香菇谷氨酰胺對(duì)過(guò)度運(yùn)動(dòng)的免疫調(diào)節(jié)作用分析*

賈海波

（東北大學(xué) 體育部，遼寧 沈陽(yáng) 110819）

香菇（Lentinus edodes），又名香蕈、冬菇等，是我國(guó)常見(jiàn)的、產(chǎn)量較大的一種食用菌[1]。香菇具有特殊的鮮味，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，同時(shí)還具有藥用價(jià)值，自古以來(lái)就被后代醫(yī)藥學(xué)家所推崇。《本草綱目》認(rèn)為香菇“味甘、性平、補(bǔ)脾胃、益氣”；《日用本草》認(rèn)為香菇具有“益氣、不饑、治風(fēng)破血”的功效；而現(xiàn)代中醫(yī)藥學(xué)也認(rèn)為，香菇是治療貧血、預(yù)防佝僂病、食欲減退、少氣乏力的良藥，其富含的多糖、多肽、核酸和香菇腺嘌呤等具有生物活性的物質(zhì)在現(xiàn)代保健和疾病預(yù)防方面有著重要的作用[2]。香菇食藥兼用的特性使其受到了醫(yī)藥、食品領(lǐng)域科研人員和大眾的廣泛關(guān)注。

目前，對(duì)香菇的特殊鮮味和生物活性物質(zhì)的研究受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。香菇的鮮味主要來(lái)自其含有的氨基酸等揮發(fā)性物質(zhì)，其成分主要以鳥苷酸、肌苷酸、腺苷酸等為主[3]。香菇中的氨基酸除了有增鮮作用外，一些特殊的氨基酸，如谷氨酰胺等還是一種生物活性物質(zhì)，對(duì)人體具有多方面的功效[4]。在臨床醫(yī)藥上，谷氨酰胺被用于治療胃潰瘍、十二指腸潰瘍、急慢性胃炎等消化系統(tǒng)疾病；在日常保健上，谷氨酰胺被用于健身人士的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑，能夠增加肌肉力量、提高人體的抗氧化能力、增強(qiáng)機(jī)體免疫力[5]。針對(duì)香菇谷氨酰胺對(duì)過(guò)度運(yùn)動(dòng)的免疫調(diào)節(jié)作用開(kāi)展研究，探討香菇谷氨酰胺等有效成份對(duì)免疫系統(tǒng)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干香菇采自河南西峽縣，為雷氏菇品購(gòu)銷有限公司的“菇世寶”品牌香菇，殘缺菇≤1%，水分≤13%，雜質(zhì)≤0.1%。

蒸餾水、檸檬酸、氫氧化鈉，開(kāi)封東大化工有限公司試劑廠（AR）；纖維素酶、α-淀粉酶，邢臺(tái)萬(wàn)達(dá)生物工程有限公司；丙二醛（MDA） 試劑盒、超氧化物岐化酶（SOD）試劑盒，北京雷根生物技術(shù)有限公司。

1.2 儀器設(shè)備

FA2004型電子分析天平，德國(guó)Sartorius公司；SJBC-1000型立式粉碎機(jī)，臺(tái)州市世金塑膠機(jī)械有限公司；Binder VDL 115型真空干燥箱，北京創(chuàng)誠(chéng)致佳科技有限公司；THZ-82A回旋式水浴恒溫振蕩器，常州金壇良友儀器有限公司；CT-8022型筆式ORP計(jì)（氧化還原電位），深圳市雅戈科技有限公司；半球多功能電壓力鍋，廣東半球?qū)崢I(yè)集團(tuán)公司；KA-1000型臺(tái)式離心機(jī)，上海市安亭電子儀器廠；Ox-101動(dòng)物低氧跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，上海塔望智能科技有限公司；AU680全自動(dòng)生化分析儀，貝克曼庫(kù)爾特商貿(mào)（中國(guó)）有限公司。

1.3 香菇谷氨酰胺提取液的制備

采用酶解法提取香菇谷氨酰胺[6]。將香菇干品清洗干凈后切段、烘干、粉碎研磨制成粉末，過(guò)80目篩后備用；取部分香菇粉按料液比為1∶10加純凈水混合均勻，置入35℃恒溫水浴振蕩器保溫浸泡48 h后，作為酶的水解底物備用。再取部分香菇粉末，按料液比為1∶10加水混勻后，置入高壓鍋內(nèi)蒸煮20 min，待冷卻取出作為酶解底物備用。將上述2種方法處理過(guò)的香菇液混合后進(jìn)行酶解，先用檸檬酸緩沖液調(diào)pH至4.5，然后加纖維素酶在恒溫振蕩水浴鍋中保溫水解48 h，70°C水浴滅酶活，再用2%的氫氧化鈉調(diào)pH至6.5，加α-淀粉酶后恒溫振蕩水浴鍋中保溫水解1 h，然后在糖化酶的最適條件pH 4.8、45℃下加入糖化酶水解4 h，冷卻后取出，滅酶活。3 000 r·min-1離心10 min，得香菇谷氨酰胺提取液。

1.4 試驗(yàn)分組

試驗(yàn)用SPF級(jí)小鼠購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司上海分公司，動(dòng)物生產(chǎn)許可SCXK（滬） 2017-0011。體重20 g～25 g，雌雄各半。適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后進(jìn)行跑臺(tái)適應(yīng)性訓(xùn)練，將動(dòng)物低氧跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的跑臺(tái)傾角設(shè)置為-15°，不使用電刺激，跑臺(tái)速度 10 m·min-1～15 m·min-1，連續(xù) 3 d。

適應(yīng)性訓(xùn)練結(jié)束后選擇能夠能正常跑步的小鼠，按體重分成4組開(kāi)始試驗(yàn)，每組10只。每天上午高劑量組、中劑量組、低劑量組分別灌胃1次，劑量為 400 mg·kg-1、200 mg·kg-1和 100 mg·kg-1的香菇谷氨酰胺提取液；對(duì)照組灌胃同樣體積蒸餾水，連續(xù)4周。每天下午進(jìn)行跑臺(tái)力竭訓(xùn)練，讓小鼠在跑臺(tái)上跑步直至力竭，力竭判斷的標(biāo)準(zhǔn)為小鼠不再跑動(dòng)，停留在跑臺(tái)末端，不再爬行10 s以上。連續(xù)進(jìn)行3組，每組間隔休息5 min。以上試驗(yàn)連續(xù)4周。

1.5 小鼠體重測(cè)量

首次灌胃前測(cè)量小鼠體重，以后每周周日下午訓(xùn)練后測(cè)量并記錄小鼠的體重，比較體重變化情況。

1.6 小鼠抗氧化試驗(yàn)

末次跑臺(tái)訓(xùn)練結(jié)束稱重后，將小鼠麻醉，摘取小鼠眼球后在眼眶處采血并分離血清，采用分光光度法并用丙二醛（MDA） 試劑盒和超氧化物歧化酶（SOD） 試劑盒測(cè)定丙二醛含量和總超氧化物歧化酶活力。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 香菇谷氨酰胺對(duì)小鼠體重的影響

小鼠體重試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 香菇谷氨酰胺對(duì)小鼠體重的影響Tab.1 Effect of Lentinus edodes glutamine on body weight of mice

由表1可知，經(jīng)過(guò)4周的灌胃，3個(gè)劑量組的小鼠體重與對(duì)照組相比均有明顯的增加，與試驗(yàn)前同組相比增幅分別為79.11%、95.73%和71.80%，而同期的對(duì)照組增幅僅為62.48%；3個(gè)劑量組小鼠平均體重為44.69 g，與對(duì)照組相比增加了13.89%；試驗(yàn)結(jié)果顯示，小鼠增加的體重與灌胃劑量無(wú)關(guān)。

2.2 香菇谷氨酰胺對(duì)小鼠抗氧化能力的影響

小鼠抗氧化試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 香菇谷氨酰胺對(duì)小鼠抗氧化能力的影響Tab.2 Effect of Lentinus edodes glutamine on antioxidant capacity of mice

由表2可知，低劑量組、中劑量組與對(duì)照組相比丙二醛（MDA） 含量均有所上升，分別上升了15.07%和11.21%，但高劑量組的丙二醛含量與對(duì)照組相比下降了4.04%；3個(gè)劑量組與對(duì)照組相比超氧化物歧化酶（SOD）含量均有所上升，上升幅度分別為67.31%、20.28%和10.42%，香菇谷氨酰胺的灌胃劑量與超氧化物歧化酶含量呈正比關(guān)系。

3 討論與分析

谷氨酰胺雖然不是人體必需氨基酸，但可以通過(guò)谷氨酸合成酶等能合成谷氨酰胺[7]。機(jī)體在劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要大量合成谷氨酰胺來(lái)促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，以供給運(yùn)動(dòng)代謝的需求[8]，因此，在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)谷氨酰胺的需求量比較大。谷氨酰胺的作用機(jī)理是提高肌肉細(xì)胞的水合狀態(tài)，減少肌肉細(xì)胞因過(guò)度運(yùn)動(dòng)缺水而代謝分解，從而維持機(jī)體平衡的作用[9]。

比較小鼠在4周試驗(yàn)期內(nèi)的體重變化可以看出，試驗(yàn)組小鼠的體重增長(zhǎng)要高于對(duì)照組，但與劑量無(wú)關(guān)。分析其原因可能是香菇中的谷氨酰胺對(duì)小鼠肌肉的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，當(dāng)進(jìn)行跑臺(tái)力竭訓(xùn)練的小鼠經(jīng)過(guò)過(guò)度運(yùn)動(dòng)后，肌肉細(xì)胞受損，細(xì)胞壁破裂，小鼠體內(nèi)的乳酸含量增加，影響肌肉正常運(yùn)動(dòng)，最終造成小鼠肌肉無(wú)力運(yùn)動(dòng)力竭。而給小鼠灌胃香菇谷氨酰胺可以提高體內(nèi)的谷氨酰胺水平，過(guò)度運(yùn)動(dòng)時(shí)可以額外補(bǔ)充肌肉運(yùn)動(dòng)所需的谷氨酰胺，加速肌肉蛋白質(zhì)的合成，補(bǔ)充肌肉細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)元素。同時(shí)，谷氨酰胺有產(chǎn)生堿基的潛力，可以在一定程度上減少乳酸等酸性物質(zhì)造成的肌肉運(yùn)動(dòng)能力下降，提高肌肉的抗疲勞能力、促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)[10]。因此，試驗(yàn)組小鼠一方面補(bǔ)充足夠的營(yíng)養(yǎng)元素，一方面又強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)鍛煉，促進(jìn)了骨骼肌的生長(zhǎng)，體重也隨之增長(zhǎng)。當(dāng)過(guò)度運(yùn)動(dòng)時(shí)，谷氨酰胺可以調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成和降低肌肉蛋白質(zhì)的分解，從而維持機(jī)體的生理功能，提高機(jī)體自身的免疫力。

香菇谷氨酰胺的抗氧化試驗(yàn)表明。對(duì)具有細(xì)胞毒性的丙二醛，高劑量組的香菇谷氨酰胺有一定的效果，但中劑量組、低劑量組的谷氨酰胺沒(méi)有效果。由于丙二醛是自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)的最終產(chǎn)物，因此常被用于檢測(cè)對(duì)機(jī)體自由基的清除效果。香菇谷氨酰胺的抗氧化作用主要是減少了細(xì)胞生物膜的脂質(zhì)過(guò)氧化，清除了氧自由基[11]，從而減少了肌細(xì)胞肌膜的損傷風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)肌細(xì)胞有一定的修復(fù)作用。但試驗(yàn)結(jié)果顯示只有高劑量的谷氨酰胺才能有效降低丙二醛含量。對(duì)超氧化物歧化酶這種抗氧化酶的試驗(yàn)表明，香菇谷氨酰胺的灌胃劑量與超氧化物歧化酶含量呈一定的正比量?jī)r(jià)關(guān)系，分析其原因可能是高劑量的谷氨酰胺才能對(duì)小鼠體內(nèi)的自由基有足夠的清除作用，數(shù)量太少不足于清除過(guò)度運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的多余自由基。

4 總結(jié)

近年來(lái)，谷氨酰胺因其特有而復(fù)雜的生理功能逐漸成為營(yíng)養(yǎng)學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。谷氨酰胺作為免疫細(xì)胞、肌肉細(xì)胞的重要營(yíng)養(yǎng)能源來(lái)源，能夠有效調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)的肌肉蛋白質(zhì)合成分解，維持體內(nèi)酸堿平衡、修復(fù)受損肌肉細(xì)胞，對(duì)過(guò)度運(yùn)動(dòng)引起的免疫力失衡有一定的調(diào)節(jié)作用。臨床上在燒傷急救中經(jīng)常會(huì)使用谷氨酰胺，盡管谷氨酰胺對(duì)大多數(shù)人沒(méi)有副作用，但谷氨酰胺在酸性條件下化學(xué)性質(zhì)并不穩(wěn)定，遇熱容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成有毒的焦谷氨酸，也容易與一些特定的藥物或保健品發(fā)生交互反應(yīng)[12]，需要在專業(yè)人士的指導(dǎo)下服用才更加安全。但谷氨酰胺在醫(yī)藥、保健品領(lǐng)域未來(lái)的應(yīng)用前景良好，具有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的價(jià)值。