炙甘草湯對反復(fù)力竭運(yùn)動大鼠心肌保護(hù)作用的研究

譚現(xiàn)花

(山東省體育科學(xué)研究中心，山東 濟(jì)南 250102)

力竭運(yùn)動是超出人或動物生理極限的運(yùn)動，會對心臟的心肌結(jié)構(gòu)、生理功能產(chǎn)生影響，誘發(fā)心肌損傷。如果對嚴(yán)重的心肌損傷不能進(jìn)行早期診斷和干預(yù)，不可逆性的心肌損傷會引起運(yùn)動能力的下降，導(dǎo)致運(yùn)動生涯的終止，甚至?xí)＜吧?。如何減少力竭運(yùn)動對心肌引起的損傷，保護(hù)心臟功能，增強(qiáng)機(jī)體的運(yùn)動能力，已成為運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題。中藥對心腦血管疾病的防治已引起世界各國學(xué)者的極大關(guān)注。炙甘草湯出自漢代張仲景的《傷寒論》，組方:炙甘草12 克，生姜9 克，桂枝9 克，人參6 克，生地黃30 克，阿膠6 克，麥門冬10 克，麻仁10 克，大棗10 枚。它具有益氣養(yǎng)血，通陽復(fù)脈，滋陰補(bǔ)肺的功效，主治功能性心律不齊，期外收縮，冠心病，風(fēng)濕性心臟病，病毒性心肌炎，甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)等有心悸，氣短，脈結(jié)代之證且辯證屬陰血不足，心氣虛弱者。本研究通過探討炙甘草湯對反復(fù)力竭運(yùn)動大鼠心肌的影響，分析其是否對心臟有保護(hù)作用，以便為其今后在競技體育運(yùn)動中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物及分組

Wistar 雄性大鼠60 只，8 周齡，體重260±15 克，由山東大學(xué)動物實(shí)驗(yàn)中心提供。所有大鼠稱重，按體重分層，利用EXCEL 隨機(jī)函數(shù)，隨機(jī)分為3 組:對照組(20 只)，運(yùn)動組(20 只)，運(yùn)動+中藥組(20 只)，5 只每籠，自由飲食。飼養(yǎng)室環(huán)境溫度24±2℃，相對濕度45%～58%，光照時(shí)間每天12 小時(shí)。適應(yīng)性飼養(yǎng)1 周后開始實(shí)驗(yàn)。

1.2 動物模型制備

運(yùn)動組和運(yùn)動+中藥組進(jìn)行每周6 天、每天1 次的力竭游泳，共2 周，對照組不運(yùn)動。運(yùn)動前1 小時(shí)，對照組和運(yùn)動組灌胃給予2.5 毫升蒸餾水，運(yùn)動+中藥組灌胃給予炙甘草湯藥液2.5 毫升(生藥含量為20%)。利用高80 厘米，直徑60 厘米的圓柱形塑料圓桶作為游泳槽，水深大約50 厘米，水溫32±2℃。正式實(shí)驗(yàn)前1 天進(jìn)行1 次適應(yīng)性游泳，游泳時(shí)尾部負(fù)重自身體重2%的負(fù)荷。力竭標(biāo)準(zhǔn):大鼠游泳動作明顯失調(diào)，且不能再堅(jiān)持，沉入水下10 秒不能自主上浮。短時(shí)間內(nèi)力竭的大鼠，撈出休息5 分鐘，繼續(xù)游泳，運(yùn)動時(shí)間不少于兩小時(shí)。

1.3 實(shí)驗(yàn)動物取材

最后一次力竭游泳后，腹腔注射10%水合氯醛(0.3ml/100g 體重)麻醉大鼠，腹主動脈取血。所有血樣置于消毒滅菌的試管中，放在37 ℃水浴箱溫浴30分鐘，3 500 轉(zhuǎn)/分離心15 分鐘，分離血清凍存，待測心肌肌鈣蛋白I(cTnI)。脫頸椎處死各組動物，迅速取出心臟，用生理鹽水漂洗，以除掉多余脂肪，剪下左心室肌20 mg，加入2 ml 生理鹽水，剪碎，玻璃勻漿管勻漿，離心，吸取上清液，檢測心肌組織超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量。

1.4 各指標(biāo)測試方法

最后一次給藥后1 小時(shí)，將運(yùn)動組、運(yùn)動+中藥組大鼠投入游泳槽中，測定大鼠力竭游泳時(shí)間。cTnI 采用美國Beckman Coulter 公司Access2 全自動微粒子化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)進(jìn)行測定，試劑盒為該公司生產(chǎn)的配套試劑盒。SOD 用氮藍(lán)四唑法測定，MDA 用硫代巴比妥酸法測定，儀器為上海722 s 可見分光光度計(jì)，試劑盒由南京建成科技有限公司提供。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)表示，分別采用兩組獨(dú)立樣本的t 檢驗(yàn)和單因素方差分析中均數(shù)的兩兩比較方法(LSD 法)，P ＜0.05 為具有顯著性差異，P ＜0.01 為具有非常顯著性差異。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)動物數(shù)量分析

本實(shí)驗(yàn)共納入60 只大鼠，運(yùn)動組脫失2 只，運(yùn)動+中藥組脫失2 只，56 只大鼠納入結(jié)果分析。

2.2 炙甘草湯對大鼠力竭游泳持續(xù)時(shí)間的影響

表1 兩組大鼠的力竭游泳持續(xù)時(shí)間(h)

由表1 可見，與運(yùn)動組相比，運(yùn)動+中藥組的游泳持續(xù)時(shí)間顯著增加(P ＜0.05)。

2.3 炙甘草湯對大鼠血清cTnI 的影響

表2 三組大鼠的血清cTnI(ng/ml)

由表2 可見，與對照組相比，其它兩組cTnI 均顯著性升高(P ＜0.05);與運(yùn)動組相比，運(yùn)動+中藥組cTnI 顯著性降低(P ＜0.05)。

2.4 炙甘草湯對大鼠心肌SOD、MDA 的影響

表3 三組大鼠的心肌SOD、MDA)

表3 三組大鼠的心肌SOD、MDA)

與對照組相比，aP ＜0.05，與運(yùn)動組相比，bP ＜0.05

組別 n SOD(U/mgprot) MDA(nmol/mgprot)對照組20 148.24±27.68 0.93±0.27運(yùn)動組 18 60.34±21.90a 2.45±0.18a運(yùn)動+中藥組18 124.42±19.87b 1.25±0.86b

由表3 可見，與對照組相比，運(yùn)動組心肌SOD 活性顯著降低(P ＜0.05);與運(yùn)動組相比，運(yùn)動+中藥組心肌SOD 活性顯著升高(P ＜0.05)。與對照組相比，運(yùn)動組心肌MDA 含量顯著升高(P ＜0.05);與運(yùn)動組相比，運(yùn)動+中藥組大鼠心肌MDA 含量顯著降低(P＜0.05)。

3 分析討論

3.1 SOD、MDA

SOD 是體內(nèi)重要的抗氧化酶，其水平與自由基含量呈負(fù)相關(guān)，可間接反映機(jī)體內(nèi)自由基的含量。MDA的量可以反映機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的程度，間接地反映出細(xì)胞損傷的程度。力竭運(yùn)動會使細(xì)胞代謝增強(qiáng)，使細(xì)胞內(nèi)的能量供給不足，引起氧自由基生成增多，產(chǎn)生MDA，發(fā)生脂質(zhì)過氧化而造成細(xì)胞損傷［3］。

很多研究發(fā)現(xiàn)［4－6］，小鼠進(jìn)行力竭性游泳運(yùn)動后，MDA 含量顯著升高(P ＜0.05)，SOD 活性顯著降低(P＜0.05)。王文成等研究發(fā)現(xiàn)，小鼠進(jìn)行一次力竭游泳后，心肌組織MDA 含量顯著增加，運(yùn)動中自由基大量生成，消耗了大量SOD，使SOD 活性顯著下降。劉曉莉等的研究卻發(fā)現(xiàn)，小鼠進(jìn)行反復(fù)力竭遞增負(fù)荷跑臺運(yùn)動6 天，運(yùn)動后即刻心肌SOD 活性和MDA 含量均較對照組顯著升高，可能運(yùn)動疲勞導(dǎo)致自由基生成增加，SOD 會代償性增加，自由基可攻擊細(xì)胞膜的多不飽和脂肪酸，啟動脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，使MDA 升高。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，運(yùn)動組大鼠心肌SOD 活性顯著降低，而MDA 含量顯著升高，說明兩周的反復(fù)力竭運(yùn)動使自由基大量生成，消耗了大量SOD 而使其降低，自由基在體內(nèi)堆積，攻擊細(xì)胞膜，使膜脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA 含量增加，引起心肌細(xì)胞損傷，這與其它研究結(jié)果一致。

炙甘草湯組方中重用炙甘草補(bǔ)氣生血，養(yǎng)心益脾;生地黃滋陰補(bǔ)血，充脈養(yǎng)心，二藥重用，益氣養(yǎng)血以復(fù)脈之本，共為君藥。人參、大棗補(bǔ)益心脾，合炙甘草則養(yǎng)心復(fù)脈，補(bǔ)脾化血之功益著;麥冬、胡麻仁、阿膠，甘潤養(yǎng)血配生地黃則滋心陰，養(yǎng)心血，充血脈之力尤彰;桂枝，生姜辛溫走散，溫心陽，通血脈，使氣血流暢以助脈氣接續(xù)，同為佐藥。本實(shí)驗(yàn)中，與運(yùn)動組相比，運(yùn)動+中藥組大鼠的SOD 活性顯著升高，MDA 含量顯著降低，說明炙甘草湯方劑通過數(shù)藥相伍，使陰血足而血脈充，陽氣復(fù)而心脈通，氣血充沛，血脈暢通，使代謝廢物迅速被帶走，自由基減少，對心肌細(xì)胞的損傷也減少。

3.2 cTnI

力竭運(yùn)動或長期過度訓(xùn)練會對心肌造成不同程度的損傷，如心肌出現(xiàn)供血供氧障礙，心肌結(jié)構(gòu)受損，細(xì)胞凋亡增加等，進(jìn)而影響心臟機(jī)能，甚至導(dǎo)致運(yùn)動猝死。心肌肌鈣蛋白(cTn)是心肌橫紋肌收縮的調(diào)節(jié)蛋白，不受骨骼肌等其它組織病變的影響，具有高度的心肌損傷特異性和敏感性，在臨床上已逐步取代肌酸激酶同工酶MB，成為目前最理想的心肌損傷診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”。它包括三個(gè)亞單位:cTnC，cTnI，cTnT，其中cTnI是一種較理想的心肌細(xì)胞特異性標(biāo)志物，特異性好于cTnT 和cTnC。

力竭運(yùn)動可導(dǎo)致肌鈣蛋白含量升高已被大多數(shù)學(xué)者證實(shí)。聶金雷［1］首次提出血清cTn 可科學(xué)監(jiān)控運(yùn)動負(fù)荷，并可評估運(yùn)動性心肌損傷的危險(xiǎn)程度，他指出一次急性長時(shí)間運(yùn)動可致cTn 升高，反復(fù)力竭運(yùn)動大鼠心臟充血腫大的程度較一次力竭運(yùn)動大鼠更為顯著，且心室腔有明顯擴(kuò)大，引起的血清cTnI 升高更明顯，對心肌損傷更重。Thomas 等人［2］建立大鼠游泳運(yùn)動心肌損傷模型，發(fā)現(xiàn)反復(fù)力竭運(yùn)動導(dǎo)致亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷較重，100%的大鼠均發(fā)生了肌小管腫脹和斷裂。尹士優(yōu)等 研究表明，力竭運(yùn)動后即刻，血清cTnI 水平明顯升高，運(yùn)動后24 小時(shí)仍保持在較高水平。王福文等研究也發(fā)現(xiàn)，反復(fù)力竭運(yùn)動后即刻到96 小時(shí)的不同時(shí)相，大鼠血清cTnI 的濃度皆有不同程度的升高，96 小時(shí)基本恢復(fù)到運(yùn)動前水平;不同時(shí)相大鼠心肌細(xì)胞均有不同程度的損傷，96 小時(shí)有所減輕，血清cTnI 水平的升高對運(yùn)動性心肌損傷具有較高的診斷價(jià)值。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反復(fù)力竭游泳兩周的大鼠，其cTnI 水平較對照組有顯著性升高，說明經(jīng)過兩周的力竭運(yùn)動，大鼠出現(xiàn)了心肌損傷。運(yùn)動+中藥組大鼠雖然也進(jìn)行了兩周的力竭運(yùn)動，但與運(yùn)動組相比，其cTnI 水平顯著降低，說明炙甘草湯方劑通過提高SOD 活性，降低MDA 水平，減少自由基對心肌細(xì)胞的攻擊，從而保護(hù)心肌。

3.3 力竭游泳持續(xù)時(shí)間

心臟作為人體的動力器官，在維持正常的血液循環(huán)，確保各組織、器官的血液與營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)上發(fā)揮著重要作用。劇烈運(yùn)動時(shí)，機(jī)體各組織、器官的血液重新分布，心輸出量的80%－90%用于供應(yīng)運(yùn)動肌肉。心臟功能越強(qiáng)，運(yùn)動能力越強(qiáng)，抗疲勞能力越強(qiáng)。運(yùn)動性疲勞的最直接表現(xiàn)是運(yùn)動耐力的下降，而力竭游泳持續(xù)時(shí)間則是反映運(yùn)動耐力的重要指標(biāo)。本研究結(jié)果表明，炙甘草湯可以顯著延長大鼠負(fù)重游泳至力竭的時(shí)間，說明炙甘草湯通過顯著降低MDA 水平，提高SOD 活性，減輕自由基對心肌細(xì)胞的破壞，降低反復(fù)力竭運(yùn)動對心肌造成的損傷，保護(hù)心肌，改善心臟功能，從而顯著提高大鼠的運(yùn)動耐力。

4 結(jié)論與展望

中藥方劑炙甘草湯能顯著降低MDA 水平，提高SOD 活性，減輕自由基對心肌細(xì)胞的破壞，降低反復(fù)力竭運(yùn)動對心肌造成的損傷，起到保護(hù)心肌的作用，從而顯著延長大鼠力竭游泳持續(xù)時(shí)間，提高運(yùn)動耐力。

從目前的文獻(xiàn)資料來看，實(shí)驗(yàn)動物模型的建立研究比較成熟，并利用各種中藥形式進(jìn)行干預(yù)研究，探討中藥對力竭運(yùn)動心肌細(xì)胞的保護(hù)作用。目前少見經(jīng)典或經(jīng)驗(yàn)方劑干預(yù)力竭運(yùn)動心肌損傷的系列研究，缺少中藥劑量細(xì)化以及運(yùn)動后不同時(shí)相的干預(yù)效果等方面的系統(tǒng)深入研究。今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)以上方面的研究，以便為中醫(yī)藥開發(fā)防治運(yùn)動心肌損傷提供科學(xué)依據(jù)。

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