補(bǔ)充天然蝦青素和遞增游泳對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠骨骼肌自由基代謝的影響①

苗小寶孟昭琴王美樂(lè)

(1.連云港新海實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇連云港 221000；2.江蘇師范大學(xué)體育學(xué)院 江蘇徐州 221116）

補(bǔ)充天然蝦青素和遞增游泳對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠骨骼肌自由基代謝的影響①

苗小寶1孟昭琴2王美樂(lè)1

(1.連云港新海實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇連云港 221000；2.江蘇師范大學(xué)體育學(xué)院 江蘇徐州 221116）

目的 探討補(bǔ)充天然蝦青素和遞增游泳對(duì)力竭大鼠骨骼肌自由基代謝的影響。方法 大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d，隨機(jī)分為4組，游泳訓(xùn)練6周，每周6 d。實(shí)驗(yàn)組蝦青素灌服，對(duì)照組豆油灌服。所有指標(biāo)均按照試劑盒說(shuō)明書(shū)操作。結(jié)果 6周遞增游泳訓(xùn)練和補(bǔ)充天然蝦青素對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)大鼠血液指標(biāo)有顯著影響，骨骼肌中指標(biāo)也有顯著影響，能顯著提高大鼠力竭時(shí)間，二者結(jié)合對(duì)這些指標(biāo)具有更加顯著性效果。結(jié)論 補(bǔ)充天然蝦青素或游泳運(yùn)動(dòng)能夠提高骨骼肌組織的抗氧化性，抑制骨骼肌脂質(zhì)過(guò)氧化，有效減少其自由基損傷。二者結(jié)合對(duì)于力竭運(yùn)動(dòng)提高血液和骨骼肌中各指標(biāo)的活性，減少自由基的生成，保護(hù)機(jī)體免受自由基損傷，較僅補(bǔ)充蝦青素和僅游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果更加明顯。補(bǔ)充天然蝦青素能夠有效延長(zhǎng)大鼠的力竭游泳時(shí)間，協(xié)同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果更加明顯，顯著提高大鼠的運(yùn)動(dòng)能力。

游泳 天然蝦青素 力竭運(yùn)動(dòng)

力竭運(yùn)動(dòng)使機(jī)體組織細(xì)胞原抗氧化狀態(tài)改變。多數(shù)專家研究證實(shí)力竭運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體組織內(nèi)產(chǎn)生自由基具有加速作用，升高脂質(zhì)過(guò)氧化水平，顯著減弱抗氧化酶活性，其抗氧化能力下降。天然蝦青素被大量實(shí)驗(yàn)證明其重要性質(zhì)在于它的強(qiáng)氧化性，且在自由基清除方面有非常重要作用。然而，蝦青素在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用不廣泛，因此，探索天然蝦青素在力竭運(yùn)動(dòng)后清除自由基能力、對(duì)抗骨骼肌疲勞及抗氧化作用，為運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考價(jià)值。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

該文以徐州醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供的8周齡健康雄性SD大鼠36只，體重（168.16±4.26）g為研究對(duì)象。

1.2 分組

將大鼠隨機(jī)分為4組，每組9只，分組具體情況見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)大鼠分組

表2 血清中CK和LDH變化(±S)

表2 血清中CK和LDH變化(±S)

注：與C組比較，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；與T組比較，＆P＜0.01；與M組比較，▲P＜0.01。

組別 數(shù)量(只) LDH(U/L) CK(U/L) C 9 562.75±21.17 883.50±158.69 T 9 (817.88±21.85)＃＃ (1080.25±179.26)＃M 9 (538.39±26.65)＆ (790.76±144.59)＆TM 9 (385.26±56.30)＃＃＆▲(489.76±130.17)＃＆▲

1.3 干預(yù)方法

1.3.1 運(yùn)動(dòng)方案

大鼠先適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d，然后隨機(jī)分組，游泳訓(xùn)練：每周6 d，持續(xù)6周。該研究游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)負(fù)重量依據(jù)文獻(xiàn)[1]和[2]制定。

適應(yīng)性游泳3 d，第一天10 min，往后每天遞增10 min。

游泳訓(xùn)練：T組和TM組第一周訓(xùn)練時(shí)間40 min，每周遞增10 min，直至增加到60 min，且負(fù)重1%；第五周負(fù)重2%；第六周負(fù)重3%；力竭運(yùn)動(dòng)負(fù)重4%。1周訓(xùn)練6 d，第七天休息和稱大鼠體重。

1.3.2 蝦青素灌服方案

購(gòu)買地點(diǎn)湖北荊州，灌服的劑量為400 mg/kg，溶劑用豆油。安慰劑為豆油。

1.4 測(cè)試方法

血液中LDH和CK指標(biāo)在徐州銅山中醫(yī)院檢測(cè)。骨骼肌組織中SOD、CAT、MDA、T-AOC、GSH-PX均采用試劑盒測(cè)試，試劑盒購(gòu)在南京建成生物工程研究所，實(shí)驗(yàn)中各指標(biāo)檢測(cè)都嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)一步一步操作。

1.5 結(jié)果處理

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

大鼠血清中LDH和CK、骨骼肌組織中SOD、CAT、MDA、TAOC、GSH-PX和力竭時(shí)間等指標(biāo)的變化。

各項(xiàng)指標(biāo)變化如表2～表5所示。

表3 大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/MDA指標(biāo)變化(±S)

表3 大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/MDA指標(biāo)變化(±S)

注：與C組比較，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；與T組比較，▲P＜0.01；與M組比較，*P＜0.05；**P＜0.01。

組別 數(shù)量(只) SOD(U/mgprot) MDA(nmol/mgprot) C 9 49.63±8.98 7.15±2.20 T 9 (63.52±9.08)＃ (5.52±1.07)＃M 9 (72.73±9.47)＃＃ (5.17±1.30)＃TM 9 (93.37±16.45)＃?！?* (3.08±1.02)＃?！?SOD/MDA 7.54±2.64 11.79±2.14 (14.96±3.90)＃(34.12±2.51)＃?！?*

表4 大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、T-AOC指標(biāo)變化(±S)

表4 大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、T-AOC指標(biāo)變化(±S)

注：與C組比較，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；與T組比較，◇P＜0.05，◇◇P＜0.01；與M組比較，■P＜0.05；■■P＜0.01。

組別 數(shù)量(只) CAT(U/mgprot) GSH-PX(U/mgprot) T-AOC(U/mgprot) C 9 11.79±3.22 186.69±49.43 20.76±5.95 T 9 (16.69±4.23)＃ (276.22±88.63)＃ (34.24±7.00)＃＃M 9 (17.58±5.16)＃ (285.96±60.80)＃ (31.31±6.82)＃＃TM 9 (22.97±4.84)＃?！蟆?(391.03±57.05)＃?！蟆?(49.57±9.02)＃?！蟆蟆觥?/p>

表5 大鼠力竭時(shí)間變化(±S)

表5 大鼠力竭時(shí)間變化(±S)

注：與C組比較，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；與T組比較，*P＜0.01；與M組比較，◇P＜0.01。

組別 C T M TM數(shù)量(只) 9 9 9 9力竭時(shí)間(min) 312.71±23.58 (345.34±26.83)＃ (353.46±18.86)＃ (401.12±10.57)＃＃*◇

3 討論

3.1 天然蝦青素及游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠血液中LDH和CK的影響

被破壞或更新的組織細(xì)胞中LDH就會(huì)溢出進(jìn)入血液當(dāng)中，血液中其活性就會(huì)升高[3]，因此測(cè)量血液中LDH含量，可以反映細(xì)胞組織受損程度及對(duì)外界刺激的適應(yīng)程度。該研究發(fā)現(xiàn)：灌服蝦青素結(jié)合遞增游泳訓(xùn)練，LDH能顯著降低進(jìn)入血液，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)結(jié)合蝦青素能保護(hù)肌細(xì)胞膜，避免受自由基攻擊，防止機(jī)體損傷。

CK含量最高的是與運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)的骨骼肌，檢測(cè)血液中CK的高低可以反映骨骼肌細(xì)胞膜受損程度及對(duì)力竭運(yùn)動(dòng)的適應(yīng)能力。大量研究證明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練會(huì)造成血液中CK活性升高[4]。該研究表明：服蝦青素結(jié)合游泳運(yùn)動(dòng)能顯著降低大鼠血液中CK的活性，降低的原因可能是天然蝦青素本身具有抗氧化性，它能向力竭運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多余的自由基提供電子或吸收多余電子，以達(dá)到清除多余自由基的目的，保護(hù)骨骼肌肌細(xì)胞膜免受損傷。

綜上所述，補(bǔ)充天然蝦青素（結(jié)合游泳運(yùn)動(dòng)）能保護(hù)肌細(xì)胞膜免受自由基攻擊，保護(hù)其完整性，進(jìn)而能有效降低血液中CK和LDH的活性，降低脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)。

3.2 天然蝦青素及游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/ MDA的影響

SOD的催化活性在很大范圍內(nèi)隨著超氧陰離子濃度的增加而增加[5]。力竭運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生大量的自由基，含量升高刺激抗氧化酶系活性升高，積極清除自由基?？赡苁且?yàn)橛捎谶\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了自由基，同時(shí)刺激機(jī)體內(nèi)抗氧化酶活性，繼而提高它們合成能力，自由基被迅速清除。游泳訓(xùn)練結(jié)合灌服蝦青素比僅僅游泳運(yùn)動(dòng)或僅僅灌服蝦青素效果更佳，二者結(jié)合效果更好，對(duì)機(jī)體抗氧化酶活性及抗氧化能力都有很大提高。

MDA含量的多少與組織內(nèi)自由基生成的數(shù)量和抗氧化系統(tǒng)能力的強(qiáng)弱明顯相關(guān)[6]。該研究表明：運(yùn)動(dòng)組大鼠有了良好的適應(yīng)，產(chǎn)生較少的自由基，并且由于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，增強(qiáng)了機(jī)體內(nèi)抗氧化酶的活性，到達(dá)清除自由基目的。游泳訓(xùn)練結(jié)合灌服天然蝦青素更能顯著提高骨骼肌組織的抗氧化性，快速清除多余自由基，保護(hù)骨骼肌完整性，提高骨骼肌收縮與舒張的能力。

SOD/MDA可以反映脂質(zhì)過(guò)氧化與清除速率的情況，可以更加全面的反映機(jī)體內(nèi)抗氧化平衡狀態(tài)，比值越大，說(shuō)明SOD含量升高，MDA含量下降，機(jī)體抗氧化能力增強(qiáng)。該研究表明：服蝦青素能顯著降低力竭運(yùn)動(dòng)即刻大鼠骨骼肌中自由基含量，提高骨骼肌中抗氧化酶活性，達(dá)到較高清除自由基能力。也提示服天然蝦青素結(jié)合游泳訓(xùn)練更能增加骨骼肌中抗氧化酶活性，快速有效清除自由基，保證骨骼肌快速收縮與舒張，提高運(yùn)動(dòng)能力，達(dá)到抗疲勞效果。

3.3 天然蝦青素及游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、TAOC的影響

CAT能催化H2O2反應(yīng)生成O2和H2O，H2O2雖然不是自由基，但它在機(jī)體內(nèi)是很重要的活性氧（ROS），經(jīng)過(guò)Fenton反應(yīng)生成OH，毒性非常強(qiáng)。該研究表明：僅游泳訓(xùn)練或僅服蝦青素可以顯著提高CAT的活性。游泳訓(xùn)練結(jié)合服蝦青素具有更好的作用，能非常顯著提高CAT活性。保護(hù)機(jī)體免受損傷，提高機(jī)體抗自由基能力。

GSH-PX主要清除在線粒體及胞漿中所產(chǎn)生的 H2O2。該研究表明：TM組大鼠骨骼肌中GSH-PX的活性顯著提高，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和蝦青素起到相互促進(jìn)和協(xié)同作用。原因可能是：力竭運(yùn)動(dòng)以后，大量的自由基在大鼠骨骼肌組織內(nèi)產(chǎn)生，O2-被SOD歧化能力得到增強(qiáng)，增加了H2O2生成，同時(shí)H2O2增多刺激GSH-PX的活性增強(qiáng)，在大鼠骨骼肌中含量相應(yīng)升高。

T-AOC在氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體組織是否造成氧化損傷這方面評(píng)價(jià)具有特別重要的意義，和那些單項(xiàng)抗氧化劑指標(biāo)相比更有說(shuō)服力。本研究表明：僅游泳訓(xùn)練或僅服蝦青素對(duì)骨骼肌中 T-AOC的活性有顯著提高，顯示大鼠機(jī)體總的抗氧化能力得到提高，總清除自由基的能力提高。TM組大鼠骨骼肌中T-AOC活性最高，可以說(shuō)明補(bǔ)充蝦青素和游泳訓(xùn)練結(jié)合能非常顯著提高機(jī)體抗氧化酶系活性。

3.4 天然蝦青素及游泳運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠力竭時(shí)間的影響

力竭時(shí)間與運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)，是衡量機(jī)體有氧工作能力的重要指標(biāo)。該研究表明： M組大鼠游泳力竭時(shí)間延長(zhǎng)，且有顯著性差異。說(shuō)明灌服蝦青素能顯著提高大鼠的游泳力竭時(shí)間，并且具有一定的抗疲勞作用，機(jī)理可能是天然蝦青素本身特殊結(jié)構(gòu)能吸收電子或提供電子以清除自由基，使自由基失去作用，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，保護(hù)機(jī)體免受損傷，使ATP水解釋放能量。TM組大鼠游泳力竭時(shí)間非常顯著延長(zhǎng)。 說(shuō)明了二者結(jié)合更能提高大鼠的運(yùn)動(dòng)能力，增強(qiáng)大鼠的抗疲勞能力。

4 結(jié)論

(1)補(bǔ)充天然蝦青素或游泳運(yùn)動(dòng)能夠提高骨骼肌組織的抗氧化性，抑制骨骼肌脂質(zhì)過(guò)氧化，有效減少其自由基損傷。

(2)補(bǔ)充天然蝦青素結(jié)合游泳訓(xùn)練對(duì)于力竭運(yùn)動(dòng)提高血液和骨骼肌中各指標(biāo)的活性，減少自由基的生成，保護(hù)機(jī)體免受自由基損傷，較僅補(bǔ)充蝦青素和僅游泳運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果更加明顯。

(3)補(bǔ)充天然蝦青素能夠有效延長(zhǎng)大鼠的力竭游泳時(shí)間，協(xié)同運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練效果更加明顯，顯著提高大鼠的運(yùn)動(dòng)能力。

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10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.35.025

G80-32

A

2095-2813(2016)12(b)-0025-03

苗小寶（1986—），男，江蘇連云港人，碩士，主要從事運(yùn)動(dòng)與健康方面的研究。

王美樂(lè)（1989—），女，江蘇連云港人，碩士，主要從事運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的研究。

孟昭琴(1956—)，女，江蘇徐州人，本科，教授，主要從事運(yùn)動(dòng)與健康方面的研究。