煙堿對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用研究

侯小東，藺新英，張懷寶，杜詠梅，姜 迎

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.山東大學(xué)，濟(jì)南 250012）

煙堿對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞的作用研究

侯小東1，藺新英2，張懷寶1，杜詠梅1，姜 迎2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，青島 266101；2.山東大學(xué)，濟(jì)南 250012）

為研究煙堿對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間和抗疲勞相關(guān)理化指標(biāo)的影響，選擇 SPF 昆明種雄性小鼠隨機(jī)分為 4 組，試驗(yàn)組每天分別皮下注射尼古丁酒石酸鹽（生理鹽水配制）0.1 mg/kg、0.5 mg/kg、1.0 mg/kg，對(duì)照組每天注射 1.0 mg/kg 生理鹽水，在注射 20 d 后檢測(cè)體重、負(fù)重游泳時(shí)間，以及血尿素氮、血乳酸、肝糖原含量。結(jié)果表明，0.5 mg/kg 尼古丁酒石酸鹽能顯著增加小鼠游泳時(shí)間，降低血尿素氮和血乳酸濃度，而對(duì)肝糖原含量沒有影響。小鼠游泳時(shí)間的增加可能是因?yàn)闊焿A刺激小鼠激素的分泌而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)。

煙堿；運(yùn)動(dòng)；激素

煙堿是煙草中主要的生物堿，是吸煙者產(chǎn)生快感和上癮的主要物質(zhì)。近年來，隨著對(duì)煙堿研究的深入，煙堿許多功能逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。研究表明，煙堿可以促使多巴胺、阿片肽、5-羥色胺、谷氨酸、乙酰膽堿、去甲腎上腺素等多種神經(jīng)遞質(zhì)釋放，提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性[1]，而中樞系統(tǒng)興奮可明顯提高小鼠自主活動(dòng)[2]。本研究通過抗疲勞試驗(yàn)方法，探討煙堿對(duì)小鼠活動(dòng)能力的影響，為進(jìn)一步研究和合理開發(fā)利用提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

健康 SPF 昆明種雄性小鼠，體重 18～22 g，由山東大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。主要試劑與儀器：尼古丁酒石酸鹽（Sigma 公司）。尿素氮試劑盒、肝糖原試劑盒和血乳酸試劑盒（南京建成生物公司）。鉛皮、低速離心機(jī)（上海雷勃爾分析儀器有限公司）、T22N-可見光分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）、游泳箱（上海醫(yī)療器械七廠）。

1.2 方法

小鼠在實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)1周后，隨機(jī)分為對(duì)照、低劑量、中劑量和高劑量組，每組 50 只。對(duì)照組小鼠每天皮下注射 1.0 mg/kg 生理鹽水，低劑量、中劑量和高劑量組分別給予 0.1、0.5、1.0 mg/kg 尼古丁酒石酸鹽（生理鹽水配制），每天皮下注射 1 次，共注射 20 d。試驗(yàn)在山東大學(xué)營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生教研室動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

負(fù)重游泳試驗(yàn)：末次注射后將尾根部負(fù)荷 5%體重鉛皮的小鼠分別置于游泳箱中游泳，水深35 cm，水溫（25±1.0）℃。用秒表記錄小鼠自游泳開始至死亡的時(shí)間。

血清尿素氮測(cè)定：末次注射后小鼠在溫度 30 ℃的水中不負(fù)重游泳 90 min。撈出擦干，休息 60 min后，摘眼球采血 0.5 mL。置 4 ℃冰箱約 3 h，血凝固后 2000 r/min 離心 15 min。取血清按試劑盒說明操作。

肝糖原測(cè)定：末次注射后取肝臟經(jīng)生理鹽水漂洗后用濾紙吸干，精確稱取肝臟 100 mg。按試劑盒說明取堿液 300 μL，加入試管中，沸水浴煮 20 min，流水冷卻，制成糖原水解液。在糖原水解液中加入9.6 mL 蒸餾水，制成 1%肝糖原檢測(cè)液，按照試劑盒說明書操作進(jìn)行測(cè)定。

血乳酸測(cè)定：末次給予受試樣品 30 min 后，用經(jīng)抗凝劑肝素處理過的毛細(xì)管從小鼠眼內(nèi)眥采血20 μL，放入 EP 管，各管加入 120 μL 蛋白沉淀劑，輕輕顛倒混勻，靜置 10 min，3500 r/min 離心 8 min，取上清液進(jìn)行乳酸測(cè)定。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均為數(shù)值變量資料。所有數(shù)據(jù)均經(jīng) SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié) 果

2.1 尼古丁酒石酸鹽對(duì)小鼠體重的影響

由表1 可見，試驗(yàn)喂養(yǎng) 20 d 后試驗(yàn)組與對(duì)照組小鼠的體重均有明顯的增加。各個(gè)試驗(yàn)組與對(duì)照組比較小鼠最終體重沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p＞0.05）。

表1 負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)小鼠的初始體重和終期體重Table 1 Initial and final body weight of swimming test

2.2 負(fù)重小鼠游泳時(shí)間

由表2可見，給予不同劑量的尼古丁酒石酸鹽20 d 后小鼠的游泳時(shí)間均有所增加，其中中劑量組小鼠負(fù)重游泳時(shí)間最長(zhǎng)，與對(duì)照組相比差異極顯著（p＜0.01），低劑量組小鼠負(fù)重游泳時(shí)間次之，與對(duì)照組相比差異顯著（p＜0.05）；高劑量組與對(duì)照組比較差別不大。

表2 尼古丁酒石酸鹽對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響Table 2 Effects of nicotine tartrate on the mice swimming time

2.3 小鼠血尿素氮含量

由表3 可見，給予小鼠尼古丁酒石酸 20 d 后，中劑量組小鼠血尿素氮含量為 6.69 mmol/L，顯著性低于對(duì)照組（P＜0.01），其他兩組小鼠血尿素氮含量與對(duì)照組比較沒有差別。

表3 尼古丁酒石酸鹽對(duì)小鼠血尿素氮的影響Table 3 Effects of nicotine tartrate on mice blood urea nitrogen

2.4 小鼠肝糖原含量

由表4 可見，給予小鼠尼古丁酒石酸試劑 20 d后，各試驗(yàn)組小鼠肝糖原含量與對(duì)照組沒有差別（P＞0.05）。

表4 尼古丁酒石酸鹽對(duì)小鼠肝糖原含量的影響Table 4 Effects of nicotine tartrate on the mice hepatic glycogen

2.5 小鼠血乳酸含量

由表5 可見，經(jīng)注射給予小鼠試劑 20 d 后，小鼠游泳前血乳酸含量無顯著性差異（P＞0.05）。小鼠游泳后的血乳酸含量顯示為中劑量組顯著性低于對(duì)照組（P＜0.05）。其他組與對(duì)照組沒有差別。

表5 尼古丁酒石酸鹽對(duì)小鼠血乳酸含量的影響Table 5 Effects of nicotine tartrate on the mice lactic acid in blood

3 討 論

煙堿是一種N膽堿素受體激動(dòng)劑，可以增加多巴胺的釋放和合成[3]，多巴胺與多巴胺受體結(jié)合控制動(dòng)物的前進(jìn)，后退，僵直，吸氣和理毛功能，多巴胺激動(dòng)劑能增強(qiáng)相應(yīng)運(yùn)動(dòng)能力[4]。Trauth 等[5]研究發(fā)現(xiàn)煙堿能夠刺激幼年大鼠中腦去甲腎上腺素含量增高；連續(xù)給予 15 d 后，中腦 NA 水平明顯增高；成年大鼠中腦和海馬NA釋放也增加。同時(shí)煙堿可以刺激其他神經(jīng)遞質(zhì)分泌（5-羥色胺、阿片肽、谷氨酸）產(chǎn)生欣快感。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)給予適量煙堿 20 d 小鼠肝糖原與對(duì)照沒有差別，而小鼠負(fù)重游泳時(shí)間明顯延長(zhǎng)，推測(cè)小鼠的活動(dòng)能力增強(qiáng)，可能與煙堿刺激激素分泌有關(guān)。小鼠游泳時(shí)間更長(zhǎng)意味著抗疲勞性更強(qiáng)，目前普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為乳酸堆積是骨骼肌疲勞的主要原因[6]，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)適量煙堿可以明顯降低血乳酸濃度，這與吳遠(yuǎn)波等[7]研究煙堿能夠迅速糾正失血性休克動(dòng)物的代謝性酸中毒，并顯著降低血乳酸水平一致。蛋白質(zhì)分解加劇也是機(jī)體產(chǎn)生疲勞的重要生化基礎(chǔ)，血尿素的變化能夠反映蛋白質(zhì)的分解情況，本研究發(fā)現(xiàn)皮下注射適量濃度的尼古丁酒石酸鹽可以明顯降低血尿素氮的含量[8]。

4 結(jié) 論

適量濃度（0.5 mg/kg）尼古丁酒石酸鹽能顯著延長(zhǎng)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間，并可以顯著降低血乳酸和尿素氮的含量，其作用機(jī)理可能是在不增加肝糖原的儲(chǔ)備情況下，煙堿刺激小鼠激素的分泌，增強(qiáng)小鼠的活動(dòng)能力，同時(shí)有效的降低機(jī)體的疲勞感。其確切的分子生物學(xué)機(jī)理需進(jìn)一步開展相關(guān)研究。

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Effect of Nicotine on the Mouse Exercise Induced Fatigue

HOU Xiaodong1, LIN Xinying2, ZHANG Huaibao1, DU Yongmei1, JIANG Ying2
(1.Tobacco Research Institute of CAAS, Qingdao 266101, China; 2. Shandong University, Jinan 250012, China)

To investigate the effect of nicotine on mice swimming tine and physical and chemical indicators of fatigue, SPF Kunming male mice were randomly divided into four groups. Experimental groups were injected subcutaneously nicotine tartrate (Formulated with saline) daily at concentrations of 0.1, 0.5, 1.0 mg/kg. Control group was injected with saline at the concentration of 1.0 mg/kg. After 20 days, mice weight were weighed, the swimming time, urea nitrogen, blood lactate and glycogen were measured. The results showed that 0.5 mg/kg nicotine tartrate could increase swimming time significantly, reduce blood urea concentration and blood lactate glycogen concentration significantly, but could not affect the liver glycogen concentration. The mechanism was speculated that nicotine might stimulate the secretion of hormones and enhances activity in mice.

nicotine; voluntary movement; hormone

S572.01

1007-5119（2014）06-0090-03

10.13496/j.issn.1007-5119.2014.06.018

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)（0032009034）

侯小東，男，碩士，助理研究員，主要從事煙草功能成分與綜合利用。E-mail：houxiaodong@caas.cn

2014-04-03

2014-11-12