红景天对运动性疲劳小鼠中枢神经系统神经递质变化的影响*

盖磊煜郑秀海

红景天对运动性疲劳小鼠中枢神经系统神经递质变化的影响*

盖磊煜①郑秀海②

目的：探讨红景天对运动性疲劳小鼠中枢神经系统神经递质变化的影响。方法：选择符合模型达标标准的140只小鼠进行实验，其中模型组50只小鼠未进行特殊干预，实验组90只随机分为A、B、C组各30只，给予低［50 mg（kg·d）］、中［100 mg/（kg·d）］、高［150 mg/（kg·d）］剂量红景天喂养，阴性对照组10只小鼠给予生理盐水饲养，进行检测神经递质DA、5-HT、5-HIAA、NE的含量，比较各组小鼠不同时间段中枢神经系统神经递质动态变化。结果：（1）模型组、A、B、C组小鼠脑组织5-HT、5-HIAA含量均高于对照组（P＜0.05）；A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织5-HT、5-HIAA呈显著下降趋势，C组＜B组＜A组，比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。（2）模型组、A、B、C组小鼠脑组织NE、DA含量均低于对照组（P＜0.05）；A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织NE、DA呈显著增高趋势，C组＞B组＞A组，比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论：红景天可有效改善运动性疲劳小鼠中枢神经系统神经递质水平。

红景天； 运动性疲劳； 神经递质

国内外研究发现剧烈运动或长期运动产生的运动性疲劳对神经系统神经递质的分泌具有一定影响，严重者可导致中枢神经系统稳态失衡，诱发中枢疲劳，降低脑细胞动能，尤其是大脑皮层神经递质的浓度变化，将对机体运动、学习、记忆产生影响，即中枢神经疲劳［1］。

近年来针对抗运动性疲劳的研究趋于热化，中草药红景天可降低小鼠血清尿素的产生，加速机体代谢产物的清除，消解机体疲劳状态［2］，还具有抗衰老、保护肝脏、抗炎镇痛、抑制肿瘤、增强免疫、影响精神状态等作用［3-9］。但是目前对红景天改善运动性疲劳导致的中枢神经系统神经递质影响研究还非常少见。本研究采用小鼠游泳模型，观察红景天苷对运动型疲劳小鼠中枢神经递质DA、5-HT、5-HIAA、NE含量的影响，探讨其抗疲劳作用和机制。

1　材料与方法

1.1 材料与仪器 高效液相色谱仪（Waters公司）；Milli-Q 超纯水制备机；ALC-110 4型电子天平（美国奥豪斯科技有限公司）；BECKMAN 低温高速离心机；玻璃匀浆器。山东省中医药大学动物实验中心提供健康清洁级昆明种小鼠150只，雌雄各75只，鼠龄8～9周，体重136～162 g，平均（150.0±10.0）g。高山红景天苷（海纯优生物科技有限公司专业供应，纯度98%，红景天苷含量为58.75%），0.9%氯化钠注射液（山东威高医药公司），DA、5-HT、5-HIAA 和NE标准品购自Sigma公司。

1.2 方法

1.2.1 模型的建立 （1）将动物随机分为对照组和运动组，其中运动组小鼠均在本实验室进行7 d适应性饲养，首先对纳入实验的小鼠进行适应性游泳训练3 d，1次/d，20 min/次，然后开始正式游泳运动，为期10 d，长50 cm、宽50 cm、高60 cm玻璃缸，水温设定为（30±2）℃，第1～7天，每天上午9～10点分批次进行游泳运动1次，持续时间2 h，第8～10天每天进行游泳运动2次，间隔时间3 h，运动过程中，小鼠出现运动协调性显著下降，反复出现下沉时，将小鼠取出，休息3 min后再放入水池中继续游泳，每次游泳时间至少2 h，小鼠不运动时用木棒进行驱赶。对照组动物相同条件常规饲养，不参与游泳运动。（2）模型达标标准：小鼠出现明显神情倦怠表现，食欲下降，体毛不洁，皮毛蓬乱，体重下降，体型瘦弱，两眼暗淡无光，第8～10天内2 h运动中途休息次数＞4次［10］。

1.2.2 分组及给药 选择符合模型达标标准的140只小鼠列为实验对象，其中模型组50只小鼠仅进行游泳运动而未进行任何干预，其余90只随机分为A、B、C组各30只，无菌操作经口灌胃给予低、中、高剂量红景天喂养，其中高剂量组给予150 mg/（kg·d），中剂量组给予100 mg/（kg·d），低剂量组50 mg（kg·d），于分组后开始，每只小鼠1 mL/次，1次/d，在小鼠游泳后30 min给药。选择同批次未进行游泳运动的10只小鼠作为对照组，阴性对照组给同体积0.9%氯化钠注射液。

1.3 样品的提取 喂养前处死空白对照组，模型组于末次游泳后，A、B、C组于末次游泳给药后，分别于12、24、36 h 3个时间点将小鼠断头处死。在冰面上立即剪开头皮，除去颅骨、硬脑膜，小心分离取出大脑组织，用冰生理盐水冲洗后，滤纸吸干水分，称重，然后将其放入预冷的玻璃匀浆器中，加入预冷的0.1 mol/L的高氯酸溶液适量除去蛋白，在冰环境下匀浆制成脑组织匀浆液， 加入离心管，4 ℃ 14 000 r/min离心15 min，收集上清液。

1.4 样品检测 高效液相色谱应用电化学检测法，色谱柱为Waters C18反相色谱柱，柱温35 ℃；流动相为水相（每500 mL中含KH2PO46.8 g，EDTA 18 mg，pH=3.3），甲醇=95∶5，流速0.8 mL/min；电化学检测器工作电压为0.7 V；进样量均为10 μL。分别检测各时间段各组小鼠脑组织5-HT、NE、DA、5-HIAA水平。

1.5 统计学处理 使用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析，计量资料以（±s）表示，比较采用方差分析和多重比较，多时间段比较采用重复测量方差分析，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

2.1 各组小鼠大脑组织中5-HT含量测定 模型组、A、B、C组疲劳小鼠各时间段脑组织5-HT含量均高于对照组，A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织5-HT呈显著下降趋势，各时间段比较差异均有统计学意义（P＜0.05），且各时间段含量均低于模型组，C组＜B组＜A组，比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1　各组小鼠大脑组织中5-HT含量测定（x-±s） ng/g

2.2 各组小鼠大脑组织中5-HIAA含量测定 模型组、A、B、C组疲劳小鼠各时间段脑组织5-HIAA含量均高于对照组，A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织5-HIAA呈显著下降趋势，各时间段比较差异有统计学意义（P＜0.05），且各时间段含量均低于模型组，C组＜B组＜A组，比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.3 各组小鼠大脑组织中NE含量测定 A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织NE呈显著增高趋势，各时间段比较差异有统计学意义（P＜0.05），各时间段含量均高于模型组，且C组＞B组＞A组，组间比较差异均有统计学意义（P＜0.05），见表3。

2.4 各组小鼠大脑组织中DA含量测定 A、B、C组喂养12、24、36 h后脑组织DA呈显著增高趋势，各时间段比较差异有统计学意义（P＜0.05），各时间段含量均高于模型组，C组＞B组＞A组，组间比较差异有统计学意义（P＜0.05），见表4。

表2　各组小鼠大脑组织中5-HIAA含量测定（x-±s） ng/g

表3　各组小鼠大脑组织中NE含量测定（x-±s） ng/g

表4　各组小鼠大脑组织中DA含量测定（x-±s） ng/g

3　讨论

运动性疲劳是指由机体运动而引起的机体生理机能不能维持在正常水平或不能坚持原有的运动强度，其间代谢产物堆积、能量耗竭、内分泌调节障碍、氧自由基损伤、保护性抑制等多种因素导致出现机体运动能力下降的现象［11］，大量实验研究表明运动性疲劳对神经系统神经递质稳态有一定影响，且长时间运动导致的中枢神经递质水平变化，可能是引起运动性疲劳的最关键机制［12］，胡琰茹等［13］研究发现在耐力运动与急性剧烈运动时，大鼠脑组织5-HT浓度升高，加剧运动疲劳，且实验动物显示运动疲劳状态下时，脑内5-HIAA水平将伴随5-HT降低。Baliye等［14］通过小鼠服用引起脑内5-HT升高的药物研究5-HT与中枢疲劳之间的关系，发现小鼠跑至力竭的时间显著缩短，并出现明显的剂量效应关系，说明药物引起脑内5-HT增加，从而导致中枢抑制，进而出现疲劳现象。国内王昊［15］研究发现中等强度耐力间歇训练，可提升交感神经兴奋性，提高脑组织内NE与DA的合成，NE、DA含量增加，但过度疲劳状态下，机体交感神经兴奋性则显著降低，NE、DA降低，本研究证实运动性疲劳小鼠脑组织内5-HT、5-HIAA含量明显增高，NE、DA含量明显下降，与胡琰茹［13］和王昊［15］研究结果基本趋于一致，但是本研究发现未进行特殊干预的疲劳小鼠停止运动后5-HT、5-HIAA含量36 h内并未下降，而持续性增高，可能与小鼠过度运动后，5-HT、5-HIAA调节机制破坏程度有关。研究发现5-HIAA的质量比均比对照组有显著降低，且具有量效关系。DA是锥体系统中调节躯体运动重要的神经递质，并且为NE的前体。随着运动性疲劳的出现，多巴胺在中枢的质量比趋于减少［16］。另外，脑内NE 能神经元可抑制中脑中缝核内5-HT神经元，从而影响运动能力［17-18］。

目前国内关于红景天苷的药理研究实验非常多，研究发现该药物在心脑血管疾病治疗、以及缓解疲劳状态方面具有一定效果［19］，本研究应用红景天治疗运动性疲劳小鼠发现，喂养红景天苷的疲劳小鼠脑组织5-HT、5-HIAA呈明显下降趋势，NE、DA含量呈上升趋势，表明红景天苷可有效调节疲劳小鼠神经内分泌稳态。进一步比较不同剂量红景天苷喂养运动性疲劳小鼠各神经递质含量发现，红景天苷喂养剂量越高，小鼠脑组织神经递质5-HT、5-HIAA呈下降，NE、DA含量上升趋势越显著，说明大剂量的红景天苷对治疗运动性疲劳效果越明显。

传统中医研究证实红景天具有“固本扶正”的功效，近代药理学研究发现其具有抗缺氧、抗寒冷、抗疲劳及抗病毒等多种功效［20］，主要有效成分包括红景天苷、苷元酪醇与超氧化物岐化酶等，机体过度运动后尿素、乳酸产生量过度增加，刺激脑内神经递质的分泌失衡，红景天可减少运动后小鼠血清尿素的产生，降低血乳酸曲线下面积，加速机体代谢产物的清除，而有助于加速疲劳消解［21］；另外研究发现红景天可增强超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的活性，而有助于清除运动疲劳产生的代谢产物，减少超氧自由基的产生，而发挥抗运动性疲劳的作用［22］。另外红景天有助于提高机体糖原和ATP的利用率，为肌肉、神经组织活动提供更充分的能量供应，对运动性疲劳小鼠脑组织神经递质的稳态维持具有显著效果［19，21］。

综上所述，运动性疲劳可导致小鼠中枢神经系统神经递质5-HT、5-HIAA、DA及NE分泌失衡，喂养红景天可促进运动疲劳小鼠脑组织5-HT、5-HIAA含量降低，DA、NE含量增高，缓解中枢神经疲劳，有助于改善脑组织神经递质水平。

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Objective：To explore the effect of Rhodiola Glycosides on contents of central monoamine neurotransmitters in exercise induced fatigue mouse.Method：The 140 mice conform to the standard model standard were chosen，including model group 50 mice without special intervention，the 90 mice were randomly divided into A，B，C groups （30 cases for each group），and the negative control group （saline），low，middle and high dose of Rhodiola Glycosides were treated with intragastric administration respectively.Samples of brain tissue were detected contents of neuro transmitters such as DA，5-HT，5-HIAA，and NE，the changes of nevrotransmitter in central nervous system in different time of the groups were compared.Result：（1）Contents of neuro transmitters of 5-HT，5-HIAA in model group，A，B，C group of central fatigue mouse higher than that in the negative control group（P＜0.05）.After rhodiola glycosides were feeded，the contents of 5-HT，5-HIAA in A，B，C group decreased significantly，C＞B＞A（P＜0.05）.（2）Contents of neuro transmitters of NE and DA in model group，A，B，C group of central fatigue mouse lower than that in the negative control group（P＜0.05）.After Rhodiola Glycosides were feeded，the contents of NE and DA in A，B，C groups increased significantly，C＞B＞A （P＜0.05）.Conclusion：Rhodiola Glycosides could change the neuro transmitter levels of the central nervous system of exercise induced fatigue mouse to improve the neuro transmitter disorder effectively.

Rhodiola Glycosides； Central fatigue； Monoamine neurotransmitter

10.3969/j.issn.1674-4985.2016.25.005

2016-05-03） （本文编辑：蔡元元）

山东省中医药科技发展计划项目（2013-229）

①齐鲁工业大学校医院 山东 济南 250353

②中国人民解放军第401医院

郑秀海

Effects of Rhodiola Glycosides on Neurotransmitters of Exercise Induced Fatigue Mouse/GAI Lei-yu，ZHENG Xiu-hai.//Medical Innovation of China，2016，13（25）：015-018

First-author’s address：Hospital of Qilu University of Technology，J i’nan 250353，China