蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌自由基代謝及ATP酶活性的影響

潘 燕，彭彥銘

(湖北師范學院體育學院，湖北黃石 435002)

蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌自由基代謝及ATP酶活性的影響

潘 燕1，彭彥銘2

(湖北師范學院體育學院，湖北黃石 435002)

探討蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌的保護作用，選用40只健康KM小鼠，按體重層次隨機分為安靜對照組(A)、安靜給藥組(B)、運動對照組(C)、運動給藥組(D)，每組10只，采用遞增負荷的游泳訓練，共持續(xù)4周，最后一次訓練至力竭，記錄小鼠游泳力竭時間，并測定心肌自由基含量、抗氧化酶及ATPase的活性。結(jié)果顯示給藥組小鼠游泳至力竭時間明顯長于對照組(P＜0.05)，補充蜂膠黃酮的B、D組抗氧化酶及ATPase活性顯著高于其對照組(P＜0.05)，提示蜂膠黃酮可以提高機體運動能力、延緩疲勞出現(xiàn)，對小鼠心肌組織具有保護作用。

蜂膠黃酮;疲勞小鼠心肌;自由基;ATP酶

自1978年Dillard首次提出自由基在運動性疲勞、損傷中的重要作用后，自由基在運動性疲勞、損傷中的意義己越來越受到人們的重視，很多學者均從不同角度間接揭示了運動與自由基的關系，并在應用自由基清除劑抗運動性疲勞、損傷中取得一定效果。

蜂膠被譽為“紫色黃金”，是工蜂從植物的新生枝條、葉、芽或樹皮等組織上采集到樹脂狀分泌物后混入其上顎腺等腺體的分泌物和蜂蠟等加工而成的芳香性膠狀物，具有天然的抗氧化性能和增強機體的免疫功能的作用。蜂膠的生物學、藥理學及醫(yī)療功效主要與其所含的黃酮成分有關，其內(nèi)含40余種黃酮化合物，被譽為“黃酮化合物之寶庫”［1－4］。我們選用自由基的代謝產(chǎn)物MDA、抗氧化酶及ATP酶作為觀察指標，觀察蜂膠黃酮的抗疲勞作用，旨在為蜂膠黃酮應用到運動實踐中提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗對象

健康雄性KM小鼠40只，5周齡，體重20g±2g，由中國醫(yī)科大學實驗動物中心提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 模型建立

適應性喂養(yǎng)小鼠7天，按體重分層隨機分4組，安靜對照組、安靜給藥組、運動力竭對照組、運動力竭給藥組。常規(guī)分籠飼養(yǎng)，自由飲食水，具體分組及給藥方法見表1。

運動組小鼠采用無負重游泳方式進行遞增訓練，游泳時間為第一周30 min/d，第二周60 min/d，第三周90 min/d，第四周120 min/d，每周6 d，周日休息，如在游泳期間發(fā)現(xiàn)有力竭表現(xiàn)，撈出水面休息片刻，之后繼續(xù)游泳至規(guī)定時間，最后一次訓練至力竭。力竭的標準為:小鼠沉入水中超過10 s，且放在平面時無法完成翻正反射。

1.2.2 取材和處理

10%組織勻漿的制備:在小鼠最后一次游泳訓練至力竭后，即刻處死小鼠，迅速取出其心臟，在冷的生理鹽水中漂洗，除去血液，濾紙拭干，稱重，放入5 ml的小燒杯內(nèi)。用移液器量取0.86%冷生理鹽水，生理鹽水的體積總量應是心肌組織的9倍，采用手工方式勻漿，充分研碎，使組織勻漿化。將制備好的10%勻漿用普通離心機3000 r/min離心10分鐘，留上清棄下面沉淀。

1.2.3 測試指標的方法

MDA采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定;SOD采用亞硝酸鹽抑制法測定;GSH－Px采用二硫代硝基苯甲酸(DTNB)直接顯色法測定;CAT采用紫外分光光度計法測定;ATP酶活性采用定磷法測定;蛋白定量采用考馬氏亮藍法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應用SPSS13.0軟件包對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，數(shù)據(jù)均以X±SD表示，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 蜂膠黃酮對小鼠力竭時間的影響

表2 小鼠游泳力竭時間的比較

C組小鼠的游泳力竭時間為178.36±43.31，而D組小鼠的游泳力竭時間為266.00±49.39，給藥組小鼠游泳力竭時間明顯長于對照組(P＜0.01)。

2.2 蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌自由基含量及抗氧化酶活性的影響

表3 各組小鼠心肌MDA、SOD、GSH－Px、CAT值的比較

2.3 蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌心肌ATP酶活性的影響

表4 各組小鼠心肌Na+－K+－ATP酶、Ca2+－Mg2+－ATP酶值的比較

3 分析與討論

3.1 蜂膠黃酮對小鼠機能狀態(tài)的影響

隨著運動訓練時間延長，對照組小鼠逐漸出現(xiàn)神態(tài)疲憊、食欲下降、毛發(fā)蓬亂枯燥、易受驚嚇、對外界刺激反應遲鈍等一系列疲勞征象，在運動過程中需休息的小鼠，休息的時間逐步增多，且運動后小鼠精疲力竭、喘息不止，體毛烘干時間較長;而給藥組小鼠眼光有神、反應迅速、毛色光亮、掉毛現(xiàn)象不明顯，在運動過程中需休息的小鼠數(shù)量少、休息時間短、運動后無明顯的疲憊神態(tài)，且在訓練出水后體毛烘干時間要少于對照組。提示服用蜂膠黃酮對小鼠機能狀態(tài)有很大程度的改善，促進小鼠疲勞后的消除，提高了小鼠抗疲勞能力。

3.2 蜂膠黃酮對小鼠力竭時間的影響

運動能力是多種因素綜合作用的結(jié)果，從供能方面看，耐力運動中主要的供能系統(tǒng)是有氧氧化系統(tǒng)。小鼠無負荷力竭游泳是一種有氧耐力運動，因此，小鼠力竭游泳時間的長短將在一定程度上反映其有氧運動能力的強弱［5］。本實驗結(jié)果表明，蜂膠黃酮組小鼠游泳至力竭的時間明顯長于訓練對照組，提示蜂膠黃酮具有提高機體耐力運動能力的作用。機理可能為蜂膠黃酮有強心作用，使心輸出量增加，提高血液中氧的運輸，供給心肌充足的氧氣［6－7］，改善小鼠在力竭運動時心肌的相對缺氧狀況，以提高運動能力。

3.3 蜂膠黃酮黃酮對疲勞小鼠心肌自由基代謝的影響

自由基是指具有未配對電子的原子、離子或分子等類物質(zhì)。由于自由基極不穩(wěn)定，很難在體內(nèi)直接測到，因而在實驗中以脂質(zhì)過氧化物的代謝產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量來反映細胞損傷程度。

自由基的活性很強，可廣泛攻擊含不飽和雙鍵的生物膜結(jié)構(gòu)，形成鏈鎖反應，引起脂質(zhì)過氧化反應，細胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化后，脂質(zhì)自由基可從酶分子中奪取氫原子，形成膜蛋白自由基，通過自由基鏈式反應，使酶分子發(fā)生聚合、交聯(lián)，進而影響酶活性，導致其活性下降，使膜流動性、變形性、完整性發(fā)生改變，加速組織老化和死亡，這可能是產(chǎn)生運動性損傷的一個重要原因。自由基還可誘導細胞凋亡，使過多細胞發(fā)生凋亡和壞死。而心肌細胞屬終末分化細胞，是一種不具備增殖能力的成熟細胞。心肌細胞凋亡是心臟由代謝性變化向病理性變化發(fā)展的細胞生物學基礎，是運動性心肌微損傷的發(fā)生、發(fā)展過程的病理機制之一［8－9］。

本實驗結(jié)果顯示，運動對照組小鼠在力竭運動后心肌MDA含量顯著上升，與安靜對照組相比有顯著性差異，心肌細胞受到嚴重損害。蜂膠黃酮組小鼠不論是在安靜狀態(tài)下或力竭運動后，MDA含量顯著低于其相應對照組，提示蜂膠黃酮可減少疲勞小鼠心肌自由基的含量，是一種高效的天然抗氧化劑。

3.4 蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌抗氧化酶活性的影響

超氧化物歧化酶(SOD)是生物體內(nèi)對抗氧自由基最重要的抗氧化酶，它的作用是將氧自由基歧化，將一分子氧自由基氧化成為O2，另一分子氧自由基還原為H2O2，因而，SOD活性的高低是機體抗氧化能力強弱的標志;谷胱甘肽過氧化物酶(GSH－PX)是體內(nèi)廣泛存在的一種催化過氧化氫分解的重要酶，能特異地催化GSH對過氧化氫的還原反應，起到保護細胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整性的作用;過氧化氫酶(CAT)可以催化兩個過氧化氫的氧化還原反應，避免損傷生物膜結(jié)構(gòu)和影響生物膜功能。

本實驗結(jié)果顯示，單純運動組小鼠心肌組織MDA的含量顯著升高，SOD、GSH－Px、CAT活性顯著降低，而蜂膠黃酮組小鼠SOD、GSH－Px、CAT活性均高于對照組，而MDA含量卻低于對照組。蜂膠黃酮提高了小鼠的抗氧化能力。其作用機理可能為蜂膠中的黃酮類化合物與超氧陰離子反應阻止自由基反應的引發(fā);或與鐵離子螯和阻止羥基自由基的生成;或與脂質(zhì)過氧化基反應阻止脂質(zhì)過氧化反應［6］。

3.5 蜂膠黃酮對疲勞小鼠心肌ATP酶活性的影響

劇烈運動引發(fā)心肌缺血缺氧，使心肌細胞能量代謝由有氧代謝轉(zhuǎn)為無氧代謝，細胞內(nèi)ATP含量明顯降低，與能量代謝密切相關的各種離子泵活動減弱，導致離子代謝平衡失調(diào)，從而引發(fā)一系列功能紊亂。例如運動疲勞時Na+－K+－ATPase活性下降，無力維持靜息膜電位和細胞興奮性所必需的跨膜濃度差，其結(jié)果是肌細胞膜去極化的閾值增加，肌肉做功能力下降;同時由于肌細胞膜上ATP含量明顯減少，最終導致K+通道大量開放，這種變化最終導致動作電位降低，促使疲勞發(fā)生。正常心肌的收縮與舒張功能還有賴于心肌細胞的鈣穩(wěn)態(tài)。運動疲勞時Ca2+－Mg2+－ATP酶活性下降，細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)失衡，無論是細胞內(nèi)鈣升高還是減少，對細胞都有損傷作用。

本實驗中蜂膠黃酮組小鼠心肌組織Na+－K+－ATP酶、Ca2+－Mg2+－ATP酶活均高于對照組，提示蜂膠黃酮對疲勞引發(fā)的小鼠心肌ATPase的下降有抑制作用。蜂膠黃酮對小鼠心肌ATPase的影響可能與其抗心肌缺血、抗氧化作用有關:蜂膠黃酮通過提高SOD、CAT、GSH－PX活性，增強細胞的抗氧化能力、猝滅自由基、保護了細胞膜免受自由基損傷，也避免了由膜結(jié)構(gòu)損傷可能導致的Na+－K+－ATP酶、Ca2+－Mg2+－ATP酶活性的降低;也減少了線粒體巰基被氧化、磷脂酶A2被激活，減少了線粒體內(nèi)鈣離子的外流，有效地延緩活性氧對線粒體的損傷，從而保證ATP的有效生成，以提高運動能力。

4 結(jié)論

4.1 蜂膠黃酮可改善小鼠心肌相對缺氧、減少自由基生成而降低心肌脂質(zhì)過氧化損傷，對心肌細胞起到了良好的保護作用。

4.2 蜂膠黃酮可加速疲勞后物質(zhì)、能量代謝的恢復及疲勞的消除，可提高機體耐力運動能力。

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Effect of propolis flavonoids on free radical metabolism and ATPase of cardiac muscle in fatigue rats

PAN Yan1，PENG Yan－ming2
(Physical Education College，Hubei Normal University，Huangshi 435002，China)

This paper observed the protection of propolis flavonoids on the cardiac muscle in fatigue rats.40 KM rats were randomly divided into 4 groups:sedentary group(A)，sedentary and propolis flavonoids group(B)，exercise group(C)，exercise and propolis flavonoids group(D).Each group of 10，C and D group had trained 4 weeks by increasing exercises loads gradually and after the last time they swam exhaustively.the activity of anti－ oxide enzyme，ATPase and the content of MDA in cardiac muscle were estimated，the time of exhaustive exercise was contrasted.The result showed that the time of D was longer significantly than C(P ＜0.05)，the activity of anti－oxide enzyme of B and D increased significantly than A and C(P ＜0.05).The above data suggested that the propolis flavonoids can improve the rats’exercise performance and delay the sports fatigue，protect cardiac muscle tissue against free radical damage.

propolis flavonoids;cardiac muscle in fatigue rats;free radical;ATPase

G804.7

A< class="emphasis_bold"> 文章編號:1

1009－9840(2010)04－0030－03

2010－10－18

湖北省教育廳科技處重點項目(D20092201)，湖北師范學院研究生啟動基金項目(2008D57)

潘燕(1979－ )，女，內(nèi)蒙古人，碩士，講師，主要從事運動營養(yǎng)的教學與研究。