于 壮
许多研究者的实验研究结果证明:坚持科学的体育锻炼能够改善健康水平和提高身体素质,但大强度、超负荷的身体训练和竞赛能够引起高度应激反应,会导致机体一系列的功能障碍,如影响神经内分泌系统、心血管系统等.目前世界竞技体育迅猛发展,开发出能提高运动员运动能力,尽快消除运动性疲劳并且符合兴奋剂检测标准的药物,是国内外体育科研人员致力研究的重要课题.本实验通过给运动疲劳大鼠服用鼎突多刺蚂蚁粉,针对运动疲劳产生的机制,对其进行整体、细胞水平的代谢比较研究,探讨其运动疲劳后代谢变化规律及药物对其体内调节的生理、生化机制,从而为运动员解决运动疲劳抵抗、恢复以及提高运动能力提供科学的理论依据.
1.1 实验材料
动物:Wistar雄性清洁级大鼠72只,体重250~290g.将动物置于室温23±5℃,相对湿度40-60%的清洁动物室中,让其自由饮食、饮水,自然照明.所用饲料为大鼠维持饲料,随机分成三组适应性饲养15天后进行实验.
药物:鼎突多刺蚁又名拟黑多刺蚁(Polyrhachis vicina Roger)粉剂
1.2 实验方法
1.2.1 动物疲劳模型制备方法
运动实验动物建模方式采用赵中应,肖明珠[1]等的方法,进行持续7周递增运动负荷强度的跑台训练,坡度为0°.分别采用逐渐递增运动速度;每周训练5天,每天1训练次,运动20min.每周一重复周五的速度,周二、周三、周四逐日加量,达到本周要求的速度,周五重复.第1~5周(适应性训练)的每周末,分别达到 15m/min、22m/min、27m/min、31m/min、35m/min.从第6~7周进行大强度耐力训练,以平均35m/min运动30min;一周训练7天,每日训练1次;训练时间为上午7:50~11:50.最后一次训练至动物力竭为止,表现为大鼠不能继续跑动,伏地持续喘息,短暂时间内没有逃避反应.
1.2.2 给药方法
全面标准化管理与服务业从业人员素质提升相辅相成,通过实施与宣贯标准体系,进行团队整体培训和管理经验的积累,提高从业人员的职业道德、知识水平、服务技能。多渠道开展服务业管理人员和从业人员的标准化知识培训,鼓励高校及科研院所与企业的联合共建工作,在服务业示范点设置标准化创新研究基地,培养既有标准化理论功底又有丰富标准化工作经验的人才。
强化训练加中药治疗组在接受强化训练期间,每日于训练前1h灌胃中药(将蚂蚁粉按比例溶解,配制成相当于含生药1kg/L的药液,按8g/Kg高浓度的给药剂量,300g的大鼠应给药2.4ml).其余各组则灌胃等体积的蒸馏水.
1.2.3 实验分组
按照体重随机分为三组:安静对照组 (A组,n=8):自实验开始第1~7周直到第8周取材日不进行任何运动训练.强化训练对照组(B组,n=32):接受5周的适应训练后,再接受2周的大强度耐力训练,于第8周取材日将动物随机分为运动前安静态、运动后即刻、运动结束后3h与24h.强化训练+中药治疗组(C组n=32):接受5周的适应训练后,再接受2周的大强度耐力训练.于第8周取材日将动物随机分为运动前安静态、运动后即刻、运动结束后3h与24h.
1.2.4 跑步成绩测定
训练对照组和训练+中药组大鼠在取材前最后一次训练时,在固定速度为40m/min的情况下跑步,以大鼠竭尽全力所能持续的最长跑时作为跑步成绩.
2.1 取材
安静对照组于饲养的第8周第1天麻醉,心脏取血后处死8只进行取材;训练组及训练加药组于造模的第8周第1天和第2天分别将动物随机平均分为安静态、运动至疲劳的即刻、恢复3h和恢复24h组,动物处于安静状态下进行麻醉,心脏取血后处死.其余各组分别按要求于运动后不同时间段进行麻醉,心脏取血后处死.均取大鼠肝脏、左后腿股四头肌肌肉,样本迅速置于液氮中,然后-80℃冰箱保存,血液提取血清,-20℃冰箱保存.
2.2 指标测定方法
本研究中肌糖原、肝糖原含量采用蒽酮比色法测定;血清BUN含量采用二乙酰一肟法测定;BMR以每小时单位体重的耗氧量表示mlO2/gh,耗氧量采用封闭式流体压力呼吸测定仪测定.
2.3 数据处理
采用Spss11.0统计软件包进行有关统计学处理,文中数据以平均值±标准差(X±s)表示;用O-rigin6.1软件做图.
3.1 跑步成绩
表1 强化训练组与强化+中药治疗组跑步成绩比较(X±s)
强化训练组和强化训练+中药治疗组大鼠竭尽全力持续跑动时间长于无训练,且差异极显著.强化训练+中药治疗组大鼠竭尽全力持续跑动时间长于强化训练组,且差异极显著,结果见表1
3.2 BMR变化
B组、C组大鼠与A组相比,BMR有明显增高趋势,且差异极显著.B组大鼠与C组相比,BMR明显增高,且差异极显著,结果见表2.
表2 基础代谢率
3.3 肌糖原 肝糖原含量变化
B组、C组大鼠与A组大鼠相比,所测得的安静时的肌糖原含量均比A组有下降趋势.B组、C组运动后即刻、运动后3h、运动后24h与A组相比肌糖原含量均有明显下降趋势.C组与B组肌糖原含量相比略高,结果见表3.B组与A组相比,肝糖原含量均有明显的下降趋势.C组运动后即刻、运动后3h与A组相比,肝糖原含量显著下降.C组与B组相比,除了运动后即刻与B组肝糖原含量无显著差异外,其它组肝糖原含量均显著高于B组,结果见表4.
表3 肌糖原
表4 肝糖原
3.4 血清BUN含量变化
B组运动后即刻、运动后24h与A组相比,BUN含量均有极显著的增加.C组与A组相比,运动后即刻组BUN含量有极显著增.C组运动后3h与B组运动后3h相比,BUN含量明显下降,结果见表5.
表5 尿素氮
本实验结果表明,鼎突多刺蚁粉能延长大鼠跑步时间,说明服用鼎突多刺蚁粉具有抵抗大鼠运动疲劳、提高其跑动耐力的作用.而该效应与基础代谢率、肝糖原、肌糖原的升高,以及尿素氮的降低等这些生理、生化指标的变化有关.
4.1 BMR是恒温动物维持正常生理机制的最小产热速率,是动物在清醒时维持身体各项基本功能所需的最小能量值.基础代谢率是种间和种内能量代谢水平比较的重要参数,它能反映不同物种不同个体的能量消耗水平[2].本实验结果表明,强化训练组大鼠与对照组相比,体重显著下降,BMR显著升高,此为运动性疲劳的一个明显的生理表现.强化训练+中药治疗组大鼠族对照组相比虽体重有显著下降,BMR有显著升高趋势,但相对于强化训练组来说,体重要明显高于强化组,BMR明显低于强化.说明强化训练+中药治疗组的运动疲劳程度要远低于强化训练组.提示药物对大鼠的疲劳有抵抗作用.
4.2 人体70%的能量依靠碳水化合物的氧化代谢来提供,而碳水化合物以糖原的形式大部分存在于肝脏和肌肉中,糖原是肌细胞的主要能源物质.由于体内糖原的储存是有限的,在运动中最终能源的供应是靠糖原的有氧与无氧代谢来提供的,因此运动疲劳与糖原的消耗多少成密切相关[3].本实验结果表明,强化训练+中药治疗组的肝糖原与强化训练组相比,运动前安静状态、运动后3h、24h大鼠肝糖原含量明显高于强化训练组.肌糖原与强化训练组相比虽无显著差异,但也均有升高趋势.说明鼎突多刺蚁粉能够提高安静状态肝、肌糖原的储备,以及运动后肝、肌糖原的恢复.
4.3 BUN是蛋白质代谢的重要产物,蛋白质作为能源储备厂在一定条件也参与能量代谢,其被利用的程度反映机体适应力大小.运动后,血清BUN的大小,提示机体利用蛋白质供能的多少,间接反映机体的疲劳程度[4].实验结果表明,强化训练+中药治疗组大鼠在力竭运动后3h血清BUN浓度显著低于强化训练组.说明鼎突多刺蚁粉有明显提高血清BUN清除率、提高蛋白质恢复、降低疲劳程度的作用.
鼎突多刺蚁粉可以通过弥补能源物质、提高能源物质储备方式来提高大鼠运动能力,促进运动疲劳恢复,具有一定的抵抗运动性疲劳的作用.其抗疲劳的作用机制可能是个综合作用的结果.由于本试验没有经过药物剂量分组,不同计量药物对抵抗运动疲劳是否有差别还不十分清楚.具体研究有待于进一步开展.