黃參多糖對小鼠血清CK、LDH和MG、HG及運動耐力影響的研究

賈 磊 聶秀娟 方 梅 張 俊

(1.黃山學(xué)院體育系,安徽黃山 245041;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,甘肅蘭州 730070)

黃參多糖對小鼠血清CK、LDH和MG、HG及運動耐力影響的研究

賈 磊1聶秀娟1方 梅2張 俊1

(1.黃山學(xué)院體育系,安徽黃山 245041;2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動物醫(yī)學(xué)院,甘肅蘭州 730070)

應(yīng)用從黃參肉質(zhì)根中提取出的黃參多糖(SGP)灌喂小鼠實驗,結(jié)果顯示SGP可明顯增加MG、HG的含量,為運動提供快速的能源供應(yīng)。還顯示單純運動的小鼠CK、LDH活性顯著高于對照,而灌服SGP各組比單純運動組都有所下降,并明顯存在量效關(guān)系,其中以150mg·kg-1劑量組效果最佳。實驗為應(yīng)用黃參多糖SGP作為運動營養(yǎng)補劑提供了理論依據(jù)。

黃參多糖;肌酸激酶;乳酸脫氫酶;肌糖原;肝糖原;運動耐力

1 引言

提高運動成績,延緩運動疲勞一直是體育科學(xué)十分關(guān)注的課題。黃參是傘形科迷果芹屬迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)的一個生態(tài)變種,因長期與高寒缺氧等嚴酷環(huán)境抗爭,經(jīng)過演變,在體內(nèi)形成和積累了大量抗低溫、抗缺氧的有效成份[1]。近來研究發(fā)現(xiàn)黃參肥大的園錐形肉質(zhì)直根除含有大量的人體必需的微量元素外,還含有大量黃參多糖(Sphallerocarpus gracilis polysacchorides,SGP),這是增加機體糖原儲備,提高耐力運動能力,延緩運動疲勞的理想能源物質(zhì)。因此我們進行了此項實驗,旨在為運動訓(xùn)練和競技體育提供新的、更理想的運動營養(yǎng)補劑。

2 材料與方法

2.1 動物與分組

取清潔級昆明種2月齡小白鼠180只(購自甘肅省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院實驗動物中心),體重20±2g,雌雄各半。隨機分為對照組、單純運動組和不同劑量實驗組(黃參多糖組灌服用量分別為 50、100、150、200 mg·kg-1),對照和實驗組中 ,每組又分三小組,即力竭運動前處死安靜組,力竭運動后即刻組和力竭運動后24h恢復(fù)組。每小組10只。

2.2 黃參多糖

從山丹祁連山北麓海拔2600m處采集野生黃參,取洗凈晾干的肉質(zhì)根2000g,水提得粗多糖SGP-1。將水煮的殘渣用1.5%的氫化鈉堿提得多糖SGP-2。合并SGP-1和SGP-2為SGP,供實驗用。

2.3 抗疲勞游泳實驗

實驗各組小鼠適應(yīng)飼養(yǎng)2d后,每天按一定劑量SGP灌喂(SGP按劑量用生理鹽水稀釋,以0.5ml/20g灌喂),對照組按等量生理鹽水灌喂,連續(xù)3周。除對照組外,其它各組每天進行一次游泳鍛煉,第一天30min,然后每天增加10min,從第六天開始,每天80min。放在塑料桶里,水深約40cm,水溫20℃。第21天做力竭運動。力竭運動后即刻組,在力竭運動后立即斷頭處死(對照組也處死),恢復(fù)組在力竭運動后24h處死。

2.4 取材取血

斷頭后采血,用離心機以3000r/min離心10min,分離血清,分別采用試劑盒(購自南京建成生物工程研究所),檢測CK和LDH活性。操作按試劑盒要求進行。同時取肝臟和后腿骨骼肌,置4℃生理鹽水中洗凈血污,用濾紙吸干后稱重,加蒸餾水1:1,研磨制成勻漿,用冷凍離心機6000r/min離心15min,取上清液用蒽酮比色法測定肝糖原和肌糖原含量。

2.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS11.0統(tǒng)計軟件作統(tǒng)計學(xué)處理,數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(±s)表示,用t檢驗進行統(tǒng)計分析。

3 實驗結(jié)果

3.1 SGP對小鼠運動耐力的影響

表1可見灌服SGP組的小鼠耐力均有所提高,尤其是灌服SGP劑量150 mg·kg-1組的小鼠,其游泳耐受力不僅比對照組顯著提高,而且比單純運動組都大為提高。

3.2 SGP對小鼠血清肌酸激酶(CK)的影響

表2可見對照組力竭運動后即刻,CK幾乎是運動前安靜時的兩倍。24h恢復(fù)仍保持高位,差異顯著。證明力竭運動后,細胞膜受到一定損害,膜透性增加,膜內(nèi)CK漏出,血清中含量升高。安靜時單純運動組和對照組相比血清中CK明顯增多,但力竭運動后和對照組力竭運動后比則明顯降低,說明運動鍛煉也能提高一定的保護功能。而灌服SGP各組,情況有明顯改善,其中灌服劑量150mg·kg-1,力竭運動前幾乎和對照組活力持平。同時各劑量組還表現(xiàn)出以下特征:1)低劑量組及中等劑量組(50-100mg·kg-1)不及高劑量組(150-200mg·kg-1)效果明顯;2)力竭運動后各組CK均有所增加,但高劑量組增加較少;3)力竭后經(jīng)24h恢復(fù),高劑量組幾乎能回到對照水平;4)灌服SGP對CK影響存在一定量效關(guān)系 ,其中以 150mg·kg-1為最佳。

表1 SGP對小鼠游泳耐受力的影響(單位:min)

表2 SGP對小鼠血清肌酸激酶CK的影響(U/Lx—±s)

3.3 SGP對小鼠血清乳酸脫氫酶(LDH)的影響

表3數(shù)據(jù)表明單純運動組安靜時小鼠血清LDH高于對照組,但力竭運動后即刻,對照組又遠高于單純運動組,并且恢復(fù)很慢。單純運動組力竭運動后即刻與運動前相比LDH含量顯著升高。而灌服SGP各組LDH含量比單純運動組無論是竭力后即刻還是24h恢復(fù)的都明顯降低,并存在量效關(guān)系,其中以150mg·kg-1劑量為最好。24h后各處理組LDH均有一定恢復(fù),但單純運動組LDH含量仍遠高于力竭運動前。服用SGP各恢復(fù)組都接近力竭運動前LDH含量的水平,尤其150-200mg·kg-1和力竭運動前已無明顯差異。證明,SGP對運動組織細胞膜有重要保護作用,能明顯地阻止乳酸脫氫酶的外滲。

表3 SGP對小鼠血清乳酸脫氫酶LDH的影響(U/L,±s)

表3 SGP對小鼠血清乳酸脫氫酶LDH的影響(U/L,±s)

與對照組比:aP＜0.05,bP＜0.01;與單純運動組比:cP＜0.05,dP＜0.01

Group Dosemg·kg-1 Before swimming Rest After swimming Once After swimming 24h-restoration單純游泳組 - 943.36±147.26b 1308.33±176.05a 1243.15±165.55b游泳+SGP組 50 829.327±185.52c 1035.73±210.82d 884.25167.25d 100 818.53±203.15c 876.64±159.07d 826.33±137.49d 150 766.69±164.72d 792.19±139.24d 780.45±158.03d 200 771.31±184.35d 803.35±137.33d 783.11±172.65d對照組CK - 718.21±150.08 1483.77±192.21 1415.33±146.73

3.4 SGP對小鼠肌糖原(MG)和肝糖原(HG)的影響

表4顯示,單純運動組與對照組相比,MG和HG的含量明顯降低。但力竭運動后,對照組又比單純運動組低,24h恢復(fù)組仍保持這種態(tài)勢。給小鼠灌服SGP后,MG和HG的含量比單純運動組都明顯升高。力竭運動后雖有所降低,但24h后恢復(fù)較快。證明SGP能通過增加糖原的儲備為機體提供更多的能量,且補充SGP也存在量效關(guān)系。

表4 SGP對小鼠肌糖原(MG)、肝糖原(HG)的影響(mg·g-1,±s)

表4 SGP對小鼠肌糖原(MG)、肝糖原(HG)的影響(mg·g-1,±s)

與對照組比:aP＜0.05,bP＜0.01;與單純運動組比:cP＜0.05,dP＜0.01

Group Dosemg·kg-1Before swimming Rest After swimming Once After swimming 24h-restoration MG HG MG HG MG HG單純游泳組 - 2.25±0.58b 6.67±0.53b 1.75±0.54a 4.10±0.75a 1.78±0.61a 4.35±0.62a游泳+SGP組 50 2.91±0.79c 7.92±0.39d 2.65±0.82c 6.38±0.55d 2.85±0.65d 6.92±0.57c 100 3.27±0.65d 11.85±0.51d 2.97±0.59c 7.75±0.49d 3.10±0.36d 8.14±0.44d 150 4.15±0.59d 12.56±0.67d 3.72±0.36d 9.66±0.52d 3.88±0.72d 10.40±0.68d 200 4.19±0.70d 12.79±0.48d 3.73±0.05d 9.71±0.38d 3.76±0.41d 10.95±0.73d對照組CK - 3.59±0.63 9.25±0.73 1.24±0.75 3.46±0.72 1.51±0.58 3.38±0.69

4 討論

糖原是運動能量的重要來源,提高糖原的貯備有助于提高運動耐力,有利于延緩疲勞的產(chǎn)生。因此,設(shè)法提高體內(nèi)糖原貯量對耐力運動能力的提高有著直接作用。本實驗通過給小鼠灌服黃參多糖(SGP)不僅能有效地增加肌糖原、肝糖原的貯備,而且能大大提高小鼠游泳時間,提高糖原恢復(fù)能力。這一切都證實,SGP是一種理想的延緩疲勞產(chǎn)生,提高運動能力的能源物質(zhì)。

肌酸激酶(CK)是骨骼肌能量代謝的關(guān)鍵酶之一。自Mitchell等人(1958)首次報道運動后血清CK活性增加,隨后國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究[2,3],發(fā)現(xiàn)運動引起CK增高的機理是運動引起組織缺氧,能量耗竭,酸性代謝產(chǎn)物堆積,使細胞膜的通透性增加導(dǎo)致的[4]。故認為CK活性的變化可作為評定肌肉承受刺激和骨骼肌微損傷的敏感性生化指標[5]。但補充糖原物質(zhì)能否對CK產(chǎn)生影響,不多見報道。本實驗結(jié)果證實,補充SGP能有效地維持血清中的CK平衡,證明它對保護細胞膜的結(jié)構(gòu),阻止CK的漏出有明顯作用,當SGP劑量用到150mg·kg-1時,血清中CK的含量和對照組無明顯差異,而和單純運動組相比則差異顯著,此結(jié)果也與有關(guān)文獻報道相似[6]。

乳酸脫氫酶(LDH)也是糖代謝的重要酶系,所以LDH活性升高既有利供能,又可減少運動后乳酸在肌肉中的堆積。這種酶在細胞內(nèi)的活力約為血清的500倍,一旦組織受損血清LDH則會明顯升高[7]。因此,運動后血液中LDH活性的變化也是肌肉損傷程度的重要指標,可以反映運動時細胞膜的損傷程度。實驗顯示,單純運動組小鼠血清中LDH比對照組明顯升高,而且力竭運動后即刻組更為突出。而灌服SGP組的小鼠血清LDH與單純運動組的相比明顯降低,同時24h恢復(fù)組能快速使LDH恢復(fù)到運動前水平,這些都證明SGP對細胞膜有一定的保護作用,既能減少酶的滲漏,又能盡早消除疲勞,同時與小鼠運動耐力成正相關(guān)。

5 結(jié)論

綜上所述,實驗證實SGP能快速有效地補充肌糖原、肝糖原,為供給能量、延緩疲勞、增強運動能力等提供物質(zhì)基礎(chǔ)。同時SGP能激發(fā)糖代謝和能量代謝酶系CK、LDH的活性,使其在能量轉(zhuǎn)換和減少乳酸堆積中起積極作用,這也是消除疲勞,提高運動能力的重要機制之一。另外,SGP對細胞膜有很好的保護作用,這可能與它形成糖脂、糖蛋白對運動造成的膜損傷進行快速修復(fù),維持膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,阻止CK和LDH外滲有關(guān)。并且實驗發(fā)現(xiàn)補充SGP有明顯的量效關(guān)系,無論在糖原補充,對CK、LDH活性的影響和力竭運動后的恢復(fù)等方面都存在量效關(guān)系。實驗證實,SGP對即時補充運動時所需能量,提高運動負荷的適應(yīng)能力,抵抗疲勞的產(chǎn)生,加速疲勞的消除等方面均有積極作用,是一種很有潛能的運動營養(yǎng)補劑。

[1]賈磊,趙曼容.山丹黃參對提高運動耐力和抗缺氧能力的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2004,27(3):110-111.

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[3]Chen Y,Serfass R C,Apple F S.Alterations in the expression and activity of creatine kinase-M and mitochondrial creatine kinase subunits in skeletal muscle following prolonged intense exercise in rats[J].Eur J Appl Physiol,2000,30(8):114-119.

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[7]龍碧波,張琨,周忠凱,等.絞股籃提取物對小鼠血清CK、LDH和肝糖原、肌糖原含量的影響[J].海南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,21(3):334-337.

Reviewabout Influences of Sphallerocarpus Gracilis Polysaccharides on Serum CK,LDH,Muscle Glycogen,Hepatic Glycogen and Sport Endurance in Mice

Jia Lei1,Nie Xiujuan1,Fnag Mei2,ZhangJun1
(1.Department of Physical Education,Huangshan College,Huangshan,245041,Anhui,China;2.College of Veterinary Medicine,Gansu Agricultural University,Lanzhou,730070,Gansu,China)

Through the experiment of mouse were infused through mouth by SGP which was extracted from succulent root of Sphallerocarpus gracilis,the results showed SGP could obviously increase the content of MGand HG.This will be supply rapid energyfor sport.And results showed the activityof CK,LDH in mice of swimming group had conspicuously more than control group.But the activity of CK,LDH in mice of swimming add SGP group had decreased.Meanwhile,the results indicated SGP had significant close-effect in mice,especially 150mg·kg-1 dose-effect had the best.So the study will be make theoretical foundation for SGP as a sport nutritious tonic.

sphallerocarpus gracilis polysacchorides(SGP);creatine kinase(CK);lactic dehydrogenase(LDH);muscle glycogen(MG);hepatic glycogen(HG);sport endurance

G804.6

A

1672-1365(2010)04-0004-03

2010-03-18;

2010-05-09

安徽省教育廳自然科學(xué)項目(K J2009B274Z)和黃山學(xué)院引進人才啟動項目資助(2008xskq013)。

賈磊(1971-),湖南岳陽人,博士,副教授,研究方向:運動分子生物學(xué)及運動生理學(xué)。