紅景天對運動訓練大鼠睪酮含量、物質代謝及抗運動疲勞能力的影響

周海濤，曹建民，林 強，趙 卓

1北京聯(lián)合大學生物化學工程學院，北京 100023;2北京體育大學，北京 100084;3北京聯(lián)合大學應用文理學院，北京 100191

紅景天(Rhodiola)是景天科(Crassulaceae)，紅景天屬(Rhodiola.L)多年生草本或亞灌木植物，生長在海拔800～2500 m高寒無污染地帶?！侗静菥V目》記載“紅景天，本經(jīng)上品，祛邪惡氣，補諸不足”是“已知補益藥中所罕見”。由于生長環(huán)境惡劣，使其從遺傳上具備了特殊的適應性物質，與人參、刺五加、絞股藍并稱為植物性滋補強壯劑，具有適應原樣(Adoptogen)作用?，F(xiàn)代醫(yī)學研究證明，紅景天具有顯著的抗衰老、抗缺氧、抗不良刺激、抗病毒及腫瘤、抗疲勞和對機體雙向調節(jié)等藥理機制［1］。已有研究表明，長時間大運動量訓練造成的運動性低血睪酮癥是機體運動能力下降和恢復過程延長的主要原因［2］。本文以大強度耐力訓練大鼠為模型，研究紅景天對運動訓練大鼠睪酮含量、物質代謝與抗運動疲勞能力的影響，旨在為其抗運動疲勞功效的應用提供理論依據(jù)。

1 材料

1.1 動物

清潔級65只雄性Wistar大鼠，42 d齡，平均體重(197.2±13.2)g，北京大學醫(yī)學部實驗動物科學部提供，合格證編號SCXK(京)2006-0008。在整個實驗過程中，實驗室內溫度保持在(22±2)℃，相對濕度55%～75%，光照時間隨自然變化。所有實驗大鼠均以基礎飼料(北京大學醫(yī)學部實驗動物科學部提供)和蒸餾水常規(guī)飼養(yǎng)，自由飲食。實驗時間為49 d，正式訓練時間為42 d。

1.2 試驗用藥

紅景天(Rhodiola)，產(chǎn)自吉林，北京同仁堂購得，批號:100124357，并經(jīng)天津中瑞藥業(yè)有限公司高占友高級工程師鑒定。稱取紅景天干品50 g加水500 mL，浸泡30 min后煎30 min，將所得水煎液過濾，再將過濾出的紅景天加水500 mL煎30 min，將所得水煎液過濾。將2次過濾出的水煎液混合，濃縮至生藥濃度1 g(生藥)/mL，4℃存放備用。

2 方法

2.1 動物分組

實驗大鼠適應性飼養(yǎng)4 d后，以20 min/d的運動量對其進行為期3 d的篩選，淘汰個別不適應游泳訓練者，將剩余大鼠以數(shù)字隨機分組法分為5組:靜止對照組(C組)、運動對照組(T組)、運動ig低劑量紅景天組(TML組)，運動ig中劑量紅景天組(TMM組)，運動ig高劑量紅景天組(TMH組)，每組12只。各組每天自由攝食飲水，采用專業(yè)灌胃器，每天ig一次。低、中、高劑量組ig劑量分別為0.58、1.16、4.48 g.kg-1/d，相當于成人推薦劑量的5、10、30倍。ig體積為 5 mL/kg，對照組 ig等量生理鹽水。

2.2 實驗方法

2.2.1 訓練及測試方案

C組不進行任何訓練。其他組進行負重游泳訓練，均采用100 cm×50 cm×60 cm的玻璃泳槽作為大鼠游泳訓練裝置，水深50 cm。水溫(31±2)℃，為防止大鼠在水面漂浮不動，特在游泳箱底部放置佳寶“AP1500”型水泵形成流動水。訓練42 d，第1周不負重，第2周負2%體重，第3周負4%體重，第4～6周負5%體重，每次游泳訓練至力竭。大鼠開始游泳至力竭所用時間為大鼠力竭運動能力。力竭標準以大鼠下沉后10 s不露出水面為度。處死前的最后1次為無負重力竭游泳訓練，記錄力竭時的游泳時間［3］。

2.2.2 指標測定

各組在末次訓練24 h后稱重，乙醚適度麻醉，摘眼球采血，加入檸檬酸鈉溶液抗凝，37℃水浴中30 min后，4℃ 3000 rpm/min離心10 min，分離制備血清，并迅速取肝臟、雙側睪丸和深層股四頭肌，剔除筋膜，置于預冷的生理鹽水中洗凈血污，再用濾紙吸干后置于-20℃冰箱保存?zhèn)溆?。組織勻漿的制備:稱取適量組織(0.2～1 g)按W(g)組織塊重量/V(ml)勻漿介質為1/9的比例加取預冷的勻漿介質(0.9%的NaCl溶液)于燒杯中，迅速剪碎組織塊(以上全部操作在冰水浴中進行)。勻漿經(jīng)3000 rpm低溫離心15 min，分離提取上清液，在4℃冰箱冷藏即用或20℃冰箱冰凍備用。血清睪酮、血清皮質酮、黃體生成素和卵泡刺激素采用放射免疫分析法測定。試劑盒由天津九鼎醫(yī)學生物工程有限公司提供，批號20110503。肝糖原、肌糖原采用南京建成生物工程研究所的試劑盒所提供的方法測定，試劑盒編號:20110704。血清尿素采用UV-GLDH法測定。血紅蛋白采用高鐵氰化鉀氧法測定，蛋白質定量采用雙縮脲法［4］。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS12.0軟件對所有數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)用平均±數(shù)標準差()表示，多組間比較采用方差分析，以P＜0.05作為顯著性差異，P＜0.01作為極顯著性差異。

3 結果

3.1 紅景天對大鼠體重及運動能力的影響

TM各組間體重無顯著差異，且大于T組(P＜0.05)，小于C組(P＜0.05);TM各組力竭游泳時間長于C、T組(P＜0.01)，且隨劑量增大而延長。結果見表1。

表1 紅景天對大鼠體重及運動能力的影響(n=12，)Table 1 Effect of Rhodiola extracts on weight and swimming ability of rats(n=12)

表1 紅景天對大鼠體重及運動能力的影響(n=12，)Table 1 Effect of Rhodiola extracts on weight and swimming ability of rats(n=12)

注:與 C 組比較，*表示 P ＜0.05，＊＊表示 P ＜0.01;與 T 組比較，#表示 P ＜0.05，##表示 P ＜0.01。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P ＜0.01;compared with T group，#and##represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively。

組別Groups 訓練前體重Weight before training(g)訓練后體重Weight after training(g)運動疲勞時間Time of exhaustive swimming(min)54 T group 196.75 ±14.96 367.18 ±15.37＊＊ 78.63 ±26.58 TML group 195.92 ±15.09 386.59 ±28.65*# 98.78 ±15.37＊＊##TMM group 196.09 ±15.47 387.64 ±27.93*# 101.78 ±14.75＊＊##TMH group 197.29 ±16.09 388.19 ±28.15*# 105.19 ±13.84＊＊##C group 196.58 ±14.98 416.78 ±27.97 83.96 ±20.

3.2 運動及紅景天對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響

血清睪酮水平，T組(P＜0.01)，TM 各組(P＜0.05)低于C組;TM各組高于T組(P＜0.01);TM各組間無顯著差異。血清皮質酮水平，TM各組(P＜0.05)低于T組，TM各組間及C組間比較無顯著差異。各組間血清睪酮與皮質酮比值變化與睪酮變化較為一致。結果見表2。

表2 運動及紅景天對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響(n=12，)Table 2 Serum testosterone(T)and corticosterone(C)levels in various groups of rats(n=12，)

表2 運動及紅景天對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響(n=12，)Table 2 Serum testosterone(T)and corticosterone(C)levels in various groups of rats(n=12，)

注:與 C 組比較，*表示 P ＜0.05，＊＊表示 P ＜0.01;與 T 組比較，#表示 P ＜0.05，##表示 P ＜0.01。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P ＜0.01;compared with T group，#and##represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively.

組別Groups T(nM) C(nM) T/C比值(×10-2)C group 5.13 ±1.85 101.54 ±15.68 5.59 ±2.53 T group 3.65 ±0.29＊＊ 09.65 ±16.51 3.77 ±0.96＊＊TML group 4.18 ±1.45*## 105.46 ±15.68# 4.26 ±2.01*##TMM group 4.40 ±1.54*## 105.32 ±13.45# 4.79 ±1.68*##TMH group 4.78 ±1.24*## 103.75 ±14.53# 4.86 ±1.87*##

3.3 運動及紅景天對大鼠肝、肌糖原儲量的影響

肝、肌糖原水平，T組(P ＜0.01)、TM 各組(P ＜0.05)均低于C組;TM各組肝糖原(P＜0.05)、肌糖原(P＜0.01)高于T組，組間無顯著差異，且隨劑量增大而增高。結果見表3。

表3 運動及紅景天對大鼠肝、肌糖原水平的影響(n=12，)Table 3 Content of muscle and liver glycogen levels in various groups of rats(n=12，)

表3 運動及紅景天對大鼠肝、肌糖原水平的影響(n=12，)Table 3 Content of muscle and liver glycogen levels in various groups of rats(n=12，)

注:與 C 組比較，*表示 P ＜0.05，＊＊表示P ＜0.01;與 T組比較，#表示 P ＜0.05，##表示 P ＜0.01。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P＜0.01;compared with T group，#and##represent P ＜ 0.05 and P ＜ 0.01，respectively.

組別Groups liver glycogen/mg(g tissue)-1 muscle glycogen/mg(g tissue)-1 C group 11.63 ±2.32 3.21 ±0.23 T group 8.56 ±0.82＊＊ 1.45 ±0.64＊＊TML group 9.53 ±0.65*# 2.7 ±70.37*##TMM group 10.751 ± .26*# 2.96 ±0.56*##TMH group 11.87 ±1.25*# 3.15 ±0.97*##

3.4 運動及紅景天對大鼠血清LH和FSH水平的影響

各組間LH、FSH水平較為接近，無顯著差異。結果見表4。

表4 運動及紅景天對大鼠血清LH和FSH水平的影響(n=12，)Table 4 Luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone levels in various groups of rats(n=12，)

表4 運動及紅景天對大鼠血清LH和FSH水平的影響(n=12，)Table 4 Luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone levels in various groups of rats(n=12，)

組別Groups 血清LH(IU/L) 血清FSH(IU/L)C group 1.10 ±0.29 7.24 ±0.88 T group 1.07 ±0.30 6.85 ±1.31 TML group 1.14 ±0.36 7.06 ±1.13 TMM group 1.07 ±0.69 7.15 ±1.47 TMH group 1.10 ±0.74 7.17 ±1.21

3.5 運動及紅景天對大鼠大鼠血尿素和血紅蛋白水平的影響

血尿素氮水平，T組(P＜0.01)，TM各組(P＜0.05)高于C 組;TM 各組低于 T組(P ＜0.05)，且組間無顯著差異。血紅蛋白水平，T組(P＜0.01)，TM各組(P＜0.05)低于C組;TM各組高于T組(P＜0.05)，且組間無顯著差異。結果見表5。

表5 運動及紅景天對大鼠血尿素氮和血紅蛋白水平的影響(n=12，)Table 5 Blood urea nitrogen and hemoglobin levels in various groups of rats(n=12，)

表5 運動及紅景天對大鼠血尿素氮和血紅蛋白水平的影響(n=12，)Table 5 Blood urea nitrogen and hemoglobin levels in various groups of rats(n=12，)

注:與 C 組比較，*表示 P ＜0.05，＊＊表示P ＜0.01;與 T組比較，#表示 P ＜0.05。Note:In comparison with C group，*represent P ＜0.05，＊＊represent P＜0.01;compared with T group，#represent P ＜0.05.

組別 Groups BUN/mmol.L-1 Hb/g.d.L-1 C group 5.70 ±0.29 13.96 ±0.69 T group 9.48 ±0.76＊＊ 8.95 ±0.56＊＊TML group 6.84 ±0.36*# 12.64 ±0.42*#TM Mgroup 6.54 ±0.43*# 12.86 ±0.83*#TMH group 6.13 ±0.94*# 12.98 ±0.48*#

4 討論與分析

4.1 運動及紅景天對大鼠體重的影響

體重是反映機體骨骼、肌肉的發(fā)育程度以及肥胖程度的標志。在運動訓練過程中，通過體重的變化可以了解訓練的安排是否妥當、訓練對機體的影響程度和機體對訓練的適應狀況［4］。實驗結果顯示，實驗后T組體重小于C組(P＜0.01)，說明機體的自身調節(jié)作用，已不能完全阻止力竭運動對生長發(fā)育所產(chǎn)生的影響，長時間力竭運動明顯的抑制了大鼠的正常生長;TM各組體重大于T組(P＜0.05)，小于C組(P＜0.05)，說明補充紅景天對長時間力竭運動造成的機體損傷有一定的作用，可在一定程度上抑制體重相對增長下降的趨勢。而TM各組間無顯著差異則說明補充紅景天對長時間力竭運動造成的機體損傷的作用沒有隨劑量的增加而呈現(xiàn)顯著的遞增狀態(tài)。

4.2 紅景天對大鼠抗疲勞能力的影響

運動性疲勞是引起機體運動能力下降的主要原因，運動性力竭是疲勞的一種特殊形式，是運動性疲勞發(fā)展的最后階段。力竭時間是機體的抗應激能力、抗疲勞能力等多種作用的綜合體現(xiàn)，是衡量機體運動能力的重要直接指標［5］。大鼠力竭性游泳時間是評定機體運動能力、抗疲勞能力及恢復能力的重要指標之一。實驗結果顯示，TM各組力竭游泳時間明顯長于C、T組(P＜0.01)，且隨劑量增大而延長。說明補充紅景天能夠提高大鼠抗疲勞能力，進而延長大鼠運動時間，且呈劑量依賴性。

4.3 運動及紅景天對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響

睪酮作為人體內一個重要的促合成激素，它不僅可以維持男性性功能和副性特征，而且還可以刺激組織攝取氨基酸，促進核酸與蛋白質的合成，促進肌纖維和骨骼的生長，促進腎臟促紅細胞生成素的生成，增加肌糖原儲備，增強免疫功能［6］。而皮質酮作為促分解激素，減少蛋白質合成、降低運動能力。所以通常把睪酮與皮質酮比值(T/P)作為衡量合成代謝分解代謝平穩(wěn)指標，反映運動能力以及疲勞積累程度。實驗結果顯示:血清睪酮水平，T組(P ＜0.01)，TM 各組(P ＜0.05)低于C 組;但TM 各組(P＜0.01)高于T組且組間無顯著差異。血清皮質酮水平，TM各組(P＜0.05)低于T組;TM各組間及C組間比較無顯著差異。各組間血清睪酮與皮質酮比值變化與睪酮變化較為一致。說明長時間力竭運動導致大鼠血清睪酮水平下降，皮質酮水平上升;補充紅景天可以減輕其對血睪酮的影響，并維持在正常生理水平，同時降低皮質酮的產(chǎn)生，維持體內糖皮質激素平衡，保證雄性激素的正常合成與分泌，從而提高抗疲勞能力。其機制可能為:一是紅景天的主要成分紅景天苷和苷元酪醇，都具有酚羥基。酚羥基作為清除自由基的主要功能基團，可通過清除體內過量生成的自由基對機體細胞的損傷，激活抗老化酶(SOD)的活性，降低脂質過氧化物(LPO)的濃度，抑制脂褐素在組織細胞中的堆積，保護腺體結構，從而使睪丸能夠正常分泌睪酮［7］。二是紅景天苷直接作用于睪丸間質細胞促進睪酮分泌。三是紅景天中含有的多元酚類化合物、黃酮類化合物和超氧化歧化酶等也具有抗氧化作用，可以提高大鼠運動時自由基的消除，保護腺體結構，使睪丸能夠正常分泌睪酮。四是紅景天多糖自動氧化，產(chǎn)生新的有機自由基，使多糖本身產(chǎn)生自由基與它清除的自由基達到或超過平衡，從而提高大鼠運動時自由基的消除，保護腺體結構，使睪丸能夠正常分泌睪酮［8］。

另外，實驗中各組LH和FSH水平并未有明顯改變，提示紅景天可能主要作用于睪丸，對下丘腦和垂體影響較小，但需進一步研究證實。

4.4 運動及紅景天對大鼠肝、肌糖原儲量的影響

糖是機體最重要的能源物質，其中肌糖原是骨骼肌中可以隨時動用的貯備能源，其貯備量與運動的耐力呈正相關;肝糖原的主要作用是維持血糖的相對穩(wěn)定，隨著運動時間的延長，血糖水平開始下降，為了補償血糖的消耗，肝糖原分解和糖異生作用增強，一旦肝糖原耗竭，會使運動肌供能不足，導致外周疲勞。同時中樞神經(jīng)系統(tǒng)因血糖濃度下降也產(chǎn)生中樞疲勞［9］。所以增加肝、肌糖原儲備，減少糖損耗，是保持血糖濃度穩(wěn)定和延緩疲勞發(fā)生的重要措施。實驗結果顯示:肝、肌糖原水平，T組(P＜0.01)、TM各組(P＜0.05)均低于C組;TM各組肝糖原(P ＜0.05)、肌糖原(P ＜0.01)高于 T 組，組間無明顯差異，且隨劑量增大而增高。說明長時間力竭運動導致大鼠肝糖原、肌糖原儲量下降，補充紅景天可以促進機體的糖代謝，提高糖原儲備，使肝糖原及時分解補充血糖，從而保證了運動肌肉的氧化供能，提高抗疲勞能力，且呈劑量依賴性。其機制可能為:一是補充紅景天可以減輕長時間力竭運動對血睪酮和皮質酮的影響，并維持在正常生理水平，進而維持體內糖皮質激素平衡，促進糖原合成和糖異生作用的加強。二是紅景天所含有的多糖成分作為外源性糖分，可以補充或延緩長時間力竭運動對內源性糖的消耗，從而促進機體內糖原儲備的提高。

4.5 運動及紅景天對大鼠血尿素和血紅蛋白水平的影響

血尿素氮(BUN)是蛋白質的代謝產(chǎn)物，在正常生理條件下，蛋白質和氨基酸等含氮物質在分解代謝中先進行脫氨基反應，氨在肝臟轉變?yōu)槟蛩兀珺UN經(jīng)血液循環(huán)從腎臟排出體外。在長時間較大強度運動時，BUN的變化范圍明顯，BUN與機體機能、疲勞程度以及負荷量的大小呈密切正相關，可用來作為評定運動量的指標［10］。實驗結果顯示:血尿素氮水平，T組(P ＜0.01)，TM 各組(P ＜0.05)高于 C 組;TM各組低于T組(P＜0.05)，且組間無顯著差異。說明長時間力竭運動導致大鼠BUN上升，補充紅景天可以延緩血尿素氮疲勞閥值的出現(xiàn)，提高代謝系統(tǒng)的能量供應和利用能力，提高機體的運動水平提高，從而達到延緩疲勞的目的。其機制可能為:紅景天中含有大量多糖等能源物質，可以增大糖供能的比例，減輕運動過程中機體對蛋白質的利用程度，減少BUN的產(chǎn)生。

血紅蛋白(Hb)俗稱血色素，是紅細胞中的一種含鐵的蛋白質，是機體中運輸O2和CO2的載體，并對酸性物質起緩沖作用，參與體內酸堿平衡代謝，是評定身體機能狀況的一個重要指標。實驗結果顯示:血紅蛋白含量，T組(P ＜0.01)，TM 各組(P ＜0.05)低于C組;TM各組高于 T組(P＜0.05)，且組間無顯著差異。說明長時間力竭運動導致大鼠Hb下降，補充紅景天能夠增高大鼠Hb含量，增加血液中的含氧量，從而提高抗疲勞能力。其機制可能為:一是紅景天中含有大量而豐富的營養(yǎng)素，如黃酮類、多糖和 Ca、Mg、Zn、Fe、Mn 等微量元素，這些物質對抗氧化、補充機體所需及防止細胞膜的脂質過氧化有一定的作用。能有效地清除運動產(chǎn)生的過量自由基，避免了過剩自由基對紅細胞膜的損傷，維持紅細胞膜正常結構，使大鼠機體內Hb氧化分解損失減少［10］;二是補充紅景天，促進睪酮分泌，進而促進腎臟EPO的合成，刺激紅細胞的生成，血紅蛋白含量升高。

5 結論

補充紅景天可以減輕大鼠血睪酮、皮質酮受高強度運動量的影響，維持在正常生理水平;促進蛋白質合成，抑制氨基酸和蛋白質分解，提高血紅蛋白含量和糖原的儲備，增強抗疲勞能力，具有多靶點、多途徑的顯著特點。

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