补充天然虾青素和递增游泳对力竭运动大鼠骨骼肌自由基代谢的影响①

2017-01-10苗小宝孟昭琴王美乐

当代体育科技 2016年35期

关键词：力竭青素骨骼肌

苗小宝孟昭琴王美乐

(1.连云港新海实验中学江苏连云港 221000；2.江苏师范大学体育学院江苏徐州 221116）

补充天然虾青素和递增游泳对力竭运动大鼠骨骼肌自由基代谢的影响①

苗小宝1孟昭琴2王美乐1

(1.连云港新海实验中学江苏连云港 221000；2.江苏师范大学体育学院江苏徐州 221116）

目的探讨补充天然虾青素和递增游泳对力竭大鼠骨骼肌自由基代谢的影响。方法大鼠适应性喂养3 d，随机分为4组，游泳训练6周，每周6 d。实验组虾青素灌服，对照组豆油灌服。所有指标均按照试剂盒说明书操作。结果 6周递增游泳训练和补充天然虾青素对力竭运动大鼠血液指标有显著影响，骨骼肌中指标也有显著影响，能显著提高大鼠力竭时间，二者结合对这些指标具有更加显著性效果。结论补充天然虾青素或游泳运动能够提高骨骼肌组织的抗氧化性，抑制骨骼肌脂质过氧化，有效减少其自由基损伤。二者结合对于力竭运动提高血液和骨骼肌中各指标的活性，减少自由基的生成，保护机体免受自由基损伤，较仅补充虾青素和仅游泳运动训练效果更加明显。补充天然虾青素能够有效延长大鼠的力竭游泳时间，协同运动训练效果更加明显，显著提高大鼠的运动能力。

游泳天然虾青素力竭运动

力竭运动使机体组织细胞原抗氧化状态改变。多数专家研究证实力竭运动对机体组织内产生自由基具有加速作用，升高脂质过氧化水平，显著减弱抗氧化酶活性，其抗氧化能力下降。天然虾青素被大量实验证明其重要性质在于它的强氧化性，且在自由基清除方面有非常重要作用。然而，虾青素在运动领域应用不广泛，因此，探索天然虾青素在力竭运动后清除自由基能力、对抗骨骼肌疲劳及抗氧化作用，为运动医学领域提供一定的实验数据和参考价值。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

该文以徐州医学院动物实验中心提供的8周龄健康雄性SD大鼠36只，体重（168.16±4.26）g为研究对象。

1.2 分组

将大鼠随机分为4组，每组9只，分组具体情况见表1。

表1 实验大鼠分组

表2 血清中CK和LDH变化(±S)

注：与C组比较，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；与T组比较，＆P＜0.01；与M组比较，▲P＜0.01。

组别数量(只) LDH(U/L) CK(U/L) C 9 562.75±21.17 883.50±158.69 T 9 (817.88±21.85)＃＃ (1080.25±179.26)＃M 9 (538.39±26.65)＆ (790.76±144.59)＆TM 9 (385.26±56.30)＃＃＆▲(489.76±130.17)＃＆▲

1.3 干预方法

1.3.1 运动方案

大鼠先适应性喂养3 d，然后随机分组，游泳训练：每周6 d，持续6周。该研究游泳运动时间和运动负重量依据文献[1]和[2]制定。

适应性游泳3 d，第一天10 min，往后每天递增10 min。

游泳训练：T组和TM组第一周训练时间40 min，每周递增10 min，直至增加到60 min，且负重1%；第五周负重2%；第六周负重3%；力竭运动负重4%。1周训练6 d，第七天休息和称大鼠体重。

1.3.2 虾青素灌服方案

购买地点湖北荆州，灌服的剂量为400 mg/kg，溶剂用豆油。安慰剂为豆油。

1.4 测试方法

血液中LDH和CK指标在徐州铜山中医院检测。骨骼肌组织中SOD、CAT、MDA、T-AOC、GSH-PX均采用试剂盒测试，试剂盒购在南京建成生物工程研究所，实验中各指标检测都严格按说明书一步一步操作。

1.5 结果处理

2 实验结果

大鼠血清中LDH和CK、骨骼肌组织中SOD、CAT、MDA、TAOC、GSH-PX和力竭时间等指标的变化。

各项指标变化如表2～表5所示。

表3 大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/MDA指标变化(±S)

注：与C组比较，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；与T组比较，▲P＜0.01；与M组比较，*P＜0.05；**P＜0.01。

组别数量(只) SOD(U/mgprot) MDA(nmol/mgprot) C 9 49.63±8.98 7.15±2.20 T 9 (63.52±9.08)＃ (5.52±1.07)＃M 9 (72.73±9.47)＃＃ (5.17±1.30)＃TM 9 (93.37±16.45)＃＃▲** (3.08±1.02)＃＃▲*SOD/MDA 7.54±2.64 11.79±2.14 (14.96±3.90)＃(34.12±2.51)＃＃▲**

表4 大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、T-AOC指标变化(±S)

注：与C组比较，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；与T组比较，◇P＜0.05，◇◇P＜0.01；与M组比较，■P＜0.05；■■P＜0.01。

组别数量(只) CAT(U/mgprot) GSH-PX(U/mgprot) T-AOC(U/mgprot) C 9 11.79±3.22 186.69±49.43 20.76±5.95 T 9 (16.69±4.23)＃ (276.22±88.63)＃ (34.24±7.00)＃＃M 9 (17.58±5.16)＃ (285.96±60.80)＃ (31.31±6.82)＃＃TM 9 (22.97±4.84)＃＃◇■ (391.03±57.05)＃＃◇■ (49.57±9.02)＃＃◇◇■■

表5 大鼠力竭时间变化(±S)

注：与C组比较，＃P＜0.05；＃＃P＜0.01；与T组比较，*P＜0.01；与M组比较，◇P＜0.01。

组别 C T M TM数量(只) 9 9 9 9力竭时间(min) 312.71±23.58 (345.34±26.83)＃ (353.46±18.86)＃ (401.12±10.57)＃＃*◇

3 讨论

3.1 天然虾青素及游泳运动对大鼠血液中LDH和CK的影响

被破坏或更新的组织细胞中LDH就会溢出进入血液当中，血液中其活性就会升高[3]，因此测量血液中LDH含量，可以反映细胞组织受损程度及对外界刺激的适应程度。该研究发现：灌服虾青素结合递增游泳训练，LDH能显著降低进入血液，说明运动结合虾青素能保护肌细胞膜，避免受自由基攻击，防止机体损伤。

CK含量最高的是与运动密切相关的骨骼肌，检测血液中CK的高低可以反映骨骼肌细胞膜受损程度及对力竭运动的适应能力。大量研究证明，运动训练会造成血液中CK活性升高[4]。该研究表明：服虾青素结合游泳运动能显著降低大鼠血液中CK的活性，降低的原因可能是天然虾青素本身具有抗氧化性，它能向力竭运动产生多余的自由基提供电子或吸收多余电子，以达到清除多余自由基的目的，保护骨骼肌肌细胞膜免受损伤。

综上所述，补充天然虾青素（结合游泳运动）能保护肌细胞膜免受自由基攻击，保护其完整性，进而能有效降低血液中CK和LDH的活性，降低脂质过氧化反应。

3.2 天然虾青素及游泳运动对大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/ MDA的影响

SOD的催化活性在很大范围内随着超氧阴离子浓度的增加而增加[5]。力竭运动后产生大量的自由基，含量升高刺激抗氧化酶系活性升高，积极清除自由基。可能是因为由于运动产生了自由基，同时刺激机体内抗氧化酶活性，继而提高它们合成能力，自由基被迅速清除。游泳训练结合灌服虾青素比仅仅游泳运动或仅仅灌服虾青素效果更佳，二者结合效果更好，对机体抗氧化酶活性及抗氧化能力都有很大提高。

MDA含量的多少与组织内自由基生成的数量和抗氧化系统能力的强弱明显相关[6]。该研究表明：运动组大鼠有了良好的适应，产生较少的自由基，并且由于运动训练，增强了机体内抗氧化酶的活性，到达清除自由基目的。游泳训练结合灌服天然虾青素更能显著提高骨骼肌组织的抗氧化性，快速清除多余自由基，保护骨骼肌完整性，提高骨骼肌收缩与舒张的能力。

SOD/MDA可以反映脂质过氧化与清除速率的情况，可以更加全面的反映机体内抗氧化平衡状态，比值越大，说明SOD含量升高，MDA含量下降，机体抗氧化能力增强。该研究表明：服虾青素能显著降低力竭运动即刻大鼠骨骼肌中自由基含量，提高骨骼肌中抗氧化酶活性，达到较高清除自由基能力。也提示服天然虾青素结合游泳训练更能增加骨骼肌中抗氧化酶活性，快速有效清除自由基，保证骨骼肌快速收缩与舒张，提高运动能力，达到抗疲劳效果。

3.3 天然虾青素及游泳运动对大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、TAOC的影响

CAT能催化H2O2反应生成O2和H2O，H2O2虽然不是自由基，但它在机体内是很重要的活性氧（ROS），经过Fenton反应生成OH，毒性非常强。该研究表明：仅游泳训练或仅服虾青素可以显著提高CAT的活性。游泳训练结合服虾青素具有更好的作用，能非常显著提高CAT活性。保护机体免受损伤，提高机体抗自由基能力。

GSH-PX主要清除在线粒体及胞浆中所产生的 H2O2。该研究表明：TM组大鼠骨骼肌中GSH-PX的活性显著提高，提示运动训练和虾青素起到相互促进和协同作用。原因可能是：力竭运动以后，大量的自由基在大鼠骨骼肌组织内产生，O2-被SOD歧化能力得到增强，增加了H2O2生成，同时H2O2增多刺激GSH-PX的活性增强，在大鼠骨骼肌中含量相应升高。

T-AOC在氧化应激对机体组织是否造成氧化损伤这方面评价具有特别重要的意义，和那些单项抗氧化剂指标相比更有说服力。本研究表明：仅游泳训练或仅服虾青素对骨骼肌中 T-AOC的活性有显著提高，显示大鼠机体总的抗氧化能力得到提高，总清除自由基的能力提高。TM组大鼠骨骼肌中T-AOC活性最高，可以说明补充虾青素和游泳训练结合能非常显著提高机体抗氧化酶系活性。

3.4 天然虾青素及游泳运动对大鼠力竭时间的影响

力竭时间与运动能力密切相关，是衡量机体有氧工作能力的重要指标。该研究表明： M组大鼠游泳力竭时间延长，且有显著性差异。说明灌服虾青素能显著提高大鼠的游泳力竭时间，并且具有一定的抗疲劳作用，机理可能是天然虾青素本身特殊结构能吸收电子或提供电子以清除自由基，使自由基失去作用，抑制脂质过氧化反应，保护机体免受损伤，使ATP水解释放能量。TM组大鼠游泳力竭时间非常显著延长。说明了二者结合更能提高大鼠的运动能力，增强大鼠的抗疲劳能力。