基于AMPK/PGC-1α 信号通路探讨菟丝子多糖改善大鼠运动能力的作用及机制

摘要： 【目的】基于腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）/过氧化物酶体增殖活化受体γ 共激活因子1α （PGC-1α） 信号通路探讨菟丝子多糖改善大鼠运动能力的作用及潜在机制。【方法】将大鼠50 只分为正常对照组、运动模型组及菟丝子多糖低、中、高剂量组（10、200 和400 mg/kg），除正常对照组外，其余各组大鼠进行游泳训练。游泳至力竭后，测定各组大鼠血清抗疲劳指标以及肝组织能量代谢和氧化应激指标，AMPKα 和PGC-1αmRNA 的表达水平，磷酸化AMPKα （p-AMPKα）、AMPKα 和PGC-1α 的蛋白表达水平。【结果】与运动模型组相比，菟丝子多糖低、中、高剂量组大鼠游泳力竭时间显著或极显著延长，血清尿素氮、乳酸、皮质酮以及肝组织丙二醛含量极显著减少，血清睾酮以及肝组织糖原、钠钾ATP 酶、钙镁ATP 酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平显著增加，肝组织AMPKα mRNA 及其蛋白表达无明显变化，PGC-1α mRNA 及p-AMPKα、PGC-1α 蛋白表达极显著增加。【结论】菟丝子多糖可提升高强度大运动量训练大鼠的运动能力，且该作用与抗疲劳、增加能量物质储备、抑制氧化应激及活化AMPK/PGC-1α 信号通路等有关。

关键词： 菟丝子多糖；运动能力；抗疲劳；氧化应激；AMPK/PGC-1α 信号通路

中图分类号： S567.219.099 文献标志码： A 文章编号： 1004–390X （2024） 02−0053−07

随着体育科学的发展，人们对运动潜力的挖掘越来越细致和深入，研究发现营养物质的及时补充与运动能力的增强密切相关[1]。通过各种营养补剂可起到缓解运动性疲劳、增加能量物质储备、抑制氧化应激水平等作用，进而提高运动员的运动能力，是当前竞技体育界研究的焦点问题[2]。在众多营养补剂中，来源于药用植物或食物的营养补剂在提升运动能力方面具有较突出的作用，且安全性较好，得到了广泛的应用[3-4]。

菟丝子为菟丝子（Cuscuta chinesis Lam.） 或南方菟丝子（C. australis R.Br.） 的成熟干燥种子，始载于《神农本草经》，性温、味甘，归脾、肾、肝经，为固精、补肾之要药[5]；具有调节血压、促进心脑血管健康、防癌抗癌及抗氧化等多种生物学作用，营养保健价值较高[6]。菟丝子能够抑制氧化应激水平，减轻高强度力竭运动造成的大鼠脑组织氧化损伤，也可以通过减轻运动疲劳的发生增强运动能力[7]，但菟丝子中何种成分是发挥提高运动能力的功效物质尚不清楚。多糖是菟丝子主要的功效成分，具有抗氧化、调节糖脂代谢等作用[8-9]，但菟丝子多糖是否具有提高运动能力的作用尚未见报道。本研究通过分析菟丝子多糖对高强度大运动量训练大鼠运动能力的影响，探讨该影响与抗疲劳、能量代谢、氧化应激等作用的相关性，旨在明确菟丝子多糖提升运动能力的机制，并为将其开发成营养补剂提供理论及试验基础。

1 材料与方法

1.1 动物分组、干预及运动方案

供试动物为SD 大鼠50 只，SPF 级，雄性，体质量180～220 g，购自广西医科大学动物中心（SCXK 桂2020-0003）。饲养环境为相对湿度40%～60%、温度23～25 ℃，光照/黑暗（12 h/12 h） 循环，自由饮食、饮水，适应环境1 周后用于试验。按体质量将50 只SD 大鼠随机分为5 组（n=10），分别为正常对照组、运动模型组及菟丝子多糖低、中、高剂量组（10、200 和400 mg/kg[9]）。菟丝子多糖处理组于训练后1 h 灌胃不同剂量的菟丝子多糖（批号20210824，多糖含量90%，陕西斯诺特生物公司） 10 mL/kg，其余2 组大鼠灌胃等体积蒸馏水；每天1 次，共持续4 周。正常对照组大鼠不参与任何运动训练，其余各组大鼠于灌胃操作结束后2 h，在水深30 cm、水温30 ℃ 的自制水槽中进行游泳训练[10]。随着训练的深入，大鼠耐力增强，故第1、2、3、4 周训练时间分别为30、40、50 和60 min；每周训练6 d，休息1 d[11]。末次灌胃操作完成后24 h，用天平称量各组大鼠体质量；在大鼠尾部系1 根质量为大鼠体质量8% 的铅丝，在自制水槽中游泳至力竭，记录游泳力竭时间。

1.2 组织样本采集

大鼠游泳至力竭（沉水后10 s 未上浮至水面）后，用2% 戊巴比妥钠溶液（50 mg/kg） 于腹腔部位注射进行麻醉，腹主动脉取血，分离血清并分装；剖取肝脏组织，经生理盐水冲洗残存血迹后，于−80 ℃ 冰箱中保存。