,then the antioxidant capacity,ATPase activity and content of lactic acid were observed in the skeletal muscles of rats.Results Administration of astragalosides can markedly increase the activity of POD,T-AOC and Ca2+Mg2+-ATPase of rats with exercise-induced fatigue,and decrease the content of lactic acid(P<0.05).Conclusion Astragalosides shows the protective effect on skeletal muscles in rats with exercise-induced fatigue,the mechanism is rated to increase antioxidant capacity and improve energy metabolism in skeletal muscles possibly.

astragalosides;exercise-induced fatigue;antioxidant;ATPase;lactic acid

2009-11-23；

2010-02-10

李爽(1970-)，女，四川成都人，副教授，研究方向：运动医学。

G804.5

A

1672-1365(2010)03-0068-02