褪黑素對小鼠抗疲勞、耐缺氧作用的實驗研究

黎璇 李善霖 黃婧 黃景珠 黃繼杰 李曉瀟 何幸娟 莫庸 黃麗娟

【摘要】?目的?觀察褪黑素（MT）對小鼠抗疲勞、耐缺氧的作用，并探討其可能的作用機制。方法?隨機將小鼠分為8個組，分別為空白對照組、陽性對照組（紅景天膠囊900 mg/kg）、褪黑素高劑量組（4 mg/kg）和褪黑素低劑量組（2 mg/kg）各2組，每組小鼠10只。灌胃給藥36天后，分別進行負重游泳實驗、耐缺氧實驗，觀察負重游泳力竭時間、耐缺氧存活時間及負重游泳后血清乳酸、乳酸脫氫酶、血清尿素氮、超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）等幾個生化指標。結果?與空白對照組相比，褪黑素能夠顯著延長小鼠力竭游泳時間和耐缺氧時間（P<0.05或0.01），明顯降低血清MDA含量，提高乳酸脫氫酶和SOD活性（P<0.05）。

結論?褪黑素具有抗疲勞作用和提高小鼠耐缺氧能力。

【關鍵詞】?褪黑素;抗疲勞;耐缺氧;小鼠

中圖分類號：R285.5?文獻標志碼：A?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.03.003

【Abstract】?Objective?To observe the effects of melatonin（MT） on anti-fatigue and hypoxia tolerance in mice，and to explore its possible mechanism.Methods?The mice were randomly divided into 8 groups：blank control group，positive control group（Hongjingtian capsule 900 mg/kg），MT high dose group（4 mg/kg） and MT low dose group（2 mg/kg） with 2 groups in each.After 36 days of intragastric administration，weight-bearing swimming test and hypoxia tolerance test were performed to observe the time of weight-bearing swimming exhaustion，the survival time of hypoxia tolerance as well as serum lactic acid，lactate dehydrogenase，and serum urea nitrogen after weight-bearing swimming.In addition，several biochemical indicators such as enzyme（SOD） and malondialdehyde（MDA） were also observed.Results?Compared with the blank control group，MT significantly prolonged exhaustive swimming time and hypoxia tolerance time in mice（P<0.05 or 0.01），significantly decreased serum lactate and MDA levels，and increased lactate dehydrogenase and SOD activities（P<0.05）.Conclusion?Melatonin has anti-fatigue effect and can improve the ability of hypoxia tolerance in mice.

【Key words】?MT;anti-fatigue;hypoxia tolerance;mouse

隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快，工作壓力的增大，疲勞成為影響人們生活質量的重要因素。過度疲勞會使體內正常的能量代謝平衡受到破壞以及有害物質在人體內積累，對細胞組織產生毒性作用，嚴重危害人體健康[1]。因此，尋找改善疲勞的方法和途徑對人類健康來說尤為重要。褪黑素（MT）是松果體分泌的神經內分泌激素[2]，其代謝物環(huán)-3-羥基褪黑素（C3OHM）及其下游代謝物N-乙?；?N甲酰基-5-甲氧基神木胺（AFMK）和N-乙?；?5-甲氧基神經胺（AMK）都是抗氧化相關物，它們以及褪黑素都可以減緩分子、細胞和組織，包括人類細胞的氧化損傷[3～4]，褪黑素是已知最強的自由基清除劑之一。目前國內外關于MT的研究主要集中在它的抗氧化、抗炎、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、催眠、內分泌等方面[5～6]，本實驗旨在探究褪黑素對小鼠抗疲勞、耐缺氧的影響，為其實踐應用提供實驗依據。

1?材料與方法

1.1?動物

SPF級三周齡昆明種小鼠80只，雌雄各半，體重（25±3）g，由右江民族醫(yī)學院實驗動物中心提供（動物生產許可證號：SCXK桂2017-0003）。

1.2?藥品與試劑

褪黑素購于美國NATROL公司，批號20172460;紅景天膠囊購于北京同仁堂健康藥業(yè)股份有限公司，批號5202002;丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）均購買于南京建成生物工程研究所，批號均為20171227。

1.3?主要儀器

可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司，型號：722）。

1.4?動物分組及給藥

適應性飼養(yǎng)一周，按體重隨機將小鼠分為褪黑素低劑量組（2 mg/kg）、褪黑素高劑量組（4 mg/kg）、陽性對照組（紅景天膠囊，900 mg/kg）、空白對照組各2組，每組10只小鼠，雌雄各半，同室分籠喂養(yǎng)?？瞻讓φ战M給予生理鹽水，其余各組給予相應的藥量灌胃，灌胃量0.2 mL/10g，每天一次，連續(xù)36天。

1.5?抗疲勞實驗

1.5.1?負重游泳實驗

連續(xù)給藥35天，第35天給藥30 min后取褪黑素低劑量組、褪黑素高劑量組、陽性對照組、空白對照組各1組小鼠進行負重游泳實驗。將小鼠自身體重的5%的鉛負重于小鼠尾根部，將小鼠置于內壁光滑的游泳箱（60 cm×40 cm×30 cm）中游泳，水中的溫度保持在（26±2）℃。記錄小鼠開始游泳到力竭的時間（以小鼠開始往水中下沉且頭部連續(xù)淹沒在水中10 s為指標），作為負重游泳時間。

1.5.2?測定抗疲勞的生化指標

實驗第36天，末次給藥30 min后，小鼠不負重游泳30 min，水溫保持（26±2）℃，取出小鼠并擦干其毛發(fā)，待20 min后眼球取血。3500 r/min離心10 min后取血清。一部分血清用全自動生化分析儀測定乳酸脫氫酶活性、血乳酸以及尿素氮含量;另一部分血清嚴格按照試劑盒的說明書用722分光光度計測定SOD活性和MDA含量。

1.6?常壓耐缺氧實驗

實驗第36天，末次給藥60 min后，將另外4組小鼠分別放入裝有10 g鈉石灰的125 mL的廣口瓶內，每瓶1只，迅速蓋好瓶塞并密封，之后立即計時，仔細觀察小鼠呼吸頻率、深度、皮膚和口唇顏色。以小鼠呼吸停止為觀察截點，記錄小鼠從入瓶內到最后一次呼吸停止所用的時間，即為小鼠的耐缺氧時間。

1.7?統(tǒng)計學方法

應用SPSS 19.0進行數(shù)據統(tǒng)計分析，各組實驗數(shù)據均以（±s）表示，采用單因素方差分析各組間的差異，LSD法進行兩兩比較，檢驗水準：α=0.05，雙側檢驗。

2?結果

2.1?褪黑素對小鼠負重游泳力竭時間的影響

與空白對照組比較，褪黑素高劑量組、褪黑素低劑量組和陽性對照組均明顯延長了小鼠負重游泳力竭時間（P<0.01）;同時，褪黑素高劑量組負重游泳力竭時間明顯長于低劑量組（P<0.01）。見表1。

2.2?褪黑素對小鼠血清乳酸脫氫酶活性、乳酸及尿素氮含量的影響

與空白對照組比較，褪黑素高劑量組乳酸脫氫酶的活性顯著提高（P<0.05），但乳酸和尿素氮降低不明顯（P>0.05）;褪黑素低劑量組各指標變化均不明顯（P>0.05）;高劑量組與低劑量組相比，各指標變化均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表2。

2.3?褪黑素對小鼠血清SOD、MDA的影響

與空白對照組相比，陽性對照組、褪黑素高劑量組小鼠血清中SOD的活力顯著提高，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），陽性對照組、褪黑素高劑量組、褪黑素低劑量組MDA均明顯降低，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;與褪黑素低劑量組相比，陽性對照組和褪黑素高劑量組SOD、MDA變化均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表3。

2.4?褪黑素對小鼠耐缺氧時間的影響

與空白對照組相比，褪黑素高劑量組、褪黑素低劑量組和陽性對照組的小鼠耐缺氧時間均明顯延長（P<0.05）。與褪黑素低劑量組相比，陽性對照組和褪黑素高劑量組小鼠常壓耐缺氧時間未明顯延長（P>0.05）。見表4。

3?討論

疲勞是機體在一定環(huán)境條件下，腦力和體力達到一定階段時出現(xiàn)的一種工作效率降低的生理和心理現(xiàn)象，其大多是由運動引起的機體一系列生化指標的改變而導致肌肉力量下降[1];疲勞最直接和客觀的表現(xiàn)是運動耐力的下降，而力竭游泳時間一直以來被作為反映運動耐力的重要指標[7]。本實驗結果表明，褪黑素高、低劑量組與空白對照組相比均明顯延長了小鼠的游泳時間，尤以高劑量組最為明顯，這說明褪黑素可以增強小鼠的運動耐力。有機體運動所需的能量來源于有氧氧化和無氧酵解，機體的耗氧量低，耐缺氧時間延長，說明機體組織對氧的利用率高，有效地提高體力和腦力的活力效能[8]，從而提高運動耐力而達到抗疲勞效應。在本實驗中，褪黑素高、低劑量組均能明顯延長小鼠耐缺氧時間，說明褪黑素可能提高機體對氧的利用率或減少組織耗氧量，提高耐缺氧能力，具有延長缺氧時間的作用。

乳酸是糖酵解的主要代謝產物，機體劇烈運動時，細胞相對缺氧，糖酵解加快，產生大量的能量以提高機體的供能，同時也產生大量的乳酸，肌肉中H+濃度上升，引起疲勞。乳酸在體內的積累取決于乳酸的產生與清除速度。乳酸脫氫酶總活性與體內乳酸清除代謝速度密切相關，乳酸脫氫酶活性的增強可加快乳酸的清除，減少乳酸的積累，提高機體抗疲勞能力[9]。隨著運動時間的進一步延長，蛋白質代謝也參與到供能當中，從而引起蛋白質代謝產物尿素氮增高，因此，血漿中乳酸含量、乳酸脫氫酶活性和血清尿素氮含量的變化都可以作為評價運動性疲勞的重要指標[10～11]。在本實驗中，褪黑素高劑量組血清乳酸含量低于空白對照組，差異無統(tǒng)計學意義，但明顯提高了乳酸脫氫酶的活性，說明褪黑素可能通過提高乳酸脫氫酶的活性，加快乳酸的清除速度，降低體內乳酸的含量，從而緩解機體的疲勞，提高運動耐力。而褪黑素組尿素氮、乳酸降低不明顯，可能與運動時間較短、蛋白質代謝尚未發(fā)揮其供能效應有關。

SOD是生物體內重要的酶自由基清除劑，可以有效清除機體內過量的自由基;MDA是活性氧自由基引起的脂質過氧化反應的主要產物之一，它的含量能夠間接反映機體抗氧化能力及清除自由基的能力。本研究結果發(fā)現(xiàn)，褪黑素高劑量組SOD的活力明顯高于空白對照組，褪黑素高、低劑量組MDA含量均明顯低于空白對照組，與尹華祺[12]的研究相一致。說明褪黑素也可能通過清除機體內過量的自由基，降低脂質過氧化反應來提高小鼠的運動耐力和耐缺氧能力。

綜上所述，褪黑素具有提高小鼠的運動耐力和耐缺氧能力，增強小鼠的抗疲勞能力。其作用機制可能與清除自由基、提高抗氧化作用以及提高乳酸脫氫酶的活性有關。

參?考?文?獻

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（收稿日期：2019-01-15?修回日期：2019-03-09）

（編輯：潘明志）