瑪咖提取物對(duì)大鼠運(yùn)動(dòng)耐力和血液激素水平的影響

俞發(fā)榮，陳望軍，謝明仁，連秀珍，李登樓，郭蘊(yùn)萱，楊博

(甘肅省證據(jù)科學(xué)技術(shù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 甘肅政法學(xué)院,蘭州 730070)

研究報(bào)告

瑪咖提取物對(duì)大鼠運(yùn)動(dòng)耐力和血液激素水平的影響

俞發(fā)榮，陳望軍，謝明仁*，連秀珍，李登樓，郭蘊(yùn)萱，楊博

(甘肅省證據(jù)科學(xué)技術(shù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 甘肅政法學(xué)院,蘭州 730070)

目的探討瑪咖提取物對(duì)運(yùn)動(dòng)耐力和血激素水平的影響。方法采用循環(huán)水流自由游泳,給予Wistar大鼠2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)瑪咖提取物,連續(xù)給藥15 d。第16天，采用酶聯(lián)免疫吸附法 (ELISA) 檢測(cè)血去甲腎上腺素(NA)、雌二醇(E2)、睪酮(T)水平。結(jié)果給予瑪咖提取物2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)15 d,下沉前游泳時(shí)間和游泳總時(shí)間比單純游泳組分別延長(zhǎng)了32.51%、60.04%、106.52%和16.99%、56.50%、101.73% (P<0.01),下沉次數(shù)比單純游泳組分別減少了18.89%、35.89%、58.06% (P<0.01)。大鼠血NA水平比對(duì)照組分別增加了3.30%、6.60%、16.50%，比單純游泳組分別增加了42.49%、47.05%、60.70%；血E2水平比對(duì)照組增加了132.83%、102.72%、62.26% (P<0.01),比單純游泳組降低了23.88%、33.72%、46.95%；血T水平比對(duì)照組分別增加了5.11%、37.65%、123.16%，比單純游泳組分別增加了28.98%、68.92%、173.85% (P<0.01)。結(jié)論瑪咖提取物具有緩減疲勞、增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力的作用。其機(jī)制與升高血NA和T水平, 降低E2水平有關(guān)。

瑪咖提取物；耐力；去甲腎上腺素； 雌二醇； 睪酮；大鼠

隨著科學(xué)技術(shù)和競(jìng)技體育水平的迅速提高,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的科學(xué)化越來(lái)越受到重視。在競(jìng)技體育中, 由于訓(xùn)練強(qiáng)度的加大, 運(yùn)動(dòng)員處于緊張狀態(tài),下丘腦-垂體-腎上腺軸過(guò)度興奮引起下丘腦-垂體-性腺軸功能低下或調(diào)節(jié)功能紊亂[1]，直接影響到激素的分泌節(jié)律動(dòng)態(tài)平衡, 血清辜酮水平降低, 進(jìn)而導(dǎo)致體能下降, 運(yùn)動(dòng)能力降低, 甚至因過(guò)度疲勞而導(dǎo)致訓(xùn)練停止[2]。睪酮是體內(nèi)主要的雄激素，能增加運(yùn)動(dòng)員肌肉蛋白質(zhì)合成和肌肉力量,增加肌肉對(duì)葡萄糖的吸收和肌糖原合成，并且在一定條件下能增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力和競(jìng)技能力。為了探索血液中激素水平與運(yùn)動(dòng)耐力的關(guān)系,用Wistar大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象, 給予瑪咖提取物結(jié)合游泳, 觀察瑪咖提取物對(duì)大鼠游泳耐力和血液中激素水平的影響, 為研究運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制和瑪咖的開(kāi)發(fā)利用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

l.1材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

SPF級(jí)Wistar雄性大鼠 50只,體重180～190 g, 購(gòu)于甘肅省中醫(yī)學(xué)院科研實(shí)驗(yàn)中心【SCXK (甘) 2015-0001】。全部實(shí)驗(yàn)均在甘肅省證據(jù)科學(xué)技術(shù)研究與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室SPF級(jí)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室完成【SYXK (甘)2015-0006】。本實(shí)驗(yàn)所有操作均符合中華人民共和國(guó)《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》。

1.1.2 試劑與儀器

瑪咖提取物：西藏林芝產(chǎn)的瑪咖塊根500 g, 加水1500 mL,得煎液600 mL,再隔水加熱濃縮為250 mL (含生藥2.0 g/mL),實(shí)驗(yàn)時(shí)用蒸餾水稀釋成所需濃度;去甲腎上腺素 (noradrenaline, NA), 睪酮(testosterone, T), 雌二醇(estradiol, E2)檢測(cè)試劑盒購(gòu)于上海就晶天生物科技有限公司。酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀，購(gòu)于上海雷勃分析儀器有限公司(Multiskan MK3)；ZHJH-C1112B型雙人單面百級(jí)超凈工作臺(tái),上海智城分析儀器制造有限公司。

1.2方法

1.2.1 動(dòng)物分組

50只Wistar 大鼠在獨(dú)立通氣籠(individually ventilated cages，IVC)內(nèi)飼養(yǎng)，自由飲水進(jìn)食，人工光照12 h。實(shí)驗(yàn)室溫度20～22℃，IVC內(nèi)溫度(22±0.2)℃，濕度55%～65%，適應(yīng)7 d。隨機(jī)分為5組，每組10只。對(duì)照組:正常飼養(yǎng)，不進(jìn)行游泳， 灌胃(ig)等量蒸餾水;單純游泳組:游泳，ig等量蒸餾水;瑪咖提取物組:按瑪咖最大耐受量320 g/(kg·bw)[3]的1/40、1/80、1/160給藥量分為:高劑量組，游泳，ig瑪咖提取物8.0 g/(kg·bw);中劑量組，游泳，ig瑪咖提取物4.0 g/(kg·bw);低劑量組，游泳，ig瑪咖提取物2.0 g/(kg·bw)。

1.2.2 游泳訓(xùn)練和耐力測(cè)試

給藥組動(dòng)物在游泳前按各組劑量給藥，給藥后1 h，游泳組大鼠在流動(dòng)水游泳池中進(jìn)行游泳訓(xùn)練，每天游泳1次，游泳水速0.8 m/s，水溫22～24℃。首次游泳30 min，每天遞增5 min。實(shí)驗(yàn)第16天，開(kāi)始進(jìn)行游泳耐力測(cè)試。為了縮短測(cè)試時(shí)間，每只大鼠尾部負(fù)重10 g砝碼進(jìn)行游泳，以動(dòng)物沉入水下停留10 s為止。

1.2.3 大鼠血激素測(cè)定

每組動(dòng)物游泳耐力測(cè)試結(jié)束，用乙醚吸入麻醉，無(wú)痛手術(shù)打開(kāi)胸腔，暴露出心臟，從左心室進(jìn)針采血，3000 r/min，離心30 min，取上清，分別按NA、T、E2試劑盒操作說(shuō)明測(cè)定其含量。

1.2.4 直線回歸方程

取標(biāo)準(zhǔn)品50 μL加入酶標(biāo)板，用酶標(biāo)儀在450 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度(A值)，以標(biāo)準(zhǔn)品的濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的A值為縱坐標(biāo)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1瑪咖提取物對(duì)大鼠游泳耐力的影響

游泳耐力實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分別ig瑪咖提取物2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)，下沉前游泳時(shí)間比單純游泳組分別延長(zhǎng)了32.51%、60.04%、106.52%，下沉次數(shù)分別減少了18.89%、35.89%、58.06%，游泳總時(shí)間分別延長(zhǎng)了16.99%、56.50%、101.73%，差異均有顯著性(均P<0.01)。圖1。

2.2瑪咖提取物對(duì)游泳大鼠血激素水平的影響

2.2.1 瑪咖提取物對(duì)游泳大鼠血NA水平的影響

NA標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為：Y=2.4 × 10-3x-7.9 × 10-3， R2=0.9989。將各組動(dòng)物的A值代入方程，計(jì)算出各組NA水平。單純游泳組大鼠血NA水平比對(duì)照組降低了27.51%;瑪咖2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)組大鼠血NA水平比對(duì)照組分別增加了3.30%、6.60%、16.50%;瑪咖2.0、4.0、8.0 g/(kg·bw)組大鼠血NA水平比單純游泳組分別增加了42.49%、47.05%、60.70%，差異有顯著性(P<0.01)。圖2。

注：與單純游泳組比:**P<0.01。圖1 瑪咖提取物對(duì)大鼠游泳耐力的影響Note.**P<0.01 vs the simple swimming group.Fig.1 Effect of the maca extract on swimming endurance of the rats

注：與對(duì)照組比:*P<0.05， **P<0.01;與單純游泳組比: ▼▼P<0.01。圖2 瑪咖提取物對(duì)大鼠血NA水平的影響Note.*P<0.05，**P<0.01 vs control group;▼▼P<0.01 vs simple swimming group.Fig.2 Effect of the maca extract on blood NA level in the rats

2.2.2 瑪咖提取物對(duì)游泳大鼠血E2水平的影響

E2標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為:Y=7×10-4x+1.5×10-3，R2=0.9981。將各組動(dòng)物的A值代入方程，計(jì)算出各組E2水平。單純游泳組和瑪咖2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)組血E2水平比對(duì)照組分別增加了205.86%和132.83%、102.72%、62.26%，差異有顯著性(P<0.01)；瑪咖2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)組E2水平比單純游泳組分別降低了23.88%、33.72%、46.95%，差異有顯著性(P<0.01)。圖3。

2.2.3 瑪咖提取物對(duì)游泳大鼠血T水平的影響

T標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線回歸方程為: Y=3.4 × 10-3x + 1.863 × 10-1， R2=0.9991。將各組動(dòng)物的OD值代入方程，計(jì)算出各組T水平。單純游泳組T水平比對(duì)照組降低了18.51%;瑪咖2.0、4.0和8.0 g/(kg·bw)組血T水平比對(duì)照組分別增加了5.11%、37.65%、123.16%；瑪咖2.0、4.0、8.0 g/kg體重組T水平比單純游泳組分別增加了28.98%、68.92%、173.85%，差異有顯著性(P<0.01)。圖4。

注：與對(duì)照組比: **P<0.01;與單純游泳組比: ▼▼P<0.01。圖3 瑪咖提取物對(duì)大鼠血E2水平的影響Note.**P<0.01, vs the control group;▼▼P<0.01, vs the simple swimming group.Fig.3 Effect of the maca extract on blood E2 level in the rats

注：與對(duì)照組比: *P<0.05， **P<0.01;與單純游泳組比: ▼P<0.01， ▼▼P<0.01。圖4 瑪咖提取物對(duì)大鼠血T水平的影響Note.*P<0.05，**P<0.01, vs the control group; ▼P<0.01，▼▼P<0.01, vs the simple swimming group.Fig.4 Effect of the maca extract on blood T level in the rats

3 討論

適量的運(yùn)動(dòng)對(duì)人們的身心健康是有益的[4]，正常運(yùn)動(dòng)使血液中NA[5]、T[6]水平升高，并在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)到正常水平[7]。睪酮激素可以刺激蛋白質(zhì)合成和抑制蛋白質(zhì)降解，從而增進(jìn)肌肉肥大[8]。在體育訓(xùn)練初期，由于性腺的分泌受交感神經(jīng)支配[9]，交感神經(jīng)興奮引起性腺分泌睪酮激素，從而引起血液中睪酮含量的上升[10]。NA是腎上腺素能神經(jīng)沖動(dòng)時(shí)釋放的神經(jīng)介質(zhì)，屬于α受體激動(dòng)劑。NA在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中起著非常重要的作用，其功能主要是維持血管張力和血壓，在應(yīng)激機(jī)制中，能快速調(diào)節(jié)以維持血管張力和血壓，提高運(yùn)動(dòng)能力，保持肌肉的協(xié)調(diào)性，提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)[11]。隨著持續(xù)大負(fù)荷訓(xùn)練，或在急性運(yùn)動(dòng)應(yīng)急狀態(tài)[12]，出現(xiàn)睪酮消耗增多，同時(shí)伴隨有下丘腦-垂體-性腺軸被抑制，血睪酮水平降低，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷量越大，血睪酮下降越明顯[13]。趙?；⒌萚14]將瑪咖提取物給予大鼠進(jìn)行訓(xùn)練，血液中睪酮水平比對(duì)照組顯著升高(P<0.01)。張靜等[15]將瑪咖粉給予訓(xùn)練小鼠，顯著緩解了疲勞，延長(zhǎng)了小鼠爬桿的時(shí)間(P<0.01)和力竭游泳時(shí)間(P<0.01)[16]。丁振賓[17]將瑪咖提取物口服液給予運(yùn)動(dòng)員連續(xù)訓(xùn)練3個(gè)月，運(yùn)動(dòng)員血液中睪酮水平明顯高于對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員(P<0.05)，疲勞狀態(tài)明顯低于對(duì)照組運(yùn)動(dòng)員(P<0.05)，證明瑪卡提取物能有效緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞作用。本文給予大鼠不同濃度瑪咖提取物，游泳大鼠下沉前游泳時(shí)間和游泳總時(shí)間比單純游泳組顯著延長(zhǎng)(P<0.01)，下沉次數(shù)比單純游泳組明顯減少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與張靜和丁振賓的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單純游泳組大鼠血NA、T水平比對(duì)照組明顯降低，E2水平卻顯著升高，雌性激素水平的升高將對(duì)雄性激素的合成分泌產(chǎn)生抑制[18]。給予瑪咖提取物的大鼠血各激素水平均比單純游泳組顯著增加(均P<0.01)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，力竭運(yùn)動(dòng)使大鼠血NA、T水平降低，游泳耐力下降;補(bǔ)充瑪咖可以糾正由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的下丘腦-垂體-性腺軸功能的紊亂，有效預(yù)防血液睪酮水平的降低，進(jìn)而增強(qiáng)抗疲勞能力;瑪咖提取物具有促進(jìn)和調(diào)節(jié)NA、T合成和釋放、延緩疲勞和提高運(yùn)動(dòng)能力的作用，趙?；⒌葘?shí)驗(yàn)結(jié)果支持了本文的觀點(diǎn)，其機(jī)制有待進(jìn)一步探索研究。

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Effectsofmacaextractonexerciseenduranceandbloodhormonelevelsintherats

YU Fa-rong, CHEN Wang-jun, XIE Ming-ren*, LIAN Xiu-zhen, LI Deng-lou, GUO Yun-xuan, YANG Bo

(Gansu Institute of Political Science and Law, Key Laboratory of Evidence of Science and Technology Research and Application, Lanzhou 730070, China)

ObjectiveTo study the effects of maca extract on exercise endurance and blood hormone levels in the rats.MethodsWistar rats treated with maca extract (2.0, 4.0, 8.0 g/kg body weight) were freely swimming in the circulating water flow daily for 15 days. On the 16th day of experiment, the exercise endurance and blood noradrenaline (NA), estradiol (E2), and testosterone (T) levels of the rats were determined.ResultsThe rats administered with maca extract at the doses of 2.0, 4.0, 8.0 g/kg body weight for 15 d showed that the swimming time before sinking was increased by 32.51%, 60.04%, 106.52%, the total swimming time was extended by 16.99%, 56.50%, and 101.73% respectively (P<0.01); while the number of sinking was decreased by 18.89%, 35.89%, and 58.06%, respectively (P< 0.01), compared with those swimming rats without maca extract treatment. The noradrenaline level in the blood of rats treated with maca extract 2.0, 4.0, 8.0 g/kg body weight was increased by 3.30%, 6.60%, and 16.50%, respectively, compared with the control group, and increased by 42.49%,47.05%, and 60.70%, respectively, compared with the swimming rats without extract treatment; the E2level was increased by 132.83%,102.72%, and 62.26% (P<0.01)respectively, compared with the control group, while decreased by 23.88%, 33.72%, and 46.95% (P<0.01) respectively, compared with the swimming rats without extract treatment. The blood testosterone level was increased by 5.11%, 37.65%, and 123.16% (P<0.01) respectively, compared with the control group, and increased by 28.98%, 68.92%, and 173.85%, (P<0.01) respectively, compared with the swimming rats without extract treatment.ConclusionsThe results of this study demonstrate that maca extract has effect to resist fatigue and enhance exercise capacity in rats. The mechanism is associated with reduced blood E2, and increased noradrenaline and testosterone levels in the blood of rats.

Maca extract; Endurance; Blood noradrenaline; blood estradiol; blood testosterone; Rats

XIE Ming-ren. E-mail： xmr7600@gsli.edu.cn

Q95-33

A

1005-4847(2017) 05-0558-05

10.3969/j.issn.1005-4847.2017.05.016

2017-03-27

甘肅省基礎(chǔ)研究創(chuàng)新群體項(xiàng)目(145RJIA333)；蘭州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(2014-1-182；2015-3-80)；甘肅省高校科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2016C-09)；蘭州市人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目(2016-RC-85)；西北民族地區(qū)偵查理論與實(shí)務(wù)研究中心項(xiàng)目；甘肅政法學(xué)院重大項(xiàng)目(2016XZD15)；甘肅政法學(xué)院“文翰學(xué)者”項(xiàng)目。

俞發(fā)榮(1959-)，男，博士，研究員，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向：法醫(yī)生物學(xué)、社會(huì)環(huán)境壓力對(duì)人類(lèi)健康的影響、藥理學(xué)和毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)。E-mail： tim9898@163.com

謝明仁(1977-)，男，副教授。E-mail： xmr7600@gsli.edu.cn