張曉峰,劉大鐸
(吉林師范大學體育學院體育教育教研室,吉林 四平 136000)
羅漢果提取物對運動疲勞小鼠的抗疲勞作用
張曉峰,劉大鐸
(吉林師范大學體育學院體育教育教研室,吉林 四平 136000)
目的:研究羅漢果提取物(SGFE)的抗運動疲勞作用,為SGFE的臨床應用提供依據(jù)。方法:將144只雄性ICR小鼠隨機分為對照組、SGFE低劑量組、SGFE中劑量組和SGFE高劑量組,每組36只。對照組小鼠每天口服1.0mL生理鹽水,其他3組小鼠每天給予1.0mL SGFE(SGFE分別為100、200和400mg·kg-1),所有小鼠每周進行3次持續(xù)15min的被動游泳訓練,持續(xù)28d。末次小鼠被動游泳實驗后處死,采集血液、肝臟和腓腸肌分別檢測小鼠血乳酸(BLA)、血尿素氮(BUN)、肝糖原和肌糖原濃度。結果:與對照組比較,SGFE低、中和高劑量3組小鼠的游泳力竭時間延長(P<0.05),但SGFE 3組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P<0.05);SGFE低、中和高劑量組小鼠BLA濃度明顯低于對照組(P<0.05),且隨SGFE劑量增加有下降趨勢;SGFE中劑量組和高劑量組小鼠BUN濃度明顯低于對照組(P<0.05),但低劑量組小鼠BUN濃度與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義。SGFE低、中和高劑量組小鼠肝糖原和肌糖原濃度明顯高于對照組(P<0.05),且隨著SGFE劑量的增加有升高趨勢。結論:補充SGFE對運動疲勞小鼠有明顯的抗疲勞功效。
羅漢果提取物;運動疲勞;血乳酸;血尿素氮;小鼠,ICR
羅漢果為葫蘆科多年生草質藤本植物羅漢果的干燥成熟果實,主要分布于廣東、廣西、貴州、江西和湖南等地區(qū)。羅漢果作為傳統(tǒng)中藥,在廣西民間用藥歷史已有300多年,主要被用于治療喉炎、支氣管炎和胃腸疾病。現(xiàn)今研究[1]顯示:羅漢果提取物(siraitia grosvenorii fruit extracts,SGFE)有廣泛的藥理學和促進健康的作用,包括提高免疫力、抗氧化、抗糖尿病、抗腫瘤和抗炎癥作用。羅漢果主要活性成分是羅漢果苷,屬于葫蘆烷型三萜類,包括羅漢果苷Ⅳ、羅漢果苷Ⅴ、羅漢果皂苷ⅣA、羅漢果二醇Ⅰ苯甲酸醞、羅漢果新苷、羅漢果苷Ⅲ、羅漢果皂苷ⅡA1、賽門苷Ⅰ、11-氧化-羅漢果苷Ⅴ、羅漢果ⅡE、羅漢果苷ⅢE和羅漢果苷A等。苷類是很多名貴中藥的主要活性成分,常被用來研制新藥,如SGFE一直被用作抗肝炎藥物,而有關SGFE抗疲勞功效的研究報道較少,本研究探討SGFE對運動疲勞小鼠的作用,為運動營養(yǎng)補劑的研究提供依據(jù)。
1.1 實驗動物及分組 144只雄性ICR小鼠(體質量18~22g)購于吉林省長春市動物繁育實驗研究中心,動物合格證號:1204015。小鼠被單獨飼養(yǎng),環(huán)境溫度保持在(23±2)°C、濕度(50±5)%,維持12h光亮和12h黑暗交替循環(huán),小鼠可自由攝取水和食物。一切實驗操作均遵守中國動物保護法律法規(guī)和吉林師范大學道德規(guī)范。小鼠在實驗室適應性飼養(yǎng)1周后,隨機分為對照組、SGFE低劑量、SGFE中劑量和SGFE高劑量組,每組36只。對照組小鼠每天給予1.0mL生理鹽水,其他3組小鼠每天給予1.0mL SGFE,劑量分別為100、200和400mg·kg-1,持續(xù)28d。各組小鼠每周均進行3次15min的被動游泳訓練。末次被動游泳實驗后處死,采集各組小鼠血液、腓腸肌和肝臟組織待測。
1.2 主要試劑 血乳酸(blood lactic acid,BLA)、組織糖原測定試劑盒(動物測試用)購于南京建成生物工程研究所,血尿素氮(blood urea nitrogen,BUN)測定試劑盒購于北京中生北控生物科技股份有限公司;實驗用水和溶液由美國Milli-Q純化系統(tǒng)制備;其他藥品均購于吉林省長春化學試劑有限公司。
1.3 SGFE的制備 羅漢果購于吉林省長春市醫(yī)藥公司,由吉林農業(yè)大學中藥材學院專家鑒定。樣品標本被保存在吉林師范大學。SGFE制備方法依據(jù)參考文獻[2]并適當改良,具體方法:取500g風干的羅漢果,研磨成粉末(顆粒直徑0.2~0.5mm),溶解在70℃的3L蒸餾水中1h后提取水溶液,重復3次。采用高效液相色譜通過柱層析法將水溶液提取物進一步真空、純化、分離,最后真空風干制成SGFE(質量23.2g)。高效液相色譜分析顯示:提取物中苷類占76.4%,其中主要為羅漢果苷。SGFE使用前用生理鹽水溶解。高效液相色譜系統(tǒng)由 Waters 1525Binary HPLC泵、Waters 2487dualλAbstorbance檢測器和XTerra RP18色譜柱構成。
1.4 各組小鼠被動游泳實驗 各組分別取出12只小鼠進行被動游泳實驗。小鼠游泳場所為90cm×45cm×45cm的塑料池,池水溫度保持在(25±2)℃,深度35cm。每只小鼠尾巴上附加重物(小鼠體質量的10%),從實驗開始到小鼠出現(xiàn)協(xié)調運動失調及10s內不能露出水面[3-4],即判斷為運動力竭,記錄各組小鼠的游泳時間。
1.5 血生化指標檢測 各組分別取出12只小鼠進行血生化指標分析。小鼠先負重(小鼠質量的2%)進行30min游泳運動[4],休息60min后,于小鼠眼眶部位采血,按試劑盒說明書操作檢測BLA和BUN水平。各組剩余12只小鼠進行組織糖原分析。小鼠先進行無負重90min游泳運動,休息60min后,宰殺小鼠獲得肝臟和腓腸肌[5]。按照試劑盒測試方法檢測組織糖原濃度。
1.6 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 12.0統(tǒng)計分析軟件進行統(tǒng)計學分析。各組小鼠BLA、BUN、肝糖原和肌糖原水平以±s表示,組間采用Duncan多重比較。
2.1 各組小鼠體質量 實驗前(第0天)和實驗后(第28天)稱量各組小鼠體質量。與實驗前比較,實驗后各組小鼠體質量均有增加,但SGFE低、中和高劑量組小鼠與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),表明補充SGFE對小鼠體質量無影響。見表1。
2.2 各組小鼠血生化檢測結果 與對照組比較,SGFE低、中和高劑量組小鼠游泳力竭時間延長(P<0.05),且隨著SGFE劑量的增加,小鼠游泳力竭時間延長越明顯;SGFE各劑量組小鼠BLA濃度隨SGFE劑量的增加呈現(xiàn)下降趨勢,且均明顯低于對照組(P<0.05);中和高劑量組小鼠BUN濃度明顯低于對照組(P<0.05),而低劑量組與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義;SGFE各劑量組小鼠肝糖原和肌糖原濃度較對照組明顯增高(P<0.05),且隨SGFE劑量的增加有升高趨勢。見表2。
表1 各組小鼠體質量Tab.1 Body weights of mice in various groups(n=3,±s,m/g)
表1 各組小鼠體質量Tab.1 Body weights of mice in various groups(n=3,±s,m/g)
Group Body weight Pre-experiment Post-experiment Control 19.57±1.48 28.23±1.78 SGFE low dosage 20.55±1.30 27.65±1.64 SGFE middle dosage 19.33±1.42 28.30±1.91 SGFE high dosage 20.58±1.56 29.31±2.02
表2 各組小鼠血生化指標的比較Tab.2 Comparisons of blood biochemical indexes of mice in various groups (n=12,±s)
表2 各組小鼠血生化指標的比較Tab.2 Comparisons of blood biochemical indexes of mice in various groups (n=12,±s)
*P<0.05 vs control group.
.44±2.11 1.15±0.21 SGFE low dosage 724.52±19.61* 9.52±0.84* 9.14±1.15 14.35±3.26* 1.84±0.35*SGFE middle dosage 768.76±18.93* 8.86±0.93* 8.22±0.73* 17.41±3.73* 1.92±0.28*SGFE high dosage 821.15±20.11* 7.45±0.96* 7.63±0.66* 19.63±3.51* 2.13±0.55)]Control 550.35±17.34 13.01±1.21 9.85±1.01 7 Group Exhaustive swimming time(t/s)BLA[cB/mmol·L-1)]BUN[cB/(mmol·L-1)Liver glycogen[wB/(mg·g-1)]Muscle glycogen[wB/(mg·g-1*
抗疲勞效果的直接體現(xiàn)是小鼠運動耐力的增加。力竭游泳運動是常用的動物實驗模型,可以很好地評價小鼠的耐力水平,該實驗具有較高的重復性[5]。為了減少小鼠游泳時間、使工作負荷標準化,在小鼠的尾部按其體質量的百分比附加一定重物[6]。有報道[7]顯示:游泳時間增加與疲勞敏感性下降有關。上述研究提示SGFE對小鼠有一定的抗疲勞作用,且功效與補充劑量密切關聯(lián)。
BLA是碳水化合物在無氧條件下的酵解產物,糖酵解是短期劇烈運動的主要供能方式[8]。游泳是全身劇烈運動,消耗大量的能量和氧氣,產生大量的乳酸,乳酸解離生成的氫離子占肌肉中全部酸性物質解離的85%以上,BLA增多使肌肉pH值下降,進而引起一系列的生理化學變化,成為導致疲勞的重要原因[9]。因此,BLA是判斷疲勞程度的重要指標之一,BLA濃度也代表著運動后的疲勞程度和恢復條件[3]。小鼠游泳耐力的增加提示SGFE能降低小鼠體內乳酸的生成。
BUN是蛋白質和氨基酸代謝的產物,是評價機體承受負荷耐力的敏感指標。長跑運動員在運動后,其BUN 濃度明顯升高[10-12]。有研究[7,13]顯示:BUN濃度增加越多,機體運動耐力越差,因此BUN也是重要的疲勞狀態(tài)指標。根據(jù)小鼠游泳時間的延長,提示補充一定劑量的SGFE可以減少蛋白質和氨基酸分解供能。小鼠BLA和BUN濃度的變化表明SGFE具有明顯的抗疲勞功效。
糖是機體運動時的主要供能物質,體內存在方式為血糖和糖原,糖原是糖的儲存形式,主要有肝糖原和肌糖原2種形式,用以維持血糖的穩(wěn)定和滿足骨骼肌運動時的能量需求,與運動疲勞的發(fā)生有密切關聯(lián)。運動時的能量來源于糖原的分解,劇烈運動時肌糖原首先被消耗,之后能量的獲得來自肝糖原不斷釋放進入血中的葡萄糖,因此,機體糖原含量是判斷疲勞的敏感指標。本研究結果提示:SGFE對增加小鼠糖原儲備、降低糖原消耗和減少運動時機體對碳水化合物的利用有一定的功效。
綜上所述,SGFE能夠延長小鼠游泳時間,增加肝糖原和肌糖原含量,降低BLA和BUN濃度,表明SGFE對小鼠有顯著的抗疲勞作用,且作用大小與SGFE劑量有密切關聯(lián)。但當前對SGFE的生物活性研究還不夠深入,缺少細胞和分子水平研究報道,這將是今后研究的重點。
[1]張 宏,李嘯紅.羅漢果的藥理作用和毒性研究進展[J].中國農學通報,2011,27(5):430-433.
[2]Song F,Qi X,Chen W,et al.Effect of Momordica grosvenori on oxidative stress pathways in renal mitochondria of normal and alloxan-induced diabetic mice.Involvement of heme oxygenase[J].Eur J Nutr,2007,46(4):61-69.
[3]Wang JJ,Shieh MJ,Kuo SL,et al.Effect of red mold rice on antifatigue and exercise-related changes in lipid peroxidation in endurance exercise[J].Appl Microbiol Biotechnol,2006,70(6):247-253.
[4]Ma L,Ca DL.Anti-fatigue effects of salidroside in mice[J].J Med Coll PLA,2008,23(5):88-93.
[5]Zhang XL,Ren F.Anti-fatigue activity of extracts of stem bark from Acanthopanax senticosus[J].Molecules,2011,16(3):28-37.
[6]Yao LQ,Li FL.Lycium barbarum polysaccharides ameliorates physical fatigue[J].Afr J Agric Res,2010,5(2):2153-2157.
[7]Mizunoya W,Oyaizu S.Protocol for measuring the endurance capacity of mice in an adjustable-current swimming pool[J].Biosci Biotechnol Biochem,2002,66(5):1133-1136.
[8]You LJ,Zhao MM,Regen styain JM,et al.Invitroantioxidant activity and in vivo anti-fatigue effect of loach(Misgurnus anguillicaudatus)peptides prepared by papain digestion[J].Food Chem,2011,124(3):188-194.
[9]Yalcin O,Bor-Kucukatay M,Baskurt OK,et al.Effects of swimming exercise on red blood cell rheology in trained and untrained rats[J].J Appl Physiol,2000,88(6):2074-2080.
[10]Ding JF,Li YY,Byfird T,et al.Study on effect of jellyfish collagen hydrolysate on anti-fatigue and anti-oxidation[J].Food Hydrocol,2011,25(4):1350-1353.
[11]Cooke M,Iosia M,Buford T,et al.Effects of acute and 14-day coenzyme Q10supplementation on exercise performance in both trained and untrained individuals[J].J Int Soc Sports Nutr,2008,5(3):8-11.
[12]Huang LZ,Huang BK,Ye Q,et al.Bioactivity-guided fractionation for anti-fatigue property of Acanthopanax senticosus[J].J Ethnopharmacol,2011,133(5):213-219.
[13]Tang KJ,Nie RX,Jing LJ,et al.Anti-athletic fatigue activity of saponins (Ginsenosides) from American ginseng (Panax quinquefolium L.)[J].Afr J Pharm,2009,3(1):301-306.
Anti-fatigue effect of siraitia grosvenorii fruit extracts on mice with exercise fatigue
ZHANG Xiao-feng,LIU Da-duo
(Department of Physical Education,School of Physical Education,Jilin Normal University,Siping 136000,China)
Objective To discuss the anti-fatigue effects of siraitia grosvenorii fruit extracts(SGFE)on the mice with exercise fatigue and to provide basis for clinical application of SGFE.Methods 144male ICR mice were randomly divided into control group(n=36),SGFE low dosage group(n=36),SGFE middle dosage group(n=36)and SGFE high dosage group(n=36).The mice in control group were
an oral administration of physiological saline in a volume of 1.0mL,and the mice in other three groups were received 1.0mL of SGFE(100,200and 400mg·kg-1,once a day)for 28d.All mice were forced to swim for 15min each day.After 28d,the blood,liver and gastrocnemius were collected after forced swimming test,and the biochemical parameters related to fatigue,including blood lactic acid(BLA),blood urea nitrogen(BUN),liver glycogen,and muscle glycogen were measured.Results Compared with control group,the exhautive swimming time of the mice in SGFE low,middle and high dosage groups was prolonged(P<0.05),but there were no significant differences between SGFE low dosage,middle dosage and high dosage groups(P>0.05);the levels of BLA of mice in SGFE low dosage,middle dosage and high dosage groups were significantly lower than that in control group(P<0.05),and the BLA levels showed a decreasing trend with the increase of SGFE in SGFE low,middle and high dosage groups.The levels of BUN of mice in SGFE middle and high dosage groups were significantly lower than that in control group(P<0.05),but there was no significant difference between SGFE low dosage group and control group.The levels of liver glycogen and muscle glycogen of mice in SGFE low,middle and high dosage groups were significantly higher than that in control group(P<0.05),and they showed a increasing trend with the increase of SGFE dosagein SGFE low,middle and high dosage groups.Conclusion SGFE has significant anti-fatigue effect on the mice with exercise fatigue.
siraitia grosvenorii fruit extracts;physical fatigue;blood lactic acid;blood urea nitrogen;mice,ICR
R962
A
1671-587Ⅹ(2013)03-0494-04
10.7694/jldxyxb20130314
2012-09-20
吉林省科技廳自然科學基金資助課題 (20070573)
張曉峰 (1977-),男,吉林省四平市人,講師,醫(yī)學碩±,主要從事運動人體科學方面研究。
劉大鐸 (Tel:0434-3292037,E-mail:chinaboy20000@163.com)
時間:2013-04-23 18:40
網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/22.1342.R.20130423.1840.005.html