五味子多糖的提取及其對高溫下游泳小鼠代謝的影響

池愛平，郭歡歡，康堔喆，李 虹，張海猛

五味子多糖的提取及其對高溫下游泳小鼠代謝的影響

池愛平，郭歡歡，康堔喆，李 虹，張海猛

目的：研究五味子多糖（Schisandra chinensls Polysaccharide, SCP）的基本理化性質及其對高溫下小鼠游泳能力與糖代謝的影響。方法：采用水提醇沉法提取了SCP，對其基本成分含量、紫外和紅外光譜進行了檢測；同時建立了一個5周的小鼠高溫游泳模型，灌胃不同劑量的SCP水溶液，測定了小鼠的游泳力竭時間，然后分別在小鼠力竭運動即刻、運動后24h恢復2種情況下取材，測定了血糖、血乳酸的濃度以及肝、肌糖原含量。結果：SCP是一種蛋白多糖，對小鼠高溫下游泳力竭時間有明顯的延長作用，顯著提高小鼠肝糖原和肌糖元儲備。結論 SCP具有抗運動性疲勞的作用，其機理與其調節(jié)機體糖代謝有關。

五味子多糖；高溫環(huán)境；糖代謝；運動疲勞

人體的溫度必須保持相對的恒定才能進行正常的機能活動。人對體內深部溫度只能耐受4℃左右的變化，超過這個范圍對人體機能將產生不良影響[1-3]。熱環(huán)境下運動，供能物質中碳水化物的氧化代謝明顯增加[4-5]，因此，補充碳水化合物對于機體延緩疲勞具有積極地意義。眾所周知，植物多糖具有廣泛的生物活性，近幾年的研究表明部分植物多糖可能通過調節(jié)機體糖代謝能力、免疫調節(jié)能力和抗氧化能力來影響機體的運動[6-8]。五味子為木蘭科植物，五味子的干燥成熟果實具有收斂固澀、益氣生津、補腎寧心之功效[9]，其多糖成分具有保肝、提高免疫、抗疲勞、抗衰老、抗腫瘤等藥理[10-12]。但關于五味子多糖與運動疲勞相關的研究，卻未見報道，因此，本實驗采用水提醇沉法，對五味子多糖(SCP）進行提取，建立了小鼠5周的耐力運動模型，通過服用不同劑量的SCP溶液，來檢測SCP對小鼠耐力運動能力與糖代謝能力的影響，旨在為進一步開發(fā)五味子多糖運動補劑提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 多糖的提取與純化

五味子干燥果實（1 000g）購自西安市吳家墳中藥店。SCP的提取過程參照文獻[13]采用的水提醇沉法。簡言之：五味子粉碎，80％的乙醇中浸提2h，過濾取渣， 在80℃的蒸餾水中提取2次（料液比為1：15），每次2h，合并提取液，濃縮，Sevage法除游離蛋白，低溫下滴加30％的過氧化氫脫色至淺黃色，透析袋（MW10 000）對水透析24h脫鹽，然后用終濃度為80％的乙醇沉淀，靜置過夜，離心，沉淀物用無水乙醇、丙酮、乙醚依次洗滌，最后冷凍干燥，即得SCP。三氯甲烷、無水乙醇、氯化鈉、丙酮、甲醇、氫氧化鈉、乙醚、氯仿、正丁醇、濃硫酸均為西安市化學試劑廠產品，等級為AR級。

1.2 SCP的基本理化性質測定方法

糖含量的測定采用蒽酮-硫酸法測定多糖含量[14]；蛋白含量測定采用雙縮脲法[15]；紫外圖譜使用的儀器是U-3900/3900H型紫外光譜儀（日立），使用前將多糖樣品稱取5 mg，配成0.5 mg/mL的溶液，以蒸餾水為對照，在190nm-600 nm區(qū)域掃描。紅外圖譜使用的儀器是Tensor27紅外光譜儀（德國布魯克），使用前準確稱取多糖樣品3mg，與400 mg干燥的KBr混勻，在瑪瑙研缽中研磨5 min，壓片，在4 000 cm-1-400cm-1的范圍內測定紅外光譜。

1.3 實驗動物與分組

實驗動物為健康昆明種雄性小鼠，2月鼠齡，體重22-26g，由陜西省交大醫(yī)學院實驗動物飼養(yǎng)中心購入，同時購入基礎飼料。動物飼養(yǎng)室的溫度為12℃-18℃，相對濕度為43％-50％，光照隨同自然光變化。將小鼠隨機分為4組：常溫對照組（NC）、高溫對照組（HC）、高溫SCP低劑量（100 mg/kg·d）游泳組（HS1）、高溫SCP高劑量（200mg/kg·d）游泳組（HS2），每組20只。適應性飼養(yǎng)一周后進行試驗。

1.4 運動模型

各組小鼠在塑料水池（長寬高為：80cm×60cm×50cm，水深40cm）進行為期5周的游泳訓練，每周的周一至周六每天18：00進行90 min的游泳訓練，NC組在30±2℃的水溫中游泳，其他3組的在40℃±2℃的水溫中進行。周日休息，最后一周的周六訓練時間改為力竭游泳（力竭判斷的標準：以小鼠頭部沉入水中5s不能浮出水面）。每次運動結束后進行灌胃： HS1、HS2組小鼠分別灌胃劑量為100 mg/kg·d和200 mg/kg·d的SCP水溶液。NC、HC組小鼠同時灌胃等體積的生理鹽水。

1.5 相關生化指標測定

記錄小鼠力竭時間，力竭游泳結束后，立刻在每組小鼠中隨機選擇一半，進行采血處死取材，測定項目包括：血糖、血乳酸、肌糖原、肝糖原的水平。每組剩余的一半小鼠恢復24h后，進行采血處死取材，測定相同項目。測定均使用南京建成生物制劑公司生產的試劑盒，按照說明操作。

1.6 數據處理

數據用SPSS10.0統(tǒng)計軟件進行分析，組間比較采用單因素方差分析，用均數±標準差（x±s）表示。

2 結果與分析

2.1 SCP的基本理化性質

采用水提醇沉法從1 000 g五味子原料中提取SCP 41.83 g，得率4.18 ％。雖然本實驗采用Sevage法除去了SCP中的游離蛋白，但在其紫外圖譜（圖1）的280nm左右有強吸收峰，表明SCP含有結合蛋白，屬于蛋白多糖。紅外圖譜（圖2）顯示：SCP屬于典型的多糖結構，在824.14 cm-1處的弱吸收峰表示SCP屬于α構型。

圖1 SCP的紫外光譜Figure 1 Ultraviolet Spectrum of SCP

圖2 SCP的紅外圖譜Figure 2 Infrared Spectrum of SCP

2.2 力竭游泳時間的比較

各組小鼠力竭游泳時間的結果見圖3：

圖3 小鼠力竭游泳時間對比（n=20）注：*：與NC組比較（P＜0.05）；#：與HC組比較（P＜0.01）Figure 3 Comparison of swimming exhaustion time in mice （n = 20）*： Compared with NC group （P＜0.05）, #： Compared with HC group （P＜0.05）

力竭時間是判斷運動小鼠是否疲勞的方法之一。圖3顯示，高溫運動對照度的游泳力竭時間顯著低于常溫對照組（P＜0.05），說明高溫能夠使游泳小鼠的疲勞提前到來。而與高溫對照組小鼠力竭時間相比較，低劑量的SCP組沒有顯著性差異，但是高劑量SCP組有顯著性延長，說明一定劑量的SCP在高溫環(huán)境下具有明顯的抗運動疲勞的作用。

2.3 SCP對高溫游泳訓練小鼠血糖、血乳酸、糖原含量的影響

表1結果顯示，高溫組小鼠與常溫對照組相比較，在運動恢復24 h，血糖濃度和肝糖原含量的依然顯著性降低（P＜0.05），表明高溫使糖的消耗更為明顯；而SCP組與高溫組小鼠相比較，在運動恢復24 h，特別是SCP高劑量組小鼠血糖濃度、肌糖原和肝糖原含量的顯著性的升高（P＜0.05），表明SCP在一定程度上，增加了機體糖原的恢復與儲備；同組之間的比較中，除了在常溫對照組和高溫對照組的血糖恢復不明顯之外，其余各組的相關指標的恢復都在不同程度上具有顯著性（P＜0.05 orP＜0.01）。

表1 小鼠血糖、血乳酸、糖原含量的比較Table 1 Comparison of the content of blood sugar, blood lactic acid and glycogen in mice

3 討 論

經過一系列的提取與純化，本實驗得到的五味子多糖是一種蛋白多糖，在構型中只有α構型。運動性疲勞是一個極其復雜的身體變化綜合反應過程。研究證明在長時間大強度運動中，糖原耗盡、血糖濃度降低、乳酸堆積都能誘發(fā)運動性疲勞的發(fā)生[16]。而在高溫下運動，機體糖代謝水平情況更加不良[17]。本實驗通過小鼠的游泳力竭時間對比，證明了常溫對照組的力竭時間較高溫對照組的時間明顯延長，說明高溫對小鼠的運動能力造成了影響，是的疲勞提前到來。血糖、血乳酸、肌糖原和肝糖原幾個生化指標可以用來反映機體運動的糖代謝情況[18]。實驗結果顯示血糖的變化不明顯，可能與血糖的動態(tài)平衡性有關。乳酸含量在另外一個方面反應了糖進行無氧酵解的程度，也是反映機體有氧代謝能力的一個指標[19]。實驗結果表明，補充SCP后，機體乳酸含量較對照組降低，說明SCP促進了機體糖的有氧代謝能力。肝、肌糖原儲備水平是反映肌體的有氧代謝能力和疲勞程度的重要指標[20]。實驗結果表明，補充SCP后，對于肝糖原和肌糖原的含量都有顯著的增強作用。綜合上述，五味子多糖具有促進運動小鼠機體糖原儲備，使其在高溫下運動時能夠具有相對充足的能量儲備，以延長其運動疲勞的發(fā)生。進而改善其運動能力。

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Extraction of Schisandra Chinensls Polysaccharide and its Influence on Glycometabolism of Swimming Rice in High Temperature

CHI Ai-ping, GUO Huan-huan, KANG Chen-zhe, et al

Purpose: To evaluate the basic physical and chemical properties of Schisandra Chinensls Polysaccharide (SCP) and its effect on glycometabolism of swimming rice in high temperature. Methods: The extraction on SCP used the method of water extract and alcohol precipitation, and the basic content, ultraviolet and infrared spectrums of SCP were tested. At the same time a 5 weeks of mice swimming model in high temperature was established, and the swimming exhaustion time of mice was determined and the different dose of SCP were given by oral gavages, and then the concentrations of blood glucose, blood lactic acid as well as the contents of muscle glycogen and liver glycogen were measured, respectively, in both cases after exercise and after for 24 h-recovery in mice. Results: SCP is a kind of polysaccharide containing protein and can prolong the swimming mice exhaustion time under high temperature and improved the Glycometabolism in mice. Conclusion: SCP has the function of anti-fatigue in high temperature sports, which was related to regulation the sugar metabolism.

SCP; High temperature; Glycometabolism; Sports fatigue

1007―6891（2014）06―0025―03

G804.7

A

2014-06-26

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目（GK201402046）；陜西師范大學“211工程”項目；陜西師范大學體育學院青年教師科研基金項目。

陜西師范大學體育學院，陜西 西安，710119。

Institute of P.E., Shaanxi Normal University, Shaanxi Xi’an, 710119, China