瑪咖提取物對緩解小鼠體力疲勞的作用研究

查圣華，許楠，趙慶生，劉璐翾，趙兵，*，王強，張宏（.中國科學(xué)院過程工程研究所生化工程國家重點實驗室，北京0090；.北京同仁堂健康藥業(yè)股份有限公司，北京0090；.北京中科健宇生物科技有限公司，北京0090）

瑪咖提取物對緩解小鼠體力疲勞的作用研究

查圣華1，許楠2，趙慶生1，劉璐翾2，趙兵1，*，王強3，張宏2
（1.中國科學(xué)院過程工程研究所生化工程國家重點實驗室，北京100190；2.北京同仁堂健康藥業(yè)股份有限公司，北京100190；3.北京中科健宇生物科技有限公司，北京100190）

摘要：探討瑪咖提取物對運動小鼠的緩解疲勞生物功效性。將160只健康雄性小鼠隨機分為4批，分別進行負重游泳、血漿尿素測定、肝糖原及血乳酸的測定實驗，每批動物再隨機分為正常對照組、低劑量組、中劑量組和高劑量組，分別為0、0.13、0.27、0.80g/（kg·bw·d），每組10只，連續(xù)灌胃30d后，測定各項指標(biāo)?，斂崛∥锔邉┝拷M0.80g/（kg· bw·d）能顯著延長小鼠負重游泳時間、降低游泳后血漿尿素和血乳酸含量，不能顯著提高小鼠肝糖原儲備。瑪咖提取物具有明顯的緩解疲勞作用。

關(guān)鍵詞：瑪咖；提取物；緩解疲勞；小鼠

瑪咖（Maca，Lepidium meyeniiWalp）為一年生十字花科草本植物，獨行菜屬[1]，其貯藏根為主要食用部分[2]，外皮分3種不同顏色——紫色、黃色和奶油色?，斂гa(chǎn)于海拔3 800m～4 800m的南美秘魯安第斯山區(qū)[3]，是當(dāng)?shù)厝说氖澄飦碓粗籟4]，具有很高的營養(yǎng)價值[5]，不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、礦物質(zhì)[6-7]等多種營養(yǎng)物質(zhì)，還含有生物堿[8]、芥子油苷[9]、瑪咖烯、瑪咖酰胺[10]等活性物質(zhì)。相關(guān)研究表明，瑪咖具有提高生育能力[11]、抗氧化[12]、抗衰老[13]、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌[14-15]和抑制腫瘤[16]等功效。甘瑾等[17]對產(chǎn)自云南3種顏色瑪咖中的生物堿進行了定量分析，結(jié)果顯示其中紫色瑪咖的總生物堿含量最高，并與相關(guān)文獻測定[18]的來源于秘魯?shù)默斂Ц煞鄣目偵飰A含量相近，為我國高原地區(qū)栽培瑪咖的開發(fā)和利用提供了科學(xué)依據(jù)。上世紀(jì)80年代，瑪咖的保健作用普遍被認可，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和國際植物遺傳資源研究所（IPGRI）等國際組織向多個國家推廣種植瑪咖[19]。2011年，我國衛(wèi)生部發(fā)布公告，正式批準(zhǔn)瑪咖粉作為新資源食品[20]，標(biāo)志著我國以瑪咖粉為原料的保健食品合法化。

余龍江等[21]對瑪咖干粉的營養(yǎng)成分進行了分析，并初步探討了對小鼠具有抗疲勞作用，但文獻資料未對瑪咖提取物抗疲勞作用進行科學(xué)實驗研究，本文在現(xiàn)有文獻基礎(chǔ)上研究了瑪咖提取物對運動后小鼠緩解疲勞作用的影響及其機制，為其廣泛應(yīng)用提供理論參考。

1　材料與方法

1.1材料、小鼠與試劑

瑪咖提取物經(jīng)水提、離心、濃縮、干燥所得，由北京中科健宇生物科技有限公司提供。

小鼠雄性，體重20.0 g～23.9 g，SPF級F1代，由上海西普爾-必凱實驗動物有限公司提供，動物生產(chǎn)許可證號SCXK（滬）2008-0016。

血乳酸（LAC）試劑盒：南京建成生物工程研究所。

二乙酰肟法與蒽酮法所用試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2主要儀器與設(shè)備

電子天平（T-1000型、T-2000型）：美國雙杰；電子天平（JA-2003型）：上海菁華；游泳箱（50 cm×50 cm× 40 cm）：定制；紫外分光光度計（Lambda 35）：美國PerkinElmer。

1.3動物實驗

受試瑪咖提取物設(shè)0.13、0.27、0.80 g/（kg·bw·d）3個劑量組，另設(shè)正常對照組以無菌水代替受試物。受試瑪咖提取物用無菌水配制，低、中、高劑量配制濃度分別為13、27、80mg/mL，經(jīng)口每日一次給予小鼠相應(yīng)劑量的受試物，小鼠灌胃量為0.1mL/（10 g·bw）。連續(xù)灌胃30 d測各項緩解體力疲勞指標(biāo)。

實驗條件和方法均按照中華人民共和國衛(wèi)生部衛(wèi)生監(jiān)督司頒布的《保健食品檢驗與評價技術(shù)規(guī)范》（2003年版）中緩解體力疲勞功能檢驗方法進行。

實驗小鼠160只，在溫度為20℃～25℃、相對濕度為40%～70%的實驗室屏障系統(tǒng)中飼養(yǎng)，隨機分成四批，每批40只，分別進行負重游泳實驗、血漿尿素測定、肝糖原測定、血乳酸測定。每批分為正常對照組和瑪咖提取物低、中、高劑量組，每組10只。

1.4試驗方法

1.4.1小鼠負重游泳實驗

末次給小鼠受試物30min后，置于游泳箱中游泳，水深約35 cm，水溫保持在（25±1）℃，小鼠尾根部負荷5%體重的鉛絲。記錄小鼠自由泳開始至死亡的時間，作為小鼠負重游泳時間。

1.4.2小鼠血漿尿素測定

末次給予小鼠受試物30min后，在溫度為30℃的水中不負重游泳90min，休息60min后立即眼眶采血。血液離心后，吸取20μL血漿，采用二乙酰一肟法測定血清中尿素含量[22]。

1.4.3小鼠肝糖原測定

末次給予小鼠受試物30min后，立即處死，取肝臟經(jīng)生理鹽水漂洗后用濾紙吸干，精確稱取肝臟75mg，用蒽酮法測定肝糖原含量。

蒽酮法：樣品中加入堿溶液0.225mL，煮沸20min，配制成1%肝勻漿液，取1%肝勻漿液0.1mL，加2mL蒽酮試劑，煮沸5min，冷卻后在620 nm波長比色測定。

1.4.4血乳酸測定

末次給予小鼠受試物30min后眼眶采血，在不負重的情況下，在溫度為30℃的水中游泳10min后停止，立即眼眶采血，休息20min后再眼眶采血，按照試劑盒法測定小鼠血清乳酸含量。

血乳酸曲線下面積=1/2×（游泳前血乳酸值+游泳后0min的血乳酸值）×10+1/2×（游泳后0min的血乳酸值+游泳后休息20min的血乳酸值）×20

2　結(jié)果與分析

2.1瑪咖提取物對小鼠體重的影響

瑪咖提取物對小鼠體重的影響見表1。

表1　瑪咖提取物對小鼠體重的影響（±SD）Table1　Initialand finalbody weightofm iceon theeffectofm aca extracts（±SD）

表1　瑪咖提取物對小鼠體重的影響（±SD）Table1　Initialand finalbody weightofm iceon theeffectofm aca extracts（±SD）

終末體質(zhì)量/g正常對照組　0　10　21.8±1.0　29.8±1.7　21.8±1.0　29.0±1.3　21.9±1.0　29.7±1.0　21.9±1.0　29.4±1.6低劑量組　0.13　10　21.8±1.0　28.9±1.3　21.8±1.0　29.1±0.9　21.9±1.0　29.5±0.9　22.0±1.1　28.7±1.6中劑量組　0.27　10　21.8±1.0　28.9±0.8　21.9±1.0　28.9±0.8　21.9±1.0　29.1±1.4　21.9±1.1　28.3±0.7高劑量組　0.80　10　21.8±0.9　28.8±1.1　21.9±1.0　28.8±1.5　21.9±1.0　29.1±0.8　21.9±1.1　28.8±1.0組別　劑量/ [mg/（kg·bw·d）]　動物數(shù)/只負重游泳　血清尿素氮測定　肝糖原測定　血乳酸測定初始體質(zhì)量/g終末體質(zhì)量/g初始體質(zhì)量/g終末體質(zhì)量/g初始體質(zhì)量/g終末體質(zhì)量/g初始體質(zhì)量/g

由表1可見，4批小鼠的初始體重0.13、0.27、0.80 g/（kg·bw·d）組與0 g/（kg·bw·d）組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），說明小鼠的初始體重在各組間較為均衡；經(jīng)口給予小鼠不同劑量瑪咖提取物30 d與正常對照組間均數(shù)比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2瑪咖提取物對小鼠負重游泳時間的影響

運動耐力下降是疲勞出現(xiàn)最直觀的體現(xiàn)，小鼠負重游泳時間是反應(yīng)運動耐力的重要指標(biāo)。

表2　瑪咖提取物對小鼠負重游泳時間、游泳后血漿尿素的影響（±SD）Table2　Effectofmaca extractson loaded-sw imm ing timeand blood urea nitrogen（±SD）

表2　瑪咖提取物對小鼠負重游泳時間、游泳后血漿尿素的影響（±SD）Table2　Effectofmaca extractson loaded-sw imm ing timeand blood urea nitrogen（±SD）

注：“*”與正常對照組相比，差異顯著（P﹤0.05）；“**”與正常對照組相比，差異極顯著（P﹤0.01）。

血漿尿素/ （mmol/L）正常對照組　0　10　886±602　7.85±0.64低劑量組　0.13　10　1 235±893　7.55±0.49中劑量組　0.27　10　1 476±823　7.13±0.81高劑量組　0.80　10　1 979±1 025*　6.49±0.88**組別　劑量/[g/ （kg·bw·d）]動物數(shù)/只負重游泳時間/s

由表2可見，不同劑量的瑪咖提取物均能提高小鼠負重游泳時間。與正常對照組負重游泳時間比較，低劑量組小鼠提高了39.4%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P> 0.05）；中劑量組小鼠提高了66.6%，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；高劑量組小鼠提高了123.4%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)果表明，高劑量的瑪咖提取物能明顯提高小鼠的運動耐力。

2.3瑪咖提取物對小鼠游泳后血漿尿素水平的影響

隨著運動的不斷進行，機體將不能通過糖以及脂肪的分解代謝獲取足夠能量，進而分解蛋白質(zhì)與氨基酸以補充能量，代謝過程中產(chǎn)生的尿素使血漿中氮含量明顯升高。血漿尿素含量反應(yīng)機體內(nèi)肌肉蛋白的代謝情況，可評價對運動的體力負荷的承受能力。運動情況下，血漿尿素氮含量越低，說明機體負荷能力越強。

由表2可見，不同劑量的瑪咖提取物均能降低血漿尿素含量。與正常對照組小鼠游泳后血漿尿素含量比較，低劑量組降低了3.8%，中劑量組降低了9.2%，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；高劑量組降低了17.3%，差異極顯著（P<0.01）。結(jié)果表明，瑪咖提取物能加速小鼠運動后血清尿素的清除。

2.4瑪咖提取物對小鼠肝糖原儲備量的影響

糖原是運動能量的重要來源，糖原的儲備量越高，說明在運動時能提供更多的能量，機體的運動能力越強，越有利于抵抗疲勞的產(chǎn)生。

表3　瑪咖提取物對小鼠肝糖原儲備量的影響（±SD）Table3　Effect ofm aca extractson glycogen inliver（±SD）

表3　瑪咖提取物對小鼠肝糖原儲備量的影響（±SD）Table3　Effect ofm aca extractson glycogen inliver（±SD）

組別　劑量/[g/（kg·bw·d）]動物數(shù)/只　肝糖原/（mg/g肝）正常對照組　0　10　4.1±2.9低劑量組　0.13　10　4.9±3.5中劑量組　0.27　10　4.1±2.8高劑量組　0.80　10　7.4±4.4

由表3可見，給予不同劑量瑪咖提取物的小鼠30 d肝糖原儲備量均不低于正常對照組小鼠。與正常對照組比較，3個劑量組平均提高33.3%，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。結(jié)果表明，瑪咖提取物能延緩疲勞出現(xiàn)，但是，對提高肝糖原含量無顯著性影響。

2.5瑪咖提取物對小鼠游泳前后血乳酸值及其曲線下面積的影響

長時間的激烈運動，肌肉處于缺氧狀態(tài)，發(fā)生糖酵解反應(yīng)，產(chǎn)生大量乳酸，乳酸的堆積是疲勞產(chǎn)生的重要原因。劇烈運動后，血乳酸清除速度越快，抗疲勞功效越好。

表4　瑪咖提取物對小鼠游泳后血乳酸曲線下面積的影響（±SD）Table 4　Effect ofmaca extracts on area under the blood lactic acid curve（±SD）

表4　瑪咖提取物對小鼠游泳后血乳酸曲線下面積的影響（±SD）Table 4　Effect ofmaca extracts on area under the blood lactic acid curve（±SD）

注：“*”與正常對照組相比，差異顯著（P﹤0.05）。

組別　劑量/[g/（kg·bw·d）]動物數(shù)/只　安靜血乳酸值　運動后0min血乳酸值　運動后休息20min血乳酸值　血乳酸曲線下面積值正常對照組　0　10　5.65±0.49　7.53±0.56　6.44±0.63　170±12低劑量組　0.13　10　5.91±0.79　7.13±0.33　6.33±0.72　166±9中劑量組　0.27　10　5.70±0.57　6.95±0.56　6.27±0.48　163±12高劑量組　0.80　10　5.34±0.29　6.97±0.24　5.92±0.26　158±5*

由表4可見，不同劑量的瑪咖提取物對運動后小鼠的血乳酸含量的增長起到抑制作用。在游泳前安靜狀態(tài)下，瑪咖提取物對血乳酸含量無顯著性影響。與正常對照組比較，劑量組血乳酸曲線下面積明顯降低，高劑量組降低了7.0%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。

3　結(jié)論

本實驗結(jié)果表明，瑪咖提取物對小鼠體重?zé)o影響，高劑量瑪咖提取物[0.80 g/（kg·bw·d）]能顯著延長小鼠負重游泳時間，且顯著降低游泳后血漿尿素和血乳酸含量，非顯著性提高肝糖原儲備。瑪咖提取物中的功效性成分能快速清除小鼠運動產(chǎn)生的血乳酸和血清尿素氮，具有緩解疲勞的生物功效。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.22.001

收稿日期：2014-11-11

基金項目：國家863計劃（2012AA021702-4）

作者簡介：查圣華（1976—），男（漢），博士，研究方向：中藥及天然產(chǎn)物研究開發(fā)。

*通信作者：趙兵（1966—），男，研究員，博士生導(dǎo)師。

Effect of M aca Extracts on Alleviating Physical Fatigue in M ice

ZHA Sheng-hua1，XU Nan2，ZHAOQing-sheng1，LIU Lu-xuan2，
ZHAO Bing1，*，WANGQiang3，ZHANGHong2
（1.National Key Laboratory of Biochemical Engineering，InstituteofProcessEngineering，Chinese Academyof Sciences，Beijing100190，China；2.Beijing TongRen TangHealth PharmaceuticalCo.，Ltd.，Beijing 100190，China；3.Beijing Zhongke Joinyou Biotechnology Co.，Ltd.，Beijing 100190，China）

Abstract：To explore the bioactive effectofmaca extractson alleviating physical fatigue in exercisemice，160 healthymalemicewere randomly divided into 4 batches to examine load swimming time，blood urea nitrogen，hepatic glycogen，and blood lactic acid，respectively.Each batch ofmicewas randomly divided into 4 groups：the control group，and maca extracts groups at different dosages of low，middle and high levels，thatwere 0，0.13，0.27，0.80 g/（kg·bw·d）.10mice in each groupwere correspondingly gavaged for30 days，and then the indicators were determined.Maca extracts at high dosage group 0.80 g/（kg·bw·d）could significantly prolong weight-loaded swimming duration，decrease blood urea nitrogen，and blood lactic acid ofmice.Hepatic glycogenwasnotchanged significantly.Macaextractscould alleviate physical fatigue inmice.

Key words：maca；extracts；alleviating physical fatigue；mice