決明子水煎液復(fù)合4周游泳訓(xùn)練對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞的干預(yù)作用*

馬紹帥，陳薈宇，梁芝棟△

(1. 商丘學(xué)院體育學(xué)院，河南 商丘 476000；2. 鄭州工商學(xué)院體育系，河南 鄭州 451400)

決明子是草本豆科植物決明的種子，是中國傳統(tǒng)醫(yī)藥寶庫中比較常用的藥物，也是國家衛(wèi)生部公布的藥食同源品種之一。決明子廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，具有清肝明目，潤腸通便、延年益壽等醫(yī)療保健功效。目前醫(yī)藥學(xué)界有關(guān)對(duì)決明子的研究大多集中在它的化學(xué)成分、藥理作用和臨床應(yīng)用上[1]，與體育相關(guān)的研究很少，僅有的研究也是體現(xiàn)在決明子和運(yùn)動(dòng)的復(fù)合干預(yù)對(duì)體脂代謝或減肥的影響上[2,3]。諸多研究表明中藥在提高機(jī)體抗疲勞能力方面有著顯著療效[4]。研究還表明決明子具有抗氧化能力，能夠清除人體中產(chǎn)生的過量自由基[5]。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)認(rèn)為造成運(yùn)動(dòng)性疲勞的可能機(jī)制有衰竭假說、堵塞假說、突變假說、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定失調(diào)假說、自由基假說、保護(hù)性抑制假說和運(yùn)動(dòng)環(huán)路失調(diào)假說，其中自由基假說是近年運(yùn)動(dòng)性疲勞的研究熱點(diǎn)[6]。體育學(xué)界的研究表明耐力運(yùn)動(dòng)能夠提高機(jī)體的抗疲勞能力[7]，基于此，本文從決明子的藥物作用和體育運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體的刺激兩個(gè)角度出發(fā)，探討決明子水煎液復(fù)合4周游泳訓(xùn)練對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞的干預(yù)作用，以便為運(yùn)動(dòng)性疲勞的防治提供理論和實(shí)踐上的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與分組

四周齡SPF級(jí)雄性健康ICR小鼠40只，體重(22.17± 3.38)g，購于河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，動(dòng)物合格證號(hào)：0008431。室溫(27±2)℃，濕度50%～60%，光周期按自然晝夜規(guī)律。小鼠每10只為一籠，做為一組，共為4組，分別為對(duì)照組、運(yùn)動(dòng)組、決明子組和決明子運(yùn)動(dòng)組。采用自然進(jìn)食和飲水的方式飼養(yǎng)。決明子購自鄭州市本草國藥館。超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)均購于南京建成生物工程研究所。BS-210S電子分析天平，購自北京賽多利斯天平有限公司；DZKW-4電子水浴鍋，購自上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司；SZ-093雙重蒸餾器購于上海市亞榮生化儀器廠；TDL-40B型低速臺(tái)式離心機(jī)購自上海安亭科學(xué)儀器廠；XSC-BZ0074小鼠恒溫游泳池，購自南京便診生物科技有限公司；CYES-H氣體測(cè)定儀，購自上海精勝科學(xué)儀器有限公司。

1.2 決明子水煎液和4周游泳訓(xùn)練的干預(yù)方案

將1 000 ml的蒸餾水加入決明子100 g進(jìn)行1 h的煎煮，過濾后濾液留存?zhèn)溆茫瑸槭顾幬锍煞殖浞直焕?，在藥物殘?jiān)性偌尤?00 ml蒸餾水再進(jìn)行1 h的煎煮，過濾獲得第二次濾液，兩次濾液合并進(jìn)行濃縮至100 ml，此時(shí)決明子水煎液中的生藥含量為1 g/ml。將制備好的水煎液放置在2℃冰箱中，備用。對(duì)照組每天灌胃20 ml蒸餾水，不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)；運(yùn)動(dòng)組每天除灌胃20 ml蒸餾水外，還進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)；決明子組每天灌胃20 ml劑量為1 mg/ml的決明子水煎液，用藥劑量參照吳宿慧等的實(shí)驗(yàn)方法[5]；決明子運(yùn)動(dòng)組在決明子組的基礎(chǔ)上增加了運(yùn)動(dòng)干預(yù)。運(yùn)動(dòng)干預(yù)為4周的無負(fù)重游泳運(yùn)動(dòng)。游泳池溫度28℃，水深35 cm，靜態(tài)水速。第一周每天持續(xù)游泳時(shí)間為30 min，第二周為40 min，第三周為50 min，第四周的前6 d每天為60 min，第四周周末(第28日)采用力竭游泳實(shí)驗(yàn)，并記錄力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間。力竭判定標(biāo)準(zhǔn)為小鼠沒入水面超過5 s，且拿出后在平面上無法完成翻正實(shí)驗(yàn)[8]。每天觀察小鼠狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)生病小鼠及時(shí)進(jìn)行清除。每天上午9點(diǎn)進(jìn)行灌胃，下午3點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)干預(yù)。

1.3 基礎(chǔ)代謝率、GSH-px、SOD和MDA水平的測(cè)定

在實(shí)驗(yàn)的第27日上午6點(diǎn)開始測(cè)量小鼠的基礎(chǔ)代謝率。室溫25℃，濕度60%，禁食在6 h以上。將氣體測(cè)定儀置于新鮮空氣環(huán)境中，用一根長約25 cm 的硅膠管對(duì)進(jìn)氣口進(jìn)行加長，末端和被測(cè)氣體相通。以空氣中氧濃度 21.0%為標(biāo)準(zhǔn)，再來確定CO2濃度。把小鼠放置在容積為2 L 的密閉容器里面，通過KOH 和干燥硅膠吸收里面的CO2和水分，放置在30℃的恒溫箱內(nèi)30 min，開始測(cè)量小鼠的耗氧量,每5 min 記錄1次,連續(xù)記錄6次，從中選取2個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的最小值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果來計(jì)算小鼠的基礎(chǔ)代謝率。每只小鼠完成耗氧量測(cè)定后，均用新鮮空氣清洗氣路，測(cè)定分為4組同時(shí)進(jìn)行。用耗氧量(mlO2/g·h)來表示其基礎(chǔ)代謝率。最后一次的力竭游泳實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，休息48 h，期間按照正常飼養(yǎng)方式，采用濃度為0.1 mg/ml水合氯醛對(duì)小鼠進(jìn)行腹腔注射麻醉，劑量為0.6 mg/g ，隨后擦干小鼠身體并摘取眼球取血。以4 000 r/min 轉(zhuǎn)速離心10 min后取血清，GSH-px、SOD和MDA的測(cè)定方法嚴(yán)格按照試劑盒提供的步驟進(jìn)行。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

如表1、表2所示，小鼠的RMR、SOD、MDA和GSH-Px的水平在組間存在顯著性差異(P<0.05)，力竭游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間存在著極顯著性差異(P<0.01)。多重比較結(jié)果顯示，力竭游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間、GSH-Px和SOD水平在不同組間的排序?yàn)閷?duì)照組<運(yùn)動(dòng)組<決明子組<決明子運(yùn)動(dòng)組，MDA的排序?yàn)闆Q明子運(yùn)動(dòng)組<決明子組<運(yùn)動(dòng)組<對(duì)照組，RMR的排序?yàn)闆Q明子組<決明子運(yùn)動(dòng)組或?qū)φ战M<對(duì)照組或運(yùn)動(dòng)組。

3 討論

急性運(yùn)動(dòng)時(shí)由于能量代謝加強(qiáng)、耗氧量增加、抗氧化酶活性降低、細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度升高等因素會(huì)導(dǎo)致機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生大量自由基，自由基能夠攻擊細(xì)胞膜造成細(xì)胞的損害，同時(shí)脂質(zhì)過氧化物還能夠自發(fā)分解產(chǎn)生更多自由基，從而攻擊其他雙鍵，最后會(huì)造成自由基的連鎖發(fā)應(yīng)。本研究結(jié)果顯示，決明子水煎液或者4周游泳訓(xùn)練都能夠顯著性地提高GSH-Px或SOD水平，同時(shí)降低MDA水平，兩者復(fù)合作用時(shí)效果更好，這和以往的研究具有一致性。大量的研究表明決明子具有很強(qiáng)的抗氧化性，它的抗氧化性主要是通過自身某種成分能夠有效清除自由基來實(shí)現(xiàn)的，比如丁潤梅等[9]通過對(duì)清除自由基的能力與黃酮含量進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)自由基的活性與黃酮含量呈顯著的負(fù)相關(guān)。田大年等[10]研究發(fā)現(xiàn)決明子茶中的游離蒽醌具有抗氧化能力。劉月麗等[11]研究了決明子對(duì)脂肪肝大鼠肝組織抗氧化能力的影響。還有陳依雨等[12]報(bào)道了決明子提取物對(duì)脂肪肝大鼠眼晶狀體抗氧化能力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)決明子乙醇提取物各劑量組大鼠血清和晶狀體內(nèi)SOD活性明顯升高，MDA含量明顯降低。諸如此類的報(bào)道很多，總的信息基本上都指向于決明子中的化學(xué)成分能夠有效清除自由基。適宜的體育運(yùn)動(dòng)能夠提高機(jī)體的抗氧化能力，比如李潔等[13]研究表明有氧運(yùn)動(dòng)可以顯著性地提高老年大鼠骨骼肌線粒體SOD、GSH-Px 活性，降低MDA 含量，諸如此類的研究都證實(shí)了這一點(diǎn)[7,14,15]，因此決明子水煎液復(fù)合4周游泳運(yùn)動(dòng)是提高機(jī)體的抗氧化性，減少細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化，提高機(jī)體抗疲勞能力的較為有效的干預(yù)手段。

GroupnExhaustive time (min)RMR(mlO2/g·h)Control group10121.2±13.61.62±0.16Exercise group7130.3±21.8?1.70±0.17Dose group10141.6±17.8??#1.47±0.16?##Dose exercise group9156.4±23.8??#▲1.59±0.11#▲

RMR: Basal metabolic rate

*P<0.05,**P<0.01vscontrol group;#P<0.05,##P<0.01vsexercise group;▲P<0.05,▲▲P<0.01vsdose group

Tab. 2 Inter-group comparison of different antioxidant index in mice

GroupnGSH-Px(mg·L-1)SOD(U·L-1)MDA(nmol·L-1)Control group104.12±2.1397.26±2.414.35±0.86Exercise group74.35±2.08?98.72±3.14?4.22±0.38?Dose group105.57±2.18??#100.11±3.98?#4.19±0.63?#Dose exercise group95.84±2.28??##▲102.56±4.11??##▲3.71±0.51??##▲

GSH-Px: Glutathione peroxidase; SOD: Superoxide dismutase; MDA: Glycol propylene

*P<0.05,**P<0.01vscontrol group;#P<0.05,##P<0.01vsexercise group;▲P<0.05,▲▲P<0.01vsdose group

力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)間是衡量持續(xù)運(yùn)動(dòng)能力的一個(gè)重要指標(biāo)，持續(xù)運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)可以有效延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示決明子水煎液或者4周游泳訓(xùn)練能夠顯著延長小鼠力竭游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間，而且二者復(fù)合干預(yù)時(shí)效果更好。本研究結(jié)果表明決明子中所含的蒽醌類、吡酮類和多糖類等活性物質(zhì)均具有很強(qiáng)的抗氧化活性[16-18]，因此對(duì)延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生有一定的療效。同時(shí)游泳訓(xùn)練作為一種外在刺激，能夠?qū)е逻\(yùn)動(dòng)系統(tǒng)(骨骼和肌肉)和其它的運(yùn)動(dòng)支持系統(tǒng)產(chǎn)生積極地良性適應(yīng)，進(jìn)而增強(qiáng)小鼠抗疲勞能力。

基礎(chǔ)代謝是機(jī)體維持基本生命活動(dòng)所需的能量代謝。生理學(xué)上通常用單位時(shí)間每平方米體表面積的產(chǎn)熱量也就是基礎(chǔ)代謝率來評(píng)定機(jī)體機(jī)能狀況。基礎(chǔ)代謝率可以用于運(yùn)動(dòng)員的營養(yǎng)或能量監(jiān)控，也可以作為運(yùn)動(dòng)性疲勞的監(jiān)控指標(biāo)。有研究表明[19]如果體育鍛煉后基礎(chǔ)代謝率穩(wěn)定或略有下降，則表明運(yùn)動(dòng)負(fù)荷安排得當(dāng)，運(yùn)動(dòng)機(jī)能良好；如果基礎(chǔ)代謝率有所升高，則表明機(jī)體產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)性疲勞，如不及時(shí)采取干預(yù)手段，疲勞就會(huì)積累，就會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力的下降。本研究結(jié)果顯示4周游泳訓(xùn)練對(duì)小鼠的基礎(chǔ)代謝率無顯著性影響，而決明子水煎液能夠顯著性地降低基礎(chǔ)代謝率，決明子水煎液復(fù)合4周游泳運(yùn)動(dòng)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)組來說仍然存在著降低基礎(chǔ)代謝率的效用，這也說明決明子具有一定的抗疲勞療效，這也和以往研究是一致的[20]。究其原因可能還是和決明子的抗氧化能力有關(guān)，中醫(yī)研究表明決明子水煎液具有潤腸通便的功效，因?yàn)闆Q明子中的游離蒽醌能夠有效阻止自由基對(duì)消化粘膜細(xì)胞的影響，對(duì)保護(hù)消化系統(tǒng)的功能完整性有一定的作用。小鼠可能通過胃腸內(nèi)容物減少，體重降低，進(jìn)而造成基礎(chǔ)代謝率的下降。因此服用決明子水煎液能夠有效提高機(jī)體的抗疲勞能力。

總之，決明子的藥物作用和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的刺激都能夠不同程度地提高機(jī)體的抗疲勞能力，單一手段干預(yù)時(shí)決明子優(yōu)于4周游泳訓(xùn)練，復(fù)合手段干預(yù)時(shí)在提高小鼠持續(xù)工作能力和抗氧化能力方面要優(yōu)于單一手段的干預(yù)效果。決明子中的活性成分抗疲勞的分子機(jī)制有待于進(jìn)一步的探討。