膨化人参对正常大鼠运动能力及骨骼肌收缩力的影响

卢焕俊，杨艳召，章小松，许青松，刘丽萍，李范洙，金元哲，李成福

(1延边大学医学院，吉林延吉133002;2延边大学附属医院;3延边大学农学院)

大量药理研究、临床观察和流行病学调查均证实，人参有改善微循环、提高组织抗缺氧能力、抑制血小板聚集、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射等多种生物活性［1］。近来，有学者利用食品膨化技术即双螺杆挤压技术加工人参获得了新的产品［2］，其功效优于经过热处理的传统红参［3］。关于膨化人参对骨骼肌收缩力影响的研究甚少。2013年7月，我们观察了膨化人参对大鼠运动能力及在体骨骼肌收缩力的影响，旨在为膨化人参的进一步应用提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材料 清洁级雄性SD大鼠48只，体质量约190 g，由延边大学医学部实验动物科提供;膨化人参由延边大学农学院［4］提供，用高速粉碎机粉碎成200目粉末，一蒸水配制成悬浊液。

1.2 动物分组及膨化人参灌胃 将32只大鼠随机分为膨化人参高、中、低剂量组和对照组各8只，分别给予3、1.5、0.75 g/kg的膨化人参悬浊液及等容量蒸馏水灌胃，均为1次/d、连续21 d。动物自由摄食和饮水，每日下午2时给药，同时测量体质量。

1.3 大鼠一般情况、游泳力竭时间观察 灌胃期间观察大鼠体毛、呼吸、摄食、饮水、大小便、精神状态变化，根据灌胃后体质量增加量/灌胃前体质量计算体质量增长率;灌胃结束第2天，在大鼠尾部1/3～2/3处负重(体质量的10%)，放入水深28 cm、水温28℃的圆形水槽中，记录大鼠入水后到沉入水下10 s不能浮出水面的时间即游泳力竭时间。

1.4 在体骨骼肌收缩力学指标测定 取16只大鼠随机分为膨化人参组和对照组各8只，分别予1.5 g/kg(根据前两项实验发现该剂量效果最佳)的膨化人参悬浊液及等容量蒸馏水灌胃，均为1次/d、连续21 d。末次给药24 h后，腹腔注射水合氯醛(300 mg/kg)麻醉，取腹卧位固定大鼠，制作在体大鼠左后肢坐骨神经—腓肠肌标本及坐骨神经—比目鱼肌标本;选用2根长约10 cm的细线，一端分别缚于腓肠肌和比目鱼肌肌腱上，另一端连接于张力换能器悬梁臂上，再将换能器固定于支架，使肌肉处于最适初长度，利用保护电极刺激坐骨神经干，描记骨骼肌收缩曲线(实验中为了防止神经肌肉干燥，表面用生理盐水润湿后涂抹液体石蜡，并注意保温)，电极刺激从0.1 V开始(延时20 ms，波宽2 ms)，寻找阈刺激强度后逐渐增加刺激强度直至引起单收缩最大收缩幅度的最小刺激强度，在2倍单收缩刺激强度条件下观察肌肉单收缩的潜伏期(CT)、收缩幅度(Pt)及最大舒张1/2时间(HRT);在2倍单收缩刺激强度下，以频率20 Hz开始连续刺激，每次增加5 Hz，寻找引起强直收缩的最适频率，并观察此频率下骨骼肌完全强直收缩的CT、Pt。

1.5 心脏干、湿重/体质量和腓肠肌干重/湿重测算将1.4中大鼠腹腔注射水合氯醛(300 mg/kg)麻醉，开胸取出心脏并除去心房和心脏表面脂肪，排出腔内血液，生理盐水冲洗后沥除水分，用分析天平秤量湿重后放入80℃烘干箱，24 h后称干重，计算心脏干重/湿重及两者与体质量之比。同法计算大鼠腓肠肌干重/湿重。

1.6 统计学方法 应用SPSS11.5统计软件进行数据处理。计量资料以±s表示，组间比较行单因素方差分析及成组t检验。P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠的一般状态 实验期间，所有大鼠一般状态均良好。除膨化人参大剂量组进食量有所减少以外，其他各组的进食量、大小便、体毛、精神状态等均无异常。

2.2 大鼠体质量变化 灌胃结束后，膨化人参中剂量组体质量增长幅度最大，但与对照组相比无明显差异，而膨化人参高剂量组与对照组相比体质量增长率明显减少(P＜0.05)。

表1 四组灌胃前后大鼠体质量比较(±s)

表1 四组灌胃前后大鼠体质量比较(±s)

组别 灌胃前体质量(g)灌胃后体质量(g)体质量增长率(%)膨化人参高剂量组191.25±6.89 274.57±7.12 43.29±1.54膨化人参中剂量组 190.25±6.23 295.50±9.74 58.38±3.01膨化人参低剂量组 192.75±6.93 288.00±6.36 53.81±3.96对照组189.75±6.21 290.50±9.74 51.13±2.66

2.3 大鼠游泳力竭时间 膨化人参高、中、低剂量组和对照组的游泳力竭时间分别为(120.15± 9.74)、(172.75±10.73)、(97.64±14.43)、(121.87±10.64)s，其中膨化人参中剂量组明显长于对照组(P＜0.05)。而其他各组相比无显著差异(P＞0.05)。

2.4 大鼠骨骼肌收缩力学指标 与对照组比较，膨化人参组腓肠肌、比目鱼肌单收缩和强直收缩的CT显著缩短、Pt显著增加，HRT明显延长，P均＜0.05。详见表2、3。

表2 两组腓肠肌收缩力学指标比较(±s)

表2 两组腓肠肌收缩力学指标比较(±s)

组别CT(ms)单收缩 强直收缩Pt(g)单收缩 强直收缩HRT(ms)膨化人参组 5.60±0.60 4.20±0.09 58.29±1.74 182.63±2.38 24.80±1.24对照组 8.60±0.33 7.60±0.33 50.12±1.35 143.12±2.47 18.40±0.71

表3 两组比目鱼肌收缩力学指标比较(±s)

表3 两组比目鱼肌收缩力学指标比较(±s)

组别CT(ms)单收缩 强直收缩Pt(g)单收缩 强直收缩HRT(ms)膨化人参组 5.80±0.44 4.80±0.32 12.16±0.87 88.30±3.67 80.50±2.32对照组 8.40±0.49 6.90±0.31 8.05±0.49 74.35±2.66 55.75±2.73

2.5 大鼠心脏干、湿重/体质量和腓肠肌干重/湿重两组大鼠心脏干、湿重/体质量和腓肠肌干重/湿重均未见明显差异(P均＞0.05)。详见表4。

表4 两组大鼠心脏干、湿重/体质量及腓肠肌干重/湿重比较(±s)

表4 两组大鼠心脏干、湿重/体质量及腓肠肌干重/湿重比较(±s)

组别 心脏湿重/体质量(mg/g)心脏干重/体质量(mg/g)心脏干重/湿重(%)腓肠肌干重/湿重(%)膨化人参组3.86±0.07 0.77±0.01 20.19±0.13 26.09±1.51对照组3.88±0.07 0.79±0.01 20.35±0.21 26.02±0.17

3 讨论

关于人参化学成分和药理学作用的研究［4～7］众多，证实其在抗疲劳、调节血糖、提高免疫力、促进造血功能等方面具有显著的作用。但是鲜人参、生筛参、红参等的贮存比较难，且不容易粉碎。膨化或者双螺杆挤压技术是在短时间(2～3 min)内同时进行原料的粉碎、加热、混合、成型、干燥等操作的经济效率高且连续的热处理加工方法。研究发现，这种工艺简单、省时，而且产品质地疏松、均匀。膨化人参是一种新型人参加工制品［8～10］，改变其加工过程的条件可以控制产品中褐变物质的含量，从而改变其成分的构成比［3，4］;作为新型制品，有关膨化人参生物学效应的研究并未广泛开展。

众所周知，过度的运动或负荷耐力性运动会导致肌肉中蛋白质合成受到抑制以及降解增加，此时机体持续处于应激状态，蛋白质同化作用降低、肌蛋白破坏，更容易造成疲劳。人参可提高大鼠股四头肌α-肌动蛋白mRNA表达，从而提高肌肉的收缩能力、耐力及运动能力［11］。此外有研究［12］发现，人参皂苷Rg1和人参总皂苷均能有效降低下丘脑γ-氨基丁酸和5-羟色胺的含量，提高多巴胺和乙酰胆碱的含量;也可通过不同靶点不同程度的改善运动疲劳后中枢神经递质紊乱情况，从而达到抗运动疲劳和提高运动能力的效果。本研究显示，膨化人参高剂量组与对照组相比体质量增长率明显减少。可能与高剂量膨化人参中的大量木质纤维影响了大鼠的进食有关。本研究还显示，给正常大鼠灌胃适当剂量的膨化人参，能够明显提高游泳力竭时间，并使腓肠肌、比目鱼肌单收缩和强直收缩的CT显著缩短、Pt显著增加，同时HRT明显延长;但对大鼠骨骼肌和心脏的质量无明显影响。可能机制:膨化人参可能通过调制中枢神经递质分泌或者通过上调骨骼肌α-肌动蛋白mRNA表达提高大鼠的运动效能。但是否还有其他机制，膨化人参的哪些成分发挥主要的作用，还需进一步探讨。

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