紅景天苷對不同運動狀態(tài)下小鼠糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝的影響

豆 瑞， 馬 莉， 郭曉冬， 王 瑩， 裴素萍

(1. 上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院營養(yǎng)科，上海 200437； 2. 第二軍醫(yī)大學附屬長海醫(yī)院營養(yǎng)科，上海 200433)

紅景天是景天科多年生草本植物，俗稱“黃金根”。紅景天苷(salidroside, SDS)作為紅景天主要活性成分之一，多項研究表明其具有抗缺氧、抗氧化、抗應激、增強免疫功能等作用[1-5]。研究已確認SDS的抗疲勞作用,但其機制尚不明確[6]。本研究通過評估SDS對不同狀態(tài)下小鼠糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝的影響，為研究其抗疲勞的作用機制提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

32只雄性昆明種小鼠，購自第二軍醫(yī)大學試驗動物中心，體質(zhì)量(18±3)g。

1.2 儀器與試劑

全自動生化分析儀購自日立公司；糖原檢測試劑盒、游離脂肪酸檢測試劑盒購自南京建成生物制品研究所；高效液相儀(HPLC)、氨基酸混合標樣購自美國Waters公司；SDS購自華東理工大學生物反應器工程國家重點實驗室(純度在95%以上)。

1.3 試驗方法

根據(jù)體質(zhì)量，把32只小鼠隨機分為運動組、對照組、SDS+運動組以及SDS組共4組，每組8只。其中，SDS組及SDS+運動組以180mg/(kg·d)的SDS灌胃給藥(前期研究此為最佳抗疲勞劑量)，對照組及運動組灌胃同樣體積蒸餾水[0.02mL/(g·d)]，連續(xù)灌胃給藥15d。最后1次灌胃結(jié)束30min后，直接將對照組和SDS組的小鼠摘眼球取血后處死取材；運動組和SDS+運動組做無負重游泳運動，持續(xù)經(jīng)過120min后撈出，拭干水分后摘眼球取血，放入抗凝管里，離心出血漿后待測；小鼠處死后快速取出腓腸肌、股四頭肌和肝臟，然后用液氮凍存待測。

1.4 指標測定

用全自動生化分析儀檢測血漿中球蛋白(globulin, Glob)、總蛋白(total protein, TP)、白蛋白(albumin, ALB)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、三酰甘油(triglyceride, TG)和血糖；按南京建成試劑盒步驟操作檢測肌糖原含量、肝糖原含量、血漿游離脂肪酸(free fatty acid, FFA)；用高效液相色譜法檢測分析血漿氨基酸(amino acid, AA)、天門冬氨酸(aspartic acid, Asp)、絲氨酸(serine, Ser)、谷氨酸(glutamic acid, Glu)、甘氨酸(glycine, Gly)、組氨酸(histidine, His)、精氨酸(arginine, Arg)、蘇氨酸(threonine, Thr)、丙氨酸(Alanine, Ala)、脯氨酸(proline, Pro)、半胱氨酸(cysteine, Cys)、酪氨酸(tyrosine, Tyr)、纈氨酸(valine, Val)、蛋氨酸(methionine, Met)、賴氨酸(lysine, Lys)、異亮氨酸(isoleucine, Ile)、亮氨酸(leucine, Leu)、苯丙氨酸(phenylalanine, Phe)、色氨酸(tryptophane, Trp)、支鏈氨基酸(branched-chain amino acid, BCAA)。

1.5 統(tǒng)計學處理

2 結(jié) 果

2.1 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠血糖的影響

對照組與SDS組相比血糖含量無明顯差異(P>0.05)；長時間無負重游泳運動后，運動組血糖顯著降低(P<0.01),SDS+運動組盡管血糖有下降趨勢，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；SDS+運動組血糖明顯高于運動組(P<0.01)，見表1。這些結(jié)果表明SDS對靜止狀態(tài)的小鼠血糖的影響不明顯；對于長時間運動后的小鼠，SDS能緩解其血糖降低情況，可以穩(wěn)定小鼠血糖。

2.2 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠肝、肌糖原的影響

SDS組小鼠肌糖原和肝糖原較對照組含量均極顯著增高(P<0.01)，長時間無負重游泳運動后，SDS+運動組小鼠肝糖原含量極顯著下降(P<0.01)，肌糖原含量顯著下降(P<0.05)，運動組小鼠肝糖原和肌糖原含量均極顯著下降(P<0.01)，見表2。且SDS+運動組小鼠肌糖原和肝糖原含量都顯著高于運動組(P<0.01)。這些結(jié)果表明SDS能明顯增加小鼠肌、肝糖原貯備，可以緩解長時間運動后肝糖原和肌糖原的降低情況。

表1 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠血糖的影響

與對照組比較,#P<0.01;與運動組比較，*P<0.01

表2 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠肝、肌糖原的影響

與對照組比較，#P<0.05,##P<0.01;與運動組比較，*P<0.05,**P<0.01

2.3 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠脂肪代謝的影響

SDS組小鼠血TG含量低于對照組(P<0.05)，血總膽固醇和游離脂肪酸含量與對照組相比無明顯差異，見表3。長時間無負重游泳后，運動組和SDS+運動組血TG、TC含量較對照組均顯著降低(P<0.05)，SDS+運動組小鼠總膽固醇降低幅度大于運動組(P<0.05)；運動組血FFA含量較對照組增高了44.7%(P<0.01)，而SDS+運動組血FFA水平顯著降低(P<0.05)；運動組血FFA水平顯著高于SDS+運動組(P<0.01)。這些結(jié)果表明SDS可以降低小鼠的血脂，并且對不同運動狀態(tài)下的小鼠脂肪代謝造成影響。

2.4 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠血漿蛋白的影響

4組小鼠血漿TP、Glob和ALB差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表4。說明SDS和(或)長時間無負重游泳運動對小鼠的血漿蛋白沒有顯著影響。

表3 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠脂肪代謝的影響

與對照組比較,#P<0.05,##P<0.01;與運動組比較，*P<0.05,**P<0.01

表4 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠血漿蛋白的影響

2.5 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠血漿氨基酸譜的影響

與對照組相比，SDS組小鼠血漿總游離氨基酸升高率為52.6%，各種游離氨基酸濃度均升高(P<0.05)。SDS組小鼠Trp/BCAA值顯著低于對照組(P<0.01)，見表5。長時間無負重游泳運動后，SDS+運動組及運動組小鼠血漿各種游離氨基酸濃度均顯著升高，總氨基酸升高率分別為88%和129.3%；SDS+運動組小鼠血漿色氨酸及總氨基酸濃度均顯著低于運動組(P<0.05)，而血漿芳香氨基酸濃度則顯著低于運動組(P<0.01)，而谷氨酸、支鏈氨基酸濃度高于運動組(P<0.05)。長時間無負重游泳運動后，SDS+運動組小鼠Trp/BCAA值顯著低于運動組(P<0.01)。這些結(jié)果表明SDS可對不同運動狀態(tài)下小鼠的氨基酸代謝造成影響。

表5 SDS對不同運動狀態(tài)小鼠血漿氨基酸譜的影響

與對照組比較，#P<0.05,##P<0.01;與運動組比較，*P<0.05,**P<0.01

3 討 論

3.1 SDS對不同運動狀態(tài)糖代謝的影響

糖是人體重要的三大產(chǎn)能營養(yǎng)素之一，提供肌肉在運動過程中的能量消耗。肌糖原無論是在大強度、短時間運動，還是在長時間運動中都是重要的底物。研究[7]表明，長時間運動所導致的疲勞經(jīng)常和肌糖原耗竭和(或)低血糖有關(guān)。此外，糖耗竭還可引起草酰乙酸生成量的不足，進而影響脂肪酸氧化供能，且易造成外傷的發(fā)生[8]。由此可知，運動能力受限于糖原耗竭，提高肌、肝糖原的貯備有助于穩(wěn)定血糖并延緩疲勞發(fā)生。

本研究表明，SDS能增加小鼠肝、肌糖原的儲備，從而延緩糖原的耗竭。此外，研究[9]也表明，SDS對糖代謝具有調(diào)節(jié)作用，可以影響瘦素水平。這種對糖代謝的影響可能是SDS抗疲勞的機制之一。

3.2 SDS對不同運動狀態(tài)脂肪代謝的影響

運動時，骨骼肌也可從血漿游離脂肪酸的β-氧化中獲取能量。尤其是在長時間運動時，碳水化合物和脂類的氧化代謝為肌肉收縮提供主要的ATP。血漿FFA的可利用性及利用的增加可降低對肌糖原和血糖的依賴。耐力訓練的主要適應性就是脂肪氧化能力的提高。

研究表明，肌肉對FFA的攝取和利用部分取決于肌肉攝取及氧化FFA的能力。SDS能有效的清除和利用脂肪，其加快清除血漿中FFA的機制可能是通過影響肌肉內(nèi)線粒體，一方面增加肌肉內(nèi)線粒體的數(shù)量，另一方面增強線粒體氧化脂肪酸的能力[10]。近年來，其他研究[11-12]也發(fā)現(xiàn)，SDS脂肪代謝有顯著的影響。SDS可能通過影響小鼠的脂代謝，促進脂肪利用。

3.3 SDS對不同運動狀態(tài)蛋白質(zhì)代謝的影響

在一般的運動過程中，蛋白質(zhì)提供的熱能占比比較低，不是作為主要的供能營養(yǎng)物質(zhì)，其供能比由運動的時間和強度決定，與體內(nèi)的糖貯備呈負相關(guān)。氨基酸，尤其是支鏈氨基酸的氧化在長時間運動時會增加。隨著氨基酸動員和氧化的上升，血漿游離氨基酸的濃度和比例可導致中樞性疲勞的發(fā)生。5-羥色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)是目前公認的造成中樞性疲勞物質(zhì)之一，具有調(diào)節(jié)睡眠、調(diào)節(jié)體溫、維持精神穩(wěn)定等作用[13]。轉(zhuǎn)運入大腦中的血漿游離Trp的數(shù)量主要決定了大腦中5-HT的量。在透過血腦屏障時Trp與BCAA互相競爭性抑制。所以Trp轉(zhuǎn)運一方面取決于血漿游離Trp的量，另一方面取決于BCAA與FFA的量。Trp/BCAA值越小，可以減少Trp透過血腦屏障轉(zhuǎn)運進入腦，從而減少腦中5-HT的合成。此外，長時間運動可引起脂肪動員增加，使釋放到血漿中的FFA增加。此時血漿FFA的生成率超過氧化利用率，即生成的血漿FFA來不及清除，從而造成血漿FFA濃度上升。血漿FFA可與Trp競爭性地結(jié)合白蛋白，從而升高血漿游離Trp的濃度，增加Trp透過血腦屏障轉(zhuǎn)運進入腦，增加腦中5-HT的合成。

本研究表明，SDS能降低Trp/BCAA值，降低血漿FFA的濃度，從而減少腦中5-HT的合成，延緩疲勞。SDS對不同運動狀態(tài)下的小鼠氨基酸代謝均造成影響。本研究中，SDS使靜止狀態(tài)下小鼠血漿各游離氨基酸增加，這可能是通過促進體內(nèi)氨基酸池代謝，具體機制還不明確。長時間無負重游泳運動后，SDS改變了小鼠血漿氨基酸譜，這可能是其提高小鼠糖原貯備并增加脂肪的氧化利用率，從而增加運動中糖和脂肪的供能比，從而降低了氨基酸特別是支鏈氨基酸的氧化供能。

綜上所述，SDS對小鼠的糖、脂肪和氨基酸代謝造成影響，這可能是其抗疲勞機制之一。

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