佛手水提液对大强度运动训练大鼠物质代谢及运动能力的影响

赵小平, 陆邦慧, 张 颖

(1.安徽商贸职业技术学院, 安徽 芜湖 241002; 2.安徽中医药高等专科学校, 安徽 芜湖 241003)

佛手水提液对大强度运动训练大鼠物质代谢及运动能力的影响

赵小平1, 陆邦慧1, 张 颖2

(1.安徽商贸职业技术学院, 安徽 芜湖 241002; 2.安徽中医药高等专科学校, 安徽 芜湖 241003)

研究了佛手水提液对大强度运动训练大鼠体内物质代谢及运动能力的影响．以训练大鼠为实验对象,灌胃给药不同剂量的佛手水提液28 d,每日进行游泳力竭训练,测定训练结束后的大鼠血睾酮、皮质酮、尿素氮等生理指标．结果显示佛手水提液具有延长训练大鼠力竭时间(P<0.01)、缓解运动所致血清睾酮下降(P<0.01)、增加肝肌糖原储备(P<0.05)和降低尿素氮含量(P<0.01)、提高血红蛋白水平(P<0.01)等作用,可提升运动机能和耐力,最终达到改善和抵抗运动性疲劳的目的．

佛手; 大鼠; 睾酮; 物质代谢; 运动疲劳

0 引言

佛手(FructuscitriSarcodactylis)是理气类中药的代表药物,系芸香科柑桔属植物佛手(CitrusmedicaL.var.SarcodactylisSwingle)干燥果实．味辛、苦、甘,性温,入肝、胃、脾经．具有舒肝理气,和胃化痰的功效,常用于用于胃气滞,胸胁涨痛,胃脘痞满,食少呕吐等症[1]．睾酮(testosterone,T)又称睾丸素,是人体分泌存在的性激素之一,它具有维持肌肉强度及质量、维持骨质密度及强度、提神及提升体能等作用．同时也会影响如血生成、体内钙平衡、骨矿化作用、脂代谢、糖代谢和前列腺增长等许多身体系统和功能[2]．睾酮的作用特点决定了它是一个重要的运动激素,睾酮可以显著增加运动员肌肉蛋白质的合成和肌肉力量,提高肌肉对葡萄糖的吸收和肌糖原的合成与贮备[3]．然而为了追求更高的竞技成绩而进行大强度的运动训练,过大的运动量会影响身体内激素分泌水平和动态平衡从而导致血睾酮含量下降,出现疲劳、运动能力减弱、身体机能退步等现象[4],也就是所谓的“运动性低血睾酮”现象．如何避免运动性低血睾酮现象的发生和有效保持运动员大运动量时的睾酮含量,成为运动学者普遍关注的一个研究方向．

我国作为传统医药大国有着丰富的中医药资源可供研究和尝试,目前抗运动性低血睾酮的研究主要集中在强肾类型的中药,如玛咖、淫羊藿等,其他类型的中药研究鲜见报道．佛手是典型通过运化气血,调节脏腑功能来振强身体机能的中药,亦有研究表明佛手有一定抗运动型疲劳的作用[5]．本文考察了佛手对于大运动量大鼠的睾酮水平、物质代谢与运动能力的调节作用和影响,为理气类中药对运动机能的改善研究提供了一定的科学依据．

1 材料与试剂

Wistar大鼠(6周龄)50只,体重(206.83±11.26)g,实验过程中常规饲料喂养,自由饮食;佛手药材,产自广东,购自芜湖市中大药房．

实验所用水为市售纯净水;尿素氮、血清睾酮、血清皮质酮、黄体生成素和卵泡刺激素试剂盒产自四川麦克科技有限公司；肝糖原、肌糖原测试盒产自南京建成生物工程研究所．

ATM40-1B超声波清洗机由苏州爱拓玛机械公司生产;D3024R高速冷冻离心机产自北京大龙兴创实验仪器有限公司;FA21048型分析天平由上海越平仪器厂生产;UV-5100型紫外-可见分光光度计由上海分析仪器有限责任公司生产．

2 方法

2.1 佛手水提液的制备

称取佛手药材25 g,粉碎后置于500 mL圆底烧瓶中,加入100 mL水,室温下超声提取30 min,过滤．同法提取3次,合并提取液,浓缩至100 mL,即得佛手水提取液(0.25 g/mL)待用．

2.2 实验大鼠的准备及给药方案

筛选剔除身体情况和状态异常的个体后,经过预游泳训练选择耐力程度相近的大鼠50 只为实验对象,随机平均分成5组,分别为静止组(S组),运动对照组(C组),低剂量药物运动组(TL组),中剂量药物运动组(TM组),高剂量药物运动组(TH组)．低、中、高药物组分别按照0.25,0.50和1.00 g/kg的剂量进行灌胃给药,空白对照组给予等量生理盐水灌胃,每日于相同时间给药,连续给药28 d．

2.3 实验大鼠的大强度训练模型

采用负重游泳训练制造大强度运动训练大鼠模型．选择尺寸为100 cm×40 cm×50 cm玻璃水槽作为训练装置,水深约40 cm,水温25℃．在大鼠尾部固定约为体重5%的重物,放入水槽中人工驱赶不停游泳进行训练,每天训练一次,每次训练至当大鼠完全沉入水中8 s不浮出水面,即判断为力竭而终止训练,共训练28 d．最后一次游泳训练去除负重,放入水槽中人工驱赶至力竭,记录时间．静止组(S组)不进行任何运动训练．

每组试件的数据呈现出相同的规律，限于篇幅，本文只选取部分试件进行分析。谐振式窄带传感器并不是只能接收某一频段的声发射信号，而是对某频带信号敏感，其他频带信号灵敏度较低。图5为窄频传感器接收的声发射信号主频分布图，从三维关系图中可以看出窄频声发射传感器接收的声发射波形信号主频呈带状分布，主频值分布较为集中，高幅值信号主要集中在33～110kHz范围内。由于大尺度破裂声发射信号表现为低主频、高幅值和高能量特征，对应低频高幅值声发射信号[14]，因此说明在实验过程中窄频传感器接收的岩石大尺度破裂信号声发射主频集中分布在33～110kHz范围内。

2.4 指标测定

各组在末次训练24 h后称重,收集颈动脉血适量用于指标性物质和激素含量测定.迅速采集肝脏组织和深层肱四头肌肌肉组织用于肝糖原和肌糖原的测定,滤纸吸干血迹后,精确称取100 mg肝脏组织和500 mg肌肉组织冰水浴中与预先配置并冷却好的匀浆介质以1:9的比例混合,快速剪碎组织并离心15 min,分离上清液4～8℃冰箱中冷藏备用．以上各指标的测定操作和计算严格按照试剂盒说明书进行．

2.5 数理统计处理

3 实验结果

3.1 佛手水提液对运动训练大鼠体重及力竭时间的影响

结果显示,运动对照组以及高中低3个剂量药物组与静止对照组体重均具有非常显著差异,运动对照组与高中低3个剂量药物组之间体重变化不显著,说明大强度的运动量可显著降低大鼠体重,但佛手水提液对大鼠体重基本无影响;高中低3个剂量药物组大鼠的游泳力竭时间与静止对照组相比具有非常显著差异,高中低3个剂量药物组大鼠的游泳力竭时间与单纯运动对照组比较亦具有非常显著差异,说明佛手水提液可显著提高大鼠的运动能力,增加运动至力竭的时间．结果如表1所示．

3.2 佛手水提液对运动训练大鼠血清睾酮、血清皮质酮水平的影响

结果显示,运动对照组的血清睾酮含量与静止对照组具有非常显著差异,说明大运动量训练降低大鼠血清睾酮现象明显,高中低3个剂量药物组的血清睾酮含量与静止对照组具有显著差异,与运动对照组也具有显著差异,其中高剂量组所致差异非常显著,说明佛手水提液特别是高剂量的佛手水提液可显著提高大鼠的血清睾酮水平;不同组别血清皮质酮含量在实验期间均表现为变化不显著,但血清睾酮与血清皮质酮的比值变化趋势呈现出于血清睾酮变化相同情况．结果如表2所示．

表1 不同组别大鼠体重及运动耐力的变化情况±s)

注:*代表与静止对照组存在显著差异(P<0.05);**代表与静止对照组存在非常显著差异(P<0.01);#代表与运动对照组存在显著差异(P<0.05);**代表与运动对照组存在非常显著差异(P<0.01)． (下表同)

表2 不同组别大鼠血清睾酮、血清皮质酮的变化情况±s)

3.3 佛手水提液对运动训练大鼠肝糖原、肌糖原尿素和血红蛋白水平的影响

结果显示运动对照组和低剂量药物运动组大鼠的肝糖原含量与静止对照组具有非常显著差异,中高剂量药物组大鼠的肝糖原含量与静止对照组仍有显著差异,但差异不是非常显著;运动对照组和低中剂量药物组大鼠的肌糖原含量与静止对照组具有非常显著差异,高剂量药物组大鼠的肌糖原含量与静止对照组仍有显著差异,但差异不是非常显著;相对于运动对照组,低中剂量的药物组大鼠的肝糖原含量有显著增高,高剂量药物组大鼠肝糖原含量非常显著增高,低剂量的药物组大鼠的肌糖原含量有显著增高,中高剂量药物组大鼠肌糖原含量非常显著增高,以上实验结果说明佛手水提液具有显著提高大鼠肝、肌糖原储存的作用,且作用强度表现出与剂量相关的变化趋势．

运动对照组和低中高3种剂量药物组大鼠的尿素氮含量非常显著高于静止对照组,低中高3种剂量药物组大鼠的尿素氮含量非常显著低于运动对照组;血红蛋白含量的变化趋势与尿素氮相类似,运动对照组和低中高3种剂量药物组大鼠的血红蛋白含量非常显著低于静止对照组,低中高3种剂量药物组大鼠的血红蛋白含量非常显著高于运动对照组,结果说明运动增加了血液中尿素氮含量,同时降低了血红蛋白含量,佛手水提液有降低血液尿素氮含量和提升血红蛋白含量的作用．结果如表3所示．

表3 不同组别大鼠肝糖原、肌糖原、尿素氮和血红蛋白的变化情况±s)

3.4 佛手水提液对运动训练大鼠促黄体生成素和促卵泡刺激素水平的影响

实验结果显示不同组别促黄体生成素和促卵泡刺激素含量在实验期间均表现为变化不显著,说明运动及佛手水提液对该两种性激素基本无作用．结果如表4所示．

表4 不同组别大鼠促黄体生成素和促卵泡刺激素的变化情况±s)

4 讨论

1) 体重是生物体维持健康和运动机能的重要指标,也是力量与自然耐受能力的体质基础和支撑．当身体的能量输出大于补给时,为了维持正常的生理过程身体会输出能量储存物质如脂肪从而导致体重的减轻,本实验对象大鼠处于体重自然增长的生长阶段,结果显示各运动组大鼠的体重非常显著低于静止组,表明大运动量的体育训练确实阻碍了体重的自然增长．我们注意到尽管与未用药运动对照组差异不显著,但佛手水提液具有微弱缓解体重减轻的作用,这可能是由于佛手是富含多糖物质的中药材,而多糖水解后产生的葡萄糖是机体直接可利用能量,所以即使没有调节机体内分泌所致的增重效果,能量物质的补充仍然会带来体重增加的结果,提示可以将研究内容扩展到佛手多糖对于运动机体的能量补充研究范围．

佛手水提液可缓解运动疲劳已有相关实验支持[5],实验采用训练大鼠作为实验对象,结果印证了文献结论．佛手水提液呈现与剂量相关的显著延长游泳训练大鼠的力竭时间的作用,各剂量组与未用药运动组相比差异均分非常显著,有效提高了大鼠的运动能力和机体耐力,缓解了运动疲劳的产生．

2) 睾酮是人体内的促合成激素,参与促进如血生成、钙平衡、脂代谢、糖代谢等生理功能过程,它可以促进肌肉组织的生成、力量的提高和免疫功能的增强,与运动过程和能力密切相关,大运动量的训练可使体内睾酮含量降低,从而影响运动员的运动成绩和训练结果;皮质酮是人体内的促分解激素,因影响体内蛋白质等物质的合成而可能降低机体运动素质和体质基础,血清睾酮和皮质酮的比值可以清楚表现机体合成与代谢的平均进程和总体平稳情况,是衡量机体运动机能持续弱化或强劲恢复的重要指标,具有调节和指导运动员运动训练强度的作用．本实验结果显示大运动量的训练的确使大鼠体内的睾酮含量非常显著降低,佛手水提液虽不能完全逆转运动所致的睾酮含量降低现象但可恢复一定程度的睾酮水平,特别是高剂量佛手水提液组与未用药运动组相比血睾酮含量非常显著增高,提示佛手水提液呈现剂量相关性的改善由运动所致睾酮含量降低作用,缓和机体的运动所致激素水平混乱,从而纠正长期大运动量训练机体的运动能力下降情况,血清睾酮和皮质酮的比值变化情况与睾酮变化趋势一致,表明佛手水提液可以有效促进运动疲劳大鼠的运动机能恢复．结果显示各个实验组的血清皮质酮、促黄体生成素和促卵泡刺激素含量无明显统计学意义的变化．有文献表明补肾类药材可能是通过减少转化、刺激合成以及增强垂体系列器官的功能来实现调节睾酮水平[6-8],佛手类药材的该方面研究成果有限,目前其调节机理尚无清楚推论,留待以后的实验进一步研究．

3) 当人体因运动而出现疲劳时,为保证运动的持续进行和体内血糖水平不下降,中枢神经会发出信号促使糖原存储器官如肝脏和肌肉释放存量糖原以升高血糖水平,维持机体运动能力,所以肝、肌糖原含量代表着机体应对出现运动疲劳时的能量供给潜力和抵抗运动性疲劳的能力．实验结果表明大运动量训练可以明显导致大鼠肝、肌糖原含量的降低,佛手水提液可显著促进肝、肌糖原的储备量,并与剂量呈现正相关性,从而保证了机体发生运动性疲劳时释放糖原进行能量补充,提高了机体应对疲劳的耐力,延缓了力竭现象的发生．因睾酮具有调节体内糖平衡的作用,所以这可能是佛手水提液调节睾酮水平的继发反应,也有可能是因为佛手含有大量的多糖,水解后可直接补充机体血糖和能量从而减少肝、肌糖原的释放和损失．

4) 疲劳的产生源于内耗和代谢产物的堆积,如乳酸、氧自由基、尿素氮等[9]．尿素氮是因为体内糖和脂肪分解能量不足继而分解蛋白质而生成的代谢产物[10],其含量表现了机体内耗的程度和对能量的迫切需要．实验结果表明各运动组的尿素氮含量均非常显著上升,提示模型大鼠的运动疲劳情况十分严重,与纯运动组相比各剂量佛手水提液组的尿素氮含量非常显著下降,并与剂量呈相关性,说明佛手水提液可显著提高机体对糖和脂肪的利用率,降低机体对于蛋白质的分解,减少内耗和代谢产物的累积,也可能是由于佛手多糖的大量的补充使机体内糖原的缺乏情况得到改善,从而减少蛋白质的损耗,并最终减少了尿素氮的形成．

血红蛋白是体内重要的蛋白质,是氧气的运输载体,维持了各器官的协调运行和生理活动的正常进行,其含量代表着身体机能和运动能力正常的重要标志．实验表明大运动量的体能训练使大鼠体内的血红蛋白含量非常显著下降,标志着疲劳导致了身体运动能力的下降,各剂量佛手水提液均能非常明显提升体内血红蛋白的含量,继而增强了机体向各器官输送氧气的能力,提升了骨骼肌肉的活度和耐受力,提高了抵抗运动性疲劳的能力．

5 结论

作为传统中医药大国,利用中药尝试进行身体机能的改善已成为重要的研究内容和领域,佛手不同于传统研究热点药物如补药、强肾药等,其具有的调理气机、运化顺畅和排泄废物的作用机理使得这一类药物具有追本溯源、平衡调节身体的独特作用．本研究显示佛手水提液具有延长训练大鼠力竭时间、缓解运动所致血清睾酮下降、增加肝肌糖原储备和降低尿素氮含量、提高血红蛋白水平等作用,从而提高机体综合机能、运动能力和耐力,最终起到改善运动性疲劳的目的．

[1] 肖培根.新编中药志[M]. 北京:化学工业出版社,2002:304.

[2] 李可,齐家玉,曾成. 血睾酮、皮质醇与体育运动[J]. 华中师范大学研究生学报,2007,14(3):154-158.

[3] 陈永存,曹建民,郭娴,等. 东革阿里对运动训练大鼠睾酮含量、物质代谢及抗运动疲劳能力的影响[J]. 天然产物研究与开发, 2015,27(4):598-603.

[4] 钱风雷,曾凡辉. 补肾中药对大鼠运动性低血睾酮的调整作用[J]. 中国运动医学杂志,1998,17(4):320-322.

[5] 张颖,江玲丽,赵小平. 佛手水提取物对小鼠抗运动性疲劳作用研究[J]. 淮阴师范学院学报(自然科学版),2014,13(1):63-65.

[6] Low B S,Choi S B,Abdul Wahab H,et al. Eurycomanone,the major quassinoid in Eurycoma longifolia root extract increa-ses spermatogenesis by inhibiting the activity of phosphodies-terase and aromatase in steroidogenesis[J]. J Ethnopharmacol,2013,149:201-207.

[7] Lin L C,Peng C Y,Wang H S,et al. Reinvestigation of the chemical constituents of Eurycoma longifolia[J]. Chin Pharmacol J,2001,53(2):97-106.

[8] 姜溪,陈芙蓉,只德广,等. 东革阿里对小鼠肾阳虚的影响[J].药物评价研究,2014,37(3):235-237.

[9] 解丽芳.中医药抗运动性疲劳的研究进展[J].中国运动医学杂志,1998,17(1):67-69.

[10] 施溯筠,李秀国.榆黄蘑饮料对小鼠抗疲劳、耐缺氧和抗氧化作用的影响[J].时针国医国药,2010,21(7):1806-1812.

[责任编辑：蒋海龙]

Effect of Bergamot Extract Solution on Substance Metabolism and Exercise Capacity of Exercised Rats

ZHAO Xiao-ping1, LU Bang-hui1, ZHANG Ying2

(1.Anhui Business Vocational Technical College, Wuhu Anhui 241002, China) (2.Anhui College of Traditional Chinese Medicine, Wuhu Anhui 241003, China)

To investigated the Effect of Bergamot Extract Solution on Substance Metabolism and Exercise Capacity of Exercised Rats. The rats were gavaged with different doses for 28 days and pushed to swim exhaustively every day, after that the biochemical indicators were tested. The study showed that the Bergamot Extract Solution could delay the exercise exhaustion, promote the lever of T, increase the storage of liver glycogen and muscle glycogen and the lever of hemoglobin. The Bergamot Extract Solution can improve the comprehensive function, the exercise ability and the endurance of the body, and finally get the purpose of resisting the sports fatigue.

bergamot; exercised rats; testosterone; substance metabolism; sports fatigue

2017-03-05

安徽省教育厅自然科学基金重点项目(KF2015A422)

赵小平(1976-),男,安徽无为人,副教授,硕士,研究方向为体育科学和运动生理学. E-mail: whzxp2008@163.com

G804.2

A

1671-6876(2017)02-0154-05