克氏螯蝦殼聚糖抗疲勞作用研究

徐剛, 馬正榮, 王亞娜, 鄭鐵生

(1.江蘇省揚(yáng)中市人民醫(yī)院,江蘇揚(yáng)中 212200;2.鎮(zhèn)江科力生物技術(shù)有限公司,江蘇鎮(zhèn)江 212001;3.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013)

克氏螯蝦殼聚糖抗疲勞作用研究

徐剛1, 馬正榮1, 王亞娜2, 鄭鐵生＊3

(1.江蘇省揚(yáng)中市人民醫(yī)院,江蘇揚(yáng)中 212200;2.鎮(zhèn)江科力生物技術(shù)有限公司,江蘇鎮(zhèn)江 212001;3.江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013)

將小鼠分為殼聚糖高、中、低3個(gè)劑量組和正常對(duì)照組,分別每天灌胃200、400、600 mg/kg殼聚糖和0.9 g/dL生理鹽水,10 d后記錄小白鼠負(fù)重游泳時(shí)間,比較實(shí)驗(yàn)前后各組小鼠的體重,采血分離血清及取組織樣,測(cè)定血清尿素、肝糖元、肌糖元含量,以及乳酸脫氫酶活力等生化指標(biāo),研究克氏螯蝦殼聚糖的抗疲勞作用。結(jié)果表明,克氏螯蝦殼聚糖能延長(zhǎng)小白鼠的游泳時(shí)間,抑制小鼠體重的增長(zhǎng),降低運(yùn)動(dòng)后血清尿素的增量,提高血清乳酸脫氫酶活力,顯著增加肌糖元和肝糖元的儲(chǔ)備量具有良好的抗疲勞生理活性。

克氏螯蝦殼聚糖;小鼠;抗疲勞

克氏螯蝦殼聚糖作為一種天然功能因子,在降 血糖[1]、降血脂[2]、抗菌[3-4]、提高免疫力等方面發(fā)揮著重要作用,但在提高機(jī)體耐力和抗疲勞方面尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)選用運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)和肝糖元及肌糖原儲(chǔ)備量、血尿素(urea nitrogen,BU)含量、血清乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力為生化測(cè)定指標(biāo),研究克氏螯蝦殼聚糖的抗疲勞作用,為殼聚糖抗疲勞活性應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

克氏螯蝦殼聚糖由鎮(zhèn)江科力生物技術(shù)有限公司制備。肌糖元、肝糖元、乳酸脫氫酶和血尿素測(cè)定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。昆明種小白鼠(動(dòng)物合格證號(hào):SCXK2003-0002),均為雄性,體質(zhì)量(22±2)g,由江蘇大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。

1.2 儀器

6010紫外可見分光光度計(jì):安捷倫中國(guó)上海分公司生產(chǎn);A 1604電子天平:上海天平儀器廠生產(chǎn);101-2型恒溫干燥箱:上海市實(shí)驗(yàn)儀器廠生產(chǎn);RE52-4旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生產(chǎn);HH-SH-4型電熱恒溫水浴鍋:北京長(zhǎng)安科學(xué)儀器廠生產(chǎn);LXJ-ⅡB型離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠生產(chǎn);DNP-9052電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司生產(chǎn);3K15型臺(tái)式高速冰凍離心機(jī):Sigma公司生產(chǎn)。

1.3 方法

1.3.1 動(dòng)物分組與給藥劑量及方式 小鼠于實(shí)驗(yàn)環(huán)境下適應(yīng)3 d后隨機(jī)分成4組,每組30只。正常對(duì)照組每天 0.9 g/dL生理鹽水灌胃;殼聚糖低劑量組每天200 m g/kg、中劑量組400 m g/kg、高劑量組600 mg/kg,每天上午9:00灌胃給藥,給藥劑量為每10 g體質(zhì)量0.1 mL;連續(xù)10 d,灌胃期間自由取食和飲水[5]。

1.3.2 負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn) 每組隨機(jī)選取10只小鼠,末次灌胃30 min后(灌胃之前不空腹),置小鼠在游泳箱中游泳。水深60 cm,水溫(25 ±0.5)℃,距尾尖1 cm處,用細(xì)棉繩系體質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的鉛皮。棉繩的長(zhǎng)度要求相等,系繩時(shí)力度適中,既不可使鉛皮在游泳時(shí)脫落,又不能對(duì)小鼠尾部造成痛傷。記錄小鼠自游泳開始至沉至水底的時(shí)間,作為小鼠游泳時(shí)間。

1.3.3 肌糖元及肝糖元測(cè)定 每組隨機(jī)選取10只小鼠,末次灌胃前空腹12 h,灌胃30 min后頸椎脫臼處死,解剖取肝臟和小鼠后腿肌肉,生理鹽水漂洗,濾紙吸干,稱體質(zhì)量,然后進(jìn)行肌糖元及肝糖元測(cè)定。具體操作按肌糖元及肝糖元測(cè)定試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3.4 乳酸脫氫酶和尿素測(cè)定 LDH測(cè)定理論表明,只有短時(shí)劇烈運(yùn)動(dòng),乳酸產(chǎn)生量才增加[6]。運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的肌乳酸可以很快進(jìn)入血液,如果游泳時(shí)間過長(zhǎng),小鼠還可能喝了較多的水使血液稀釋而降低了游泳后的血乳酸濃度,因此試驗(yàn)應(yīng)選擇短時(shí)間(8 min)劇烈運(yùn)動(dòng)。末次灌胃前空腹12 h,灌胃30 m in后,置小鼠在游泳箱中游泳(方法同1.3.2,不負(fù)重游泳)8 min,眼眶采血,于4℃,6 000 r/min離心10 min分離出血清,冰箱保存?zhèn)溆谩Ｑ迦樗崦摎涿富钚院湍蛩睾繙y(cè)定,按乳酸脫氫酶和尿素測(cè)定試劑盒說明書方法進(jìn)行。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理 所有數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理后用X±SD表示,采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較[7]。

2 結(jié)果與討論

2.1 殼聚糖對(duì)小鼠血清生化指標(biāo)的影響

通過不同的灌胃處理后,各組小鼠游泳時(shí)間和肝糖元、肌糖原、血尿素、LDH等生化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 抗疲勞實(shí)驗(yàn)結(jié)果(n=10,X±SD)Tab.1 Result of anti-fatigue experiment(n=10,X±SD)

從表1數(shù)據(jù)得知,各殼聚糖組小鼠負(fù)重游泳時(shí)間、糖元儲(chǔ)備量、血清LDH活力均高于正常對(duì)照組,血尿素含量則低于正常對(duì)照組。其中低劑量組、中劑量組、高劑量組的負(fù)重游泳時(shí)間分別比正常對(duì)照組增加了 34.63、318.13、16.25 s;中劑量組、高劑量組肝糖元分別比正常對(duì)照組增加了5.13%和4.2%,肌糖元的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別增加了8%和5.8%,呈顯著或極顯著差異。

機(jī)體疲勞時(shí),會(huì)發(fā)生相應(yīng)的生化改變,包括糖元儲(chǔ)備量降低、LDH活力下降、血清尿素水平升高等。體內(nèi)的糖元是運(yùn)動(dòng)時(shí)能量的來源,糖元儲(chǔ)備充足,供應(yīng)的能量就多,抗疲勞能力就強(qiáng)[9]。緊張運(yùn)動(dòng)中體力的衰竭總是和肌糖元的耗竭同時(shí)發(fā)生,肌糖元消耗的同時(shí),為維持血糖水平,肝糖元儲(chǔ)備量減少,因此糖元的含量能說明疲勞發(fā)生的快慢或程度;機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)胞相對(duì)缺氧,糖酵解加快,產(chǎn)生大量乳酸,使肌肉中 H+濃度上升,p H值下降,從而引起疲勞。LDH能催化乳酸生成丙酮酸進(jìn)行進(jìn)一步的代謝轉(zhuǎn)變,清除肌肉中過多的乳酸,可延緩和消除疲勞。動(dòng)物體內(nèi)LDH活力越高,則抗疲勞能力越強(qiáng);此外機(jī)體劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),蛋白質(zhì)及氨基酸的分解代謝增強(qiáng),氨基酸會(huì)代謝轉(zhuǎn)化生成尿素進(jìn)入血液,使血尿素含量增加,與血乳酸一樣,血尿素也是疲勞時(shí)肌肉酸痛的主要原因,因此血尿素水平的高低是判斷機(jī)體疲勞程度的重要指標(biāo),運(yùn)動(dòng)后血尿素清除越快,則疲勞消除得越快,抗疲勞的效果亦越明顯。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,殼聚糖各劑量均能延長(zhǎng)小鼠游泳時(shí)間,作用效果以中劑量組為佳,高劑量組和低劑量組作用相對(duì)較弱。中劑量組LDH活力高于正常對(duì)照組27.57%,呈極顯著差異(P<0.01),高劑量組的LDH活力比正常對(duì)照組高6.73%,呈顯著性差異(P<0.05)。殼聚糖各劑量組小鼠的BU水平均低于正常對(duì)照組,中劑量組、高劑量組小鼠運(yùn)動(dòng)后血尿素氮含量分別比正常對(duì)照組低13.4%、8.09%。呈顯著或極顯著差異。

有文獻(xiàn)報(bào)道,用殼聚糖涂膜處理油豆角,能降低油豆角多酚氧化酶和過氧化物酶的活性,抑制膜質(zhì)過氧化作用[10]。因此,克氏螯蝦殼聚糖抗疲勞作用的機(jī)制可能與抑制氧自由基-脂質(zhì)過氧化作用有關(guān)。

2.2 殼聚糖對(duì)小鼠體重增長(zhǎng)的影響

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)前后小鼠體質(zhì)量進(jìn)行稱量和比較發(fā)現(xiàn),在飼料量不加控制而自由攝食的情況下,各劑量殼聚糖對(duì)小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)均有不同程度影響具體數(shù)據(jù)見表2。

表2 殼聚糖對(duì)小鼠體重增長(zhǎng)的影響(X±SD)Tab.2 Effect of chitosan on the weight of m ice(X±SD)

從表2可知,低劑量組、中劑量組和高劑量組小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)┚|(zhì)量與初始均質(zhì)量相比較分別增加了55.1% 、53.2%和47.5%,正常對(duì)照組則增加72.5%,高劑量組小鼠從外觀上看明顯較瘦長(zhǎng),而正常對(duì)照組小鼠與中、低劑量組小鼠體型相對(duì)豐滿,表明殼聚糖對(duì)小鼠體質(zhì)量的增長(zhǎng)具有顯著的抑制作用,比照昆明種小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)的情況,中劑量組小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)最接近體重正常增長(zhǎng)幅度[8],正常對(duì)照組小鼠由于沒有控制飼料量反而出現(xiàn)體質(zhì)量超重的現(xiàn)象。

從表2可以看出,克氏螯蝦殼聚糖對(duì)小鼠體重的增長(zhǎng)具有顯著的抑制作用,作用效果依次為高劑量組>中劑量組>低劑量組。但是,克氏螯蝦殼聚糖對(duì)小鼠抗疲勞作用的影響沒有顯現(xiàn)出明顯劑量效應(yīng)關(guān)系,分析其原因,一方面可能與克氏螯蝦殼聚糖對(duì)小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)抑制效應(yīng)有關(guān);另一方面,也可能與高劑量組克氏螯蝦殼聚糖應(yīng)用劑量偏高有關(guān),有研究表明殼聚糖的抗疲勞作用在超過一定劑量后就會(huì)表現(xiàn)出“超量抑制效應(yīng)”[11]。

3 結(jié) 語

1)克氏螯蝦殼聚糖能延長(zhǎng)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間,增加小鼠肝糖元及肌糖元儲(chǔ)備量,提高血清乳酸脫氫酶活力,顯著降低小鼠劇烈運(yùn)動(dòng)后血尿素含量,具有較強(qiáng)的增強(qiáng)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)耐力、緩解動(dòng)物體力疲勞的作用。對(duì)于其抗疲勞作用的機(jī)制尚有待于一步研究。

2)克氏螯蝦殼聚糖具有顯著抑制小鼠體質(zhì)量增長(zhǎng)的作用,作用效果隨殼聚糖劑量增加其抑制作用增強(qiáng)。

（References）：

[1]鄭鐵生,王亞娜,宗愛萍.龍蝦殼聚糖干預(yù)后糖尿病小鼠血糖和糖耐量的變化[J].中國(guó)臨床康復(fù),2006,10(31):67-69.

ZHENG Tie-sheng,WANG Ya-na,ZONG Ai-ping.Influence of lobster chitosan on blood sugar and glucose tolerance in diabetic mice[J].Chinese Journal of Clinical Rehabilitation,2006,10(31):67-69.(in Chinese)

[2]鄭鐵生,王亞娜,宗愛萍.殼聚糖對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠降血脂作用的初步研究[J].現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2005,20(6):26-27.

ZHENG Tie-sheng,WANG Ya-na,ZONG Ai-ping.Primary research on chitosan to the experiment big rat of cholesterollowering action[J].Journal of Modern Laboratory Medicine,2005,20(6):26-27.(in Chinese)

[3]鄭鐵生,王亞娜,宗愛萍.殼聚糖體外抗幽門螺桿菌的作用及其影響因素[J].世界華人消化雜志,2006,14(10):993-996.

ZHENG Tie-sheng,WANG Ya-na,ZONG Ai-ping.In vitro action of chitosan against helicobacter pylori and its influential facto rs[J].World Chinese Journal of Digestology,2006,14(10):993-996.(in Chinese)

[4]朱旭明,鄭鐵生.克氏螯蝦殼聚糖對(duì)細(xì)菌表面作用機(jī)理研究[J].食品科學(xué),2009,3(09):155-157.

ZHU Xu-ming,ZHENG Tie-sheng.Mechanism analysis of effect of chitosan from redswamp crayfish on bacterial cell surface[J].Food Scionce,2009,3(09):155-157.(in Chinese)

[5]徐淑云.藥理實(shí)驗(yàn)方法學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1991,1269-1274.

[6]鄭鐵生,樊綺詩,姜旭淦主編.臨床生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)診斷與病例解析[M].北京:中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,2010:75.

[7]蓋鈞鎰.試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000,74-96.

[8]苗明三.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].北京:中國(guó)中醫(yī)藥出版社,1997:91.

[9]IV YJL.Musel glycogen synthesis before and after exercise[J].Sports Med,1991,11(1):6-19.

[10]連玉晶,趙海田,姚磊,等.殼聚糖可食用膜對(duì)油豆角貯藏生理的影響[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào),2006,25(3):72-74.

L IAN Yu-jing,ZHAO Hai-tian,YAO Lei,et al.Effect of chitosan edible coating on physiology of snap beans during storage[J].Journal of Food Science and Biotechnology,2006,25(3):72-74.(in Chinese)

[11]張民,王建華,甘璐,等.枸杞多糖-4組成分析及其生理活性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2003,29(2):22-25.

ZHANG Min,WANG Jan-hua,Gan Lu,et al.Study only ciumbarbarum polysaccharide-4[J].Food and Fermentation Industries,2003,29(2):22-25.(in Chinese)

Study on Anti-fatigue Effect of Chitosan from Red Swamp Crayfish

XU Gang1, MA Zheng-rong1, WANG Ya-na2, ZHENG Tie-sheng＊3
(1.People’s Hospital of Jiangsu Yang Zhong,Yang Zhong 212200,China;2.Zhenjiang Koly Bioligy-technology Co.,L TD,Zhenjiang 212001,China;3.College of Medical Science Technology,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)

Them ice were divided into high(600 m g/kg),medium(400 mg/kg)and low(200 mg/kg)group and the normal control group according to the dose of chitosan and then record the mice burden swimming time after 10 days.ecord The anti-fatigue effect of Crayfish chitosan was evaluated by comparing the biochemical index such as the weight of mice,the content of serum urea,liver glycogen,muscle glycogen and lactate dehydrogenase activity.The results show ed that the Crayfish chitosan could extend the swimming time of mice,inhibit the grow th of mouse body weight,reduce the increment of serum urea after exercise,increase of serum lactate dehydrogenase activity,a significant increase in the reserve of muscle glycogen and glycogen element,has a good anti-fatigue physiological activity.

Crayfish chitosan,mice,anti-fatigue

TS 201.12

A

1673-1689(2011)03-0363-04

2010-05-06

徐剛(1976-),男,江蘇楊中人,藥劑師,主要從事中西藥結(jié)合的藥用機(jī)制研究。

＊通信作者:鄭鐵生(1948-),男,江蘇省鎮(zhèn)江人,教授,主要從事臨床疾病生化機(jī)制及生化檢驗(yàn)技術(shù)方面的教學(xué)和研究工作。Email:jsdxzts@163.com

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