小麥低聚肽抗疲勞活性研究

錢平 邵劍鋼 劉晉 盧鵬 李曉莉 鄭志強(qiáng)

摘 要：目的：探討小麥低聚肽對力竭游泳運動大鼠的抗疲勞作用。方法：選取60只8周齡健康SD大鼠（實測樣本53只），隨機(jī)分為5組，即安靜對照組（C組）、運動對照組（E組）和安靜營養(yǎng)組（CW組）、運動營養(yǎng)組（EW組）、運動營養(yǎng)大劑量組（EHW組）[灌胃劑量分別為20、20、100 mg/（kg·d）]，每組12只，每天灌胃1次。E組、EW組和EHW組進(jìn)行游泳訓(xùn)練，C組和CW組不進(jìn)行訓(xùn)練。4周后，E組、EW組和EHW組大鼠進(jìn)行力竭游泳實驗，記錄力竭運動時間。休息24 h后，取各組大鼠骨骼肌組織，測定骨骼肌糖原和MDA含量、骨骼肌SOD和GSH-Px活性。結(jié)果：小麥低聚肽可顯著延長大鼠力竭運動時間，促進(jìn)力竭運動后大鼠骨骼肌糖原的含量的恢復(fù)，提高力竭運動后大鼠骨骼肌SOD和GSH-Px的活性，降低骨骼肌MDA的含量。結(jié)論：高劑量小麥低聚肽具有較好的抗疲勞活性。

關(guān)鍵詞：小麥低聚肽;力竭運動;骨骼肌;運動能力

大強(qiáng)度、長時間的運動后，機(jī)體會出現(xiàn)運動能力下降，產(chǎn)生大量自由基，導(dǎo)致骨骼肌等組織損傷，嚴(yán)重影響機(jī)體的運動能力和執(zhí)行任務(wù)能力[1-2]。如何促進(jìn)疲勞的恢復(fù)、提高機(jī)體的運動能力一直是運動醫(yī)學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域研究的熱點問題。小麥低聚肽是以小麥蛋白為原料，經(jīng)過定向酶切及特定的小肽分離技術(shù)獲得的小分子多肽物質(zhì)，是生物活性肽的一種。2012年9月4日原衛(wèi)生部批準(zhǔn)小麥低聚肽作為新資源食品。目前國內(nèi)外對小麥低聚肽的研究報道較少，例如潘興昌等[3]、劉文穎等[4-5]、蔣寶石等[6]、Yin Hong等[7]、劉艷等[8]、趙澤龍[9]、周偉[10]對小麥低聚肽的功能作用作了研究報道。但關(guān)于小麥低聚肽的抗疲勞作用鮮有報道。本實驗通過設(shè)計訓(xùn)練方案和構(gòu)建游泳力竭模型，記錄大鼠力竭游泳運動時間，測定力竭運動24h后各組大鼠骨骼肌糖原、SOD活性、GSH-Px活性和MDA含量，探討小麥低聚肽的抗疲勞活性，以期為小麥低聚肽的開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 實驗材料 大鼠：8周齡健康SD大鼠60只，SPF級，體重265～305 g，購于維通利華實驗動物中心。飼養(yǎng)于北京體育大學(xué)實驗室動物房，SPF（無特定病原體）級屏障環(huán)境，室溫20～24℃，相對濕度50%～70%，常規(guī)分籠喂養(yǎng)，自由飲水進(jìn)食。動物飼養(yǎng)材料：國家標(biāo)準(zhǔn)固體飼料及衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)飼料，由軍事科學(xué)研究所提供，工作人員滅菌后使用。小麥低聚肽：北京中食海氏生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)，浙江海氏生物科技有限公司提供，淡灰白色粉末，無結(jié)塊，批號：20150407，生產(chǎn)日期：2015年4月7日。

1.1.2 實驗試劑 超氧化物歧化酶（SOD）試劑盒、丙二醛（MDA）試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）試劑盒，北京華英生物技術(shù)研究所;糖原試劑盒，南京建成生物工程研究所;其他試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 實驗動物分組及小麥低聚肽給予時間 適應(yīng)性飼養(yǎng)1周，篩選出能參加正常實驗訓(xùn)練的大鼠，稱量各組大鼠的體重，而后隨機(jī)分為5組（表1）。

1.2.2 動物訓(xùn)練方案 具體訓(xùn)練方案按照表2進(jìn)行。

1.2.3 游泳運動疲勞模型 建立合理的運動疲勞模型是深入研究疲勞的首要環(huán)節(jié)，對于機(jī)制的分析研究具有重要作用。目前常用的運動疲勞模型有跑臺運動疲勞模型、游泳運動疲勞模型等。為研究小麥低聚肽的抗疲勞作用及其機(jī)制，本研究借鑒文獻(xiàn)[11]記錄，采用了大鼠游泳運動疲勞模型。實驗組大鼠經(jīng)過4周的游泳訓(xùn)練后，在最末一次灌胃后的第2天，E組、EW組和EHW組大鼠進(jìn)行一次力竭實驗，采用尾部負(fù)重的游泳方式，負(fù)重重量為大鼠自身體重的3%，直至力竭。力竭判斷標(biāo)準(zhǔn)：泳池水深>50 cm，水溫（31±1）℃，保證大鼠尾巴不能夠支撐泳池底部，每平方米水面同時有4～7只大鼠游泳，當(dāng)大鼠游至連續(xù)3次沒入水中，每次超過10 s，視為力竭，用普通秒表記錄力竭游泳時間。

1.2.4 取材與指標(biāo)檢測

（1）取材：在E組、EW組和EHW組力竭運動24 h后，對5組（C組、E組、CW組、EW組和EHW組）大鼠取材：將大鼠麻醉，用專用手術(shù)刀切開腹部，于右后肢的相同部位取兩塊骨骼肌，用錫紙包裹，迅速放入液氮中。

（2）指標(biāo)測定：稱量記錄大鼠實驗前、后的體重;記錄E組、EW組和EHW組力竭運動時間;用蒽酮法測定大鼠骨骼肌中肌糖原含量;用黃嘌呤氧化酶法測定大鼠骨骼肌SOD活性;采用谷胱甘肽（GSH）氧化法測定骨骼肌GSH-PX活性;用硫代巴比妥酸（TBA）法測定大鼠骨骼肌MDA含量。所有指標(biāo)均嚴(yán)格遵照所使用試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析處理，統(tǒng)計結(jié)果用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，用獨立樣本t檢驗判斷各組之間的差異，P<0.05為具有顯著性差異水平。

2 結(jié)果與分析

實驗動物60只，因在游泳訓(xùn)練后大鼠嗆水先后死亡7只，實測動物數(shù)量為53只。在大強(qiáng)度疲勞模型實驗中，危險性極大，均有動物死亡的報道[12-13]，屬正常現(xiàn)象。

2.1 實驗前后各組大鼠體重變化情況

表3顯示，實驗前各組大鼠體重?zé)o顯著性差異。與實驗前體重相比，經(jīng)過4周的游泳訓(xùn)練后各組大鼠體重均顯著增加（P<0.01）。但E組、EW組大鼠體重顯著低于C組（P<0.05），EHW組大鼠體重低于C組，說明運動訓(xùn)練可以有效控制大鼠體重的增加;實驗后，EW組與CW組、EHW組與CW組體重比較無明顯差異（P>0.05），CW組與C組、EW組與E組、EHW組與E組體重變化也無明顯差異（P>0.05），表明灌服小麥低聚肽對大鼠的體重增加沒有顯著影響，可推測灌服小麥低聚肽未對大鼠食欲產(chǎn)生不良影響，各組大鼠進(jìn)食正常。

2.2 小麥低聚肽對各組大鼠力竭游泳時間的影響

表4表明，與運動對照組E組比較，EW組和EHW組大鼠的力竭游泳時間分別延長47.05%、249.69%，且結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。EHW組大鼠力竭運動時間長于EW組大鼠，但差異不顯著（P>0.05）。力竭運動時間客觀反映了機(jī)體的運動耐受能力，與機(jī)體抗疲勞能力成正比關(guān)系。從力竭運動時間上看，小麥低聚肽在宏觀上體現(xiàn)出具有良好的抗疲勞作用，且EHW組大鼠力竭時間>EW組大鼠力竭時間>E組大鼠力竭時間，說明抗疲勞效果與小麥低聚肽的劑量之間有一定的相關(guān)性，在本實驗中，高劑量組抗疲勞效果優(yōu)于低劑量組。這一研究結(jié)果與Kim等[14]、王鑫等[15]對肽類物質(zhì)提高運動能力的研究結(jié)論相似。

2.3 小麥低聚肽對大鼠骨骼肌糖原、MDA含量和SOD、GSH-Px活性的影響

骨骼肌糖原是機(jī)體內(nèi)糖儲備的一種形式，是糖代謝的重要能源物質(zhì)，可提供機(jī)體運動所需的能量，其含量的高低可以衡量機(jī)體的運動能力和耐力，可作為評價疲勞的指標(biāo)之一。表5顯示，E組和EW組大鼠骨骼肌糖原含量略低于C組，說明運動會消耗大鼠骨骼肌糖原，使骨骼肌中糖原含量降低，但各組之間沒有顯著性差異。這與Ren等[16]、李良鳴等[17]關(guān)于運動后骨骼肌糖原含量變化的研究結(jié)果相同。原因可能是力竭運動24 h后，運動組大鼠骨骼肌糖原基本升高至正常水平，導(dǎo)致差異不顯著，說明小麥低聚肽具有促進(jìn)疲勞恢復(fù)的作用。

SOD是體內(nèi)的一種重要的抗氧化酶，能夠清除細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子自由基，其活力能間接反映機(jī)體清除氧自由基的能力，對保護(hù)組織細(xì)胞膜、清除自由基和預(yù)防疲勞發(fā)生有著重要作用，是機(jī)體自由基清除系統(tǒng)的一個重要抗氧化劑[18-19]。本實驗結(jié)果表明，力竭運動24 h后，E組與C組比較，骨骼肌SOD活性沒有顯著變化（P>0.05），但是有下降趨勢，說明運動導(dǎo)致大鼠骨骼肌SOD活性降低，與李旭輝等[20]的報道一致。EW組和EHW組大鼠骨骼肌SOD顯著高于E組和CW組（P<0.05），補(bǔ)充小麥低聚肽可以增加骨骼肌SOD活性，高劑量組增加效果更為顯著，這一結(jié)果與曾瑜等[21]報道一致，說明小麥低聚肽能夠增強(qiáng)力竭運動大鼠骨骼肌抗氧化酶活性。由此提示，小麥低聚肽能夠顯著提高力竭運動后大鼠骨骼肌SOD活性，減輕氧化損傷，起到抗疲勞效果。其可能機(jī)理是：一方面小麥低聚肽促進(jìn)骨骼肌SOD活性的提高，加速氧自由基的清除，保護(hù)細(xì)胞免受運動損傷，維持機(jī)體運動能力;另一方面，小麥低聚肽本身具有抗氧化活性，具有較強(qiáng)的還原能力，可直接與自由基結(jié)合，對抗自由基的損傷。

GSH-Px是機(jī)體內(nèi)廣泛存在的能特異性地催化還原谷胱甘肽（GSH）和H2O2分解的酶，可清除體內(nèi)自由基，防止自由基引起組織細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化，具有保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能完整的作用。目前，由于不同實驗采用的模型、運動方式和運動時間等的不同，關(guān)于運動對機(jī)體GSH-Px活性的影響的研究報道結(jié)果尚不一致。任昭君[12]研究指出，不同訓(xùn)練強(qiáng)度能夠提高大鼠在安靜狀態(tài)下的GSH-Px活性，且與訓(xùn)練強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系。畢立茹[22]研究指出，運動訓(xùn)練可以提高小鼠機(jī)體中的GSH-Px活性。Wu等[23]發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練可以提高實驗鼠的胰腺GSH-Px的活性。夏瀾英[24]研究發(fā)現(xiàn)，長時間力竭運動會使心肌組織和大腦組織GSH-Px活性降低。表5顯示，4周的游泳訓(xùn)練后，與C組比較，E組大鼠骨骼肌GSH-Px活性顯著降低（P<0.01），說明4周的游泳訓(xùn)練以及力竭運動對大鼠骨骼肌GSH-Px活性造成了顯著的消極影響。而補(bǔ)充小麥低聚肽的EW組與E組比較GSH-Px活性顯著升高（P<0.05），EHW組非常顯著升高（P<0.01）;EW組和EHW組大鼠的GSH-Px活性非常顯著地高于CW組（P<0.01），表明小麥低聚肽可以提高力竭運動大鼠骨骼肌GSH-Px活性，有效阻止脂質(zhì)過氧化，對提高大鼠骨骼肌組織抵抗自由基有著積極作用，這可能是小麥低聚肽增強(qiáng)了大鼠骨骼肌抗氧化能力的原因之一。

MDA是脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的最終降解產(chǎn)物[25]，其含量的多少能客觀反映組織中自由基的含量水平[26]，是衡量機(jī)體自由基代謝的重要指標(biāo)。大量文獻(xiàn)[27-29]報道了力竭運動使大鼠骨骼肌MDA含量增加。鄧偉艷等[30]研究發(fā)現(xiàn)，長期有氧訓(xùn)練使大鼠比目魚肌中MDA含量降低，但小強(qiáng)度和大強(qiáng)度運動卻使股二頭肌MDA含量升高，總結(jié)得出MDA在不同類型的骨骼肌中的含量受運動的影響不同。表5顯示，力竭運動24 h后，與C組比較，E組大鼠骨骼肌MDA含量有升高趨勢，說明游泳訓(xùn)練會使大鼠骨骼肌MDA含量增加。CW組（P<0.01）、EW組（P<0.05）和EHW組（P<0.01）的MDA含量顯著降低;EW組和EHW組大鼠骨骼肌MDA含量顯著低于E組大鼠（P<0.05），說明小麥低聚肽可以有效降低力竭運動大鼠骨骼肌MDA的含量，提示小麥低聚肽可有效增強(qiáng)大鼠骨骼肌中自由基的清除能力，減少骨骼肌MDA的生成。其原因可能是小麥低聚肽提高了相應(yīng)抗氧化酶的活性，加速氧自由基的清除，抑制了脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，從而降低了MDA的生成。

3 結(jié)論

綜上，小麥低聚肽能顯著延長大鼠力竭運動時間，促進(jìn)力竭運動后大鼠骨骼肌糖原的含量的恢復(fù)。其作用機(jī)制可能與提高力竭運動后大鼠骨骼肌SOD和GSH-Px的活性、降低骨骼肌MDA的含量有關(guān)。整體而言，小麥低聚肽可有效清除自由基，抑制脂質(zhì)過氧化，具有抗疲勞活性，且高劑量組效果更加明顯。

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Abstract：Objective To explore the anti-fatigue activity of wheat oligopeptides on exhaustive swimming rats.Method Totally 60 healthy SD rats with 8 weeks age were randomly divided into 5 groups including sedentary control group （C group），exercising control group （E group）and sedentary wheat oligopeptides group （CW group），exercising wheat oligopeptides group （EW group），exercising with high dose wheat oligopeptides group （EHW group），the doses were 20，20，100 mg/（kg· d），12 rats in each.The rats were administered once a day.Rats in E group，EW group and EHW group were given a swimming exercise，while rats in C group and CW group kept silence.After 4 weeks，rats in E group，EW group and EHW group had an exhaustive experiment and the exhaustive time was recorded.The content of skeletal muscle glycogen and MDA and the activity of SOD and GSH-Px in skeletal muscle tissue of all rats were tested after 24 hours.Result Wheat oligopeptides extended the exhaustive time considerably，promoted the recovery of glycogen in rats' skeletal muscle，increased the SOD and GSH-Px activity in exhaustive rats' skeletal muscle，and decreased the level of MDA.Conclusion High does wheat oligopeptides have the activity of anti-fatigue.

Keywords：wheat oligopeptides;exhaustive swimming;skeletal muscle;physical performance

（責(zé)任編輯 李婷婷）