张慧云,马朝阳,*,王洪新,2
(1.江南大学食品学院,江苏无锡214122;2.食品科学与技术国家重点实验室,江苏无锡214122)
玫瑰红景天在中国和东欧国家是一种有名的传统药用植物,大量研究表明其具有抗疲劳、耐缺氧、增强学习和记忆、兴奋中枢神经系统、改善睡眠、预防高原病、抗癌等多种生理功能,是一种很受欢迎的药食两用“适应原”植物[1]。主要的活性成分包含红景天苷(salidroside)及其苷元酪醇(ptyrosol)、酪萨维(rosavin)等。前苏联学者对该种红景天作了较多的研究,并提出rosavin在红景天属植物中只有玫瑰红景天中含有[2]。文献报道红景天属植物普遍有抗疲劳和抗缺氧作用,但仅有玫瑰红景天具有双向调节和延缓衰老的药理活性,并推断这种特殊活性与所含的rosavin、rosin和rosarin等苯丙素苷类成分有关[3]。目前有关rosavin的研究较少,黎代余等首次探讨了含有rosavin的红景天与不含有rosavin的大花红景天在药理作用方面是否存在差异[4],但仅从力竭游泳实验进行对比,且给药时间只有五天。为了更合理科学地评价两种不同提取物药理作用的异同,仍需进一步研究。有大量文献报道了红景天苷的抗疲劳效果[5-9],其中,马莉等[10]报道了红景天苷抗疲劳作用的最适剂量。本实验以红景天苷作为阳性对照,对rosavin的抗疲劳效果进行系统评价,为玫瑰红景天功能食品的开发及应用提供依据。
红景天苷、rosavin 由本实验室经过柱层析制备,HPLC检测纯度90%以上;清洁级雄性昆明种小鼠(体重:20±2g)上海斯莱克实验动物有限责任公司;乳酸(LA)试剂盒、肌糖原及肝糖元测定试剂盒、血尿素氮(urea nitrogen,BUN)测定试剂盒 南京建成生物工程研究所;其余试剂均为分析纯。
低温高速离心机 上海安亭科学仪器厂;超低温冷冻冰箱 美国INVETRO公司;数显恒温水箱常州荣冠实验分析仪器厂;UV-2100紫外分光光度计 上海荣丰科学仪器有限公司;游泳箱 80cm×60cm×40cm(L/W/H)。
1.2.1 实验动物的分组及饲养 选用健康小鼠150只,预饲一周后,根据体重随机分成5组,每组30只。正常对照组每天0.9%生理盐水灌胃,rosavin低、中、高剂量组(90、180、360mg/kg mbrosavin),红景天苷组180mg/kg mb。每天上午灌胃给药,给药剂量为0.1mL/10g mb,连续30d。小鼠同室分笼饲养,灌胃期间自由取食和饮水[11]。环境温度控制在(23±2℃),湿度60%±5%,光照12/24h。
1.2.2 小鼠负重游泳实验 末次灌胃30min后,每组取10只小鼠,尾根部负其体重5%的铅皮,放入水温为25℃水深35cm的游泳箱中游泳。参照MCARDLE推荐的力竭判断标准,即小鼠头部沉入水中,经10s仍不能返回水面视为力竭。记录游泳开始时间至力竭的时间作为小鼠游泳时间。
1.2.3 肌肉乳酸含量测定 末次灌胃30min后,每组随机选10只小鼠,在其尾根部负小鼠体重4%的铅皮,放入30℃、水深35cm的游泳箱中游泳,10min后取出。颈椎脱臼处死,解剖取腿部肌肉100mg,加0.9mL生理盐水,匀浆,4000r/min离心10min,取上清液。用试剂盒测定乳酸含量。
1.2.4 肝糖原、肌糖原含量测定 每组随机选取10只小鼠,末次灌胃30min后,将小鼠放入30℃的游泳箱中无负重游泳90min,安静60min,颈椎脱臼处死,解剖取肝脏及股四头肌,生理盐水漂洗,滤纸吸干,称重,然后进行肝糖原、肌糖原测定。
1.2.5 血清尿素氮含量测定 将小鼠放入30℃的游泳箱中无负重游泳90min,休息60min后,摘眼球取血,离心,取血清。具体测定严格按照试剂盒说明书进行操作。
数据处理和统计分析采用SPSS13.0软件进行方差分析和多重比较,结果以±SD表示,显著水平为p<0.05。
由表1可见,rosavin组低中高3个剂量组与对照组相比,均可显著延长小鼠游泳时间,其中rosavin高剂量组作用效果最显著,游泳时间是对照组的1.61倍。rosavin高剂量组与红景天苷组差异无统计学意义(p>0.05)。
疲劳的最直接和最客观的表现是运动耐力的下降,而力竭游泳时间一直以来被作为反映运动耐力的重要指标[12]。rosavin组小鼠游泳时间明显比对照组小鼠游泳时间长,从宏观上体现了rosavin有一定的抗疲劳能力。
通过测定动物剧烈运动后肌乳酸含量,可以了解其乳酸的代谢情况,乳酸在肌肉中堆积的越多,疲劳的程度就越严重。由此可以推测出机体无氧代谢及有氧代谢能力,对其疲劳程度作出评价。因此可用肌乳酸作为评价抗疲劳功能性食品的一项指标[13-14]。
由表2可知,rosavin三个实验组肌肉乳酸含量均低于对照组,rosavin剂量组与红景天苷组对比,差异无显著性,说明rosavin与红景天苷均可以通过减少运动中乳酸的生成,达到延缓疲劳的效果,其中rosavin以高剂量组效果最明显。
糖与耐力运动有密切关系,机体的糖原储备和血糖水平直接影响运动耐力[15]。有研究表明在中等强度或者长时间的运动中,血糖水平和骨骼肌糖原的减少,造成大脑皮层和骨骼肌工作能力下降,是运动疲劳的直接原因[16]。肝糖原的贮备对于维持运动时的血糖水平有着重要的作用,而中枢神经系统和一些体细胞仅能利用糖作为能源,考察运动后机体中糖原的贮备量可以衡量机体抗疲劳的程度。因此,测定动物机体肝糖原及肌糖原的贮备,也可作为反映疲劳程度的敏感指标[17]。
表1 Rosavin对小鼠力竭游泳时间的影响Table 1 Effect of rosavin on the exhaustive time in swimming mice
表2 Rosavin对运动后小鼠肌乳酸的影响Table 2 Effect of rosavin on muscle lactate in swimming mice
表3 Rosavin对运动后小鼠肝糖原和肌糖原的影响Table 3 Effect of rosavin on liver and muscle glycogen in swimming mice
表4 Rosavin对运动后小鼠血清尿素氮的影响Table 4 Effect of rosavin on serum BUN of mice after swimming
实验结果如表3所示,rosavin低中高三剂量组小鼠运动后肝糖原均明显高于正常对照组,中高剂量组有显著差异(p<0.05),而肌糖原含量虽有升高趋势,但差异无统计学意义。红景天苷阳性对照组小鼠肝糖原、肌糖原含量均显著高于正常对照组(p<0.01、p<0.05)。而rosavin高剂量组与红景天苷肝糖原含量相当,两者差异无统计学意义。结果表明rosavin能明显提高机体肝糖原肌糖原的储备能力,从而为机体提供更多的能量来达到抗疲劳的目的。
尿素氮(BUN)是蛋白质的代谢产物,一般在短时间运动时,蛋白质不参与机体供能,而较长时间运动后,机体不能通过糖、脂肪代谢获得足够的能量时,蛋白质与氨基酸就会进入分解代谢,使血清中尿素氮含量增加。通常血清尿素氮含量随运动负荷增加而升高,身体适应性越差,则尿素氮产生的越多。
表4中,与对照组相比,rosavin低、中、高剂量组血清尿素氮均有降低趋势,其中以高剂量组降低最明显,有显著性差异(p<0.05)。高剂量组与红景天苷组相比,两者无显著性差异,说明rosavin可以减少蛋白质的分解,提高机体对运动负荷的适应能力。
经过以上实验可以看出,rosavin具有延长小鼠力竭游泳时间,维持运动后小鼠肝糖原、肌糖原含量,降低运动后小鼠肌乳酸及血尿素氮水平,其中以高剂量作用效果最明显。即rosavin可以增加糖原的储备,清除积累的乳酸,提高机体糖代谢供能水平,减少蛋白质供能比例。通过对rosavin与红景天苷比较,rosavin高剂量组(360mg/kg mb)与红景天苷(180mg/kg mb)抗疲劳效果相当,两者在抗疲劳方面的差异性无统计学意义。根据《保健食品检验与评价技术规范》[18]可以判定rosavin具有缓解体力疲劳的作用,其机制可能与改善机体物质代谢及提高机体有氧代谢能力有关,但其具体机制仍需进一步探讨。
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