原花青素對小鼠運動性疲勞及抗氧化能力的影響

臧守相

新疆師范大學(xué)體育學(xué)院，新疆烏魯木齊 830054

原花青素[1]（(proanthocyanidin，PC）是由表兒茶素和兒茶素為單體聚合而成一種廣泛存在于植物界的黃烷-3-醇類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)、生物活性、吸收代謝和毒理學(xué)特性都有很深入的研究。原花青素雖然在很多植物存在，如葡萄、銀杏、松樹皮、山楂等[2]，但是最早的原花青素確是在葡萄籽中提取出來，也就是現(xiàn)在研究最多的葡萄籽原花青素，葡萄籽原花青素（Grape Seed Protoanthocyanin Extract，GSPE）已成為原花青素研究的代表。既往的研究已經(jīng)證明，原花青素在治療心血管疾病，腫瘤、糖尿病等方面已有了很大進步，相關(guān)學(xué)者[3]發(fā)現(xiàn)葡萄籽原花青素能顯著降低血漿中MDA含量、提高SOD酶活性，很大程度減少心肌梗死情況。關(guān)于于葡萄籽原花青素對機體毒理學(xué)研究也顯示原花青素具有無損害性、安全性極高、無不良反應(yīng)[4]。而原花青素干預(yù)運動方面的研究主要集中在提高運動能力等宏觀研究，對于長期運動性疲勞的研究幾乎沒有。現(xiàn)有的研究已經(jīng)證明長期運動性疲勞的積累對于運動員來說是非常有害的[5]，運動醫(yī)學(xué)方面也在不斷尋找可以減輕運動疲勞危害的藥物。運動醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)長期疲勞性運動狀態(tài)下，體內(nèi)脂質(zhì)過氧化加強。在體內(nèi)補充抗氧化劑可以適當?shù)臏p輕體內(nèi)脂質(zhì)過氧化，降低自由基和其他氧化物質(zhì)的含量，進而可以提高機體的抗疲勞作用，提高機體運動能力[6]。因此對于后期原花青素更好的應(yīng)用到人體抗疲勞具有極高的價值。也為以后的研究提供科學(xué)依據(jù)。報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器和實驗試劑材料

該實驗所用葡萄籽原花青素均由天津市尖峰天然產(chǎn)物研究開發(fā)有限公司生產(chǎn)提供，純度為95%，性狀為紅棕色粉末。

1.2 實驗小鼠

昆明系雄性健康小鼠45只，5周齡，隨機分為3組,每組15只，體重（22±1.1）g，由新疆醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心提供

1.3 方法

1.3.1 動物飼養(yǎng) 小鼠購回先進行稱重記錄再進行隨機分成3籠喂養(yǎng)（即安靜對照組、單純運動組、實驗組），每籠15只，自由采食飲水（飼料為新疆醫(yī)科大學(xué)動物實驗中心提供，飲水為經(jīng)凈化機凈化水）。飼養(yǎng)環(huán)境符合飼養(yǎng)規(guī)范，室溫控制在20～26℃，相對濕度保持在40%～60%濕度，光照采用模擬晝夜明暗交替12/12 h，通風(fēng)條件良好，保障飼養(yǎng)環(huán)境無異味。每次游泳運動前，運動組和實驗組均進行人工灌胃，灌胃量均為0.2 mL，灌胃藥物劑量依次為：0.9%生理鹽水、50 mg/kg原花青素制劑。

1.3.2 實驗方法小鼠采用游泳運動方式進行運動性疲勞模型的建立，水溫（28±2）℃，水深35 cm以上，每周游泳6 d，每天游泳運動安排在下午6點左右進行，周日休息，共計8周。第1周為適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后進行3 d的適應(yīng)性游泳訓(xùn)練，1次/d，15～30 min/次。待小鼠適應(yīng)性游泳結(jié)束后，正式開始建模。第2周游泳時間為無負重游泳30 min，以后每周增加5 min，直到第8周增加至60 min。游泳過程中防止小鼠偷懶，發(fā)現(xiàn)小鼠在水面靜止漂浮，就要用玻璃棒進行攪動水面進行干預(yù)，以保證實驗結(jié)果的有效性。在單純運動組、實驗組進行游泳建模訓(xùn)練的同時，將安靜對照組小鼠放入相同溫度的淺水中環(huán)境中但不進行游泳運動，目的是排除水環(huán)境對實驗結(jié)果的影響。其中斷力小鼠游泳判竭狀態(tài)的標準為：當小鼠游至連續(xù)3次小鼠鼻尖沒入水底，每次超過10 s，視為力竭。

1.3.3 指標提取與檢測 游泳力竭時間測定：末次灌胃給藥后30 min,從各組隨機選取5只，首先在小鼠尾根部固定3%體重的負荷鉛墜，記錄小鼠從游泳開始至達到力竭標準的時間,作為小鼠游泳力竭時間(min)。

血清中 MDA、BUN、SOD、GSH-PX、T-AOC 測定：小鼠運動結(jié)束后，即刻摘眼球取血，血液立即離心，取血清，4℃保存?zhèn)溆?。血量?.5 mL左右。隨后在4℃環(huán)境下離心20 min（3 000 r/min），采集上清液，低溫保存。樣本備置以供下用。MDA、BUN、SOD、GSH-Px、T-AOC 試劑盒：由南京建成生物工程研究所生產(chǎn)提供。

1.4 統(tǒng)計方法

2 結(jié)果

2.1 GSPE對小鼠實驗后體重、游泳力竭時間的影響

從表1可以看出,與安靜對照組相比單純運動組游泳時間較差，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。而服用原花青素的實驗組表現(xiàn)確非常好，不論是和安靜對照組還是運動對照組相比，都具有很明顯的促進作用，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。

表1 原花青素對小鼠體重、游泳力竭時間的影響[（±s），min]

表1 原花青素對小鼠體重、游泳力竭時間的影響[（±s），min]

組別力竭時間安靜對照（n=5）單純運動組（n=5）實驗組（n=5）9.1±0.6（8.9±0.8）*（13.6±1.1）*#

2.2 GSPE 對小鼠 MDA、BUN、SOD、GSH-PX、T-AOC 指標影響

從表2可以看出單純運動組MDA、BUN含量與安靜組相比都有明顯升高趨勢且都差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.05）。實驗組與安靜對照組和單純運動組也都差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.05）。與安靜對照組相比單純運動組小鼠SOD活性、GSH-Px活性、T-AOC活性均明顯降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），實驗組中SOD活性、T-AOC明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （P＜0.01）,GSH-Px活性也相對較高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。實驗組和單純運動組相比SOD活性、GSH-Px活性、T-AOC活性指標都有明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。

3 討論

運動性疲勞模型。現(xiàn)有的研究證明明，當運動疲勞發(fā)生時表現(xiàn)為 MDA、BUN、呈現(xiàn)激增，SOD、GSH-PX、T-AOC呈現(xiàn)下降[7]。該次研究表明，單純運動組小鼠較安靜對照組顯著差異（P＜0.5）。以上研究結(jié)果表明，本次漸增負荷游泳運動疲勞模型造模成功。小鼠游泳力竭時間變長是反應(yīng)小鼠抗疲勞具有效果、提高小鼠運動能力最好的表現(xiàn)[8-11]，從實驗結(jié)果看GSPE可以使小鼠游泳時間明顯延長和單純運動組相比提高了52%（P＜0.05）,實驗結(jié)果GSPE表明可以顯著提高小鼠抗運動疲勞能力。劉協(xié)[12]的研究結(jié)果也顯示出同樣的結(jié)果。

運動過程中由于活性氧增多進而可導(dǎo)致體內(nèi)過氧化反應(yīng)加強、氧化應(yīng)激反應(yīng)加強。這也就導(dǎo)致運動性疲勞小鼠骨骼肌相比膜受損引起血清中MDA極具含量增加[13]。MDA作為脂質(zhì)過氧化的代謝產(chǎn)物，主要引起細胞膜受損傷，MDA在血清中的含量基本可反映機體脂質(zhì)過氧化程度，并能間接反映出自由基對機體細胞的損傷程度[14]。張萍等[15]在進行研究運動疲勞時發(fā)現(xiàn)，當運動疲勞發(fā)生時肝組織的MDA含量是安靜對照組的2倍以上,本研究結(jié)果也顯示在運動疲勞發(fā)生時MDA的含量達到7.24 nmol/mL，雖然結(jié)果達不到安靜組的兩倍，有可能是肝組織和血液組織含量不同引起。而服用原花青素的小鼠MDA含量降低到6.15 nmol/mL。從表面看只是降低了MDA含量，其實原花青素是提高機體抗氧化酶活性，脂質(zhì)過氧化速度降低，進而減少了MDA含量。

BUN是蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮物質(zhì)的代謝產(chǎn)物,正常生理條件下基本維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài),在運動過程中BUN的含量升高，主要是運動過程蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮物質(zhì)分解作用增強引起[16]。在進行大肥菇多糖實驗是發(fā)現(xiàn)在未經(jīng)干預(yù)下的小鼠BUN含量高達9.95 mmol/L這和該實驗結(jié)果（9.86±0.53）mmol/L類似[17]。而服用原花青素的小鼠BUN含量只有（8.11±0.62）mmol/L，說明原花青素有良好的抗疲勞作用。

SOD、GSH-Px是兩種很常見的抗氧化酶，其功能就是清除自由基。對于機體的氧化、抗氧化，SOD起著平衡二者作用，SOD作為抗氧化酶可直接清除自由基，可以分解過H2O2和脂質(zhì)過氧化物，阻斷脂質(zhì)過氧化反應(yīng)[18]。對于過H2O2的分解，GSH-PX是廣泛存在于機體內(nèi)的一種催化過H2O2分解的酶，H2O2雖然不是自由基，但氧化能力極強，極易生成羥自由基[19]，可特異性催化還原型谷胱甘肽(GSH)對H2O2的還原反應(yīng)，可以終止自由基引起的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，可起到保護細胞膜結(jié)構(gòu)完整和功能正常的作用[20]。雪峰[21]在進行參精研究時發(fā)現(xiàn)運動性疲勞狀態(tài)下SOD、GSH-Px的活性明顯降低，從該次實驗的單純運動組可以看出運動疲勞小鼠SOD、GSH-Px活性都要比安靜組低很多，而服用原花青素后SOD、GSH-Px的活性出現(xiàn)明顯的提高作用，SOD提高了16%，GSH-Px提高了30%。從實驗結(jié)果可以看出原花青素具有良好的抗氧化能力。

表2 原花青素對小鼠MDA、BUN影響（±s）

表2 原花青素對小鼠MDA、BUN影響（±s）

注：*表示與安靜對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；**表示與安靜對照組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。#表示與單純運動組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；##表示與單純運動組相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。

組別MDA(nmol/mL）BUN(mmol/L)SOD（U/mL）GSH-PX（U/mL） T-AOC（U/mL）安靜對照組（n=10）單純運動組（n=10）實驗組（n=10）5.24±0.73（7.24±1.03）*（6.15±0.85）*#8.71±0.51（9.86±0.53）*（8.11±0.62）*#34.41±1.91（31.44±1.47）*（36.74±0.57）**##36.97±0.79（32.01±0.81）*（41.71±1.38）*#＃0.58±0.12（0.25±0.06）*（0.73±0.16）*##

體內(nèi)各種抗氧化酶、抗氧化物之間存在相互關(guān)聯(lián)，對于機體抗氧化起到協(xié)同作用，T-AOC代表體總抗氧化物水平,包括內(nèi)酶性和非酶性等總抗氧化物的水平,這在評價對機體是否造成氧化損傷時,其他單項抗氧化劑指標所無法比擬的。通過測定T-AOC活力可反映機體總抗氧化酶的活力狀態(tài)，并可間接反映機體的脂質(zhì)過氧化程度，TAOC活力水平與機體抗氧化能力呈正相關(guān)，與機體脂質(zhì)過氧化呈負相關(guān)[22]。該實驗研究結(jié)果可以看出服用原花青素后機體T-AOC活力水平比單純運動組高很多，甚至已經(jīng)超越了安靜組的水平，一方面反應(yīng)原花青素可以提高機體總的抗氧化能力，另外也可以推斷出原花青素可以降低體內(nèi)脂質(zhì)過氧化。

4 結(jié)論

從整個實驗過程來看，運動性疲勞小鼠不論從毛色神態(tài)都有很多負面影響，在一定程度上反映出長期運動性疲勞的危害。而原花青素作為廉價的抗氧化劑以及它的無毒性，決定了原花青素在以后應(yīng)用于運動員抗疲勞都有很好的前景。對于原花青素良好的抗氧化性質(zhì)，猜測原花青素在對抗由氧化引起的衰老等方面都有很好的發(fā)展，對于原花青素廣泛應(yīng)用有著重要意義。