炙甘草汤对反复力竭运动大鼠心肌保护作用的研究

谭现花

(山东省体育科学研究中心，山东 济南 250102)

力竭运动是超出人或动物生理极限的运动，会对心脏的心肌结构、生理功能产生影响，诱发心肌损伤。如果对严重的心肌损伤不能进行早期诊断和干预，不可逆性的心肌损伤会引起运动能力的下降，导致运动生涯的终止，甚至会危及生命。如何减少力竭运动对心肌引起的损伤，保护心脏功能，增强机体的运动能力，已成为运动医学领域的一个热点问题。中药对心脑血管疾病的防治已引起世界各国学者的极大关注。炙甘草汤出自汉代张仲景的《伤寒论》，组方:炙甘草12 克，生姜9 克，桂枝9 克，人参6 克，生地黄30 克，阿胶6 克，麦门冬10 克，麻仁10 克，大枣10 枚。它具有益气养血，通阳复脉，滋阴补肺的功效，主治功能性心律不齐，期外收缩，冠心病，风湿性心脏病，病毒性心肌炎，甲状腺机能亢进等有心悸，气短，脉结代之证且辩证属阴血不足，心气虚弱者。本研究通过探讨炙甘草汤对反复力竭运动大鼠心肌的影响，分析其是否对心脏有保护作用，以便为其今后在竞技体育运动中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组

Wistar 雄性大鼠60 只，8 周龄，体重260±15 克，由山东大学动物实验中心提供。所有大鼠称重，按体重分层，利用EXCEL 随机函数，随机分为3 组:对照组(20 只)，运动组(20 只)，运动+中药组(20 只)，5 只每笼，自由饮食。饲养室环境温度24±2℃，相对湿度45%～58%，光照时间每天12 小时。适应性饲养1 周后开始实验。

1.2 动物模型制备

运动组和运动+中药组进行每周6 天、每天1 次的力竭游泳，共2 周，对照组不运动。运动前1 小时，对照组和运动组灌胃给予2.5 毫升蒸馏水，运动+中药组灌胃给予炙甘草汤药液2.5 毫升(生药含量为20%)。利用高80 厘米，直径60 厘米的圆柱形塑料圆桶作为游泳槽，水深大约50 厘米，水温32±2℃。正式实验前1 天进行1 次适应性游泳，游泳时尾部负重自身体重2%的负荷。力竭标准:大鼠游泳动作明显失调，且不能再坚持，沉入水下10 秒不能自主上浮。短时间内力竭的大鼠，捞出休息5 分钟，继续游泳，运动时间不少于两小时。

1.3 实验动物取材

最后一次力竭游泳后，腹腔注射10%水合氯醛(0.3ml/100g 体重)麻醉大鼠，腹主动脉取血。所有血样置于消毒灭菌的试管中，放在37 ℃水浴箱温浴30分钟，3 500 转/分离心15 分钟，分离血清冻存，待测心肌肌钙蛋白I(cTnI)。脱颈椎处死各组动物，迅速取出心脏，用生理盐水漂洗，以除掉多余脂肪，剪下左心室肌20 mg，加入2 ml 生理盐水，剪碎，玻璃匀浆管匀浆，离心，吸取上清液，检测心肌组织超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。

1.4 各指标测试方法

最后一次给药后1 小时，将运动组、运动+中药组大鼠投入游泳槽中，测定大鼠力竭游泳时间。cTnI 采用美国Beckman Coulter 公司Access2 全自动微粒子化学发光免疫分析系统进行测定，试剂盒为该公司生产的配套试剂盒。SOD 用氮蓝四唑法测定，MDA 用硫代巴比妥酸法测定，仪器为上海722 s 可见分光光度计，试剂盒由南京建成科技有限公司提供。

1.5 统计学分析方法

所有数据均采用SPSS18.0 软件进行统计分析，结果用均数±标准差)表示，分别采用两组独立样本的t 检验和单因素方差分析中均数的两两比较方法(LSD 法)，P ＜0.05 为具有显著性差异，P ＜0.01 为具有非常显著性差异。

2 实验结果

2.1 实验动物数量分析

本实验共纳入60 只大鼠，运动组脱失2 只，运动+中药组脱失2 只，56 只大鼠纳入结果分析。

2.2 炙甘草汤对大鼠力竭游泳持续时间的影响

表1 两组大鼠的力竭游泳持续时间(h)

由表1 可见，与运动组相比，运动+中药组的游泳持续时间显著增加(P ＜0.05)。

2.3 炙甘草汤对大鼠血清cTnI 的影响

表2 三组大鼠的血清cTnI(ng/ml)

由表2 可见，与对照组相比，其它两组cTnI 均显著性升高(P ＜0.05);与运动组相比，运动+中药组cTnI 显著性降低(P ＜0.05)。

2.4 炙甘草汤对大鼠心肌SOD、MDA 的影响

表3 三组大鼠的心肌SOD、MDA)

表3 三组大鼠的心肌SOD、MDA)

与对照组相比，aP ＜0.05，与运动组相比，bP ＜0.05

组别 n SOD(U/mgprot) MDA(nmol/mgprot)对照组20 148.24±27.68 0.93±0.27运动组 18 60.34±21.90a 2.45±0.18a运动+中药组18 124.42±19.87b 1.25±0.86b

由表3 可见，与对照组相比，运动组心肌SOD 活性显著降低(P ＜0.05);与运动组相比，运动+中药组心肌SOD 活性显著升高(P ＜0.05)。与对照组相比，运动组心肌MDA 含量显著升高(P ＜0.05);与运动组相比，运动+中药组大鼠心肌MDA 含量显著降低(P＜0.05)。

3 分析讨论

3.1 SOD、MDA

SOD 是体内重要的抗氧化酶，其水平与自由基含量呈负相关，可间接反映机体内自由基的含量。MDA的量可以反映机体内脂质过氧化的程度，间接地反映出细胞损伤的程度。力竭运动会使细胞代谢增强，使细胞内的能量供给不足，引起氧自由基生成增多，产生MDA，发生脂质过氧化而造成细胞损伤［3］。

很多研究发现［4－6］，小鼠进行力竭性游泳运动后，MDA 含量显著升高(P ＜0.05)，SOD 活性显著降低(P＜0.05)。王文成等研究发现，小鼠进行一次力竭游泳后，心肌组织MDA 含量显著增加，运动中自由基大量生成，消耗了大量SOD，使SOD 活性显著下降。刘晓莉等的研究却发现，小鼠进行反复力竭递增负荷跑台运动6 天，运动后即刻心肌SOD 活性和MDA 含量均较对照组显著升高，可能运动疲劳导致自由基生成增加，SOD 会代偿性增加，自由基可攻击细胞膜的多不饱和脂肪酸，启动脂质过氧化反应，使MDA 升高。本研究发现，与对照组相比，运动组大鼠心肌SOD 活性显著降低，而MDA 含量显著升高，说明两周的反复力竭运动使自由基大量生成，消耗了大量SOD 而使其降低，自由基在体内堆积，攻击细胞膜，使膜脂质过氧化终产物MDA 含量增加，引起心肌细胞损伤，这与其它研究结果一致。

炙甘草汤组方中重用炙甘草补气生血，养心益脾;生地黄滋阴补血，充脉养心，二药重用，益气养血以复脉之本，共为君药。人参、大枣补益心脾，合炙甘草则养心复脉，补脾化血之功益著;麦冬、胡麻仁、阿胶，甘润养血配生地黄则滋心阴，养心血，充血脉之力尤彰;桂枝，生姜辛温走散，温心阳，通血脉，使气血流畅以助脉气接续，同为佐药。本实验中，与运动组相比，运动+中药组大鼠的SOD 活性显著升高，MDA 含量显著降低，说明炙甘草汤方剂通过数药相伍，使阴血足而血脉充，阳气复而心脉通，气血充沛，血脉畅通，使代谢废物迅速被带走，自由基减少，对心肌细胞的损伤也减少。

3.2 cTnI

力竭运动或长期过度训练会对心肌造成不同程度的损伤，如心肌出现供血供氧障碍，心肌结构受损，细胞凋亡增加等，进而影响心脏机能，甚至导致运动猝死。心肌肌钙蛋白(cTn)是心肌横纹肌收缩的调节蛋白，不受骨骼肌等其它组织病变的影响，具有高度的心肌损伤特异性和敏感性，在临床上已逐步取代肌酸激酶同工酶MB，成为目前最理想的心肌损伤诊断“金标准”。它包括三个亚单位:cTnC，cTnI，cTnT，其中cTnI是一种较理想的心肌细胞特异性标志物，特异性好于cTnT 和cTnC。

力竭运动可导致肌钙蛋白含量升高已被大多数学者证实。聂金雷［1］首次提出血清cTn 可科学监控运动负荷，并可评估运动性心肌损伤的危险程度，他指出一次急性长时间运动可致cTn 升高，反复力竭运动大鼠心脏充血肿大的程度较一次力竭运动大鼠更为显著，且心室腔有明显扩大，引起的血清cTnI 升高更明显，对心肌损伤更重。Thomas 等人［2］建立大鼠游泳运动心肌损伤模型，发现反复力竭运动导致亚细胞结构损伤较重，100%的大鼠均发生了肌小管肿胀和断裂。尹士优等 研究表明，力竭运动后即刻，血清cTnI 水平明显升高，运动后24 小时仍保持在较高水平。王福文等研究也发现，反复力竭运动后即刻到96 小时的不同时相，大鼠血清cTnI 的浓度皆有不同程度的升高，96 小时基本恢复到运动前水平;不同时相大鼠心肌细胞均有不同程度的损伤，96 小时有所减轻，血清cTnI 水平的升高对运动性心肌损伤具有较高的诊断价值。本实验结果发现，反复力竭游泳两周的大鼠，其cTnI 水平较对照组有显著性升高，说明经过两周的力竭运动，大鼠出现了心肌损伤。运动+中药组大鼠虽然也进行了两周的力竭运动，但与运动组相比，其cTnI 水平显著降低，说明炙甘草汤方剂通过提高SOD 活性，降低MDA 水平，减少自由基对心肌细胞的攻击，从而保护心肌。

3.3 力竭游泳持续时间

心脏作为人体的动力器官，在维持正常的血液循环，确保各组织、器官的血液与营养物质的供应上发挥着重要作用。剧烈运动时，机体各组织、器官的血液重新分布，心输出量的80%－90%用于供应运动肌肉。心脏功能越强，运动能力越强，抗疲劳能力越强。运动性疲劳的最直接表现是运动耐力的下降，而力竭游泳持续时间则是反映运动耐力的重要指标。本研究结果表明，炙甘草汤可以显著延长大鼠负重游泳至力竭的时间，说明炙甘草汤通过显著降低MDA 水平，提高SOD 活性，减轻自由基对心肌细胞的破坏，降低反复力竭运动对心肌造成的损伤，保护心肌，改善心脏功能，从而显著提高大鼠的运动耐力。

4 结论与展望

中药方剂炙甘草汤能显著降低MDA 水平，提高SOD 活性，减轻自由基对心肌细胞的破坏，降低反复力竭运动对心肌造成的损伤，起到保护心肌的作用，从而显著延长大鼠力竭游泳持续时间，提高运动耐力。

从目前的文献资料来看，实验动物模型的建立研究比较成熟，并利用各种中药形式进行干预研究，探讨中药对力竭运动心肌细胞的保护作用。目前少见经典或经验方剂干预力竭运动心肌损伤的系列研究，缺少中药剂量细化以及运动后不同时相的干预效果等方面的系统深入研究。今后应进一步加强以上方面的研究，以便为中医药开发防治运动心肌损伤提供科学依据。

［1］高晓嶙，常芸，廉贺群.力竭运动后不同时相大鼠心肌cTnI、Mb mRNA 与血清cTnI、Mb 表达［J］.中国运动医学杂志，2009，28(2):162－166.

［2］Thomas DP，Marshall KI.Effects repeated exhaustive exercise on myocardial subcellular membrane structures［J］.Int J Sports Med，1988，9(4):257－260.

［3］Shave R，Baggish A，Georse K，et al.Exercise－induced cardiac troponin elevation:evidence，mechanisms，and implications［J］.J Am Coll Cardiol，2010，56:169－176.

［4］Scharhag J，George K，Shave R，et al.Exercise－associated increases in cardiac biomarkers［J］.Med Sci Sports Exerc，2008，40:1408－1415.

［5］Scharhag J，Herrmann M，Urhausen A，et al.Independent elevations of N－terminal pro－brain natriuretic peptide and cardiac troponins in endurance athletes after prolonged strenuous exercise［J］.Am Heart J，2005，150:1128－1134.

［6］聂金雷，刘蔚，林华，等.运动持续时间对少年运动员心脏标志物及心功能的影响［J］.中国心血管杂志，2011，16(5):335－339.