佛手水提液對大強(qiáng)度運動訓(xùn)練大鼠物質(zhì)代謝及運動能力的影響

趙小平, 陸邦慧, 張 穎

(1.安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽 蕪湖 241002; 2.安徽中醫(yī)藥高等專科學(xué)校, 安徽 蕪湖 241003)

佛手水提液對大強(qiáng)度運動訓(xùn)練大鼠物質(zhì)代謝及運動能力的影響

趙小平1, 陸邦慧1, 張 穎2

(1.安徽商貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 安徽 蕪湖 241002; 2.安徽中醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校, 安徽 蕪湖 241003)

研究了佛手水提液對大強(qiáng)度運動訓(xùn)練大鼠體內(nèi)物質(zhì)代謝及運動能力的影響．以訓(xùn)練大鼠為實驗對象,灌胃給藥不同劑量的佛手水提液28 d,每日進(jìn)行游泳力竭訓(xùn)練,測定訓(xùn)練結(jié)束后的大鼠血睪酮、皮質(zhì)酮、尿素氮等生理指標(biāo)．結(jié)果顯示佛手水提液具有延長訓(xùn)練大鼠力竭時間(P<0.01)、緩解運動所致血清睪酮下降(P<0.01)、增加肝肌糖原儲備(P<0.05)和降低尿素氮含量(P<0.01)、提高血紅蛋白水平(P<0.01)等作用,可提升運動機(jī)能和耐力,最終達(dá)到改善和抵抗運動性疲勞的目的．

佛手; 大鼠; 睪酮; 物質(zhì)代謝; 運動疲勞

0 引言

佛手(FructuscitriSarcodactylis)是理氣類中藥的代表藥物,系蕓香科柑桔屬植物佛手(CitrusmedicaL.var.SarcodactylisSwingle)干燥果實．味辛、苦、甘,性溫,入肝、胃、脾經(jīng)．具有舒肝理氣,和胃化痰的功效,常用于用于胃氣滯,胸脅漲痛,胃脘痞滿,食少嘔吐等癥[1]．睪酮(testosterone,T)又稱睪丸素,是人體分泌存在的性激素之一,它具有維持肌肉強(qiáng)度及質(zhì)量、維持骨質(zhì)密度及強(qiáng)度、提神及提升體能等作用．同時也會影響如血生成、體內(nèi)鈣平衡、骨礦化作用、脂代謝、糖代謝和前列腺增長等許多身體系統(tǒng)和功能[2]．睪酮的作用特點決定了它是一個重要的運動激素,睪酮可以顯著增加運動員肌肉蛋白質(zhì)的合成和肌肉力量,提高肌肉對葡萄糖的吸收和肌糖原的合成與貯備[3]．然而為了追求更高的競技成績而進(jìn)行大強(qiáng)度的運動訓(xùn)練,過大的運動量會影響身體內(nèi)激素分泌水平和動態(tài)平衡從而導(dǎo)致血睪酮含量下降,出現(xiàn)疲勞、運動能力減弱、身體機(jī)能退步等現(xiàn)象[4],也就是所謂的“運動性低血睪酮”現(xiàn)象．如何避免運動性低血睪酮現(xiàn)象的發(fā)生和有效保持運動員大運動量時的睪酮含量,成為運動學(xué)者普遍關(guān)注的一個研究方向．

我國作為傳統(tǒng)醫(yī)藥大國有著豐富的中醫(yī)藥資源可供研究和嘗試,目前抗運動性低血睪酮的研究主要集中在強(qiáng)腎類型的中藥,如瑪咖、淫羊藿等,其他類型的中藥研究鮮見報道．佛手是典型通過運化氣血,調(diào)節(jié)臟腑功能來振強(qiáng)身體機(jī)能的中藥,亦有研究表明佛手有一定抗運動型疲勞的作用[5]．本文考察了佛手對于大運動量大鼠的睪酮水平、物質(zhì)代謝與運動能力的調(diào)節(jié)作用和影響,為理氣類中藥對運動機(jī)能的改善研究提供了一定的科學(xué)依據(jù)．

1 材料與試劑

Wistar大鼠(6周齡)50只,體重(206.83±11.26)g,實驗過程中常規(guī)飼料喂養(yǎng),自由飲食;佛手藥材,產(chǎn)自廣東,購自蕪湖市中大藥房．

實驗所用水為市售純凈水;尿素氮、血清睪酮、血清皮質(zhì)酮、黃體生成素和卵泡刺激素試劑盒產(chǎn)自四川麥克科技有限公司；肝糖原、肌糖原測試盒產(chǎn)自南京建成生物工程研究所．

ATM40-1B超聲波清洗機(jī)由蘇州愛拓瑪機(jī)械公司生產(chǎn);D3024R高速冷凍離心機(jī)產(chǎn)自北京大龍興創(chuàng)實驗儀器有限公司;FA21048型分析天平由上海越平儀器廠生產(chǎn);UV-5100型紫外-可見分光光度計由上海分析儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)．

2 方法

2.1 佛手水提液的制備

稱取佛手藥材25 g,粉碎后置于500 mL圓底燒瓶中,加入100 mL水,室溫下超聲提取30 min,過濾．同法提取3次,合并提取液,濃縮至100 mL,即得佛手水提取液(0.25 g/mL)待用．

2.2 實驗大鼠的準(zhǔn)備及給藥方案

篩選剔除身體情況和狀態(tài)異常的個體后,經(jīng)過預(yù)游泳訓(xùn)練選擇耐力程度相近的大鼠50 只為實驗對象,隨機(jī)平均分成5組,分別為靜止組(S組),運動對照組(C組),低劑量藥物運動組(TL組),中劑量藥物運動組(TM組),高劑量藥物運動組(TH組)．低、中、高藥物組分別按照0.25,0.50和1.00 g/kg的劑量進(jìn)行灌胃給藥,空白對照組給予等量生理鹽水灌胃,每日于相同時間給藥,連續(xù)給藥28 d．

2.3 實驗大鼠的大強(qiáng)度訓(xùn)練模型

采用負(fù)重游泳訓(xùn)練制造大強(qiáng)度運動訓(xùn)練大鼠模型．選擇尺寸為100 cm×40 cm×50 cm玻璃水槽作為訓(xùn)練裝置,水深約40 cm,水溫25℃．在大鼠尾部固定約為體重5%的重物,放入水槽中人工驅(qū)趕不停游泳進(jìn)行訓(xùn)練,每天訓(xùn)練一次,每次訓(xùn)練至當(dāng)大鼠完全沉入水中8 s不浮出水面,即判斷為力竭而終止訓(xùn)練,共訓(xùn)練28 d．最后一次游泳訓(xùn)練去除負(fù)重,放入水槽中人工驅(qū)趕至力竭,記錄時間．靜止組(S組)不進(jìn)行任何運動訓(xùn)練．

每組試件的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出相同的規(guī)律，限于篇幅，本文只選取部分試件進(jìn)行分析。諧振式窄帶傳感器并不是只能接收某一頻段的聲發(fā)射信號，而是對某頻帶信號敏感，其他頻帶信號靈敏度較低。圖5為窄頻傳感器接收的聲發(fā)射信號主頻分布圖，從三維關(guān)系圖中可以看出窄頻聲發(fā)射傳感器接收的聲發(fā)射波形信號主頻呈帶狀分布，主頻值分布較為集中，高幅值信號主要集中在33～110kHz范圍內(nèi)。由于大尺度破裂聲發(fā)射信號表現(xiàn)為低主頻、高幅值和高能量特征，對應(yīng)低頻高幅值聲發(fā)射信號[14]，因此說明在實驗過程中窄頻傳感器接收的巖石大尺度破裂信號聲發(fā)射主頻集中分布在33～110kHz范圍內(nèi)。

2.4 指標(biāo)測定

各組在末次訓(xùn)練24 h后稱重,收集頸動脈血適量用于指標(biāo)性物質(zhì)和激素含量測定.迅速采集肝臟組織和深層肱四頭肌肌肉組織用于肝糖原和肌糖原的測定,濾紙吸干血跡后,精確稱取100 mg肝臟組織和500 mg肌肉組織冰水浴中與預(yù)先配置并冷卻好的勻漿介質(zhì)以1:9的比例混合,快速剪碎組織并離心15 min,分離上清液4～8℃冰箱中冷藏備用．以上各指標(biāo)的測定操作和計算嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行．

2.5 數(shù)理統(tǒng)計處理

3 實驗結(jié)果

3.1 佛手水提液對運動訓(xùn)練大鼠體重及力竭時間的影響

結(jié)果顯示,運動對照組以及高中低3個劑量藥物組與靜止對照組體重均具有非常顯著差異,運動對照組與高中低3個劑量藥物組之間體重變化不顯著,說明大強(qiáng)度的運動量可顯著降低大鼠體重,但佛手水提液對大鼠體重基本無影響;高中低3個劑量藥物組大鼠的游泳力竭時間與靜止對照組相比具有非常顯著差異,高中低3個劑量藥物組大鼠的游泳力竭時間與單純運動對照組比較亦具有非常顯著差異,說明佛手水提液可顯著提高大鼠的運動能力,增加運動至力竭的時間．結(jié)果如表1所示．

3.2 佛手水提液對運動訓(xùn)練大鼠血清睪酮、血清皮質(zhì)酮水平的影響

結(jié)果顯示,運動對照組的血清睪酮含量與靜止對照組具有非常顯著差異,說明大運動量訓(xùn)練降低大鼠血清睪酮現(xiàn)象明顯,高中低3個劑量藥物組的血清睪酮含量與靜止對照組具有顯著差異,與運動對照組也具有顯著差異,其中高劑量組所致差異非常顯著,說明佛手水提液特別是高劑量的佛手水提液可顯著提高大鼠的血清睪酮水平;不同組別血清皮質(zhì)酮含量在實驗期間均表現(xiàn)為變化不顯著,但血清睪酮與血清皮質(zhì)酮的比值變化趨勢呈現(xiàn)出于血清睪酮變化相同情況．結(jié)果如表2所示．

表1 不同組別大鼠體重及運動耐力的變化情況±s)

注:*代表與靜止對照組存在顯著差異(P<0.05);**代表與靜止對照組存在非常顯著差異(P<0.01);#代表與運動對照組存在顯著差異(P<0.05);**代表與運動對照組存在非常顯著差異(P<0.01)． (下表同)

表2 不同組別大鼠血清睪酮、血清皮質(zhì)酮的變化情況±s)

3.3 佛手水提液對運動訓(xùn)練大鼠肝糖原、肌糖原尿素和血紅蛋白水平的影響

結(jié)果顯示運動對照組和低劑量藥物運動組大鼠的肝糖原含量與靜止對照組具有非常顯著差異,中高劑量藥物組大鼠的肝糖原含量與靜止對照組仍有顯著差異,但差異不是非常顯著;運動對照組和低中劑量藥物組大鼠的肌糖原含量與靜止對照組具有非常顯著差異,高劑量藥物組大鼠的肌糖原含量與靜止對照組仍有顯著差異,但差異不是非常顯著;相對于運動對照組,低中劑量的藥物組大鼠的肝糖原含量有顯著增高,高劑量藥物組大鼠肝糖原含量非常顯著增高,低劑量的藥物組大鼠的肌糖原含量有顯著增高,中高劑量藥物組大鼠肌糖原含量非常顯著增高,以上實驗結(jié)果說明佛手水提液具有顯著提高大鼠肝、肌糖原儲存的作用,且作用強(qiáng)度表現(xiàn)出與劑量相關(guān)的變化趨勢．

運動對照組和低中高3種劑量藥物組大鼠的尿素氮含量非常顯著高于靜止對照組,低中高3種劑量藥物組大鼠的尿素氮含量非常顯著低于運動對照組;血紅蛋白含量的變化趨勢與尿素氮相類似,運動對照組和低中高3種劑量藥物組大鼠的血紅蛋白含量非常顯著低于靜止對照組,低中高3種劑量藥物組大鼠的血紅蛋白含量非常顯著高于運動對照組,結(jié)果說明運動增加了血液中尿素氮含量,同時降低了血紅蛋白含量,佛手水提液有降低血液尿素氮含量和提升血紅蛋白含量的作用．結(jié)果如表3所示．

表3 不同組別大鼠肝糖原、肌糖原、尿素氮和血紅蛋白的變化情況±s)

3.4 佛手水提液對運動訓(xùn)練大鼠促黃體生成素和促卵泡刺激素水平的影響

實驗結(jié)果顯示不同組別促黃體生成素和促卵泡刺激素含量在實驗期間均表現(xiàn)為變化不顯著,說明運動及佛手水提液對該兩種性激素基本無作用．結(jié)果如表4所示．

表4 不同組別大鼠促黃體生成素和促卵泡刺激素的變化情況±s)

4 討論

1) 體重是生物體維持健康和運動機(jī)能的重要指標(biāo),也是力量與自然耐受能力的體質(zhì)基礎(chǔ)和支撐．當(dāng)身體的能量輸出大于補(bǔ)給時,為了維持正常的生理過程身體會輸出能量儲存物質(zhì)如脂肪從而導(dǎo)致體重的減輕,本實驗對象大鼠處于體重自然增長的生長階段,結(jié)果顯示各運動組大鼠的體重非常顯著低于靜止組,表明大運動量的體育訓(xùn)練確實阻礙了體重的自然增長．我們注意到盡管與未用藥運動對照組差異不顯著,但佛手水提液具有微弱緩解體重減輕的作用,這可能是由于佛手是富含多糖物質(zhì)的中藥材,而多糖水解后產(chǎn)生的葡萄糖是機(jī)體直接可利用能量,所以即使沒有調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)分泌所致的增重效果,能量物質(zhì)的補(bǔ)充仍然會帶來體重增加的結(jié)果,提示可以將研究內(nèi)容擴(kuò)展到佛手多糖對于運動機(jī)體的能量補(bǔ)充研究范圍．

佛手水提液可緩解運動疲勞已有相關(guān)實驗支持[5],實驗采用訓(xùn)練大鼠作為實驗對象,結(jié)果印證了文獻(xiàn)結(jié)論．佛手水提液呈現(xiàn)與劑量相關(guān)的顯著延長游泳訓(xùn)練大鼠的力竭時間的作用,各劑量組與未用藥運動組相比差異均分非常顯著,有效提高了大鼠的運動能力和機(jī)體耐力,緩解了運動疲勞的產(chǎn)生．

2) 睪酮是人體內(nèi)的促合成激素,參與促進(jìn)如血生成、鈣平衡、脂代謝、糖代謝等生理功能過程,它可以促進(jìn)肌肉組織的生成、力量的提高和免疫功能的增強(qiáng),與運動過程和能力密切相關(guān),大運動量的訓(xùn)練可使體內(nèi)睪酮含量降低,從而影響運動員的運動成績和訓(xùn)練結(jié)果;皮質(zhì)酮是人體內(nèi)的促分解激素,因影響體內(nèi)蛋白質(zhì)等物質(zhì)的合成而可能降低機(jī)體運動素質(zhì)和體質(zhì)基礎(chǔ),血清睪酮和皮質(zhì)酮的比值可以清楚表現(xiàn)機(jī)體合成與代謝的平均進(jìn)程和總體平穩(wěn)情況,是衡量機(jī)體運動機(jī)能持續(xù)弱化或強(qiáng)勁恢復(fù)的重要指標(biāo),具有調(diào)節(jié)和指導(dǎo)運動員運動訓(xùn)練強(qiáng)度的作用．本實驗結(jié)果顯示大運動量的訓(xùn)練的確使大鼠體內(nèi)的睪酮含量非常顯著降低,佛手水提液雖不能完全逆轉(zhuǎn)運動所致的睪酮含量降低現(xiàn)象但可恢復(fù)一定程度的睪酮水平,特別是高劑量佛手水提液組與未用藥運動組相比血睪酮含量非常顯著增高,提示佛手水提液呈現(xiàn)劑量相關(guān)性的改善由運動所致睪酮含量降低作用,緩和機(jī)體的運動所致激素水平混亂,從而糾正長期大運動量訓(xùn)練機(jī)體的運動能力下降情況,血清睪酮和皮質(zhì)酮的比值變化情況與睪酮變化趨勢一致,表明佛手水提液可以有效促進(jìn)運動疲勞大鼠的運動機(jī)能恢復(fù)．結(jié)果顯示各個實驗組的血清皮質(zhì)酮、促黃體生成素和促卵泡刺激素含量無明顯統(tǒng)計學(xué)意義的變化．有文獻(xiàn)表明補(bǔ)腎類藥材可能是通過減少轉(zhuǎn)化、刺激合成以及增強(qiáng)垂體系列器官的功能來實現(xiàn)調(diào)節(jié)睪酮水平[6-8],佛手類藥材的該方面研究成果有限,目前其調(diào)節(jié)機(jī)理尚無清楚推論,留待以后的實驗進(jìn)一步研究．

3) 當(dāng)人體因運動而出現(xiàn)疲勞時,為保證運動的持續(xù)進(jìn)行和體內(nèi)血糖水平不下降,中樞神經(jīng)會發(fā)出信號促使糖原存儲器官如肝臟和肌肉釋放存量糖原以升高血糖水平,維持機(jī)體運動能力,所以肝、肌糖原含量代表著機(jī)體應(yīng)對出現(xiàn)運動疲勞時的能量供給潛力和抵抗運動性疲勞的能力．實驗結(jié)果表明大運動量訓(xùn)練可以明顯導(dǎo)致大鼠肝、肌糖原含量的降低,佛手水提液可顯著促進(jìn)肝、肌糖原的儲備量,并與劑量呈現(xiàn)正相關(guān)性,從而保證了機(jī)體發(fā)生運動性疲勞時釋放糖原進(jìn)行能量補(bǔ)充,提高了機(jī)體應(yīng)對疲勞的耐力,延緩了力竭現(xiàn)象的發(fā)生．因睪酮具有調(diào)節(jié)體內(nèi)糖平衡的作用,所以這可能是佛手水提液調(diào)節(jié)睪酮水平的繼發(fā)反應(yīng),也有可能是因為佛手含有大量的多糖,水解后可直接補(bǔ)充機(jī)體血糖和能量從而減少肝、肌糖原的釋放和損失．

4) 疲勞的產(chǎn)生源于內(nèi)耗和代謝產(chǎn)物的堆積,如乳酸、氧自由基、尿素氮等[9]．尿素氮是因為體內(nèi)糖和脂肪分解能量不足繼而分解蛋白質(zhì)而生成的代謝產(chǎn)物[10],其含量表現(xiàn)了機(jī)體內(nèi)耗的程度和對能量的迫切需要．實驗結(jié)果表明各運動組的尿素氮含量均非常顯著上升,提示模型大鼠的運動疲勞情況十分嚴(yán)重,與純運動組相比各劑量佛手水提液組的尿素氮含量非常顯著下降,并與劑量呈相關(guān)性,說明佛手水提液可顯著提高機(jī)體對糖和脂肪的利用率,降低機(jī)體對于蛋白質(zhì)的分解,減少內(nèi)耗和代謝產(chǎn)物的累積,也可能是由于佛手多糖的大量的補(bǔ)充使機(jī)體內(nèi)糖原的缺乏情況得到改善,從而減少蛋白質(zhì)的損耗,并最終減少了尿素氮的形成．

血紅蛋白是體內(nèi)重要的蛋白質(zhì),是氧氣的運輸載體,維持了各器官的協(xié)調(diào)運行和生理活動的正常進(jìn)行,其含量代表著身體機(jī)能和運動能力正常的重要標(biāo)志．實驗表明大運動量的體能訓(xùn)練使大鼠體內(nèi)的血紅蛋白含量非常顯著下降,標(biāo)志著疲勞導(dǎo)致了身體運動能力的下降,各劑量佛手水提液均能非常明顯提升體內(nèi)血紅蛋白的含量,繼而增強(qiáng)了機(jī)體向各器官輸送氧氣的能力,提升了骨骼肌肉的活度和耐受力,提高了抵抗運動性疲勞的能力．

5 結(jié)論

作為傳統(tǒng)中醫(yī)藥大國,利用中藥嘗試進(jìn)行身體機(jī)能的改善已成為重要的研究內(nèi)容和領(lǐng)域,佛手不同于傳統(tǒng)研究熱點藥物如補(bǔ)藥、強(qiáng)腎藥等,其具有的調(diào)理氣機(jī)、運化順暢和排泄廢物的作用機(jī)理使得這一類藥物具有追本溯源、平衡調(diào)節(jié)身體的獨特作用．本研究顯示佛手水提液具有延長訓(xùn)練大鼠力竭時間、緩解運動所致血清睪酮下降、增加肝肌糖原儲備和降低尿素氮含量、提高血紅蛋白水平等作用,從而提高機(jī)體綜合機(jī)能、運動能力和耐力,最終起到改善運動性疲勞的目的．

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[責(zé)任編輯：蔣海龍]

Effect of Bergamot Extract Solution on Substance Metabolism and Exercise Capacity of Exercised Rats

ZHAO Xiao-ping1, LU Bang-hui1, ZHANG Ying2

(1.Anhui Business Vocational Technical College, Wuhu Anhui 241002, China) (2.Anhui College of Traditional Chinese Medicine, Wuhu Anhui 241003, China)

To investigated the Effect of Bergamot Extract Solution on Substance Metabolism and Exercise Capacity of Exercised Rats. The rats were gavaged with different doses for 28 days and pushed to swim exhaustively every day, after that the biochemical indicators were tested. The study showed that the Bergamot Extract Solution could delay the exercise exhaustion, promote the lever of T, increase the storage of liver glycogen and muscle glycogen and the lever of hemoglobin. The Bergamot Extract Solution can improve the comprehensive function, the exercise ability and the endurance of the body, and finally get the purpose of resisting the sports fatigue.

bergamot; exercised rats; testosterone; substance metabolism; sports fatigue

2017-03-05

安徽省教育廳自然科學(xué)基金重點項目(KF2015A422)

趙小平(1976-),男,安徽無為人,副教授,碩士,研究方向為體育科學(xué)和運動生理學(xué). E-mail: whzxp2008@163.com

G804.2

A

1671-6876(2017)02-0154-05