淫羊藿对大鼠递增负荷运动后机能变化影响研究

张 钰 金 丽

(1.大连理工大学体育教学部,辽宁大连 116023;2.武汉体育学院健康科学学院,湖北武汉 430079)

淫羊藿对大鼠递增负荷运动后机能变化影响研究

张 钰1金 丽2

(1.大连理工大学体育教学部,辽宁大连 116023;2.武汉体育学院健康科学学院,湖北武汉 430079)

目的:探讨淫羊藿对递增负荷运动后机能的影响,为淫羊藿在运动领域的应用提供依据。方法:将48只Wistar雄性大鼠随机分为运动组(S),运动加灌药组(SM)和空白对照组(C)。运动方式为增负荷游泳,在运动后即刻和休息24h后进行采血和分析。结果:运动后即刻,各组丙二醛(MDA)无显著差异,24h后,C组＞S组＞SM组,且SM组与S组差异显著。运动后即刻,谷丙转氨酶(ALT)是SM组＞C组＞S组,SM组与S组差异显著,24h后,S组＞C组＞SM组,SM组谷丙转氨酶(ALT)降低,其它两组增高。白细胞(WBC)是运动后即刻和24h后,S组＞C组＞SM组。结论:(1)递增负荷运动结合淫羊藿具有抗运动性疲劳的作用。(2)淫羊藿对递增负荷运动后恢复期大鼠的肝细胞具有保护作用。(3)淫羊藿能够增强机体递增负荷运动期和恢复期的免疫功能。

淫羊藿;大鼠;递增负荷运动;机能

1 前言

近年来,研究发现淫羊藿在抗衰老、增强免疫力、增强骨代谢等方面都有积极影响,因此推断其对运动后的机能也有积极影响[1]。本文通过给Wistar大鼠服用淫羊藿,让其参加运动,构造研究模型,探讨淫羊藿在提高运动后机能方面的作用,为淫羊藿在体育运动领域应用提供依据。

2 研究对象与方法

2.1 研究的对象及其分组

48只Wistar雄性大鼠,体重为160至180g,购自湖北省动物中心。大鼠购回后适应性饲养三天,室温34℃,自由饮食。然后将48只大鼠随机分为三组,空白对照组(C)16只大鼠、运动组(S)16只大鼠、运动加灌药组(SM)16只大鼠。

2.2 实验模型与方案

目前国内外建立运动疲劳模型主要以大鼠为研究对象,运动方式以跑台和游泳为主[2,3]。跑台需要电刺激使动物产生疲劳状态[4],运动过程中容易产生运动以外的应激反应[5]。游泳是大鼠的一种本能运动,通过给予适宜水温和充足的运动空间,可以使大鼠的运动能力得以充分的发挥。大鼠天生会游泳,在接受游泳训练时,不会产生强烈的抵触情绪,因此游泳是受体力外的刺激少的运动方式,许多学者采用游泳作为运动方式[6]。

C组自由饮食,不加任何干预措施;SM组从第四天开始灌淫羊藿3ml/天,药物浓度1.78g/ml,灌药后三小时开始游泳;S组和C组每天灌等剂量的生理盐水。S组和SM组第四天开始游泳,每天一次,水温30℃,水深45cm,具体实验装置为直径75cm的透明胶桶[7]。经过适应性游泳练习以后,被试大鼠开始负重体重的5%在桶内游泳,游泳时间逐渐增加,从首次20min开始,每两天增加10min,第11和12天增至50min,一共游泳8天。

2.3 测试样本的采集与处理

运动后即刻,分别采三组大鼠尾尖血20ul,用于血成分的分析,另采1ml尾尖血静置30min,3000转/min,静置。休息24h后,用4%戊巴比妥钠麻醉大鼠,心脏采血3ml,静置30min,3000转/分,离心10min,静置。对所取血液用以下试剂和设备进行分析,谷丙转氨酶(ALT/GPT)测试盒(赖氏法)、丙二醛(MDA)测试盒(硫代巴比妥酸法)、721可见光分光光度计和血球分析仪。

表1 SM组与S组递增负荷运动情况

2.4 统计处理

使用SPSS16.0统计软件包对实验数据进行T检验,检验显著性水平为P＜0.05,非常显著性水平为P＜0.01。实验数据由平均数和标准差表示。

3 实验结果

3.1 大鼠运动能力及活动状态的行为学观察

运动前,三组大鼠均神态安静,活泼好动,食欲良好,眼睛有神,对新异刺激及周围环境的变化反应灵敏,且皮毛紧密光滑,干净润泽。运动后,运动组大鼠相对运动灌喂组,逐渐出现了神情倦怠,皮毛蓬乱枯槁,食欲降低,体型瘦弱,双眼暗淡无光,对外界刺激反应迟钝等一系列疲劳症状。

3.2 运动后即刻血清和白细胞检测结果(见表2)

表2 运动后即刻三组大鼠的血清和白细胞的检测(x—±SD)

3.3 运动休息24h后血清和白细胞检测结果(见表3)

表3 运动后24h三组大鼠的血清和白细胞检测(±SD)

表3 运动后24h三组大鼠的血清和白细胞检测(±SD)

备注:1.＊P＜0.05为与S组的显著性差异;2.#P＜0.05为与C组的显著性差异

C S SM MDA(nmol/ml)8.71±0.97 8.11±1.17 6.26±1.39＊#ALT(U/mgprot)70.08±11.21 73.5±13.97 61.00±6.84 WBC×109/L 11.26±6.33 13.53±4.94 10.10±4.66＊

4 分析与讨论

4.1 淫羊藿对抗氧化能力的作用

运动一开始S组、C组和SM组的丙二醛值无显著差异。在正常情况下,体内的自由基防御体系能有效地清除自由基,使自由基浓度保持相对稳定,因此自由基的产生和被清除处于平衡状态。运动中耗氧量增加、能量代谢加强、抗氧化酶活性下降都可以引起氧自由基增多[8],运动会使这种平衡遭到破坏。氧自由基及其引起的脂质过氧化反应可以攻击细胞膜及线粒体等生物膜,造成能量代谢紊乱,从而导致运动疲劳,从这个角度看,运动对于人体具有“破坏”作用。本实验运动后即刻,丙二醛浓度并没有增高,表明分解代谢状态增加氧化应激,机体的抗氧化能力却并没有受到损伤,原因可能是本实验所采用的运动负荷不够大,没有引起足够的刺激来打破体内原有的平衡。有研究发现,急性运动能促进体内产生自由基,但产生的多少与运动强度及持续时间有关[9]。不同的运动方式对丙二醛的变化影响不同,大鼠在跑台上进行亚极量运动至力竭时,肝脏中的自由基的产生率增加2至3倍,运动大鼠红肌中的丙二醛含量较安静大鼠有显著性升高。实验结果虽然没有显示递增负荷运动能引起血清丙二醛升高,但并不能说明此运动对自由基产生和自由基清除系统没有影响。

运动后24h,C组和S组的丙二醛值都与SM组有显著性差异,丙二醛值是C组＞S组＞SM组。运动后即刻丙二醛没有出现显著性差异,运动停止后24h表现出差异,可能的原因是运动后即刻,体内的自由基水平已经出现显著性变化,但自由基尚未大量融入至血液,此时对大鼠尾尖采血,未见丙二醛变化。24h后运动性氧自由基在体内浓度逐渐平衡,此时差异显著。一般认为,运动有两种引起自由基增加的机制:一是剧烈运动时耗氧量增加,氧代谢产生自由基;二是局部组织缺氧及代谢物堆积,影响线粒体的氧化功能,同时氧气大量消耗为氧的单电子还原提供了更多的机会,从而激发了一系列产生更多自由基的反应。运动源性自由基增多,脂质过氧化物直接损伤内皮细胞,导致内皮细胞退行性变化和通透性改变过程会加强[10]。丙二醛是脂质过氧化产物(LPO)代谢的代表性产物,是由自由基与生物膜中的多不饱和脂肪酸(PUFA)引发的脂质过氧化反应而产生的。因此恢复24h后,SM组抗氧化能力增强,消耗部分自由基,因此出现与S组、C组的显著性差异。

4.2 淫羊藿对运动后肝脏保护作用的影响

肝脏等脏器受损时,细胞内酶释放入血液,使血清酶活性增高。因此,谷丙转氨酶在血液中活性高低反映肝脏损伤程度的一个标志。研究表明谷丙转氨酶活性基础值和训练强度正相关[11]。

本实验结果显示,运动后即刻,SM组谷丙转氨酶值显著大于S组,但与C组没有显著性差异。SM组的谷丙转氨酶值虽然升高,但是在正常范围内,表明肝脏功能没有异常。谷丙转氨酶是体内活力最强的转氨酶之一,主要存在于肝脏,其活性高低与肝脏氨基酸代谢有关[12]。耐力运动中蛋白质分解代谢加强,谷丙转氨酶催化丙氨酸与丙酮酸之间的转化,丙酮酸再异生成糖,有利于机体糖代谢的供能。转氨酶参与氨基酸的分解和合成。氨基酸转氨后生成的酮酸或醛酸可经氧化分解而供能,也可转变成糖类或脂肪酸[13]。相反,酮酸或醛酸也可经转氨酶的作用而生成非必需氨基酸。高等动物组织中活力最高的转氨酶是谷氨酸,包括草酰乙酸转氨酶(GOT)和丙酮酸转氨酶(GPT)。转氨酶是人体代谢中必不可少的“催化剂”,主要存在于肝细胞内。当肝细胞发生炎症、坏死和中毒而造成肝细胞受损时,转氨酶便会释放到血液里,使血清转氨酶升高。本实验转氨酶结果的原因有两种可能,一种是灌药后,大鼠适应机体运动的需要,产生大量的谷丙转氨酶,进而更有效地催化糖异生,为机体提供能量;另一种是SM组在运动后以及肝降解药物后,肝脏负担的加重,存在一定程度的肝损伤,但是该损伤是生理允许范围内,不影响大鼠的机能。S组的谷丙转氨酶值在运动后即刻比C组低,两者不存在显著性差异,表明此时S组没有表现出肝损伤的趋势。

经过24h的恢复,灌药组谷丙转氨酶值下降,其它两组的谷丙转氨酶值均有不同程度的增高。谷丙转氨酶值是S组＞C组＞SM组,表明经过24h恢复后,SM组的肝功能得到了很好的恢复,也表明SM组谷丙转氨酶基础水平较低,在运动血糖消耗过程中,有足够的谷丙转氨酶储备,能够快速的增加,促进糖异生的发生。S组的谷丙转氨酶值高于C组,虽然没有显著性差异,但是一部分值已经超出了C组的范围,表明恢复期之前的运动可能对肝脏造成了一定损伤,但是由于谷丙转氨酶没有立即释放进入血液,在运动后即刻测试所得结果并没有反映出来。谷丙转氨酶升高表明恢复期表现出来肝功能受到损害。肝细胞的修复和再生是谷丙转氨酶下降的基本条件,灌药组谷丙转氨酶值下降,说明淫羊藿具有促进肝细胞再生、提高肝脏解毒的功能,同样淫羊藿也有祛除肝内脂肪沉积、改善肝脏代谢功能的作用。淫羊藿通过减少谷丙转氨酶从肝细胞内逸出及加快谷丙转氨酶从血液中清除,降低谷丙转氨酶。因此,在运动期,淫羊藿能够促进谷丙转氨酶的合成,加强糖异生;在恢复期,淫羊藿具有对运动后大鼠的肝细胞保护作用。

4.3 淫羊藿对免疫能力的影响

运动员处于安静状态时,外周血白细胞总数及其各分类与非运动员无明显差异[14]。庄洁等(1998)用流式细胞仪分析了31位优秀运动员安静状态时的外周血淋巴细胞,并与成人正常值比较,除CD3+细胞无显著差异外,CD4+和CD8+分别明显降低和升高,CD4+/CD8+比值下降[15]。不同强度和不同持续时间的运动均会引起外周血粒细胞、单核细胞、自然杀伤细胞和中性粒细胞不同程度增加[15]。

本实验结果显示,在运动后即刻和运动后24h,SM组的白细胞值与S组的白细胞值存在显著性差异。运动后即刻SM组的白细胞总数仅为7.75×109个/L。运动、刺激和疾病对免疫系统有不同的影响,它们之间也相互影响[16],如运动影响对疾病的抵抗力,而疾病影响运动能力。运动后血液循环加速,进入血液中的白细胞增多,同时,运动能刺激某些激素的分泌,加快骨髓生成白细胞的速度,促进血液中白细胞数量增多和延长存活时间。白细胞是具免疫能力的细胞,它通过血液循环系统遍及全身各器官。运动后SM组的炎性损伤较小,说明淫羊藿具有降低运动引起的炎性损伤的作用。储备的血液参与循环导致血液被稀释,引起白细胞偏低也是一个因素。运动后24h,仅有SM组的白细胞浓度增长,而其它两组白细胞的浓度则不同程度的下降。SM组与S组的增加值间存在着显著性差异,P=0.042,即经过24h恢复后,SM组白细胞升高,在恢复过程中,SM组血量的恢复,导致稀释血液又被浓缩了,恢复到正常状态。实验结果显示SM组的大鼠体内的炎症反应较S组小。运动导致的炎症反应可引起白细胞增多,运动诱发白细胞增多的程度与运动强度存在正比关系,与训练水平存在反比关系。因此,淫羊藿能降低运动过程中和恢复过程中机体损伤。

5 结论

1)淫羊藿能降低递增负荷运动恢复期大鼠的丙二醛值,说明淫羊藿具有减轻氧自由基对机体细胞损伤从而起到降低运动性疲劳的作用。

2)淫羊藿能使递增负荷运动恢复期大鼠的谷丙转氨酶值下降,对递增负荷运动恢复期的肝细胞具有保护作用。

3)淫羊藿能使运动后大鼠的白细胞值降低,说明淫羊藿能够增强递增负荷运动的运动期和恢复期免疫功能。

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Effects of Herba Epimediion the Function of Increasing Intensity Exercise in Rats

Zhang Yu1,Jin Li2
(1.Physical Education Department,Dalian University of Technology,Dalian,116023,Liaoning,China; 2.Wuhan Institute of Physical Education,Wuhan,430079,Hubei,China)

Objective:To investigate Herba Epimedii effects on the function of increasing intensity Exercise,in order to provide the basis for use of Herba Epimedii in sport.Methods:48Wistarmale ratswere randomly divided into sport group(S),sportandmedical(SM)and the control group(C).Way of sport is swimming.Blood was collected and analyzed immediately after exercise and after 24 hours.Results:immediately after exercise,each groupsofmalondialdehyde(MDA)was not significantly different.After 24 hours,C group＞SGroup＞SM group,and the SM group and Sgroup were significantly different.Immediately after exercise,alanine aminotransferase(ALT)was the SM group＞C group＞Sgroup,and SM group and Sgroup were significantly different.After 24 hours,Sgroup＞C group＞SM group,SM group alanine aminotransferase(ALT)decreased,theother two groups increased.White blood cell(WBC) was Sgroup＞C group＞SM group immediately after exercise and 24 hours later.Conclusions:(1)Increasing intensity exercise combined with Herba Epimedii have anti-fatigue role.(2)Herba Epimedii has a protective effecton liver cellsafter the in recovery period.(3)Herba Epimedii can enhance immune function in phasesof increasing intensity exercise and recovery.

Herba Epimedii;rats;increasing intensity exercise;function

G804.2

A

1672-1365(2011)01-0089-03

2010-05-24;

2010-08-02

张钰(1982-),女,辽宁鞍山人,硕士,助教,研究方向:运动生理学。