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花色苷对小鼠生长、运动能力和骨骼肌抗氧化的影响

2014-07-26刘志国谢旭东徐德刚刘洪波

食品研究与开发 2014年11期
关键词:力竭花色骨骼肌

刘志国,谢旭东,徐德刚,刘洪波

(枣庄学院体育学院,山东枣庄277160)

花色苷(anthocyanin)作为一种天然色素,是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物,广泛存在于葡萄、山楂、蓝莓、桑葚等偏红色和紫色的植物组织中。现代研究发现,花色苷具有促进生长发育、提高运动能力、清除自由基、提高免疫力等多种生物活性功能。有关花色苷功能性的研究,包怡红等研究了提取条件对蓝靛果花色苷抗氧化活性的影响[1],刘荣等研究了笃斯越橘花色苷抗氧化活性[2],王忠合等研究了葡萄籽原花青素提取物的保健功能与应用[3]。目前对于花色苷对小鼠生长发育、运动能力和骨骼肌抗氧化酶系的综合研究还比较少。本研究以昆明小鼠为研究样本,分组进行花色苷给药,分析其体重变化、力竭游泳时间和小腿三头肌中SOD、GSH-Px和MDA的含量,以期为花色苷的保健功能提供动物实验依据。

1 实验材料与方法

1.1 材料

1.1.1 花色苷

市场购买花色苷含量较高的紫甘薯、蓝莓、桑葚,洗净后等质量经粉碎→浸提→去脂→萃取→减压蒸干→花色苷→低温冷藏。由枣庄学院运动生化实验室制取。

1.1.2 实验动物

昆明小鼠 65只,5周龄,体重(20±2)g,购自北京维通利华实验动物技术有限公司,合格证号:SCXK(京)2012-0003。

试剂:超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)试剂盒、丙二醛(MDA)试剂盒,均由南京建成生物工程研究所提供。

1.2 实验方法

1.2.1 动物分组及处理

小鼠喂食啮齿类动物常规饲料,正常进食饮水,动物房温度(25±0.5)℃,相对湿度(70±1)%。适应性喂养5 d后,挑选出60只随机分为四组:对照组、低剂量花色苷组(低剂量组)、中剂量花色苷组(中剂量组)、高剂量花色苷组(高剂量组)。从第1周开始,各组小鼠每天9点,各在90 cm×80 cm×60 cm玻璃水槽中进行5 min无负重适应性游泳训练,往后每周增加2 min。每周第7天游泳前测量体重,然后低剂量花色苷组、中剂量花色苷组、高剂量花色苷组分别按照小鼠体重0.001、0.002、0.003 mg/g进行花色苷给药,花色苷溶解于0.5 mL纯净水中灌胃,对照组同时给予相同体积的纯净水灌胃,持续35 d[4]。

1.2.2 力竭游泳试验

实验第35 d称量体重后,把各组小鼠尾根部按照体重5%负荷铅皮,放入温度为(25±0.5)℃训练用水槽测量力竭游泳时间,当小鼠沉入水中5 s不能浮起且不能完成翻正反射时计时结束。

1.2.3 取样及生理指标的测定

四组小鼠分别于末次力竭游泳后乙醚麻醉,迅速解剖取出右小腿三头肌,4℃生理盐水洗净血液后用滤纸吸干水分称重,加入生理盐水匀浆成100 g/L液体,3 500 r/min离心10 min后取上清液4℃冷藏保存。SOD、GSH-Px和MDA的测定,均严格按照试剂说明书操作。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 体重的测量结果

由表1可知,到实验结束,低剂量组小鼠体重和对照组没有差别;中剂量组到第21 d和对照组有显著性差异,从第28 d到结束有非常显著性差异;高剂量组在第14 d和对照组有显著性差异,在第21 d到结束有非常显著性差异。

表1 实验中小鼠体重的变化Table 1 The change of experiment on the body weight of rats

2.2 小鼠力竭游泳时间

小鼠力竭游泳时间的比较见表2。

表2 小鼠游泳时间的比较Table 2 Comparing the swimming time of rats

由表2可知,各组游泳时间有较大差别,与对照组相比,低剂量组游泳时间增加了5 min,但没有显著性差异;中剂量组游泳时间增加了7 min且有显著性差异;高剂量组游泳时间增加了17 min且有非常显著性差异。

2.3 力竭游泳后骨骼肌抗氧化指标

各组小鼠游泳后骨骼肌SOD、GSH-Px和MDA的变化,见表3。

表3 各组小鼠游泳后骨骼肌SOD、GSH-Px和MDA的变化Table 3 The change on SOD,GSH-Px and MDA in skeletal muscle about rats after swimming

由表3可以看出,小鼠骨骼肌中SOD活性随着花色苷浓度的升高而增强,低剂量组和对照组有显著性差异,中剂量组和高剂量组活性与对照组均有非常显著性差异;GSH-Px活性在低剂量组虽有升高但没有显著性差异,中剂量组和高剂量组与对照组相比有非常显著性差异;MDA的含量随着花色苷浓度的升高而降低,低剂量组和中剂量组与对照组相比均有显著性差异,而高剂量组和对照组呈非常显著性差异。

3 结论与讨论

体重是描述小鼠横向发育的指标,能在一定程度上反映小鼠骨骼、肌肉、皮下脂肪及内脏器官综合发育状况。试验前各组小鼠体重无显著性差异,中剂量组从第21天、高剂量组从第14天开始体重和对照组相比有显著性差异。说明花色苷给药能较好地促进小鼠体内蛋白质合成代谢,增加体重,促进小鼠的生长发育[5-6]。

作为体内清除氧自由基的首要物质,骨骼肌中SOD活性的高低和抗氧化水平成正比,和SOD一样,GSH-Px也是一种重要的过氧化氢催化酶,都可以有效地保护细胞膜结构和功能的完整性。平常状态下,机体内的自由基浓度在SOD和GSH-Px作用下保持一种稳定的平衡,当力竭运动时,体内生化反应加速,就会产生大量自由基,引发SOD和GSH-Px活性降低。进行花色苷给药的小鼠SOD和GSH-Px活性显著提高,可能是花色苷在参与体内生化反应的过程中,抑制和降低了自由基的产生,相应参与对抗自由基的SOD和GSH-Px减少,所以骨骼肌内SOD和GSH-Px活性增强,又可以进一步消除自由基,形成一个良性循环[7-9]。MDA是脂质过氧化反应的代表产物,能反映机体产生自由基的水平和细胞受损程度。运动能力的动物实验一般采用跑台实验或游泳实验,常采用力竭方式。力竭游泳时间的长短能反映小鼠运动能力的大小,实验分析发现,随着花色苷浓度的上升,MDA含量呈反比下降,表明花色苷具有明显的抗自由基抗氧化的功能,能够降低骨骼肌细胞的损伤程度,有效保证了骨骼肌的运动机能,增强运动能力[10-11]。

综上所述,通过实验证明,花色苷能够促进小鼠的生长发育、增强运动能力、提高骨骼肌抗氧化水平,为研究花色苷的保健作用和开发运动员专用食品提供参考。

[1]包怡红,李文星,齐君君,等.提取条件对蓝靛果花色苷抗氧化活性的影响[J].食品科学,2010(22):20-24

[2]刘荣,冷梅.笃斯越橘花色苷抗氧化活性研究[J].食品工业科技,2012(15):96-99

[3]王忠合,朱俊晨,陈惠音.葡萄籽原花青素提取物的保健功能与应用[J].食品科技,2006(4):135-138

[4]任昭君,刘洪珍,郭成吉.“复方抗氧化制剂”对大鼠运动能力和骨骼肌自由基代谢影响的研究[J].中国体育科技,2005(41):17-19

[5]熊正英,刘社琴.蒺藜提取物对训练大鼠糖原、血睾酮和运动能力的影响[J].体育科学,2004(8):35-37

[6]卢健,陈彩珍,许永刚,等.补充抗氧化剂对老年运动小鼠骨骼肌抗氧化水平的影响[J].体育学刊,2003(4):57-59

[7]赵斌,姚鸿恩.体育保健学[M].北京:高等教育出版社,2011:275-312

[8]姚绩伟,杨永亮,唐晖,等.罗汉果提取液对训练小鼠运动能力及心肌自由基代谢的影响[J].北京体育大学学报,2009(3):67-69

[9]高颖晖,曹军,赵文红,等.虫源壳聚糖对大鼠运动能力及骨骼肌抗氧化酶系的影响[J].山东体育学院学报,2011(12):50-53

[10]Coyle,C H,Philips B J,Morrisroe S N,et al.Antioxidant effects of green tea and its polyphenols on bladder cells[J].Life Sci,2008,83(1/2):12-18

[11]Davies K J,Quintanilha A T,Brooks G A,et a1.Free radicals and tissue damage produced by exercise[J].Biochem Biophys Res Commun,1982,107:1198-1205

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