瑪咖靈芝片緩解小鼠體力疲勞的研究

于金玲,謝宏泉,解 微,任喜運(yùn),梁 菲,劉 萬(wàn),劉 影,*

(1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 食品藥品安全評(píng)價(jià)中心,哈爾濱 150086;2.哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 預(yù)防醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,哈爾濱 150086;3.哈爾濱醫(yī)科大學(xué) 營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)院,哈爾濱 150086)

瑪咖(Maca)原產(chǎn)自海拔4 000 m以上的秘魯中部安第斯山脈[1],是一種純天然可食用的根莖形似小蘿卜的十字花科獨(dú)荇菜屬植物.瑪咖種植要求較高,主要集中在南美洲,但現(xiàn)如今我國(guó)西藏、云南等地也已廣泛種植[2],逐漸發(fā)展成我國(guó)重要的草藥之一.瑪咖營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高,具有補(bǔ)充體力抗疲勞、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、固精壯陽(yáng)提高性能力以及助睡眠、調(diào)節(jié)女性更年期綜合征等多種功能性作用[3-4],被譽(yù)為“南美人參”.其營(yíng)養(yǎng)成分也十分豐富,除了含有豐富的蛋白質(zhì)、多糖、氨基酸、礦物質(zhì)[7-8]等豐富的營(yíng)養(yǎng)素之外,還含有生物堿[9]、芥子油苷[10]、瑪咖烯、瑪咖酰胺[11]等眾多活性物質(zhì),是南美地區(qū)秘魯安第斯民族的主要食品之一[5].眾多研究表明,瑪咖具備提高生育功能[12]、促進(jìn)新陳代謝抗氧化[13]、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌抗衰老、和強(qiáng)化免疫系統(tǒng)抑制腫瘤[14]等功效.甘瑾[15]等人對(duì)云南3種不同顏色的瑪咖中的生物堿進(jìn)行了定量分析,結(jié)果顯示不同顏色的瑪咖都含有抗癌活性物質(zhì)生物堿,但各種類瑪咖總生物堿含量不同,紫色瑪咖含量最高[6],接近源產(chǎn)地秘魯?shù)默斂Ц煞鄣目偵飰A含量[16].這些科研成果不僅為云南、西藏等地區(qū)的瑪咖種植業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),也夯實(shí)了我國(guó)在瑪咖相關(guān)基礎(chǔ)研究方面的工作.此外,這些成果還推動(dòng)了瑪咖的抗疲勞等功效理論研究的創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)和應(yīng)用.

靈芝(Ganoderma lucidum),古往今來(lái)都人們奉為“仙草”,其藥用最早記錄見(jiàn)于東漢張衡的《西京賦》,《神農(nóng)本草經(jīng)》亦對(duì)靈芝的功效價(jià)值大為贊許,將其列為上品藥.靈芝作為藥材使用至今已有2000多年的歷史[17],古代的中醫(yī)藥名家李時(shí)珍、孫思邈等人認(rèn)為靈芝是一種具有獨(dú)特功效的傳統(tǒng)中草藥,目前已經(jīng)掌握靈芝的許多藥效,并取得長(zhǎng)足的進(jìn)步[18],研究表明靈芝具有極高的醫(yī)用價(jià)值,包括抗腫瘤[19]、提高機(jī)體耐缺氧能力和抗疲勞[20]、免疫調(diào)節(jié)[21]、抗衰老[22]、對(duì)心血管系統(tǒng)的活性、護(hù)肝解毒[23]、改善造血機(jī)能[24]、鎮(zhèn)靜[25]、降血糖[26]、治療陽(yáng)痿等.

綜上,瑪咖和靈芝都具有多種藥理作用,尤其作為抗疲勞藥物具有顯著療效,但其復(fù)方制劑瑪咖靈芝片是否具備更為顯著的抗疲勞作用尚未可知.本實(shí)驗(yàn)旨在分析瑪咖靈芝片的抗疲勞作用.

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瑪咖靈芝片 黑龍江康普生物科技有限公司提供;清潔級(jí)雄性ICR小白鼠 購(gòu)自北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證號(hào):SCXK(京)2012-0001;血尿素氮測(cè)定試劑盒 中生北控生物科技股份有限公司;肝糖原測(cè)定試劑盒 南京建成生物工程研究所;乳酸測(cè)定試劑盒 南京建成生物工程研究所;分析純濃硫酸 北京化學(xué)試劑公司.

游泳箱(50 cm×50 cm×40 cm);鉛絲;Sartorius電子天平;Thermo低溫離心機(jī);日立7100型全自動(dòng)生化分析儀;UV8100A紫外分光光度計(jì).

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在經(jīng)過(guò)5 d適應(yīng)性飼喂后,將160只ICR小鼠進(jìn)行負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)開(kāi)展下一步的實(shí)驗(yàn)研究.160只ICR小鼠以體重為劃分依據(jù),被隨機(jī)分為4組,包括低、中、高3個(gè)劑量組,以及1個(gè)陰性對(duì)照組,每組40只.分別對(duì)劑量組小鼠施以不同劑量的瑪咖靈芝片試劑0.38 g/kg·bw、0.75 g/kg·bw和2.25 g/kg·bw.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行期間,每組的小鼠接受20 mL/kg·bw灌胃液的投藥,而陰性對(duì)照組則給予等體積的蒸餾水進(jìn)行灌胃處理.每日給藥或蒸餾水1次,連續(xù)30 d.第31天,對(duì)所有小鼠進(jìn)行負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn),記錄血清尿素、肝糖原和血乳酸值等相關(guān)數(shù)據(jù).所有實(shí)驗(yàn)都將在清潔級(jí)實(shí)驗(yàn)中心內(nèi)進(jìn)行.通過(guò)方差分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以評(píng)估瑪咖靈芝片是否具有更為顯著的緩解身體疲勞的作用.

1.2.1 負(fù)重游泳試驗(yàn)

在最后一次給予實(shí)驗(yàn)藥劑30 min后,將重量占小鼠體重5%的鉛絲系在小鼠尾根處,并將負(fù)重小鼠放入尺寸為50 cm×50 cm×40 cm游泳池中,注入深度30 cm,水溫相對(duì)穩(wěn)定于(25±1) ℃之間的溫水.記錄小鼠開(kāi)始游泳至死亡的時(shí)間,以此計(jì)算小鼠游泳持續(xù)時(shí)長(zhǎng)(單位:min).

1.2.2 血清尿素測(cè)定

將試驗(yàn)藥劑注入小鼠體內(nèi),隨后將其放置在水溫為30 ℃的游泳池中游泳,持續(xù)90 min.運(yùn)動(dòng)后讓小鼠休息60 min,并從其眼球采血0.5 mL.待血液凝固和血塊收縮后離心,使用尿素測(cè)定試劑盒(酶法)進(jìn)行血清尿素含量的測(cè)定.

1.2.3 肝糖原測(cè)定

其中:0.01為標(biāo)準(zhǔn)管中的含葡萄糖量;100為樣本測(cè)試前稀釋倍數(shù);10為測(cè)試過(guò)程中的稀釋倍數(shù);1.11為將葡萄糖換算成糖原的系數(shù).

1.2.4 血乳酸測(cè)定

在最后一次給予實(shí)驗(yàn)藥劑30 min后,進(jìn)行第一次眼球采血.接著,將小鼠放入恒定水溫為30 ℃的游泳箱中,游泳10 min后,再進(jìn)行第二次眼球采血.待小鼠休息20 min后,最后進(jìn)行第三次眼球采血.每次采血量均為20 μL.使用乳酸測(cè)定試劑盒分別測(cè)試游泳前和游泳后10、20min的含乳酸量,并根據(jù)公式計(jì)算三個(gè)時(shí)間點(diǎn)的乳酸曲線下面積.

血乳酸曲線下面積=5×(游泳前的血乳酸值+游泳后0 min的血乳酸值)+10×(游泳后0 min的血乳酸值+游泳后休息20 min的血乳酸值)

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS軟件17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用單因素方差分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,P< 0.05、P< 0.01均代表有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié)果與分析

2.1 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠體重的影響

從圖1可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實(shí)驗(yàn)藥劑進(jìn)行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片不同劑量組小鼠的體重增長(zhǎng)值與陰性對(duì)照組之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P>0.05),因此還不能確定瑪咖靈芝片具有增加小鼠體重的效果.結(jié)果表明,不同試驗(yàn)組小鼠體重的增加無(wú)明顯差別.

圖1 瑪咖靈芝片對(duì)各組實(shí)驗(yàn)小鼠體重的影響

2.2 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響

從圖2可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實(shí)驗(yàn)藥劑進(jìn)行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片高劑量組的負(fù)重游泳時(shí)間與陰性對(duì)照組小鼠相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性(P<0.01),因此可以判斷出,瑪咖靈芝片高劑量組的負(fù)重游泳時(shí)間比陰性對(duì)照組長(zhǎng).瑪咖靈芝片在服用人體推薦劑量30倍的受試物,特定劑量為2.25 g/kg·bw時(shí),對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間有明顯的提高作用.

圖2 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間的影響

2.3 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)時(shí)血清尿素的影響

從圖3可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實(shí)驗(yàn)藥劑進(jìn)行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片中、高劑量組血清尿素與陰性對(duì)照相比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),可判定瑪咖靈芝片高劑量組血清尿素水平明顯低于陰性對(duì)照.說(shuō)明在使用人體推薦劑量為10倍、30倍的受試物,特定劑量為0.75、2.25 g/kg·bw時(shí),瑪咖靈芝片可以明顯降低或抑制運(yùn)動(dòng)后小鼠血清尿素水平.

圖3 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)時(shí)血清尿素的影響

2.4 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠肝糖原含量的影響

從圖4可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實(shí)驗(yàn)藥劑進(jìn)行灌胃操作30 d后,瑪咖靈芝片高劑量組的肝糖原和陰性對(duì)照之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異(P<0.01),可以判斷出,瑪咖靈芝片高劑量組的肝糖原明顯高于陰性對(duì)照.結(jié)果表明,采用30倍于人類建議劑量的樣品,特定劑量為2.25 g/kg·bw時(shí),能提高小鼠的肝糖原含量,并使其貯備增多.

圖4 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠肝糖原含量的影響

2.5 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠運(yùn)動(dòng)后血乳酸水平的影響

由圖5可以看出,每日給予小鼠不同劑量的實(shí)驗(yàn)藥劑進(jìn)行灌胃操作30 d后,小鼠游泳20 min后,中、高劑量組血乳酸曲線下面積與陰性對(duì)照組相比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),由此可以推斷,高劑量瑪咖靈芝片藥劑組小鼠的血乳酸含量明顯比陰性對(duì)照組低,這表明,在服用10倍于人類推薦劑量的被測(cè)物,特定劑量為0.75和2.25 g/kg·bw的情況下,瑪咖靈芝片能夠有效地控制小鼠在運(yùn)動(dòng)后的血乳酸的上升,并防止血乳酸的積累.

圖5 瑪咖靈芝片對(duì)小鼠血乳酸的影響

3 討 論

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),瑪咖中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),包括蛋白質(zhì)、氨基酸、葡萄糖類物質(zhì)和礦石質(zhì)鐵.這些化學(xué)物質(zhì)可以提高瑪咖抗貧血、抗血糖下降和抗疲勞的功效[16].另外,瑪咖含有豐富的氨基酸,尤其是組氨酸和精氨酸,還含有鉀、鈣、鐵等多種礦物質(zhì),和黃酮、多糖、生物堿、芥子油苷等具有不同活性作用的天然成分,具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力,延緩衰老的作用.實(shí)驗(yàn)證明,高劑量的精氨酸可以刺激T淋巴細(xì)胞的增殖,調(diào)節(jié)抗體的產(chǎn)生,從而顯著地提高機(jī)體的免疫力.在受傷后服用大劑量的精氨酸,能夠降低身體中的氮元素?fù)p失,加速傷口的恢復(fù).黃酮還可以抑制自由基的活性,從而增強(qiáng)身體的抗疲勞能力[27].多糖由多個(gè)單糖聚合而成,屬于高分子化合物,是普遍見(jiàn)于植物的天然混合物,多項(xiàng)藥理研究證實(shí)了多糖具備抗疲勞、抗腫瘤降血糖等生物活性作用[28-29].經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),瑪咖多糖能夠提高小鼠游泳耐力.這是因?yàn)楝斂Ф嗵强梢蕴岣邫C(jī)體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)的活性,該酶起到降低自由基含量的作用,可有效抑制其在體內(nèi)的積累.此外,通過(guò)清除體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化物瑪咖多糖還能發(fā)揮其助力作用,從而有助于提高小鼠游泳耐力水平.果糖是一種被稱為健康糖的物質(zhì),它具有快速的吸收和代謝能力,不僅可以增強(qiáng)體能和耐力,而且還能迅速消除疲勞,保持體力[28].瑪咖含有多種生物堿活性成分,如瑪咖烯和瑪咖酰胺,具有降血糖、抑菌抗病毒、抗腫瘤和抗疲勞等多種功效.此外,瑪咖中的芥子油苷也被證實(shí)具備生物活性,可能與改善生育功能和提高性能力有關(guān).因此,瑪咖常被應(yīng)用于改善生育功能、提高性能力和抗疲勞等方面[27].

疲勞(fatigue)又稱疲乏,是由運(yùn)動(dòng)過(guò)度造成的勞累、能量不足和正?；顒?dòng)或工作能力下降等癥狀的自覺(jué)不適感,是產(chǎn)生自衛(wèi)性抑制的正常生理過(guò)程.其形成機(jī)理主要有三種:能量耗竭理論、代謝物堆積理論、細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡理論.現(xiàn)階段動(dòng)物研究中常結(jié)合運(yùn)動(dòng)耐力實(shí)驗(yàn)及生化檢測(cè)指標(biāo)評(píng)價(jià)疲勞作用,其中運(yùn)動(dòng)耐力最為直接客觀[30],通過(guò)小鼠負(fù)重游泳實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論,瑪咖靈芝片可以通過(guò)提高小鼠的體力和運(yùn)動(dòng)耐力的方式有效地延長(zhǎng)小鼠的負(fù)重游泳時(shí)間,高劑量服用還可以起到抗疲勞的作用.血清尿素是機(jī)體代謝蛋白質(zhì)的末端產(chǎn)物之一,而它也是評(píng)估人體運(yùn)動(dòng)適應(yīng)能力的重要指標(biāo).隨著身體承受勞動(dòng)和運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的增加,血清尿素含量也相應(yīng)增加.因此,我們可以借助其變化情況來(lái)判斷身體對(duì)負(fù)荷適應(yīng)能力的程度.當(dāng)負(fù)荷適應(yīng)能力差時(shí),血清尿素水平上升的趨勢(shì)會(huì)更為顯著[31].研究發(fā)現(xiàn),瑪咖靈芝片對(duì)小鼠進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)后的血清尿素水平具有顯著的減少和抑制作用.這種保護(hù)作用可以防止機(jī)體蛋白質(zhì)分解過(guò)度引起的傷害,并提高機(jī)體適應(yīng)劇烈運(yùn)動(dòng)的能力,增強(qiáng)身體的體力和耐力.這表明瑪咖靈芝片在運(yùn)動(dòng)方面有著積極促進(jìn)作用,是一種值得推廣和使用的健康食品.同時(shí),還可以用血乳酸含量水平來(lái)判斷人體是否出現(xiàn)疲勞以及判定疲勞程度.長(zhǎng)期從事劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞,其中一個(gè)重要因素是體內(nèi)乳酸過(guò)多積累,這會(huì)對(duì)身體內(nèi)環(huán)境的平衡和正常代謝過(guò)程造成影響.為了加速分解乳酸脫氫酶,可以采取按摩、休息、泡澡和增加飲食營(yíng)養(yǎng)等一系列措施延緩疲勞[32].研究發(fā)現(xiàn),瑪咖靈芝片不但可以有效地抑制血液中乳酸的增加,而且還可以快速地清除因運(yùn)動(dòng)引起的乳酸,達(dá)到緩解疲勞的效果.另外,瑪咖靈芝片還具有增加肝臟糖原含量、保持血糖穩(wěn)定、增強(qiáng)身體的耐力、抗疲勞等功效.前期研究發(fā)現(xiàn),在30 d的大鼠模型中,服用不同劑量的瑪咖靈芝能明顯增加小鼠的負(fù)重和游泳時(shí)間,并能使其血尿素濃度下降,還能有效地抑制運(yùn)動(dòng)后血乳酸的增加.所以,可以判定瑪咖靈芝片可以通過(guò)增加肝糖原儲(chǔ)備量,降低運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肝糖原的消耗,為身體提供更多的能量,從而起到抗疲勞的作用.