| 标题 | 补充葡萄多酚对力竭大鼠骨骼肌、肝脏自由基代谢及运动功能的影响的研究 |
| 范文 | 樊海珍 何志敏 摘要：目的 探讨葡萄多酚对大鼠骨骼肌自由基代谢、运动能力的影响。方法：建立力竭模型，测定各组小鼠的SOD，MDA，GSH-PX，TAC以及力竭时间。结果：运动组、运动多酚组大鼠骨骼肌中SOD活性都高于对照组，MDA含量都低于对照组，力竭游泳时间都明显延长。结论：葡萄多酚能够增强机体抗氧化能力，提高大鼠运动能力。 关键词：葡萄多酚；抗氧化能力；运动能力；自由基；力竭大鼠 中图分类号：G804.12文献标识码：A文章编号：1007-3612(2008)03-0348-03 近几年来，植物来源的天然抗氧化物质的研究开发已成为国际热门焦点，此类物质有多糖类、维生素类、天然黄酮类以及多酚类等，其中多酚是最突出的一类。葡萄多酚也称原花青素，是儿茶素和表儿茶素的聚合物，近年来国内外研究报道葡萄多酚具有抗氧化、抗衰老、保护血管内皮细胞、抗癌等多种生物功能［1］。本文作者在对其进行抗氧化作用研究的基础上，选择运动力竭大鼠骨骼肌为材料，评价其抗氧化、抗衰老作用，旨在阐释葡萄多酚消除骨骼肌自由基的机制，并为其应用提供理论依据和实验支持。同时也为葡萄多酚资源的综合开发提供理论依据。 1研究对象与方法 1.1葡萄多酚的制备根据文献取葡萄浆果。粉碎研磨，加75％ 甲醇(按料液比1：15)，45℃ 浸提90 min，抽滤。滤渣再进行第2次提取。合并2次滤液，真空浓缩。用AB-8大孔吸附树脂层析法提纯。以梯度浓度甲醇洗脱，收集40％ 甲醇洗脱液，真空浓缩并干燥，得野生山葡萄多酚提取物粉末。按Folin-Ciocalten法，以没食子酸为标准品测得提取物中多酚含量为84.6％［2］。 1.2实验动物与方法 1.2.1实验动物选取10周龄雄性wistar 大鼠36 只，购于北京大学医学院动物中心，随机分为3组:C 组 即对照组(安静饮水组) 、S组(运动饮水组) 、G组(运动多酚组) ，每组12只，各组基础饲料饲养，C、S 两组，饮用纯净水，G组饮用葡萄多酚饮料。动物房内室温18～27℃，湿度35%。昼夜节律变化光照(表1)。
C、S两组的补水量为10 mL/kg/d，G组的饮料量的葡萄多酚补充剂量为200 mg/kg/d，按一定比例与纯净水配制而成葡萄多酚饮料，每日灌胃。运动方式为游泳。S组，T组于饲养第15 d开始进行适应性训练，游泳时间由10 min/d 开始，每日递增5 min 至第20 d。C组则从第19 d，直接进行游泳。 运动力竭模型：在50 cm×60 cm×70 cm的水槽中注入自来水，水深30 cm，水温22℃，将大鼠尾根部负载自身体重3％的铁片，放入水槽强迫游泳至力竭，力竭判断标准:大鼠沉入水底10 s 不浮起，无法完成翻正反射，将大鼠立即捞出进行取材。 1.2.2取材取材方法在大鼠立即捞出后用戊巴比妥钠(2％)注射麻醉实验大鼠，迅速取出大鼠腓肠肌和肝脏。取组织块(0．8 g左右)在4℃ 的生理盐水中漂洗，除去血液，滤纸拭干，称重，放入10 mL的小烧杯内。冰浴下用研磨器充分研碎，使组织匀浆化。将制备好的10％匀浆用普通离心机3 000 转／min左右离心15 min，离心好的匀浆留上清弃下面沉淀。上清液用于各种指标的测定。 1.2.3测试方法丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)以及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)，总抗氧化能力（TAC）的测试采用比色法，试剂盒由北京中生北控公司提供。严格按照试剂盒说明进行操作。 1.2.4数据统计处理用Sigmaplot Scientific Graphing System软件对所测数据进行处理，实验结果以均数±标准差(x±s) 表示，数据进行组间t检验，以P<0.05为显著性水平。 2结果 2.1葡萄多酚对大鼠力竭游泳时间的影响从表2可以看出各组大鼠力竭游泳时间，运动饮水组和运动多酚组明显长于对照组(P<0.05)，组力竭游泳时间极明显长于对照组(P<0.001) 和明显长于运动饮水组(P<0.05) 运动多酚。
2.2葡萄多酚对大鼠骨骼肌各指标的影响表3可以看到，力竭运动后，运动多酚组的大鼠的骨骼肌MDA含量明显低于对照组和运动饮水组(P<0.05)。运动多酚组的大鼠SOD活性明显高于运动饮水组(P<0.05)，非常明显的高于对照组(P<0.001)，运动饮水组的大鼠SOD活性明显高于对照组(P<0.05)。数据统计显示三组大鼠骨骼肌的GSH-PX活性没有显著性差异(P>0.05) 。总抗氧化能力，运动多酚组明显升高，而对照组与运动饮水组无明显差别。
2.3葡萄多酚对大鼠肝脏各指标的影响 表4显示，力竭运动后，运动多酚组的大鼠的肝脏MDA含量明显低于对照组和运动饮水组(P<0.05)，运动多酚组的大鼠肝脏SOD活性明显高于对照组(P<0.05)，而大鼠的肝脏GSH-PX活性，与骨骼肌相比要高得多，运动饮水组的大鼠的GSH-PX活性明显高于对照组(P<0.05)。总抗氧化能力，运动多酚组明显高于对照组和运动饮水组(P<0.05)。
3讨论 运动疲劳的机理是运动人体科学领域的研究热点，在运动疲劳的过程中，“氧自由基－脂质过氧化增加"对细胞的损伤是重要原因之一。为此，抗氧化物质或抗氧化剂的补充也越来越多地受到人们的重视。 关于运动性内源自由基产生，一般认为有两个机制:线粒体机制和黄嘌呤氧化酶机制。近年来又有学者提出了中性粒细胞机制、前列腺素机制和钙机制［3、4］。 大量研究也证实，适度的运动可引起组织超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性增强以及谷胱甘肽浓度增高，所以适度的运动是有利于健康。我们的研究发现，运动饮水组的骨骼肌SOD活性明显高于安静饮水组，也证明了这一点。 研究发现适度的有氧运动可以逐步地提高机体的自身抗氧化系统。可以使机体对自由基损伤产生一定的适应能力，诱导细胞抗氧化酶的增加、削弱自由基对机体的氧化损伤，其机理可能是由于长期运动使心、肺功能增强，摄入氧气、血液运输氧气能力和细胞利用氧气的能力增强，特别是抗氧化酶的活性产生适应性的变化使机体内自由基防御体系加强。 研究认为葡萄多酚属酚类化合物，是含有两个以上互为邻位的轻基多元酚，苯环上的酸性羟基具有很强的供氢能力。其抗氧化机制与其他酚类抗氧化剂相同，即自身作为优良的氢供体，形成的自由基可通过共振杂化成稳定的自由基。从而使自由基失活，切断自由基的链式反应，从而延缓油脂中不饱和脂肪酸自动氧化成氢过氧化物的连锁反应，起到抗氧化的作用［5］。近年来国外对GPC的理化特性，生物学功效和开发利用进行了量研究并取得突破性进度。 对于自由基的生成，在内源性干预方面，人体可通过某种方法增加体内用于对抗过量自由基的物质，如GPX、过氧化氢酶、SOD、GR等蛋白质的分泌，或增强这些蛋白质之间的协同作战能力，这主要是通过增强身体锻炼来实现的。但这种内源性干预很容易受限，如人们无法坚持足够的锻炼等，而且随着年龄增长和机体老化，自体自由基的产生在数量上急剧升高，而自身分泌的抗氧化应激物质有限，协同能力也大幅下降。这就促使我们需要寻找更好的外源性抗氧化剂。 根据生化指标的测试及力竭时间的综合分析，葡萄多酚能明显延缓小鼠游泳至力竭时间，延缓率为28.34%，主要是由于芦荟含有黄酮类、原花青素等抗氧化剂，这些有效成份能有效地清除运动过程中产生的自由基，保护膜系统的完整性，防止脂质过氧化反应等。进一步达到提高运动能力的作用。 MDA是机体通过酶系统和非酶系统产生的氧自由基攻击生物膜中的多不饱和脂肪酸(PUFA)引发脂质过氧化作用而产生的脂质过氧化物［6］，它可能引起细胞代谢及功能障碍甚至死亡，故MDA的含量常可间接反映出机体受自由基攻击的严重程度。本实验表明，力竭运动后，运动多酚组的大鼠的骨骼肌和肝脏MDA含量明显低于对照组和运动饮水组。表明葡萄多酚对大鼠的骨骼肌和肝脏既有一定的保护作用，与对照组相比，差异有显著性，提示葡萄多酚具有降低机体骨骼肌和肝脏MDA水平，减轻细胞损伤的作用。 SOD是机体内清除氧自由基的重要抗氧化酶之一，对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，此酶能清除超氧阴离子自由基（O2-）保护细胞免受损伤。其活力的高低间接反映了机体清除氧自由基的能力，并与衰老、肿瘤、炎症、自身免疫病、辐射、药物作用等有着密切的关系，但随年龄增长，体内SOD活性逐渐降低［7］。本实验发现，运动多酚组的大鼠SOD活性明显高于运动饮水组(P<0.05)，非常明显的高于对照组(P<0.01)，提示，葡萄多酚的抗运动疲劳机理与提高SOD活性有关。 值得注意的是，运动多酚组力竭游泳时间极明显长于对照组(P<0.01) 和明显长于运动饮水组(P<0.05) ，也提示，葡萄多酚通过增加大鼠清除自由基能力使大鼠力竭游泳时间延长，达到了提高运动能力的目的，这种新型抗氧化剂需要我们进一步在人体身上验证其作用。 GSH-PX 是机体抗氧化系统中的一个重要的酶，主要作用是清除H2O2和脂质过氧化物［8］，它特异地催化氧化型谷胱甘肽(GSSG) 还原为还原型谷胱甘肽(GSH) 起到保护细胞膜结构与功能完整的作用。由于肝脏具有解毒处理代谢废物等作用，肝脏中的GSH-PX活性明显高于骨骼肌。而所有的三个组中骨骼肌GSH-PX无统计学差异(p>0．05)，而运动多酚组的肝脏GSH-PX活性高于对照组和运动饮水组，可能与用药时间较短等因素有关。 葡萄多酚的抗氧化效果也被大量的实验证实，因此、是否可以将适度运动与葡萄多酚的补充这两者的抗氧化产生叠加效应，也是本篇论文关注的重点之一。通过本次试验分析，在骨骼肌中，运动饮水组的SOD活性明显高于对照组(P<0．05），而运动多酚组的SOD活性明显高于对照组(P<0．01)和运动饮水组(P<0.05），我们分析考虑，认为可能是适度强度运动与葡萄多酚的补充这两者的抗氧化是可以产生叠加效应的，同时也发现，在肝脏的叠加效应方面，效果不如骨骼肌明显，相关的机制需要进一步研究探讨。 4结论 1） 葡萄多酚能够并能协同运动训练延长大鼠力竭游泳时间，提高运动能力，延缓疲劳的产生。2） 葡萄多酚能够降低大鼠骨骼肌和肝脏中MDA含量，抑制脂质过氧化，能有效地清除自由基。3） 葡萄多酚能够提高大鼠骨骼肌和肝脏中SOD活性，提高机体的总抗氧化能力（TAC）。 通过本实验，我们一方面了解了运动对大鼠骨骼肌和肝脏抗氧化能力的影响，提示我们应重视训练中自由基的产生及抗氧化剂的补充问题；另一方面，证实了葡萄多酚(OPC)作为天然抗氧化剂的良好效果，可有效降低力竭运动后大鼠骨骼肌和肝脏MDA水平，提高SOD活性，机体的总抗氧化能力，对消除大量自由基对机体的影响，增强运动能力，延缓运动疲劳的产生具有良好的作用。 参考文献： ［1］ Bomser JA，Singletary KW，Walling MA，et a1．Inhibition of TPA—induced tumor promotion in CD — mouse epidermis of a polyphenolicfractionfrom grape seeds［J］．CancerLett，1999，135(1)：151． ［2］ 焦淑萍，陈彪，李佳.野生山葡多酚对小鼠组织的抗氧化作用研究［J］．中国公共卫生，2003，19(5)：569-570． ［3］ D P THOMAS ，K I MARSHALL. Effects of Repeated Exhaustive Exercise on Myocardial Subcellular Membrance Structures［J］.Int J Sports Med，1988(9):257-260. ［4］ Goldfarb A. H. Nutritional antioxidants as the rapeutic and preventive modalities in exercise-induced muscle damage［J］.Can J Appl. Physiol，1999，24(3):249-266. ［5］ 王传现，钟进义.葡多酚对活性氧自由基的清除作用研究［J］.营养学报，2001，2（2）:170-173. ［6］ Ricardo-Da-Silva LM，Rigaud J，Cheynier V，et al.Procyanidin dimmers and trimers from grape seeds.Phytochemistry，1991，30（4）:1259-1264. ［7］ Kanner J，Frankel E，Granio R，et al.Natural antioxidants in grapesand wines.J Agric Food Chem，1994，42:64-68. ［8］ LEW H JAMIESON D，HAMMEREN J， el al.Changes in the Glutathione Status of Plasma，Liver and Muscle Following Exhaustive Exercise in Rats［J］. FEBletters，1985，85(2):262-266. |
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