香菇多糖及有氧運動對訓練大鼠免疫系統(tǒng)影響的實驗研究

陳美琴，華 曄

（1.江蘇科技大學 體育學院，江蘇 鎮(zhèn)江212003；2.江蘇大學 附屬醫(yī)院，江蘇 鎮(zhèn)江212001）

大強度急性運動后，機體淋巴細胞增殖分化能力及活性降低，免疫球蛋白含量及功能也受到影響，運動員和健身者對疾病的易感率升高，影響他們的身體健康或比賽成績。所以預(yù)防大強度運動后的免疫抑制成為運動醫(yī)學的重要研究課題，同時尋找安全、有效、防治運動疲勞的運動營養(yǎng)物質(zhì)或方法也是競技體育和全民健身的迫切需要［1］。香菇作為一種常見的食藥兩用真菌，也是我國特產(chǎn)之一，在中醫(yī)藥中早有應(yīng)用，其活性成分香菇多糖是免疫調(diào)節(jié)劑，它的抗惡性腫瘤、抗病毒、抗感染、抗輻射、抗糖尿病等多方面藥理學作用已得到廣泛證實應(yīng)用［2，3］，但香菇多糖在運動醫(yī)學方面的研究國內(nèi)外少見報道。有氧運動或適中負荷的運動能提高機體的免疫機能，預(yù)防感染性疾病的發(fā)生［4，5］。本實驗旨在研究香菇多糖和有氧運動對一次力竭運動大鼠力竭時間及力竭后大鼠脾、胸腺SOD，CAT，GSH－Px，MDA等抗氧化指標、外周血CD4＋和CD8＋百分率的影響，以探求有效的減輕力竭訓練引起的免疫器官脂質(zhì)過氧化損傷，改善運動疲勞，防治運動性免疫功能低下的調(diào)理措施。

1 材料與方法

1.1 實驗方法及動物試劑儀器

本實驗使用SD雄性大鼠，經(jīng)過4周的香菇多糖灌藥和有氧運動訓練后，記錄力竭運動時間，測試大鼠力竭后脾臟總超氧化物歧化酶（T－SOD）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH－Px）、過氧化氫酶（CAT）、還原型谷胱甘肽（GSH）、總抗氧化能力（T－AOC）用流式細胞術(shù)測大鼠外周血T細胞亞群情況，并與對照組比較上述測量結(jié)果的變化。

本實驗使用的動物、試劑、儀器主要包括SD雄性大鼠50只，8周齡，體重（200±20）g，由江蘇大學動物實驗中心提供，國家標準嚙齒類動物飼料喂食，自由飲食，分籠飼養(yǎng)，動物室溫20～25℃，相對濕度40%～70%，照明時間隨自然變化。依多靈香菇菌多糖片，購于福建省閩東力捷迅藥業(yè)有限公司，化學成分為甘露聚糖肽，多糖部分以甘露糖為主，含少量的葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖，肽鏈是由天門冬氨酸、組氨酸、賴氨酸、谷氨酸等18種氨基酸組成。SOD，CAT，GSH－Px，MDA，AOC，考馬斯亮藍蛋白定量等試劑盒均購于南京建成生物工程研究所。流式細胞儀為江蘇大學附屬醫(yī)院中心實驗室設(shè)備，正常使用中。

1.2 動物分組

將50只大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)7天后隨機分為5組，每組10只，對照組（無運動，安靜狀態(tài)下取材）、一次力竭組（一次力竭運動后立即取材）、服藥＋力竭組（服藥4周后，進行一次力竭運動，然后取材）、有氧＋力竭組（有氧運動4周后，進行一次力竭運動，然后取材）、服藥＋有氧＋力竭組（有氧運動并服藥4周后，進行一次力竭運動，然后取材）。

1.3 實驗藥物給藥方法

依據(jù)成人每日攝取香菇多糖0.666mg/kg日劑量（此值為每千克體重所需服用的多糖含量，香菇多糖片中多糖含量為2.5mg/片，不含賦形劑），將香菇多糖配制成一定濃度溶液，該濃度可保證每只大鼠0.2mL/d劑量，是成人劑量的4～5倍［6］。服藥組在每日訓練后1h灌胃，共4周，給藥期間每三天稱一次體重，并根據(jù)體重變化及時調(diào)整給藥量。非服藥各組灌胃等量的生理鹽水。

1.4 運動方式

有氧運動:采用Bedford據(jù)鼠體重/攝氧量回歸方程所建立的漸增負荷運動模型［7］中的第1級負荷:0°，8.2m·min－1，15min（相當于53%VO2max）。持續(xù)4周。一次力竭運動:采用Bedford據(jù)鼠體重/攝氧量回歸方程所建立的漸增負荷運動 模 型［7］。第 1 級負 荷:0°，8.2m·min－1，15min（相當于53%VO2max）；第2級負荷:5°，15m·min－1，15min（相當于64%VO2max）；第3級負荷:10°，19.3m·min－1（相當于76%VO2max）運動至力竭。運動中使用電刺激維持運動強度。力竭標準:第3級負荷運動中，大鼠未能堅持本級負荷運動跑速，先后滯跑道后1/3處達3次以上，刺激驅(qū)趕無效。行為特征為:呼吸急深、幅度大，腹臥位，垂頭，刺激后無反應(yīng)［8］。

1.5 樣品制備

對照組于安靜狀態(tài)下稱重后取材，其余各組予末次訓練，記錄運動組開始訓練至力竭的時間，并于力竭后稱重取材。取材方法為用適量乙醚麻醉大鼠后，迅速取脾臟置于預(yù)冷的生理鹽水中洗凈血污，用濾紙吸干，稱重記錄，制備10%的勻漿，0℃～4℃，3500rpm離心15min，取上清液，低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.6 測試指標及方法

總超氧化物歧化酶（T－SOD）、丙二醛（MDA）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH－Px）、過氧化氫酶（CAT）、還原型谷胱甘肽（GSH）、總抗氧化能力（T－AOC）、考馬斯亮藍蛋白定量等測定均嚴格按試劑盒說明程序進行；T淋巴細胞亞群各項指標由江蘇大學附屬醫(yī)院中心實驗室協(xié)助測試。

1.7 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行計算和統(tǒng)計處理，對各組數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計（數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準差表示）、相關(guān)分析和方差分析，以P＜0.05為有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 實驗大鼠力竭時間的變化

大鼠力竭時間有氧＋力竭組（104.52±3.58）min、服藥＋力竭組（103.67±4.12）min 和服藥＋有氧＋力竭組（112.16±7.46）min較一次力竭組（93.34±5.65）min長，有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。有氧＋力竭組與服藥＋力竭組大鼠的力竭時間無統(tǒng)計學差異。服藥＋有氧＋力竭組大鼠的力竭時間較有氧＋力竭組、服藥＋力竭組大鼠長，有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

2.2 實驗大鼠臟器指數(shù)的變化

表1 實驗大鼠脾臟指數(shù)的變化mg/g

表1顯示，大強度運動訓練使大鼠脾臟指數(shù)出現(xiàn)下降趨勢，灌服香菇多糖及有氧運動可使大鼠臟器指數(shù)高于一次力竭組，同時灌服香菇多糖和有氧運動時此趨勢更明顯，但經(jīng)統(tǒng)計學檢驗，無顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 實驗大鼠脾組織部分抗氧化指標的變化

由表2可知，一次力竭運動使大鼠脾組織抗氧化酶活性降低，其中T－AOC顯著降低（P＜0.05），T－SOD非常顯著降低（P＜0.01），脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 MDA非常顯著升高（P＜0.01）。服藥＋力竭組與有氧＋力竭組大鼠脾組織抗氧化指標無顯著性差異（P＞0.05）。灌服香菇多糖或有氧運動均可改善力竭大鼠抗氧化系統(tǒng)指標，其中CAT及MDA差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而CAT在服藥＋力竭組和有氧＋力竭組與對照組比較時也有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。同時灌服香菇多糖和進行有氧運動可改善力竭大鼠抗氧化系統(tǒng)指標，其中，T－SOD、CAT顯著升高（P＜0.05），脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物 MDA非常顯著降低（P＜0.01）；且CAT及T－AOC在服藥＋有氧＋力竭組與服藥＋力竭組和有氧＋力竭組比較時也有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

表2 實驗大鼠脾組織抗氧化系統(tǒng)部分指標變化

2.4 實驗大鼠T淋巴細胞亞群變化

表3 實驗大鼠T淋巴細胞亞群變化

從表3可看出，力竭運動引起實驗大鼠外周血力竭運動導(dǎo)致大鼠外周血CD3＋T、CD4＋T在T淋巴細胞所占百分比及CD4＋/CD8＋比均非常顯著下降（P＜0.01）。灌服香菇多糖或（和）有氧運動可使CD3＋T百分比顯著上升（P＜0.05）。而CD4＋T百分比數(shù)值雖有上升但未達統(tǒng)計學意義，此現(xiàn)象也出現(xiàn)在CD4＋/CD8＋比值上。過服藥＋有氧＋力竭組CD4＋/CD8＋比值較一次力竭組卻是有差異的（P＜0.05）。

3 討 論

3.1 香菇多糖和有氧運動對大鼠力竭時間的影響

一次運動至力竭時間是反映運動能力的常用指標，而運動能力的提高是動物及人體抗疲勞能力加強最有力的宏觀表現(xiàn)。本試驗結(jié)果顯示，灌服香菇多糖能使大鼠力竭時間明顯延長這結(jié)果與史亞麗等人的研究結(jié)果一致［10］。而李其久等人更發(fā)現(xiàn)隨著香菇多糖劑量增加，小鼠負重游泳時間漸延長，呈現(xiàn)劑量依賴性；中劑量組游泳時間較對照組有差異性（P＜0.05），高劑量組游泳時間則得到非常顯著延長（P＜0.01）［11］。香菇多糖能延長力竭時間，其原因之一應(yīng)該是香菇多糖作為一種特殊的碳水化合物，能顯著增加肌、肝糖原的儲備和恢復(fù)，維持運動時血糖水平，從而保證運動中的氧化供能，提高運動能力。

3.2 香菇多糖和有氧運動改善大鼠的臟器指數(shù)

臟器指數(shù)是指臟器重量所占體重的百分比，是評價實驗動物的營養(yǎng)狀態(tài)和內(nèi)臟的病變情況的指標之一，可在內(nèi)外因素損傷臟器后發(fā)生明顯變化［12］。其中，脾臟指數(shù)是反映動物免疫功能最直觀的指標，廣泛用于機體整體免疫狀態(tài)的評價。本研究發(fā)現(xiàn)，大強度運動使大鼠脾臟指數(shù)下降，灌服香菇多糖及有氧運動可使下降趨勢改善，同時灌服香菇多糖和有氧運動時此趨勢更明顯，但均無顯著性差異。既往研究也發(fā)現(xiàn)過量運動損傷免疫器官致脾臟指數(shù)降低［13］。而本研究首次發(fā)現(xiàn)香菇多糖能改善過量運動后的脾臟指數(shù)降低，提示香菇多糖對實驗大鼠免疫器官有保護作用。同時，值得注意的是，無論是運動后脾臟指數(shù)下降，還是香菇多糖及有氧運動改善這下降趨勢均無顯著性差異，說明臟器指數(shù)能保持相對穩(wěn)定，其生物學意義可能是生物有適應(yīng)能力，過量運動后可保持生物學功能相對穩(wěn)定，有利于保持運動能力。

3.3 香菇多糖和有氧運動對大鼠免疫器官的保護作用

脾臟作為體液免疫和細胞免疫的關(guān)鍵部位，是機體重要的免疫器官，在維持機體非特異性與特異免疫功能中起著舉足輕重的作用。而劇烈且持續(xù)的運動后，物質(zhì)氧化增速，無氧代謝急劇增多，機體內(nèi)產(chǎn)生大量自由基，引起運動性疲勞，并導(dǎo)致包括脾臟在內(nèi)的多處器官組織的胞損傷。體內(nèi)存在一套包括SOD、GSH－PX等酶在內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)，可使有效清除自由基，間接或直接保護組織細胞免于損傷，在生理狀態(tài)下維持氧化和抗氧化的平衡。本研究顯示，一次力竭運動使大鼠脾組織抗氧化酶活性降低，尤其是T－SOD和TAOC，MDA非常顯著升高，提示劇烈運動后抗氧化酶在清除自由基時被極度消耗并產(chǎn)生大量過氧化產(chǎn)物MDA，脾臟損傷在所難免。而本研究又表明灌服香菇多糖或有氧運動不僅都可顯著改善力竭大鼠CAT及MDA等指標，甚至使CAT比對照組還顯著地高，說明香菇多糖或有氧運動的確能改善抗氧化系統(tǒng)功能，提高機體清除自由基的效率，并發(fā)揮保護脾臟的作用。既往研究則發(fā)現(xiàn)與香菇多糖屬同一類的蕨麻多糖也能改善力竭大鼠脾臟、胸腺部分抗氧化指標［13］。本研究還發(fā)現(xiàn)CAT及T－AOC在服藥＋有氧＋力竭組與服藥＋力竭組和有氧＋力竭組比較時也有統(tǒng)計學意義，與對照組即安靜時已無明顯差異，提示香菇多糖和有氧運動在改善力竭大鼠抗氧化狀態(tài)、保護脾臟方面有協(xié)同作用，配合時則較單獨使用時更顯著改善指標，能使指標恢復(fù)至安靜時正常水平，也說明對抗運動損傷需要多種手段綜合使用。這為競技體育中運動員訓練時減輕運動性疲勞、預(yù)防大強度運動后的免疫功能和免疫器官受損提供了新的可能和思路。

3.4 香菇多糖和有氧運動影響T淋巴細胞亞群變化

成熟的T淋巴細胞按其表面特有標志CD分子分為CD4＋和CD8＋兩大細胞亞群，可調(diào)節(jié)淋巴細胞免疫功能，協(xié)調(diào)機體細胞免疫和體液免疫，發(fā)揮防病抗病功能。CD3＋和CD4＋共同發(fā)揮誘導(dǎo)和輔助增強免疫應(yīng)答的作用，已成為臨床上檢測免疫功能的常規(guī)指標，而CD8＋在免疫應(yīng)答中起抑制作用，CD4＋/CD8＋則是免疫功能低下的敏感指標，其比值升高則表明免疫應(yīng)答的正向調(diào)節(jié)占優(yōu)勢［14］。本研究中，力竭大鼠血CD3＋T、CD4＋T在T淋巴細胞所占百分比及CD4＋/CD8＋比均顯著下降，驗證了劇烈運動后免疫抑制的存在。灌服香菇多糖和有氧運動可使CD3＋T、CD4＋T及CD4＋/CD8＋改善，但僅CD3＋T比有顯著性差異，表明香菇多糖和有氧運動可促進運動后的免疫應(yīng)答正向調(diào)節(jié)，增強免疫力，但只能部分糾正運動性免疫抑制。服藥＋有氧＋力竭組CD4＋/CD8＋比值較一次力竭組有顯著差異，再次提示香菇多糖和有氧運動在運動醫(yī)學方面有協(xié)同作用，可明顯改善力竭大鼠運動性免疫功能低下，對指導(dǎo)運動員訓練、預(yù)防大強度運動后的免疫功能受損有裨益。李永峰等則發(fā)現(xiàn)，黃芪注射液和有氧運動均可改善力竭大鼠CD4＋T百分率和CD4＋/CD8＋比降低的趨勢，且兩者有協(xié)同作用，故認為兩者有預(yù)防力竭運動后免疫功能降低的作用［15］。

4 結(jié) 論

綜上所述，香菇多糖能延長力竭大鼠運動時間，提高運動能力；能部分糾正力竭大鼠脾臟指數(shù)的降低，改善大鼠CAT等抗氧化指標，發(fā)揮保護免疫器官之作用；可改善力竭大鼠T淋巴細胞亞群變化并促進免疫應(yīng)答正向調(diào)節(jié)，增強免疫力。因此，把香菇多糖開發(fā)成為一種運動補劑是完全有可能的，很值得進一步研究。這對運動醫(yī)學和競技體育提供了新的有益嘗試，也是在更大程度上發(fā)揮祖國醫(yī)學寶貴財富和生物資源的新努力。而有氧運動也顯示出類似作用。尤為重要的是香菇多糖和有氧運動在上述三方面有協(xié)同作用。也說明對抗運動損傷需要多種手段綜合使用。這為競技體育中運動員訓練比賽時減輕運動性疲勞、預(yù)防大強度運動后的免疫功能和免疫器官受損提供了新的綜合手段和思路。

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