螞蟻水提取物抗疲勞的研究*

馬 力,薛 鵬,沈建宇

(淮北師范大學(xué)體育學(xué)院,安徽 淮北 235000)

運(yùn)動員在比賽或者訓(xùn)練過程中,因氧供應(yīng)有限,糖酵解速率加強(qiáng),從而導(dǎo)致無氧代謝終產(chǎn)物乳酸大量增加,乳酸的增加使肌肉中H+濃度上升,PH值下降,影響細(xì)胞順利吸收營養(yǎng)和氧氣,削弱細(xì)胞的正常功能,使得肌肉會發(fā)生收縮,擠壓血管,使得血流不暢,造成肌肉酸痛、發(fā)冷、頭痛、頭重感等,使得運(yùn)動員感覺到疲勞,故而降低體內(nèi)乳酸水平能夠延緩疲勞感產(chǎn)生。機(jī)體內(nèi)的乳酸在肝臟中的脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)等多種酶的作用下分解成水和二氧化碳,產(chǎn)生熱量,因此短時間劇烈運(yùn)動中,為短時間消除乳酸,體內(nèi)酶的活力對于抗疲勞的起重要作用。然而持續(xù)長時間的體育運(yùn)動,機(jī)體更需要的是大量能量,這種情況下作為能量儲備的肌糖原,肝糖原將會發(fā)揮更重要作用。尿素氮屬于蛋白質(zhì)代謝的主要終末產(chǎn)物,隨尿排出體外,蛋白質(zhì)脫氨基能作為能源儲備,參與能量的代謝,血清尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)水平反映了機(jī)體另一方面適應(yīng)力的大小。運(yùn)動后,BUN含量的大小,反應(yīng)了機(jī)體代謝的能力,間接反映機(jī)體的疲勞程度。因此能夠增加肌糖原,肝糖原,或者提高酶活力的營養(yǎng)品或藥品將起到對抗疲勞的功能。目前科研工作者已經(jīng)對大量的營養(yǎng)品及藥品抗疲勞效應(yīng)及機(jī)制進(jìn)行了研究[1],發(fā)現(xiàn)枸杞、花粉、肉蓯蓉、余甘子、紅景天等多種藥物或者食物都具有抗疲勞作用,并對它們的抗疲勞的機(jī)制進(jìn)行了研究。趙權(quán)等人的研究表明螞蟻水提取物(water extract of ant)具有抗疲勞的作用[2],但是對于它抗疲勞機(jī)制尚未研究清楚,本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法分析不同劑量的螞蟻水提取物與生理鹽水對照組之間小鼠負(fù)重游泳時間,肝糖原,肌糖原,LDH、SOD、血乳酸(blood lactate,LAC)和BUN的差異,研究螞蟻水提取物的抗疲勞效果及其機(jī)制,為有效提高運(yùn)動員訓(xùn)練效果及競技成績提供科學(xué)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)動物分組

檢測小鼠肝糖原、肌糖原、LDH、SOD、血乳酸LAC和BUN的試劑盒購于南京建成生物工程研究所。實(shí)驗(yàn)動物為清潔級(II級)健康昆明種小鼠,6～8周齡,體重18.0～22.0 g,由吉林大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供,動物生產(chǎn)許可證號:SCXK(吉)2008-0005。將小鼠雌雄各半,隨機(jī)分為4組(n=20):陰性生理鹽水對照組(生理鹽水)、三個不同劑量的螞蟻水提取物即螞蟻水提取物高劑量組(濃度為1.6 g/ml),中劑量組(濃度為0.8g/ml),低劑量組(濃度為0.4 g/ml)。小鼠分籠飼養(yǎng),以標(biāo)準(zhǔn)的小鼠飼料喂養(yǎng),自由飲食,飲水,適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d。按照組別每天灌胃1次,每次100μ l,實(shí)驗(yàn)周期為4周。

1.2 研究方法

1.2.1 螞蟻水提取物的制備 螞蟻采自吉林省長白山區(qū),經(jīng)鑒定為擬黑多刺蟻,60℃烘干研碎,稱取80 g,用300 ml蒸餾水浸泡48 h,用溫火煮 3 h,收集濾液,再將殘?jiān)?50 ml蒸餾水于溫火上煮3 h,收集濾液,合并濾液,最終將濾液濃縮到 50 ml。

1.2.2 小鼠力竭游泳時間的測定 各組動物在給藥第14天開始每天進(jìn)行游泳訓(xùn)練30 min,第28天給藥30 min后,取10只小鼠于尾部負(fù)荷2 g的鉛塊,將其放入水深30cm、水溫(25.0±0.5)℃的水中游泳至力竭(小鼠沉入水中超過10 s不再浮出,10 s是小鼠最大能力的游泳導(dǎo)致力竭但并不會淹死的標(biāo)志),記錄時間。

1.2.3 運(yùn)動小鼠LDH活力及LAC、BUN含量測定 最后一次給藥30min后,每組取10只小鼠,水深30 cm、水溫(25.0±0.5)℃的水中游泳90min,出水后休息30 min眼眶取血肝素抗凝,脫頸椎處死。血液樣品加入0.3ml蛋白沉淀劑以及0.1 ml肝素抗凝后輕輕顛倒混勻,靜置10 min,3 500 r/min離心8 min,分離血清。分別采用血乳酸(blood lactate,LAC)和血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)相關(guān)試劑盒說明方法進(jìn)行測定。

1.2.4 運(yùn)動小鼠肝糖原和肌糖原的含量活力測定 眼眶采血的結(jié)束后將小鼠脫頸椎處死,取肝臟和肌肉樣本各約100 mg,使用生理鹽水2 ml漂洗并用濾紙吸干,按標(biāo)本質(zhì)量(mg)∶堿液體積(μ l)比例 1∶3(100 mg和 300 μ l)在離心管中混勻,勻漿5min,勻漿液以3 500 r/min離心10 min,上清液置于沸水浴煮20 min,流水冷卻,加入蒸餾水定溶。按照試劑盒說明書加入試劑?；靹蚝笾糜诜兴? min,冷卻后于620 nm波長,1 cm光徑,測定各管吸光度值。

1.2.5 運(yùn)動小鼠SOD活力測定 取肝組織約200 mg在冰冷的生理鹽水中漂洗,去除血液,濾紙吸干水份,稱重,放入盛有組織塊質(zhì)量9倍的預(yù)冷生理鹽水的玻璃杯中,快速剪碎組織塊,倒入50 ml離心管中進(jìn)行勻漿。將制備好的10%勻漿液在4℃條件下以3 500 r/min離心10min。按照SOD試劑盒要求測定。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 16.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,對各組間力竭游泳時間、肝糖原、肌糖原、LDH、LAC、BUN、SOD指標(biāo)分別與陰性生理鹽水對照組采用成對t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 對小鼠生長發(fā)育的影響

各組小鼠生命體征正常,活動,進(jìn)食,排便各組間無差別,皮毛光滑,與生理鹽水陰性對照相比高、中、低三個劑量組小鼠的體重變化不大,統(tǒng)計(jì)學(xué)分析沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05,表1),這表明螞蟻水提取物對小鼠的體重不會產(chǎn)生很大的影響。

Tab.1 Effect of water extract of ant on mice weight(g, ±s,n=10)

Tab.1 Effect of water extract of ant on mice weight(g, ±s,n=10)

Group Beginning End Weight increase Control 20.62±2.28 26.88±3.27 5.16±1.61 High level 20.51±2.21 27.92±2.82 6.01±1.27 Medium level 20.48±2.11 27.41±3.44 5.92±1.54 Low level 20.41±2.34 27.22±2.63 5.87±1.23

2.2 螞蟻水提取物對小鼠耐力的影響

按照設(shè)計(jì)給藥3周后,最后一次給藥30 min后,進(jìn)行小鼠力竭游泳實(shí)驗(yàn),陰性生理鹽水對照組力竭時間為(20.05±2.86)min,螞蟻水提取物高劑量組力竭時間為(28.30±3.74)min、中劑量組為(24.70±2.86)min、低劑量組為(21.40±3.92)min。與陰性生理鹽水對照組相比,螞蟻水提取物低劑量組力竭時間雖然有一定延長,但是成對t檢驗(yàn)分析表明無顯著差異(P＞0.05),中劑量組和高劑量組小鼠力竭時間明顯延長,成對t檢驗(yàn)分析表明有非常顯著差異(P＜0.01)。這些結(jié)果表明螞蟻水提取物能夠提高小鼠的耐力,延長小鼠力竭游泳時間。

2.3 螞蟻水提取物對小鼠生化指標(biāo)的影響

按照設(shè)計(jì)給藥3周后,最后一次給藥后,每組取10只小鼠游泳90 min,結(jié)束30 min后,對小鼠各項(xiàng)生化指標(biāo)進(jìn)行測定。與陰性生理鹽水對照組相比,各組運(yùn)動小鼠的肝糖原變化不大,亦沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;低劑量組肌糖原水平有所升高(P＜0.05),中劑量組和高劑量組的肌糖原水平升高非常明顯(P＜0.01)。低劑量組LDH活力有一定水平的升高(P＜0.05),中劑量組和高劑量組的肌LDH活力升高非常明顯(P＜0.01),低劑量組和中劑量組的SOD活力水平有一定提高(P＜0.05),高劑量組SOD活力水平提高非常明顯(P＜0.01),低劑量組LAC和BUN含量變化不大,中劑量組LAC和BUN含量有一定程度的降低(P＜0.05),高劑量組的LAC和BUN含量降低的程度非常明顯(P＜0.01,表2)。

Tab.2 Effect of water extract of ant on mice liver glycogen,muscle glycogen,LDH,LAC,BUN and SOD(±s,n=10)

Tab.2 Effect of water extract of ant on mice liver glycogen,muscle glycogen,LDH,LAC,BUN and SOD(±s,n=10)

LDH:Lactate dehydrogenase;LAC:Blood lactate;BUN:Blood urea nitrogen;SOD:Superoxide dismutase*P＜0.05,**P＜0.01 vs control

Group Liver glycogen(mg/g)Muscle glycogen(mg/g)LDH(U/L)SOD(U/mg)LAC(mmol/L)BUN(mmol/L)Control 21.47±2.28 3.28±0.55 2288±168 156±15.7 24.20±2.67 14.15±1.92 High level 22.52±2.82 5.97±0.62** 3291±218** 223±21.8** 18.63±2.10** 10.42±1.53**Medium level 22.41±2.34 5.62±0.87** 3021±260** 218±19.7* 19.86±1.82* 11.37±1.83*Low level 21.98±2.13 4.91±0.33* 2842±202* 196±20.1* 21.92±2.09 12.84±1.64

3 討論

運(yùn)動員在劇烈運(yùn)動或者持久運(yùn)動中很多情況下,生理機(jī)能大多處于臨界狀態(tài)下,與正常的生理狀態(tài)不同,運(yùn)動員將會感到疲勞,運(yùn)動后在較長時間難以恢復(fù),如果長時間的處于這種狀態(tài)下,輕者會影響訓(xùn)練效果,重者將給機(jī)體帶來嚴(yán)重的損害。從競技運(yùn)動的角度來看,這是由于在不同類型的激烈運(yùn)動中,身體的生理狀態(tài)不能維持在發(fā)揮其機(jī)能所需的水平上,或者是不能持續(xù)的維持預(yù)定的運(yùn)動強(qiáng)度,從而產(chǎn)生影響完成預(yù)期目標(biāo)和任務(wù)的消極反應(yīng)。因而如何最大程度的延緩疲勞的產(chǎn)生,加快機(jī)體從疲勞狀態(tài)中恢復(fù)過來,使得機(jī)體能夠保持穩(wěn)定的耐力,協(xié)調(diào)力和爆發(fā)力,對體育競技有重大意義[3]。實(shí)際上運(yùn)動員運(yùn)動時,在疲勞的感覺出現(xiàn)之前機(jī)體已經(jīng)發(fā)生了各種生化變化,例如能量物質(zhì)血糖濃度下降,糖原等的消耗,代謝產(chǎn)物乳酸,尿素等的堆積,體液pH值的發(fā)生改變,正是由于這些生物化學(xué)的特征的變化才導(dǎo)致了疲勞感覺的發(fā)生。因此尋找能夠增加糖原,提高代謝酶活力,加快代謝產(chǎn)物分解的營養(yǎng)品或者是藥物,對抗運(yùn)動疲勞具有重要意義。

楊帆等發(fā)現(xiàn)人參螞蟻酒具有抗疲勞效果[4],歐汝明等發(fā)現(xiàn)天力神野生螞蟻酒具有明顯的抗疲勞作用,張雪輝等發(fā)現(xiàn)云南黃螞蟻粉具有一定的抗疲勞功效[5]。雖然目前許多科研工作者對螞蟻抗疲勞作用進(jìn)行了研究,但是對于長白山區(qū)擬黑多刺蟻抗疲勞作用尚未研究,并且對于螞蟻抗疲勞的機(jī)制尚未研究清楚。

本實(shí)驗(yàn)采用長白山區(qū)擬黑多刺蟻為原料,獲得了其水提取物,通過小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)研究了其的抗疲勞效果,并且通過其對運(yùn)動小鼠的生化指標(biāo)的影響,對其抗疲勞的機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明長白山螞蟻水提取物能夠延長小鼠負(fù)重游泳時間,雖然其對小鼠的肝糖原影響不大,但是卻能夠提高肌糖原的貯備量,并且提高了小鼠的LDH和SOD的活力,降低LAC和BUN的含量。這說明螞蟻水提取物提高了肌糖原的含量,為小鼠持久運(yùn)動的提供較為充足的能量;LDH和SOD的活力升高,LAC和BUN的含量降低,表明螞蟻水提取物能夠加快代謝產(chǎn)物的清除,使得體內(nèi)pH、生理環(huán)境變得穩(wěn)定,從而使得小鼠在負(fù)重游泳過程中能夠堅(jiān)持更久的時間。

[1]苑 偉,李士博,馬迎春,等.紅景天納米粉對小鼠抗缺氧和抗疲勞作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].西北藥學(xué)雜志,2011,26(2):122-123.

[2]趙 權(quán),楊曉杰,林雁春,等.螞蟻水提取物對獺兔耐力的影響[J].經(jīng)濟(jì)動物學(xué)報,1999,3(4):37-40.

[3]馮煒權(quán).對運(yùn)動疲勞機(jī)理的再認(rèn)識[J].北京體育大學(xué)學(xué)報,2003,26(04):433-437.

[4]楊 帆,王 瑩,蔡東聯(lián),等.人參螞蟻藥酒對小鼠的抗疲勞作用[J].氨基酸和生物資源,2011,33(01):1-3.

[5]張雪輝,趙 春,徐 芳,等.云南黃螞蟻粉對小鼠抗疲勞作用初步研究觀察[J].昆明醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2009,30(08):148-149.