富硒板黨對力竭運動大鼠心肌線粒體抗氧化作用的影響*

王振富，鐘 靈，肖本見

（1.湖北民族學(xué)院醫(yī)學(xué)院，2.湖北民族學(xué)院附屬民大醫(yī)院，恩施445000）

富硒板黨（rich selenium banqiao codonopsis pilosula）一名始見于《現(xiàn)代中藥材商品手冊》［1］，因其生長于有“中國硒都”之稱的湖北恩施板橋境內(nèi)，故簡稱“板黨”。黨參為桔梗科植物黨參、素花黨參或川黨參的干燥根莖，為常用中藥，味甘、平，歸脾、肺經(jīng)，具補中益氣、健脾益肺的功效。用于脾肺虛弱，氣短心悸，食少便溏，虛喘咳嗽，內(nèi)熱消渴［2］。研究表明黨參對缺血性腦損傷和低氧／復(fù)氧脂質(zhì)過氧化損傷有保護作用［3］，而關(guān)于其在運動過程對心肌細胞損傷的保護作用尚未見相關(guān)報道。本實驗通過建立力竭運動大鼠動物模型，觀察富硒板黨對力竭運動大鼠心肌線粒體的抗氧化作用影響，從而為該藥用于抗運動疲勞提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 藥材、試劑和儀器

富硒板黨購自恩施峰嵐板橋黨參有限責(zé)任公司；超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（glutathine peroxidease，GSH-Px）、過氧化氫酶（catalase，CAT）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、過氧化氫（H2O2）等試劑盒均購于南京建成生物研究所；BS224S型電子分析天平，DL-50型超級恒溫器，RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，CQ-250超聲波清洗器，756MC型紫外可見光分光光度計，GL-20G高速冷凍離心機。

1.2 富硒板黨水溶液的制備

將適量富硒板黨粉碎過10目篩，加水浸泡30 min，經(jīng)超聲提取2次，每次45 min，然后合并濾液，濃縮，濾過，加適量蒸餾水，將溶液pH調(diào)至近中性，G4垂熔玻璃漏斗濾過，使其成為1 g／ml水溶液。滅菌，冷藏備用。

1.3 動物和分組

本實驗選用健康SD雄性大鼠，由同濟醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供，體重200～240 g，共30只。將大鼠隨機分為3組（n＝10）：安靜對照組，力竭運動組（訓(xùn)練組），力竭運動訓(xùn)練＋富硒板黨組（訓(xùn)練加藥組），各組每天自由攝食飲水，同時訓(xùn)練加藥組每天灌胃板黨提取物的水溶液（5.0 g／（kg·d）），安靜組和訓(xùn)練組灌胃同體積的生理鹽水，給藥6周。動物體重：安靜對照組（225±8）g，訓(xùn)練組（223±8）g，訓(xùn)練加藥組（228±9）g。

1.4 實驗方法

在正式實驗前，實驗動物在國產(chǎn)跑臺上做5 min的適應(yīng)性訓(xùn)練（速度8.5 m／min，坡度為0）。正式實驗時，訓(xùn)練組和訓(xùn)練加藥組大鼠采用Bedford，根據(jù)大鼠體重攝氧量回歸方程建立遞增負荷跑臺運動疲勞模型，訓(xùn)練持續(xù)6周，每周6天，周日休息。先進行1周適應(yīng)性訓(xùn)練，逐漸提高運動強度至80%VO2max以上，最后一天訓(xùn)練至力竭。運動時用毛刷刺激動物尾部或用聲光刺激，使動物保持在跑臺前部1／3處，以保證一定運動強度。在訓(xùn)練期的最后一天，安靜組大鼠用20%烏拉坦（ml／kg bw）腹腔麻醉后，打開胸腔，立即取出心臟備用。訓(xùn)練組和訓(xùn)練加藥組大鼠進行一次性力竭運動，在力竭運動后立即麻醉處死，取材備用（具體方法同安靜組）。心肌線粒體懸液的制備：參考聶金雷［4］等的方法，采用差速離心法。取大鼠心肌用介質(zhì)Ⅰ（0.125mol／L蔗糖溶液，3.0mol／L n-2-羥乙基呱嗪-n-2-乙磺酸，0.5 mmol／L乙二胺四乙酸，pH＝7.4）沖洗凈血污，剔除結(jié)締組織，剪碎，加20 ml介質(zhì)電動勻漿器勻漿，2 500 r／min離心 5 min，取上清液于 1 200 r／min離心 10min，沉淀用介質(zhì)Ⅱ（0.25 mol／L蔗糖溶液，3.0 mol／L n-2-羥乙基呱嗪-n-2-乙磺酸，0.5mmol／L乙二胺四乙酸，pH＝7.4）懸浮，手動勻漿器勻漿，加入 2ml介質(zhì)Ⅱ，1 200 r／min離心10 min，沉淀懸浮在0.5 ml介質(zhì)Ⅱ中，即為線粒體懸液，備用。按試劑盒說明書測SOD、GSH-Px、CAT、MDA和H2O2各項指標。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

實驗數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差（±s）表示，由 SPSS 15.0系統(tǒng)完成配對t檢驗。

2 結(jié)果

結(jié)果顯示，與安靜對照組比較，力竭運動引起大鼠心肌線粒體 MDA和 H2O2含量顯著升高，抗氧化酶 CAT、SOD、GSH-Px活性顯著下降（P＜0.01）；與力竭運動組比較，運動加藥組大鼠心肌線粒體MDA和H2O2含量明顯降低，抗氧化酶 CAT、SOD、GSH-Px活性均顯著升高（P＜0.05，P＜0.01，表1）。

Tab.1 Effect of rich selenium banqiao codonopsis pilosula on anti-oxidation ofmyocardial mitochondria of rats in exhausting exercise（±s，n＝10）

Tab.1 Effect of rich selenium banqiao codonopsis pilosula on anti-oxidation ofmyocardial mitochondria of rats in exhausting exercise（±s，n＝10）

MDA：Malondialdehyde；SOD：Superoxide dismutase；GSH-Px：Gutathion peroxidase；CAT：Catalase；H2O2：Hydrogen peroxide**P＜0.01 vs quiet；＃P＜0.05，＃＃P＜0.01 vs movement

Group MDA（nmol／mg pro）SOD（U／mg pro）GSH-Px（U／mg pro）CAT（U／mg pro）H2O2（mmol／L ）Quiet 2.25±0.24 38.53±4.24 24.33±2.77 9.65±0.68 210.93±33.88 Movement 2.81±0.28** 32.21±3.56** 19.37±2.18** 7.23±0.66** 440.10±34.39**Add drug 2.35±0.28＃＃ 37.86±4.61＃ 23.43±2.48＃＃ 8.08±0.64＃＃ 346.91±33.86＃＃

3 討論

心臟處于嚴重缺血、缺氧狀態(tài)下，心肌細胞自由基增加，而機體清除自由基的能力下降，自由基引起細胞膜脂質(zhì)過氧化作用可使細胞膜通透性增高，鈣離子內(nèi)流，造成心肌細胞和心肌線粒體鈣超載，并發(fā)生缺血、缺氧性損傷，心肌細胞與間質(zhì)膠原間正常比例被破壞，導(dǎo)致心臟自身的防御系統(tǒng)不能有效的發(fā)揮作用，造成心臟出現(xiàn)病理性變化，致使心肌線粒體結(jié)構(gòu)和功能損害。

本實驗的結(jié)果表明，長時間大強度力竭性運動可以導(dǎo)致心肌線粒體抗氧化酶（GSH-Px、SOD、CAT）活性顯著下降，心肌線粒體內(nèi)自由基增多，特別是H2O2大量堆積，SOD也被大量催化歧化反應(yīng)而消耗。因H2O2可作為金屬輔基的還原劑，從而抑制SOD、GSH-Px、CAT等酶的活性。SOD具有特殊的生理活性，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)。當(dāng)H2O2濃度升高時，紅細胞SOD的無規(guī)則卷曲含量增加，β-折疊含量減少。這說明H2O2可使SOD的β-折疊向無規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)變，影響該酶的二級結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致酶活性下降，因此當(dāng)機體中的H2O2濃度增加到一定的程度時，抗氧化酶的活性會受抑制?？寡趸傅幕钚韵陆悼赡苁怯捎诋a(chǎn)物濃度的堆積，抑制酶催化此反應(yīng)的能力造成的［5］，抗氧化物質(zhì)和抗氧化酶大量消耗，致使自由基代謝失衡而堆積，加劇心肌線粒體的氧化損傷。運動加藥組較運動對照組大鼠心肌線粒體抗氧化酶（GSH-Px、SOD、CAT）活性顯著升高，心肌線粒體內(nèi)脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA和H2O2含量顯著下降，說明富硒板黨提取物能提高抗氧化酶的活性，抑制大強度力竭運動造成的心肌線粒體氧化損傷。其可能機制是：（1）富硒板黨提取物中含有刺激抗氧化酶活性的組分，增加抗氧化酶活力；（2）富硒板黨提取物中富含抗氧化成分，可直接中和自由基，抑制H2O2的大量堆積，減少GSH-Px、SOD、CAT等消耗，活性增強，使心肌線粒體內(nèi)自由基代謝達到新的平衡；（3）富硒板黨提取物中某些成分能誘導(dǎo)運動中內(nèi)源性的抗氧化酶的基因表達，增強酶活性。但其具體作用機制還有待進一步研究。

富硒板黨，富含硒元素，資源豐富，質(zhì)地優(yōu)良，可食藥兼用。本實驗研究旨在為該藥用于抗運動疲勞提供理論依據(jù)，同時也為該藥的利用開辟新的前景。

［1］ 張萬福.現(xiàn)代中藥材商品手冊［M］.北京：中國中醫(yī)藥出版社，1997：125.

［2］ 國家藥典委員會編.中華人民共和國藥典2005版一部［S］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：199.

［3］ 肖本見，陳國棟，譚志鑫，等.富硒板黨對低氧耐受小鼠興奮性氨基酸的影響［J］.中國應(yīng)用生理學(xué)雜志，2006，22（2）：151-152，205.

［4］ 聶金雷，蔣春筍，張 勇，等.運動性疲勞的線粒體膜分之機理研究.IV.線粒體質(zhì)子跨膜勢能、質(zhì)子漏與運動性內(nèi)源性氧生成的相互關(guān)系［J］.中國運動醫(yī)學(xué)雜志，2001，20（2）：134-138.

［5］ Kretzschmar M，Muller D，Hubscher J，et al.Influence of aging，training and acute physical exercise on plasma glutathione and lipid peroxides in man［J］.Int J Sports Med，1991，12（2）：218-222.