马齿苋提取物对小鼠运动前肌糖原的超量贮备作用

Treatis

　　　中国民族民间医药

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马齿苋提取物对小鼠运动前肌糖原的超量贮备作用

安玉香　赵婧姝

沈阳师范大学体育科学学院,　辽宁　沈阳　110034

【摘　要】　目的:研究马齿苋提取物对小鼠运动前肌糖原的超量贮备作用及其干预机制。方法:将54只小鼠选用昆明种雄性小鼠随机

分为3组,对照组(蒸馏水)、实验Ⅰ组(215%马齿苋水溶液)、实验Ⅱ组(5%马齿苋水溶液)、每组18只小鼠。每次按剂量10ml/kg,每天2次,连续饮用7d。于末次用药后24小时每组各取9只行力竭游泳实验,记录力竭游泳时间,其余9只处死后留取股四头肌,用于骨骼肌糖原含量和乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶的活性的测定。结果:与对照组相比,实验Ⅰ组和实验Ⅱ组均可显著提高运动前肌糖原含量(p<0105),并能显著延长力竭游泳时间(p<0105);与对照组相比,实验Ⅰ组对骨骼肌乳酸脱氢酶无显著影响(p>0105),而实验Ⅱ组可显著降低骨骼肌乳酸脱氢酶活力(p<0105);与对照组相比,实验Ⅰ组和实验Ⅱ组均可显著提高骨骼肌丙酮酸激酶活性(p<0105)。结论:马齿苋对运动前肌糖原储备具有显著促进作用,并能显著提高运动主体的运动耐力。补充马齿苋可在无需调整糖类摄取比例的情况下获得肌糖原超量补偿效果,进而为运动主体获得最大运动能力提供前期物质贮备。

【关键词】　马齿苋;肌糖原;骨骼肌;乳酸脱氢酶;丙酮酸激酶【中图分类号】R963　　　【文献标识码】A　　　　【文章编号】1007-8517(2010)19-0011-03

Studyoftheeffectofpurslaneontheoverstocklevelofmuscleglycogeninmicebeforemotion

AnYu-Xiang　ZHAOJing-Shu

CollegeofSportScience,ShenyangNormalUniversity,Shenyang,110034,China1

Abstract:Objective:Tostudytheinterventionmechanismofpurslaneontheoverstocklevelofmuscleglycogeninmicebeforemotion1Methods:54maleKunmingmicewererandomlyandevenlydividedinto3groups1ControlGroup(distilledwater),Exprimen2talGroupI(215%purslaneaqueoussolution),ExprimentalGroupII(5%purslaneaqueoussolution),eachgroup18mice1Theinta2kingoffluidisaccordingtothelevelof10ml/kgeachtime,twiceaday1Themiceineachgroupwererequiredtodrinkfromthecorre2spondingfluidforsevendayscontinuously1By24hoursafterthelastintakeofthefluid,ninemicefromeachgroupwereselectedfortheexhaustiveswimmingtest1Thetimetakenforexhaustiveswimmingtestisrecorded1Theremainingninemicewereexecutedandquadricepsfemoriswastakenforthetestsoftheactivityofskeletalmuscleglycogenlevel,lacticdehydrogenaseandpyruvatekinase1Results:ComparedwithControlGroup,bothExprimentalGroupIandExprimentalGroupIIcansignificantlyimprovelevelofmuscleglycogenbeforemotion(p<0105)andincreaseexhaustiveswimmingtimesignificantly1ComparedwithControlGroup,Expri2mentalGroupIhasnoobviouseffectonskeletalmuscledehydrogenaselevel(p>0105),incontrast,ExprimentalGroupIIcansignifi2cantlyreduceactivityofskeletalmusclelacticdehydrogenase(p<0105)1ComparedwithControlGroup,bothExprimentalGroupIandExprimentalGroupIIcanincreasetheactivityofskeletalmusclepyruvatekinasesignificantly1Conclusion:Purslanehassignificantpromotiveeffectonmuscleglycogenstorage,andisabletoimprovemotionsubject’sendurancesignificantly1Intakingofpurslanecanat2taintheeffectofmuscleglycogenoverstockcompensationwithoutchangingtheratioofsugarintake1Consequently,theprocesscanpro2videearlystagematerialstagetomaximisethemotionacitivityforthesubject1

Keywords:urslane;muscleglycogen;skeletalmuscle;lacticdehydrogenase;pyruvatekinase

　　有限的肌糖原贮备量是决定力竭运动时间长短的最直接因素,如何实现赛前最大肌糖原化是广大教练员、运动员普遍关注的问题,也是运动医学领域研究的热点问题[1-4]。研究发现,糖负荷法或食物干预有助于赛前最大肌糖原化已被广泛接受,是人们获得肌糖原超量补偿效果最常用的方法[5-6]。糖负荷法或食物干预经过多次修改后大大提高了赛前补糖的适用范围,但时至今日仍然存在一定的缺陷,其主要不足是当补充葡萄糖剂量超过某一范围时肌糖原储存速率不再继续增加,对赛前补糖胰岛素反应强的运动员还易出现糖代谢紊乱问题;李慧等人的还发现高果糖饮食可诱发大鼠甘油三酯、尿酸、糖代谢交互紊乱[7]。如何在无需调整糖类摄取比例的情况下获得肌糖原超量补偿效果是竞技体育活动中亟待攻克的重大课题。近年的研究表明,人参、五味子、三七等许多非膳食补剂具有促进肌糖原合成的作用,但这些研究多注重提高运动后即刻肌糖原含量,对运动前肌糖原含量未给予足够的重视[1,8],积极寻找能在非运

动状态下将非糖类物质转换成糖类物质的非膳食补剂,有助于人们在无需调整糖类摄取比例的情况下获得肌糖原超量补偿效果,本研究旨在寻找一种对运动前肌糖原储备具有促进作用的药食同源野生植物提取物制剂。

马齿苋(PortulacaoleraceaL)是马齿苋科马齿苋属(por2tulacaceae)的一种肉质野生草本,广泛地分布于我国及全世界的温带和热带地区。马齿苋地上部分不仅味道鲜美,而且其全草和种子均能入药,在民间被人们当作药用和食用的野生植物之一,近代药理学、营养学研究也证实马齿苋的药食

[9-12]

作用具有高度同源性。有文献报道马齿苋水提取物对离体骨骼肌收缩和舒张具有促进作用[13-14],有关其机制一直未见深入报道。肌糖原氧化可为肌肉的舒缩活动提供能量并提高运动时的输出功率,是骨骼肌执行运动功能的重要物质基础,因此有理由推测马齿苋对非运动状态下的骨骼肌能源储备可能具有一定的干预作用,本研究将重点探明马齿苋提取物对力竭小鼠骨骼肌运动前糖原储备有无确切的干

基金项目:辽宁省教育厅科研项目(编号为20060841)。

作者简介:安玉香(1960-),女,蒙古族,辽宁阜新人,教授,博士,毕业于中国医科大学1主要研究方向:体适能促进与应激损伤保护剂的科学利用。

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论著

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预作用。

乳酸脱氢酶与丙酮酸激酶是糖酵解过程中的关键酶,具有调节细胞中糖酵解的中间产物的作用[15],测定骨骼肌丙酮酸激酶与乳酸脱氢酶活性对阐明马齿苋对肌糖原消耗过程的干预机制具有重要意义。鉴于此,本研究将结合丙酮酸激酶、乳酸脱氢酶活性和力竭游泳时间,阐明马齿苋提取物对力竭小鼠骨骼肌运动前糖原储备作用,进而为马齿苋作为天然的运动应激保护剂的实际运用提供基础依据。1　材料与方法111　动物准备

选择健康、反应灵敏的雄性8周龄封闭群昆明种小鼠,平均体重20168±1161克,购自沈阳医学院动物实验中心。在适应性喂养1周后进行一次适应性游泳,剔除不会游泳的小鼠,将选出的符合实验要求的小鼠按体重随机分为3组,每组18只。112　实验药品和试剂

用宝鸡市方晟生物开发有限公司提供的马齿苋提取物(批号:080406,植物部位为地上部分),用蒸馏水配成215%马齿苋水溶液和5%马齿苋水溶液,用以复制动物模型。肌糖原含量和组织蛋白、乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶活性测定试剂(批号:20080729)均由南京建成生物研究所提供。113　器材

XSC小鼠恒温游泳池,FSH-2可调高速匀浆机,松上A6半自动生化检测仪,H2050R台式低温高速离心机,JA5003N电子天平,水浴锅,加样器,吸量管,试管,计时器等。114　模型制备

力竭运动对照组(等量蒸馏水)、实验Ⅰ组(215%马齿苋水溶液)、实验Ⅱ组(5%马齿苋水溶液)。每次按剂量10ml/kg,每天2次,连续7d。115　测定指标11511　力竭游泳时间:末次用药后24小时每组余下的9只小鼠行常温无负重力竭游泳,记录力竭游泳时间。力竭标准为沉入水中超过10s,捞出后不能完成翻正反射[16]。11512　肌糖原测定:末次用药后24小时每组各取9只小鼠,处死后即刻留取一侧大腿股四头肌,用蒽酮比色法测定肌糖原含量。11513　乳酸脱氢酶总活力测定:将处死后即刻留取的另一侧大腿股四头肌称重,加9倍的的生理盐水,制成10%的匀浆,离心(3500转/分)10分钟,取上清严格按试剂盒说明操作,并同时测定组织蛋白(考马斯亮蓝法)。11514　丙酮酸激酶活性测定:将制成10%的匀浆,2000转/分,取上清严格按试剂盒说明操作,并同时测定组织蛋白(考马斯亮蓝法)。116　数据处理

运用SPSS1210统计软件进行统计,数据以X(-)±s,表示,差异显著性检验采用样本t检验,显著性水平为P<0105。2　结果211　不同浓度马齿苋提取物对运动前肌糖原储备量的影响见表1。

表1　马齿苋对运动前肌糖原储备的影响

组别照组实验Ⅰ组实验Ⅱ组

n999

表1显示,各实验组均能提高运动前肌糖原含量,与对

照组比较差异有显著差异(p<0105,p<0101),其中实验Ⅰ组的糖原增长率为14198%,实验Ⅱ组为88195%,实验Ⅱ组对运动前肌糖原储备作用明显大于实验Ⅰ组。212　不同浓度马齿苋提取物对运动能力的影响见表2。

表2　马齿苋对力竭游泳时间的影响

组别正常对照组实验Ⅰ组实验Ⅱ组

n999

游泳时间(min)

86160±412190145±31843100151±610433

变化率(%)

4145(↑)16106(↑)

　　3与正常对照组比较,p<0105。33与正常对照组比

较,p<0101。

表2显示,与正常对照组比较,实验Ⅰ组能延长力竭时间(P<0105),其延长率为4145%,而实验Ⅱ组能显著延长力竭时间(P<0101),其延长率延长率高达16106%,提示马齿苋提取液可提高运动主体的运动能力。213　不同浓度马齿苋提取物对乳酸脱氢酶活性的影响见表3。

表3　各组小鼠肌肉组织乳酸脱氢酶活性

组别对照组实验Ⅰ组实验Ⅱ组n999

游泳前乳酸脱氢酶含量

(U/mgprot)17507127±115710217294194±56516214720176±59312733

变化率(%)

1121(↓)15192(↓)

　　33与正常对照组比较,p<0101。表3显示,实验Ⅱ组骨骼肌乳酸脱氢酶活性显著低于对照组(p<0101),其活性与对照组相比降低了15192%,而实验Ⅰ组骨骼肌乳酸脱氢酶活性与对照组比较差异不明显(p>0105)。214　不同浓度马齿苋提取物对丙酮酸激酶活性的影响见表4。表4　马齿苋对小鼠肌肉组织丙酮酸激酶活性的影响

组别对照组实验Ⅰ组实验Ⅱ组

n999

游泳前PK含量

(U/mgprot)130151±3116195118±211933237101±115833

活性变化

率(%)

49155(↑)81160(↑)

肌糖原(mg/g肌肉组织)

5134±01146114±0117310109±016233

变化率(%)

14198(↑)88195(↑)

　　3p<0105,实验组与对照组比较;33p<0101,实验

组与对照组比较。

　　33与正常对照组比较,p<0101。

表4显示,实验Ⅰ组和实验Ⅱ组均能显著提高骨骼肌丙酮酸激酶的激活作用(p<0101),其中实验Ⅰ组活性增加49155%,而实验Ⅱ组高达8116%。3　讨论311　马齿苋对运动前肌糖原储备的干预作用

骨骼肌葡萄糖虽然是肌肉活动最直接、最节约的能量来源,但糖在体内含量不能过高,否则极易导致肾脏超载,进而出现尿糖现象,提示人体葡萄糖含量不可在较大范围波动,试图通过增加葡萄糖含量提高运动能力的潜在开发空间很少。由于糖原在肝细胞和肌细胞的合成和储备的潜在空间很大,许多学者开始研究哪些中药及其提取物对肝细胞和肌细胞糖原合成有促进作用[1,8],然而在实际探索过程中却发现有些物质只能对运动前肝糖原储备具有促进作用,对运动前肌糖原储备没有促进作用,以西洋参为例,0133g/kg西洋参只能提高运动前的肝糖原贮备,须与蔗糖水配伍后才能显著提高运动前肌糖原的贮备量[17]。此外,还发现绞股蓝提取物等能显著增加运动后肌糖原含量,但这些研究均未直接证实这些物质是否对运动前的肌糖原储备有促进作用[18]。本实验结果显示,给小鼠饮用215%和5%的马齿苋

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水溶液7天后,股四头肌肌糖原含量显著升高,说明马齿苋提取物能显著提高运动前肌糖原的储备量,其中5%的马齿苋水溶液对运动前肌糖原的储备效应好于215%的马齿苋水溶液。本研究进一步提示,饮用马齿苋水溶液可在无需调整糖类摄取比例的情况下获得肌糖原超量补偿效果,由此将减少高糖饮食所致的种种不适,进而消除对机体免疫系统和内分泌系统潜在威胁。

312　马齿苋对运动能力的干预作用

骨骼肌是运动的主要执行器官,探讨马齿苋对骨骼肌糖原储备的干预作用是否与丙酮酸激酶活性相关具有重要的实际意义,可作为抗疲劳药物开发提供新关注点,为发现更多的对运动前肌糖原储备具有促进作用的抗疲劳物质提供依据。研究表明,丙酮酸激酶活性改变还与温度突变导致的生物体抗逆性提高密切相关[22],本研究则证实马齿苋可通过提高丙酮酸激酶活力产生更多的肌糖原,进而为骨骼肌应对运动应激提供更多的能源储备。

参考文献

[1]王保平,马亚妮1耐力训练过程中大鼠体内糖储备及胰岛激素变化与黄

有研究证实运动前肌糖原贮备量是决定力竭运动时间长短的最直接因素,本研究结果显示,每次按剂量10ml/kg,每天2次,连续7d服用215%和5%的马齿苋水溶液,可显著提高力竭游泳时间,分别延长了4145%和16106%,说明马齿苋提取物可通过增加运动前糖原贮备量大幅度提高机体的运动能力,此结果与其熊静宇等人的研究结果相似

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313　马齿苋对骨骼肌乳酸脱氢酶活性的干预作用及其意义

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乳酸脱氢酶是催化肌糖原酵解的重要的酶,目前多用血中乳酸脱氢酶活性变化间接评价骨骼肌微细损伤和恢复程度[20],陈筱春等人也发现甲壳寡糖在提高糖原储备的同时能显著降低血中乳酸脱氢酶活性,并据此推测甲壳寡糖具有改善骨骼肌有氧工作能力,阻止肌糖原酵解作用,减少肌糖原消耗的作用

[21]

。为了更为正确评价马齿苋对催化肌糖原

酵解供能的干预作用,本研究直接观察了骨骼肌乳酸脱氢酶活性变化,研究表明5%的马齿苋水溶液可显著降低非运动状态下的肌肉组织中的乳酸脱氢酶活力,证明马齿苋提取物能有效阻止肌糖原酵解作用,减少肌糖原消耗,改善小鼠的有氧工作能力。此外,由于骨骼肌中乳酸脱氢酶的主要作用是催化丙酮酸生成乳酸的反应,骨骼肌中乳酸脱氢酶活性的降低证明马齿苋具有阻止丙酮酸生成乳酸,提高骨骼肌丙酮酸储备的作用。本课题组前期的研究证实215%和5%的马齿苋水溶液能显著降低游泳前骨骼肌乳酸含量,为马齿苋水溶液能有效阻止丙酮酸生成乳酸提供了有力佐证[16]。丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸是糖异生的关键过程,马齿苋对乳酸脱氢酶的抑制作用有助于提高骨骼肌丙酮酸含量,进而为肌糖原合成提供原料储备。

314　马齿苋对丙酮酸激酶活性的干预作用及其意义

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与其他组织不同,哺乳类动物骨骼肌中存在的丙酮羧激酶有利于丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸。Dyson等于1975年证明哺乳类动物骨骼肌中丙酮酸激酶可直接催化丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸,其特点不需要经过苹果酸脱氢酶、丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮羧激酶酶的催化作用,可直接将丙酮酸生成磷酸烯醇式丙酮酸,进而将丙酮酸转化成新

能源(糖原)储存在肌细胞中。探讨骨骼肌活性与肌糖原含量的关系,将有助于阐明具有促进肌糖原合成的非膳食补剂的干预作用,但迄今为止,在已发现的具有促进肌糖原合成的补剂的开发研究中一直未见与丙酮羧激酶相关的报道,本研究旨在证实阐明马齿苋对力竭小鼠肌糖原的超量贮备作用是否丙酮羧激酶相关。研究表明,实验Ⅰ组和实验Ⅱ组均能显著提高骨骼肌丙酮酸激酶的激活作用(p<0101),其中实验Ⅰ组活性增加49155%,而实验Ⅱ组高达8116%。本研究结果提示马齿苋对骨骼肌糖原储备的干预作用与丙酮酸激酶活性密切相关,证明马齿苋可通过激活非运动状态下的骨骼肌丙酮酸激酶的活性实现肌糖原的超量贮备效应。

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(收稿日期:201016121)