人參皂苷Rg1緩解免疫抑制小鼠運動性疲勞的作用研究

孔凡秀，董佳萍，楊琪，遲曉星

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

人參為多年生五加科草本植物，由于其具有廣泛的藥理作用，一直以來被視為百草之王，經(jīng)現(xiàn)代研究證實，人參具有抗疲勞、增強免疫、抗氧化、增強記憶等功效[1-2]。人參的主要活性成分是人參皂苷、人參蛋白與人參多糖，人參中含有0.4%人參皂苷，人參皂苷由多種皂苷單體組成，其中人參皂苷Rg1是人參總皂苷的主要成分之一[3]，具有良好的抗腫瘤活性，對保護神經(jīng)系統(tǒng)、抑制炎癥因子及對糖尿病及其并發(fā)癥都具有積極作用[4-5]。

運動性疲勞是一種復(fù)雜的生理現(xiàn)象，一般表現(xiàn)為肌肉僵硬或伴隨疼痛、反應(yīng)遲鈍、注意力不集中、呼吸急促、心跳速率加快等。疲勞的產(chǎn)生伴隨著能量的大量消耗，其中包括血糖與肌/肝糖原的消耗，同時伴隨著疲勞產(chǎn)物的積累，機體協(xié)同機能失調(diào)等。免疫低下人群常伴隨疲勞感，長期疲勞更易導(dǎo)致免疫低下，但是目前臨床上還沒有有效的方法解決這個問題。因此，研究副作用小的天然植物提取物對免疫和疲勞的預(yù)防和治療作用尤為重要。目前對于人參皂苷的抗疲勞作用與增強免疫力作用都有相關(guān)研究[6-7]，但都是基于健康個體或腫瘤動物模型的研究，而人參皂苷尤其是其單體Rg1緩解免疫抑制個體運動性疲勞的作用少有探究，也未見系統(tǒng)報道。本文以人參皂苷Rg1為受試物，建立免疫抑制模型，測定小鼠血清、肝組織及骨骼肌中的抗疲勞相關(guān)指標(biāo)，探討人參皂苷Rg1的抗疲勞作用和對運動性疲勞的緩解作用。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

人參皂苷Rg1（純度98%，生產(chǎn)批號190315A）：南京斯道夫生物科技有限公司；環(huán)磷酰胺（純度95%，批號18041725）：江蘇盛迪醫(yī)藥有限公司；血清尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、丙二醛（malondialdehyde，MDA）、肝糖原、肌糖原、蛋白定量試劑盒：南京建成生物工程研究所。

5424高速離心機：美國Eppendorf公司；722S紫外可見分光光度計：上海INESA公司；Sunrise酶標(biāo)儀：奧地利TECAN公司；DRP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海森信實驗儀器有限公司。

1.2 動物與分組

雄性BALB/c小鼠40只，2月齡，體重18 g～21 g，遼寧長生生物技術(shù)有限公司，生產(chǎn)許可證號：SCXK（遼）2015-0001。小鼠隨機分為5組，每組8只，灌胃給藥前，除空白靜止組和空白運動組外，其它組小鼠注射環(huán)磷酰胺制作免疫抑制模型。

人參皂苷Rg1用生理鹽水溶解，通過查閱文獻[8]確定人參皂苷Rg1分別以12.5、25 mg/（kg BW·d）劑量灌胃，分別計為L組和H組；空白靜止組、空白運動組和免疫抑制模型組按體重以等量生理鹽水灌胃，分別記為NCS、NCE、MR組。連續(xù)灌胃21 d，在溫度（20±2）℃，相對濕度40%～60%，光/暗循環(huán)12 h環(huán)境下飼養(yǎng)。小鼠采用基礎(chǔ)飼糧飼養(yǎng)，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平，礦物質(zhì)預(yù)混料與微生物預(yù)混料組成參考文獻[9]。

1.3 免疫抑制模型的建立

健康小鼠隨機分組后，除NCS組與NCE組腹腔注射生理鹽水外，其余組腹腔注射環(huán)磷酰胺造模，環(huán)磷酰胺是較為常用的免疫抑制劑，大量實驗證實[10-11]腹腔注射環(huán)磷酰胺30 mg/kg，連續(xù)7 d可有效抑制小鼠免疫功能，給予受試物灌胃第19天時，環(huán)磷酰胺強化造模一次。

1.4 力竭爬桿實驗

爬桿架采用長60 cm，直徑1 cm的玻璃棒，180目磨砂打磨，下端垂直于地面懸空，距地面40 cm。取每組8只小鼠在灌胃第20天，灌胃30 min后，置于玻璃棒中段，記錄小鼠因疲勞從玻璃棒掉落的時間，正式實驗前一天進行爬桿訓(xùn)練，實驗重復(fù)3次取平均值為小鼠爬桿時間[12]。

1.5 血清學(xué)指標(biāo)檢測及方法

末次灌胃給藥后30 min，除NCS組外，其余組小鼠放入游泳箱中無負(fù)重游泳90min，游泳結(jié)束后小鼠休息30 min，乙醚麻醉，腹主動脈取血，3 000 r/min離心20min，取上清液。試劑盒測定血清中尿素氮（二乙酰肟比色法）、丙二醛（硫代巴比妥酸微板法）含量。小鼠處死后取肝、骨骼肌等組織用生理鹽水漂洗后濾紙吸干，按試劑盒說明測定肌/肝糖原（比色法）及MDA含量。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0進行單因素方差分析，采用最小顯著差異法（least significance difference，LSD）進行多重比較，數(shù)據(jù)均以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，以組間方差分析P＜0.05為具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 人參皂苷Rg1對小鼠體重的影響

小鼠的體重變化情況如表1所示。

表1 各組小鼠體重比較結(jié)果（n=8）Table 1 Comparision of body weights for different groups（n=8）

小鼠初體重各組間差異不顯著（P＞0.05）；免疫抑制模型建立后，與NCE組相比，MR組、人參皂苷Rg1各劑量組小鼠體重明顯下降，差異極顯著（P＜0.01）；末次灌胃后，人參皂苷組、MR組小鼠體重較NCE組下降明顯（P＜0.01）。

2.2 人參皂苷Rg1對小鼠臟器指數(shù)的影響

人參皂苷Rg1對小鼠臟器指數(shù)的影響見表2。

表2 各組小鼠的臟體比（n=8）Table 2 Organ to body weight ratio for different groups（n=8）

如表2所示，與NCE組比較，人參皂苷Rg1各劑量組與MR組小鼠的胸腺體比明顯下降（P＜0.05）；與NCE組比較，H組小鼠的脾體比明顯增加（P＜0.05）；各劑量組小鼠的腎體比、肝體比與NCE組及MR組比較，均無顯著差異（P＞0.05）。結(jié)果表明，人參皂苷Rg1可能對小鼠的胸腺及脾質(zhì)量存在一定影響。

2.3 人參皂苷Rg1對小鼠爬桿時間的影響

人參皂苷Rg1對小鼠爬桿時間的影響見表3。

表3 人參皂苷Rg1對小鼠爬桿時間的影響（n=8）Table3 Effect of ginsenoside Rg1 on pole-climbing time of mice（n=8）

如表3所示，與NCE組比較，H組小鼠爬桿時間顯著增加，時間延長了38.6%（P＜0.05），同時H組比MR組小鼠爬桿時間延長了84.1%（P＜0.05）。結(jié)果表明，高劑量的人參皂苷Rg1可有效延長小鼠的爬桿時間。

2.4 人參皂苷Rg1對小鼠運動后血清中BUN、MDA含量的影響

人參皂苷Rg1對運動后小鼠血清中BUN、MDA含量的影響見圖1。

圖1 人參皂苷Rg1對運動后小鼠血清中BUN、MDA含量的影響（n=8）Fig.1 Effects of ginsenoside Rg1 on BUN,MDA content in serum of mice after exercise（ n=8）

如圖1所示，游泳運動后，NCS組與NCE組比較，BUN含量極顯著下降（P＜0.01）；L、H 組與NCE組比較BUN含量均顯著降低，其中H組差異極顯著（P＜0.01）；H組與MR組比較BUN含量極顯著降低（P＜0.01）；與NCE組比較，MR、L、H組MDA含量均明顯升高。結(jié)果表明，人參皂苷Rg1可降低血清中尿素氮含量。

2.5 人參皂苷Rg1對小鼠運動后肝、骨骼肌中糖原和MDA含量影響

人參皂苷Rg1對小鼠運動后肝中糖原、MDA含量影響見圖2。

圖2 人參皂苷Rg1對小鼠運動后肝中糖原、MDA含量的影響（n=8）Fig.2 Effect of ginsenoside Rg1 on glycogen，MDA content in liver of mice after exercise（n=8）

如圖2所示，與MR組比較，NCS、NCE組肝糖原含量顯著升高，H組較MR組肝糖原含量顯著升高（P＜0.05）；H組與NCE、MR組比較，肝組織中的MDA含量下降極顯著（P＜0.01）。結(jié)果表明，與MR組比較，高劑量人參皂苷Rg1可增加小鼠肝糖原含量并降低小鼠肝中MDA含量。

人參皂苷Rg1對小鼠運動后骨骼肌中糖原、MDA含量的影響見圖3。

圖3 人參皂苷Rg1對小鼠運動后骨骼肌中糖原、MDA含量的影響（n=8）Fig.3 Effects of ginsenoside Rg1 on glycogen and MDA content in skeletal muscle of mice after excercise（n=8）

如圖3所示，在骨骼肌中，各組間肌糖原含量無顯著差異性；與NCE、MR組比較，NCS組小鼠骨骼肌中MDA含量明顯下降（P＜0.01）；H組與NCE、MR組比較，MDA含量下降極顯著（P＜0.01）。結(jié)果表明，高劑量人參皂苷Rg1組可降低小鼠骨骼肌中MDA含量。

3 討論

目前廣泛認(rèn)可的是疲勞被分為中樞疲勞與外周疲勞[13]，不論哪種疲勞最直觀的表征就是運動耐力的下降，因此可以通過動物耐力實驗結(jié)合生化指標(biāo)，評價受試物的抗疲勞能力[14]。本實驗采用力竭爬桿實驗測試小鼠的耐疲勞程度。結(jié)果表明，給予小鼠高劑量的人參皂苷Rg1可明顯延長小鼠的爬桿時間。

運動初期蛋白質(zhì)不參與供能，尿素氮含量變化不明顯，運動一段時間后，隨著蛋白質(zhì)的加速分解，血清尿素氮含量不斷積累，尿素氮含量反映機體疲勞程度[15-16]。本實驗小鼠血清指標(biāo)測定結(jié)果表明，空白運動組較空白靜止組BUN水平顯著升高，提示游泳后運動性疲勞模型建立成功。運動后人參皂苷Rg1低、高劑量組BUN含量顯著下降，而模型組BUN含量無顯著下降，說明人參皂苷Rg1可有效減少尿素氮的生成，從而有效緩解運動性疲勞的產(chǎn)生。

劇烈運動后，代謝產(chǎn)物丙二醛含量呈現(xiàn)激增，丙二醛作為脂質(zhì)過氧化的代謝產(chǎn)物，同樣反映機體疲勞程度，脂質(zhì)過氧化過程中對生物細(xì)胞膜的損害，將會導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的改變，代謝產(chǎn)物MDA含量較少，反應(yīng)了機體疲勞程度較低[17-18]。有文獻報道[19-20]，小鼠給予環(huán)磷酰胺腹腔注射后，較正常組小鼠肝中MDA含量顯著下降，在本實驗中，小鼠游泳運動后與正常運動組小鼠比較，肝和骨骼肌中MDA含量并無顯著性差異。在給予人參皂苷Rg1后，高劑量的人參皂苷Rg1對肝和骨骼肌中的MDA含量均有降低作用，提示人參皂苷Rg1在較高劑量下（25 mg/kg）可通過有效降低MDA含量，從而減少其對生物細(xì)胞的損害，減少運動性疲勞對人體的影響。

高強度運動2 h左右，肌糖原幾乎被耗盡，此時為了維持血糖的平衡，肝糖原被消耗，所以肝糖原是衡量機體抗疲勞的重要指標(biāo)[21-22]。在本研究中，模型組較運動空白組小鼠肝糖原含量下降顯著，說明免疫抑制小鼠較正常運動小鼠肝糖原消耗更迅速。給予較高劑量人參皂苷Rg1后，小鼠的肝糖原含量較模型組顯著增加，基本可恢復(fù)至正常小鼠肝糖原水平，說明人參皂苷Rg1可緩解肝糖原消耗速度，從而緩解運動性疲勞。

4 結(jié)論

建立免疫抑制模型后，小鼠耐力、肝糖原含量有所下降。較高劑量（25 mg/kg）的人參皂苷Rg1可顯著提高實驗小鼠耐力及調(diào)節(jié)血清和骨骼肌中疲勞相關(guān)生化指標(biāo)的水平，具有較好的抗疲勞功效。