芫根提取物對長期運動誘導(dǎo)疲勞小鼠的骨骼肌穩(wěn)態(tài)的保護作用

王鋮,喻忠茹,李安怡,朱紅康,郭亞輝,成玉梁,錢和

(江南大學 食品學院,江蘇 無錫,214122)

疲勞是一種影響人類正常工作和生活的常見綜合癥,通常由劇烈運動、缺氧、睡眠不足或長期患病導(dǎo)致的[1]。疲勞的癥狀多種多樣,通常表現(xiàn)為肌肉酸痛和精神不振[2]。長期過度運動誘發(fā)疲勞的過程中,通常伴隨著肌肉損傷、心肺功能受損、免疫系統(tǒng)紊亂等一系列損害,并具有進一步誘發(fā)慢性疲勞綜合癥的風險[1]。其中,肌肉功能的損傷,不僅會導(dǎo)致運動功能障礙,也會通過“肌肉-神經(jīng)”鏈影響到中樞神經(jīng)系統(tǒng),存在誘發(fā)中樞性疲勞的可能性[3]。因此維持肌肉穩(wěn)態(tài),是一種對抗疲勞的重要方式。研究發(fā)現(xiàn),在維持肌肉穩(wěn)態(tài)的過程中,線粒體介導(dǎo)的能量代謝和氧化應(yīng)激信號傳導(dǎo)途徑是重要影響因素[4]。而由于線粒體生物發(fā)生過程的復(fù)雜性,會通過多靶點途徑影響機體健康,因此“多化合物-多靶點”的干預(yù)理論正逐漸成為國際社會對抗疲勞的主要策略[5]。其中,由于中草藥富含多種具有特殊功能活性的化合物,在調(diào)理健康中有著悠久的應(yīng)用歷史,利用中草藥緩解疲勞的方式現(xiàn)在也被人們采納[5]。

芫根(BrassicarapaL.)作為一種藥食兩用的傳統(tǒng)食物,性溫味辛。富含多糖、黃酮、多酚、皂苷等活性物質(zhì),表現(xiàn)出如抗缺氧、抗氧化、調(diào)節(jié)腸道菌群、調(diào)節(jié)免疫等諸多生物活性[6]。近期的研究也發(fā)現(xiàn)了芫根的抗疲勞功能,但是作用機制有待闡明[7]。由于在疲勞發(fā)生過程中伴隨著肌肉功能失調(diào),目前關(guān)于芫根的生物活性研究中,尚未對保護肌肉的生物過程進行探索。因此本研究將聚焦于探索芫根對長期游泳誘發(fā)疲勞小鼠的骨骼肌穩(wěn)態(tài)的保護作用,揭示芫根發(fā)揮抗疲勞功效的一種實現(xiàn)途徑。為利用芫根開發(fā)功能性食品提供了理論基礎(chǔ),為人類衛(wèi)生健康建設(shè)貢獻中國智慧。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芫根購自西藏拉薩。

ATP試劑盒、輔酶Ⅰ(NAD+/NADH)試劑盒、丙二醛(malondialdehyde, MDA)試劑盒、總超氧化物歧化酶(total superoxide dismutase, T-SOD)試劑盒、過氧化氫酶(catalase, CAT)試劑盒、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase, GPx)試劑盒,南京建成生物工程研究所。

RNA提取試劑盒 RC112、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒 R323、熒光定量qPCR試劑盒 Q711V20.1,南京諾唯贊生物科技股份有限公司。

ABTS,上海百靈威化學技術(shù)有限公司;DPPH,國藥集團化學試劑有限公司;其余試劑均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SorvallTMST 8型高速冷凍離心機,美國賽默飛公司;BioTek多功能酶標儀,美國伯騰公司;XLX-096D 實時熒光定量PCR儀,江蘇鑫藍鑫生物科技有限公司;UVmini-1285 紫外可見光分光光度計,日本島津公司;光學顯微鏡,日本奧林巴斯公司。

1.3 芫根提取液的制備

將芫根洗凈、切片,放入鼓風干燥箱50 ℃烘干,打成細粉,過40目篩網(wǎng)。取芫根粉末50 g,按料液比1∶14(g∶mL)加入去離子水,浸泡0.5 h后,用沸水回流提取1 h,提取2次,趁熱合并煎液并過濾。然后在60 ℃條件下減壓懸蒸濃縮,將濃縮液過濾,真空凍干,凍干粉為芫根提取物(aqueous extract ofBrassicarapaL.,AEB)。

1.4 體外抗氧化活性測試

1.4.1 DPPH自由基清除能力測定

先用乙醇溶解DPPH(0.05 mmol/L),將1 mL樣品提取物及不同質(zhì)量濃度(0～5 mg/mL)的維生素C溶液和1 mL的DPPH溶液混勻,并在37 ℃避光反應(yīng)30 min。檢測其在517 nm下的吸光度[8]。DPPH自由基清除能力按公式(1)計算:

DPPH自由基清除率/%=1-[1-(A1-A2)/A0]×100

(1)

式中:A1,樣品的吸光度;A2,純水的吸光度;A0,DPPH溶液與純水(對照組)的吸光度。

1.4.2 ABTS陽離子自由基清除能力測定

首先,將14 mmol/L ABTS溶液和4.9 mmol/L K2S2O8溶液以1∶1(體積比)的比例混合,在室溫下避光反應(yīng)16 h,獲得ABTS的儲備液。將20 μL不同質(zhì)量濃度(0～5 mg/mL)的AEB或維生素C溶液加入180 μL ABTS儲備液中,混勻。靜置10 min后,在734 nm處檢測吸光度[8]。ABTS陽離子自由基清除率按公式(2)計算:

ABTS陽離子自由基清除率/%=1-[1-(A1-A2)/A0]×100

(2)

式中:A1,樣品的吸光度;A2,純水的吸光度;A0,對照組的吸光度。

1.4.3 ·OH清除能力測定

分別將1 mL 9 mmol/L的FeSO4溶液、1 mL 9 mmol/L的水楊酸-乙醇溶液和1 mL 9 mmol/L的H2O2溶液混合,隨后加入1 mL不同質(zhì)量濃度(0～5 mg/mL)的AEB溶液或維生素C溶液?；靹?37 ℃孵育30 min后,在510 nm處測量吸光度并按公式(3)計算·OH清除率[8]。

·OH清除率/%=1-[1-(A1-A2)/A0]×100

(3)

式中:A1,樣品的吸光度;A2,純水的吸光度;A0,對照組的吸光度。

1.4.4 鐵離子還原能力測定

向不同質(zhì)量濃度(0～5 mg/mL)的2 mL AEB溶液或維生素C溶液中加入PBS(2 mL,0.2 mol/L,pH 6.6)和2 mL 10 g/L的K3Fe(CN)6?；靹虿⒃?0 ℃下溫育20 min,快速冷卻并加入2 mL 100 g/L的 Cl3CCOOH以終止反應(yīng)。混合物5 000 r/min離心5 min,將2 mL上清液轉(zhuǎn)移到新試管中,并與2 mL 1 g/L的FeCl3溶液混合。室溫靜置10 min,在700 nm處檢測吸光度[8]。按公式(4)計算鐵離子還原能力:

鐵離子還原能力=A1-A2

(4)

式中:A1,樣品的吸光度;A2,空白組的吸光度。

1.5 動物實驗設(shè)計

1.5.1 長期運動誘導(dǎo)疲勞小鼠模型構(gòu)建

32只雄性KM小鼠[8周齡;(40±2) g],維通利華實驗動物有限公司,所有的實驗動物均經(jīng)過江南大學實驗動物中心倫理委員會批準(倫理編號:JN.No20211130k0341225)。小鼠被飼養(yǎng)在溫度、濕度恒定且每周期12 h光照/黑暗的環(huán)境下,可以自由獲取食物和水。適應(yīng)5 d,開展實驗。

將小鼠分為4組(n=8),空白組(Con組):生理鹽水灌胃,不游泳;游泳運動組(Ex組):生理鹽水灌胃,并游泳干預(yù);芫根低劑量組(AEB-L組):AEB[0.5 g/(kg·d)]灌胃;并游泳干預(yù);芫根高劑量組(AEB-H組):AEB[1 g/(kg·d)]灌胃;并游泳干預(yù)。

上述AEB溶液的濃度為100 g/L。每天灌胃小鼠,持續(xù)4周。

游泳模型可以更自然地模擬運動性疲勞過程,根據(jù)長期游泳誘導(dǎo)疲勞的小鼠模型[9],結(jié)合本實驗的條件,構(gòu)建運動模型:從第2周開始,在Ex、AEB-L和AEB-H組灌胃30 min后,每天進行30 min 無負荷強迫力竭游泳訓練。根據(jù)實驗動物的疼痛感知發(fā)現(xiàn),由于上午8點至下午5點間動物的有氧代謝變化量最小,本實驗中游泳訓練在上午9點至下午2點間進行[10]。第30天,小鼠禁食9 h后開始負重游泳實驗:在Ex、AEB-L和AEB-H組的小鼠灌胃30 min后,在小鼠的尾部固定相當于其體重3%的小鐵球,開展強迫負重游泳30 min實驗[11]。游泳實驗結(jié)束后,用異氟烷麻醉小鼠,進行眼球采血,然后頸部脫臼處死小鼠。解剖并取出腓腸肌組織,立即凍存于-70 ℃。

1.5.2 肌肉組織形態(tài)學觀察

將新鮮的腓腸肌組織,用質(zhì)量分數(shù)4%多聚甲醛固定。然后用石蠟包埋,制作5 μm的切片。H&E染色后,用光學顯微鏡可視化(放大200倍)。采用Image J軟件進行分析。統(tǒng)計每個樣本的5張不同照片中至少100根纖維,計算每個樣本的肌纖維直徑。計算每平方毫米的肌纖維數(shù)目和白細胞浸潤數(shù)量[12]。

1.5.3 生化指標檢測

根據(jù)南京建成生物工程研究所提供的試劑盒說明書,分別檢測并計算:小鼠肌肉組織中ATP、NAD+、NADH、MDA、T-SOD、CAT、GPx的指標。

1.6 實時熒光定量PCR

根據(jù)諾唯贊提供的試劑盒說明書,提取小鼠腓腸肌組織的RNA,用Nano-200核酸定量儀鑒定純度(RNA濃度≥100 ng/μL)。繼續(xù)根據(jù)相關(guān)試劑盒的說明書進行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng),合成cDNA。將cDNA稀釋至合適倍數(shù)后,按照試劑盒進行qPCR反應(yīng)。根據(jù)NCBI數(shù)據(jù)庫設(shè)計各基因引物,見表1。以β-actin為內(nèi)參基因,用2-ΔΔCt計算各基因的相對表達量。

表1 PCR引物序列Table 1 Sequences of primers for PCR

1.7 數(shù)據(jù)分析

結(jié)果用平均值±標準差表示。用單因素方差分析(ANOVA)法分析組間差異。用GraphPad Prism 8.2.1軟件處理數(shù)據(jù),*表示P<0.05、**表示P<0.01、***表示P<0.001,表示與對照組比較具有統(tǒng)計學差異,#表示P<0.05、##表示P<0.01、###表示P<0.001,表示與Ex組比較具有統(tǒng)計學差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 芫根體外抗氧化活性

如圖1所示,AEB在不同的自由基清除實驗中均表現(xiàn)出良好的抗氧化活性。經(jīng)計算,AEB對DPPH自由基、ABTS陽離子自由基、·OH的半數(shù)抑制率(IC50)分別為(0.906 6±0.043 2)、(0.709 5±0.013 6)、(0.473 3±0.024 5)mg/mL。其中,AEB對·OH清除活性與維生素C接近。植物提取液的抗氧化活性象征著其功能物質(zhì)的活性,如多糖、黃酮、多酚等物質(zhì)[13]。結(jié)果表明,AEB對自由基具有較強的清除作用,意味著芫根具有良好的抗氧化活性,具有減輕體內(nèi)活性氧損傷的潛力,并可能具有保護組織在應(yīng)激狀態(tài)下受到損傷的功效。

a-DPPH自由基清除活性;b-ABTS陽離子自由基清除活性;c-·OH的清除活性;d-鐵離子還原力圖1 AEB體外抗氧化活性Fig.1 Antioxidant activity of AEB in vitro

2.2 肌肉組織形態(tài)學觀察

為了進一步確定芫根的組織保護功效,對骨骼肌進行H&E染色和形態(tài)學觀察。如圖2所示,在Ex組中可以明顯地觀察到肌肉的裂紋、壞死和腫脹;而在AEB-L組中,觀察到僅有輕微裂紋;在AEB-H組的肌肉組織則更趨近于正常,表明在運動前攝入AEB可以有效減少長期力竭運動引發(fā)的骨骼肌損傷。

a-肌肉切片;b-肌纖維直徑;c-肌纖維密度;d-白細胞浸潤數(shù)注:*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001 vs.Con組。#P<0.05、##P<0.01、###P<0.001 vs.Ex組,(下同)。圖2 對肌肉組織形態(tài)學的影響(n=3)Fig.2 Effects on histological changes in muscle

ImageJ量化分析結(jié)果表明,AEB-H組的肌纖維直徑比Con組和Ex組顯著提高(P<0.01),且肌纖維密度也明顯增加(P<0.001),這兩者的變化表明AEB的攝入提高了肌肉的綜合強度,減輕了運動誘發(fā)的肌肉穩(wěn)態(tài)異常。此外,可以在切片圖中觀察到Ex組肌纖維中有大量白細胞浸潤、侵染。計數(shù)可知,單位面積的肌纖維中的白細胞浸潤的數(shù)量比Con組多出了29.12%(P<0.001);AEB的攝入可以有效減少白細胞浸潤數(shù)量,在AEB-H組中,比Ex組降低了18.82%(P<0.01)。

結(jié)果表明,AEB可以通過增強肌肉強度和減少炎癥侵染的方式,發(fā)揮維持肌肉穩(wěn)態(tài)的作用,且AEB-H組的效果最顯著。

2.3 對肌肉能量代謝的影響

在發(fā)生劇烈運動時,肌肉中的高能磷酸物(如ATP)被優(yōu)先消耗,當肌肉中的能量消耗大于能量供應(yīng)時,可能會誘發(fā)肌肉損傷[14]。通過對肌肉組織的ATP含量測定發(fā)現(xiàn),Ex組的ATP含量比Con組降低了63.30%(P<0.001),而AEB-L組和AEB-H組的含量均分別比Ex組上調(diào)了141.45%(P<0.01)和253.40%(P<0.001)。由于AEB中富含糖類物質(zhì)[15],在攝入后提高體內(nèi)能量儲備是理所當然的。但ATP的生物合成過程不僅需要能量底物,與糖酵解過程相關(guān)輔酶也發(fā)揮了重要作用。

煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),是線粒體進行ATP合成的關(guān)鍵輔助因子,在糖酵解過程的重建中發(fā)揮關(guān)鍵作用[16]。如圖3所示,本研究中發(fā)現(xiàn)Ex組的NAD+含量呈現(xiàn)出顯著的低水平(P<0.001),而攝入AEB的2組NAD+的含量均顯著提高。雖然NADH作為NAD+的還原態(tài),具有正向調(diào)節(jié)細胞能量合成的作用,但在本研究中未發(fā)現(xiàn)顯著組間差異。通常NAD+/NADH比值被用來評價糖酵解和三羧酸循環(huán)(tricarboxylin acid cycle,TCA)的強弱[17]。本研究中,Ex組的NAD+/NADH值顯著低于其他組(P<0.001),而AEB-L、AEB-H組的比值均顯著高于Ex組(P<0.001)。NAD+/NADH值的降低會對糖酵解和TCA過程產(chǎn)生抑制作用,同時也說明細胞呼吸過程耗氧量偏高,組織可能處于過氧化狀態(tài)[17]。本研究中的結(jié)果表明,AEB可以通過調(diào)節(jié)NAD+/NADH比值,重塑應(yīng)激狀態(tài)下肌肉細胞糖酵解和TCA的過程,提高ATP在肌肉細胞的生物合成,來滿足肌肉在劇烈運動時,對能量的大量需求。

另外有研究發(fā)現(xiàn)NAD+/NADH的比值在維持線粒體的電子傳遞鏈中具有重要意義,從而調(diào)控線粒體的代謝和生物發(fā)生[18]。

2.4 對肌肉線粒體功能的影響

SIRT1是一種NAD+依賴性脫乙酰酶,可通過脫乙?；{(diào)節(jié)PGC-1α表達[19]。PGC-1α作為轉(zhuǎn)路共激活因子,對線粒體功能代謝、氧化應(yīng)激過程起重要調(diào)節(jié)作用。PGC-1α通過調(diào)節(jié)核呼吸因子(nuclear respiratory factor,Nrf1、Nrf2等),進而繼續(xù)激活線粒體轉(zhuǎn)錄因子TFAM[20]。TFAM通過線粒體膜進入線粒體基質(zhì),與線粒體DNA結(jié)合,繼而激活線粒體生物合成。因此SIRT1/PGC-1α/TFAM通路在維持線粒體的生物發(fā)生和功能穩(wěn)定中具有重要意義[21]。

如圖4所示,通過對肌肉中SIRT1/PGC-1α/TFAM通路表達發(fā)現(xiàn),在Ex組中的SIRT1/PGC-1α/TFAM的mRNA相對表達量均分別比Con組(P<0.001)顯著組下降了48.47%、51.08%、54.16%。AEB處理后表達量均有顯著上調(diào),AEB-H組的上調(diào)更顯著且穩(wěn)定。AEB-H組的表達量分別比Ex組上調(diào)了80.92%(P<0.001)、50.74%(P<0.05)、68.71%(P<0.01)。結(jié)果表明,在本實驗中,劇烈運動可能通過對SIRT1/PGC-1α/TFAM通路的靶向影響,誘發(fā)了小鼠骨骼肌線粒體功能障礙。而AEB通過干預(yù)該通路,促進了骨骼肌線粒體生物發(fā)生,說明AEB干預(yù)的潛在靶點可能是線粒體,印證了上文NAD+/NADH的結(jié)果。

a-肌肉SIRT1 mRNA相對表達量;b-肌肉PGC-1α mRNA相對表達量;c-肌肉TFAM mRNA相對表達量圖4 對肌肉線粒體功能影響(n=6)Fig.4 Effects on mitochondrial function in muscle

此外,PGC-1α還可以調(diào)節(jié)核呼吸因子的表達,影響機體的抗氧化防御系統(tǒng)。因此下一步對AEB的抗氧化功效進行了探索。

2.5 對肌肉抗氧化能力的影響

2.5.1 對氧化應(yīng)激指標的影響

過度運動時身體各個組織的O2需求大幅增加,持續(xù)積累的活性氧物質(zhì)無法獲得及時的消除,會對組織持續(xù)造成機體損傷,影響組織功能穩(wěn)態(tài)[22]。因此個體的運動耐力與抗氧化防御系統(tǒng)有很強的正相關(guān)。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一種能在保護機體免受氧自由基損傷的酶。·O2-在體內(nèi)可被SOD迅速轉(zhuǎn)化為H2O2,然后經(jīng)GPx和CAT催化生成水。MDA是脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物,是判別力竭運動后抗氧化防御降低的重要標識物[23]。

如圖5所示,劇烈運動使Ex組肌肉中的MDA含量比Con組上升了42.81%(P<0.001),使抗氧化T-SOD、GPx分別比Con組顯著降低了23.61%(P<0.001)、36.81%(P<0.01),這意味著肌肉組織處于過氧化狀態(tài),與NAD+/NADH的趨勢一致。AEB的處理可以顯著降低肌肉MDA的含量,并提高抗氧化酶的活性,且AEB-H組的效果更加顯著(P<0.001)。接下來對AEB調(diào)節(jié)抗氧化活性的可能分子機制進行研究。

a-肌肉MDA含量;b-肌肉T-SOD活性;c-肌肉CAT活性;d-肌肉GPx活性圖5 對氧化應(yīng)激指標影響(n=6～8)Fig.5 Effects on oxidative stress index in muscle

2.5.2 對抗氧化通路的影響

上文所述中,PGC-1α可以調(diào)節(jié)Nrf的表達。其中Nrf2在氧化應(yīng)激的過程中,可以釋放并與抗氧化反應(yīng)元件結(jié)合,并上調(diào)抗氧化酶如血紅素加氧酶-1(heme oxygenase-1, HO-1)、醌氧化還原酶-2、SOD、CAT、GPx的表達。調(diào)節(jié)細胞內(nèi)抗氧化防御系統(tǒng)的相關(guān)基因表達,促進抗氧化酶的合成[24]。有研究發(fā)現(xiàn)過氧化狀態(tài)下,Nrf2的表達會顯著降低。本研究中發(fā)現(xiàn),如圖6所示,Ex組肌肉的Nrf2表達量比Con組降低了64.15%(P<0.001);而AEB-L組和AEB-H組的表達量均有顯著上調(diào)(P<0.001)。并且在HO-1的mRNA表達中也觀察到了類似的趨勢。

a-肌肉Nrf2 mRNA相對表達量;b-肌肉HO-1 mRNA相對表達量圖6 對肌肉Nrf2通路影響(n=6)Fig.6 Effects on Nrf2 pathway in muscle

綜上,劇烈運動使小鼠骨骼肌處于過氧化狀態(tài),表現(xiàn)為MDA指標上升與抗氧化酶活性降低,并且Nrf2的表達發(fā)生降低。而AEB干預(yù)可能通過增強Nrf2和Keap1的結(jié)合而阻斷其對Nrf2的降解作用,使Nrf2能夠在細胞內(nèi)積累,并進入細胞核激活氧化應(yīng)激相關(guān)基因的表達,如SOD、CAT、GPx等內(nèi)源性抗氧化酶[25]。

2.6 對肌肉再生相關(guān)基因表達的影響

Titin是一種巨大的蛋白,在肌節(jié)生成和肌原纖維組裝中起作用,有Z盤、I帶、M線3個蛋白作用位點[26]。Z盤錨定在肌動蛋白絲的末端,控制肌節(jié)中力的傳遞。Z盤上的MPL與titin形成復(fù)合物,發(fā)揮應(yīng)力傳感器的作用[26]。本實驗中觀察到了劇烈運動使小鼠MPL表達量均發(fā)生大幅降低(P<0.001),這可能會最終促使小鼠表現(xiàn)出肌無力的癥狀。雖然AEB的攝入沒有使其恢復(fù)至正常水平,但比Ex組的顯著(P<0.001)提升,也表明了肌肉力量控制的恢復(fù)。I帶調(diào)控著肌纖維的延伸,I帶中的Ankrd2表達被發(fā)現(xiàn)和肌纖維重塑過程有關(guān)[26]。本實驗中,如圖7所示,Ex組的表達量顯著低于其他組(P<0.001),意味著劇烈運動對肌纖維修復(fù)過程的損害;而AEB組的表達量顯著提升(P<0.001),是說明這2組小鼠受損的肌纖維處于修復(fù)并增長的狀態(tài),對應(yīng)了切片中觀察到的肌纖維直徑和密度增加。M線中的MuRF1受到萎縮刺激的激活[26],本研究中可以觀察到Ex組MuRF1表達量顯著增加,AEB組的表達顯著減少,印證了AEB組肌纖維結(jié)構(gòu)的增強。

a-肌肉MLP mRNA相對表達量;b-肌肉Ankrd2 mRNA相對表達量;c-肌肉MuRF1 mRNA相對表達量;d-肌肉acta1 mRNA相對表達量圖7 對肌肉再生相關(guān)基因表達的影響(n=6)Fig.7 Effects on the expression of genes related to muscle regeneration

α-肌動蛋白(acta1)是骨骼肌中最主要的肌動蛋白亞型[12],和titin蛋白結(jié)合在新肌節(jié)生成中發(fā)揮重要作用[27]。本實驗中,觀察到AEB處理主要提高了titin蛋白相關(guān)mRNA表達量,對acta1表達的改變不顯著。這種變化通過增加titin在調(diào)節(jié)肌節(jié)再生上的作用,促進受損肌纖維組織重塑,切片中觀察到的形態(tài)穩(wěn)定印證了這個過程。

3 結(jié)論與討論

持續(xù)性過度運動會促使一定程度的肌肉損傷,因此如何維持肌肉穩(wěn)態(tài),修復(fù)肌肉損傷是減輕運動損害的重要手段。之前的研究觀察到,芫根可以有效減輕急性運動中的肌肉損傷,為本研究提供了基礎(chǔ)。

在本研究中,先確定了芫根提取液具有的良好抗氧化活性,具有減輕由應(yīng)激運動產(chǎn)生的自由基侵染的潛力。隨后,在對肌肉組織形態(tài)學分析中發(fā)現(xiàn),運動誘發(fā)的肌肉損傷被AEB緩解了,并且還發(fā)現(xiàn)了AEB有效提高了肌肉強度,并減少了白細胞在肌肉纖維的浸潤。進一步研究發(fā)現(xiàn),過度運動使肌肉細胞NAD+/NADH比值降低,糖酵解過程發(fā)生了障礙,ATP合成顯著不足;而AEB逆轉(zhuǎn)了這種變化,重建肌肉細胞糖酵解的同時,也為維持線粒體功能提供了條件。接下來,對肌肉組織線粒體SIRT1/PGC-1α/TFAM通路的研究證明了力竭運動過程中,引發(fā)線粒體功能障礙的分子機制,并且也發(fā)現(xiàn)了AEB在重構(gòu)線粒體生物發(fā)生時發(fā)揮的作用。PGC-1α可以繼續(xù)干預(yù)Nrf2通路的表達,從而影響抗氧化防御體系。劇烈運動使小鼠骨骼肌出現(xiàn)過氧化狀態(tài),并且抗氧化酶的活性也降低;AEB作為一種抗氧化劑,減輕了肌肉組織的自由基損害,提高了抗氧化酶活性,而調(diào)節(jié)Nrf2/HO-1通路是可能發(fā)生的分子機制。最后,對影響肌肉titin蛋白相關(guān)基因MPL、Ankrd2、MuRF1的mRNA表達發(fā)現(xiàn),劇烈運動使上述3個基因的表達發(fā)生顯著變化,而AEB的攝入逆轉(zhuǎn)異常表達,為肌肉損傷后的再生提供了基礎(chǔ)蛋白。

綜上,本文揭示了芫根提取物通過維持肌肉細胞能量代謝穩(wěn)定,促進線粒體功能,從而抑制劇烈運動造成的骨骼肌生理功能異常。另外,通過對MPL、Ankrd2、MuRF1的調(diào)節(jié),促進了骨骼肌的損傷修復(fù)和纖維的重組,維持了骨骼肌的形態(tài)穩(wěn)定。