周国霞

现代运动生物学研究表明，长时间大强度耐力训练对人和动物来说都是运动胁迫，会引起酸碱失衡、内分泌系统紊乱，造成机体运动能力的相对下降。因为在这种运动状态下O2不能完全还原反应的产物超氧阴离子生成量增多，并可引发其它自由基产生，过多的自由基会导致生物膜脂质过氧化(LPO)、核酸蛋白质变性及细胞外可溶成分的降解、线粒体等细胞器的功能障碍、机体能量合成受阻，最终导致运动能力下降从而诱发运动性疲劳的发生。运动医学界对运动过程中产生的自由基进行了长期的研究，研究发现运动过程中适度补充维生素、中药等对提高机体抗自由基损伤具有良好的作用。

百合作为百姓餐桌上的一味食物，是我国卫生部审批通过的首批药食两用植物，它有着良好的药用价值还是较好的营养保健食品。百合中含有维生素C、还原糖、黄酮、甾体皂苷等活性物质，这些活性物质可作为还原剂或自由基清除剂而终止自由基反应，起到对自由基的清除作用。

百合作为加工保健食品的原料，其开发前景广阔。而对其的研究主要集中在医学和食品领域，有关其在运动医学方面的研究未见报道。实验建立大鼠运动模型，研究百合对耐力训练大鼠抗氧化能力的影响。

1 实验对象与方法

1.1 实验动物分组

实验动物选取SD健康雄性大鼠24只，体重180-220g，年龄为2月龄。动物饲养条件保证温度为17℃～23℃，相对湿度为40%～55%。 实验动物以国家标准制定的啮齿类动物干燥饲料喂养，自由饮食。

实验动物分不同的笼进行饲养，饲养一周使大鼠适应后进行实验研究。随机将大鼠分为四组即安静组、安静力竭组、运动力竭组、百合力竭组，每组各6只。安静组为不运动正常饲养，可以自由饮水进食；安静力竭组最后一次力竭运动正常饲养；运动力竭组与百合力竭组进行6周大强度跑台训练；同时百合力竭组每天灌胃3ml百合提取物的水溶液(百合购于西安奥晶科技发展有限公司)，百合提取物水溶液剂量按10g/kg/d[1]。其余各组灌胃同体积的蒸馏水，实验各组动物每三天根据体重调整给药量。

1.2 实验方法

1.2.1 实验动物模型

大鼠运动模型根据大鼠体重/摄氧量回归方程采用Bedford[2]建立起“递增负荷跑台运动模型”，实验训练持续6周，每周训练六天。实验大鼠正式训练前，在专业大鼠跑台以8.2m/min速度完成一周5分钟的适应性训练再逐步提高运动强度至百分之八十最大摄氧量。训练实验中为保证运动强度而采用声光、毛刷刺激大鼠尾部，使实验大鼠在跑台运动时始终位于跑台前部。

实验训练期最后一天安静力竭组、运动力竭组、百合力竭组一次性训练至力竭。力竭判定标准为：动物跟不上预定速度，呼吸深急、幅度大、神精疲倦、俯卧位垂头，原有刺激驱赶无效。具体实验方案见下表1。

表1 实验动物的运动方案

1.2.2 取样及制备

安静组大鼠断髓处死，摘眼球采血，制备血清，并迅速取出心肌和肝脏组织，并置于冰生理盐水中洗净血液，用滤纸吸干，-20℃保存备用。安静力竭组、运动力竭组和百合力竭组大鼠进行一次性力竭运动，在力竭运动后即刻麻醉处死，取心肌和肝脏组织待用。各指标均严格使用南京建成生物工程研究所的试剂盒测试。

1.2.3 实验数据统计处理

2 实验结果

2.1 不同组别对SOD活性的影响

表2 大鼠不同组织SOD活性的变化 (血清单位：U/ml组织单位:U/mgprot)

注：与安静力竭组相比较，*表示有显著性差异(P<0.05);**表示有极显著性差异 (P<0.01)与运动力竭组相比较，Δ表示有显著性差异(P<0.05); ΔΔ表示有极显著性差异 (P<0.01)

与安静组相比较，#表示有显著性差异(P<0.05);##表示有极显著性差异 (P<0.01)

超氧化物歧化酶(SOD)是体内清除超氧阴离子自由基的酶，属金属酶类；是自由基链式反应中必不可少的酶；是需氧生物体内数千种酶中底物为氧自由基的唯一的酶。SOD对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用。方差分析结果如下：

心肌：与安静力竭组相比：运动力竭组的SOD活性下降，百合力竭组的SOD活性呈显著性升高(P<0.05)；与运动力竭组相比：百合力竭组的SOD活性极其显著性升高(P<0.01)；与安静组相比：各组无显著性变化。

肝脏：与安静力竭组相比：运动力竭组的SOD活性下降，百合力竭组的SOD活性升高；与运动力竭组相比：百合力竭组的SOD活性升高；与安静组相比：安静力竭组SOD活性呈极其显著性升高(P<0.01)。

由表2可以看出：同一组织不同组别SOD活性变化规律如下：

心肌：百合力竭组>安静组>安静力竭组>运动力竭组

肝脏：安静力竭组>百合力竭组>运动力竭组>安静组

2.2 百合对大鼠部分组织脂质过氧化降解产物-MDA含量的影响

表3 大鼠不同组织MDA含量的变化(单位：nmol/mgprot)

在自由基代谢过程中，MDA反映自由基对组织细胞膜的损伤程度 ，MDA是自由反应的最终产物之一，其水平的改变可直接或间接反映机体内自由基反应情况。方差分析结果如下：

心肌：与安静力竭组相比：运动力竭组和百合力竭组的MDA含量显著性升

高(P<0.01)；与运动力竭组相比：百合力竭组的MDA含量略有降低；与安静组相比：其余各组MDA含量呈显著性升高(P<0.05)。

肝脏：与安静力竭组相比：运动力竭组和百合力竭组的MDA含量略有降低；

与运动力竭组相比：百合力竭组的MDA含量略有降低；与安静组相比：其余各组MDA含量呈显著性降低(P<0.05)。

2.3 百合对大鼠过氧化氢酶(CAT)活性的影响

表4 大鼠不同组织CAT活性的变化 (单位：U/mgprot)

过氧化氢酶(CAT)是存在于细胞内过氧化氢酶体中，可催化H2O2分解。CAT是参与机体内产生H2O2与许多有机过氧化物的重要酶，故为机体内重要的清除自由基的酶。方差分析结果如下：

心肌：与安静力竭组相比：运动力竭组的CAT活性下降，百合力竭组的CAT

活性升高；与运动力竭组相比：百合力竭组的CAT活性极其显著性升高(P<0.01)；与安静组相比：各组无显著性变化。

肝脏：与安静力竭组相比：运动力竭组的CAT活性略有降低，百合力竭组

的CAT活性显著性升高(P<0.05)；与运动力竭组相比：百合力竭组的CAT活性显著升高(P<0.05)；与安静组相比：各组有不同程度的降低。

2.4 百合对大鼠部分组织总抗氧化能力(T-AOC)的影响

表5 大鼠不同组织T-AOC的变化(单位：单位/毫克蛋白)

总抗氧化能力(T-AOC)：机体防御体系抗氧化能力的强弱与健康程度存在密切联系，该防御体系有酶促与非酶促两个体系，酶促反应体系主要有一些酶组成，如SOD、GSH-Px、GST、CAT等，许多酶以微量元素为活动中心，非酶促反应体系中主要为维生素、氨基酸和金属蛋白质。方差分析结果如下:

心肌：与安静力竭组相比：运动力竭组的总抗氧化能力降低，百合力竭组的总抗氧化能力升高；与运动力竭组相比：百合力竭组的总抗氧化能力极其显著性升高(P<0.01)；与安静组相比：其余各组总抗氧化能力均升高。

肝脏: 与安静力竭组相比：运动力竭组和百合力竭组的总抗氧化能力均升高；与运动力竭组相比：百合力竭组的总抗氧化能力极其显著性升高(P<0.05)；与安静组相比：安静力竭组总抗氧化能力降低，运动力竭组总抗氧化能力升高，百合力竭组总抗氧化能力呈显著性升高(P<0.05)。

3 分析与讨论

大量的研究证明，自由基特别是氧自由基的主要毒性作用是直接损伤细胞膜，使细胞膜磷脂结构内多不饱和脂肪酸过度氧化，也使具有膜结构的内质网膜、溶酶体膜、线粒体膜等生物膜系统的结构和功能发生损害，导致细胞的广泛性损伤。因此，可通过测定MDA、SOD、CAT等了解机体细胞受自由基攻击的严重程度和机体清除自由基的能力。

3.1 百合对耐力训练大鼠心肌组织抗氧化作用的影响

心脏作为泵血的动力器官，直接影响着体内血液循环的速度。如果运动造成心肌组织的损伤，就会使运动过程中能量物质的运输和代谢受到障碍从而影响运动能力的正常发挥。[3]。

实验结果显示：耐力训练后力竭心肌组织安静力竭组较运动力竭组SOD活性显著下降(P<0.05)、、CAT活性稍有下降、MDA含量显著性升高(P<0.01)、总抗氧化能力降低。以上说明在耐力训练后再力竭状态下，机体内不同的抗氧化酶的活性不同，这可能与其清除自由基的专一性有关。

在有氧运动至力竭时，心肌组织的脂质过氧化程度上升，抗氧化酶活力受到抑制，其中SOD、CAT活性较安静力竭组下降，出现这种结果主要是因为：运动疲劳时，体内自由基生成增多，而抗氧化能力跟不上这种变化，致使自由基生成率大于消除率，抑制了各种抗氧化酶的活性，使抗氧化酶活性不变，甚至下降。

灌服百合提取物的百合力竭组较运动力竭组SOD活性显著升高(P<0.01)、CAT活性显著升高(P<0.01)、MDA含量略有降低、总抗氧化能力显著升高(P<0.01)。说明百合能降低心肌组织在耐力训练后再力竭运动时所受到的损伤。提示百合具有提高运动条件下心肌抗氧化酶的活性、促进大鼠在运动状态下消除自由基，增加大鼠心肌防御脂质过氧化物的能力，降低MDA含量。[4]力竭后SOD、CAT等酶的活性降低，灌服百合提取物后抗氧化酶活性显著升高说明百合中的某些成分可能会与自由基进行积极的反应，猝灭运动过程中体内进行的自由基链锁反应，抑制了氧应激，避免了自由基及自由基衍生物与机体内抗氧化酶直接对抗，从而对组织抗氧化酶如SOD等的生物合成起了保护作用，使抗氧化酶活性水平保持在一个较高的水平。

服用百合提取物提高心肌抗氧化酶的活性从而延缓运动疲劳的又一可能机制是：缺氧是造成运动员运动耐力下降的主要因素之一。文献报道百合有血液动力学方面的作用，如增加冠状脉流量，降低动脉血压，降低心肌耗氧量等。百合可增加红细胞供氧能力、提高有氧代谢酶的活性。[5]能明显降低大鼠耗氧速度和耗氧量，显著提高大鼠耐缺氧能力，进而增强运动耐力。

3.2 百合对耐力训练大鼠肝脏组织抗氧化作用的影响

通过实验结果显示：耐力训练后再力竭运动中肝脏组织安静力竭组较运动力竭组SOD活性下降、与安静组相比， CAT活性稍有下降、MDA含量略有降低、总抗氧化能力升高。以上结果说明在耐力训练后力竭这种运动状态下，大鼠肝组织抗氧化系统受到破坏、脂质过氧化程度加强，肝组织中不同的抗氧化酶对此运动的应激不同。[6]。

然而服用百合提取物的百合力竭组较运动力竭组SOD活性升高、、CAT活性显著升高(P<0.05)、、MDA含量略有降低、总抗氧化能力显著升高(P<0.01)。说明百合具有降低肝脏组织在耐力训练后再力竭运动时所受到的损伤。

本研究中，运动力竭组与百合力竭组相比较，抗氧化酶活性升高，探究其原因在于给运动大鼠服用百合提取物后减少了大鼠力竭运动后肝脏组织内自由基的增加量，整体加快了体内自由基的清除，减少了自由基对肝脏组织细胞脂质成分的过氧化损伤。百合中含有多糖、维生素C、甾体皂苷、黄酮等生物活性物质，大量药理作用表明：百合具有抗氧化和清除自由基作用。因此百合能明显提高力竭运动后大鼠肝组织抗氧化酶的活力，而力竭运动由于体内内源性自由基的骤然增加，超过了SOD，的消除能力，引起体内出现明显的脂质过氧化与抗氧化之间平衡的代谢紊乱和脂质过氧化损伤现象，这种现象与运动时能量消耗增加，对氧的需求量也增加，使体内的内源性自由基的生成量同时增加，并且自由基的生成已经超过了体内自由基的防御系统酶类的清除能力，导致SOD等抗氧化酶的活性下降。

4 结论

服用百合提取物后对耐力训练大鼠力竭运动后心肌、肝脏都表现出明显的抗脂质过氧化和清除自由基的能力。同时表现出对同一状态下不同组织自由基代谢的影响不同。

[1] 曾明,李守汉.兰州百合抗运动性疲劳的实验研究[J].山西师大体育学院学报,2005,20(1):111.

[2] Bedford TG,Tipton CM,Wilson NC,et al.Maximum oxygen consumption of rats and its changes with various experimental procedures[J].JAppl Physiol,1979, 47(6):1278-1283.

[3] MariaL,et al.Oxidative stress,exercise and antioxidant supplemention[J].Toxico-logy,2003,189:41-54.

[4] DaviesKJA,et al .Biochemical Biophysics Reseach[J].Communication,1998,17(2):121-123.

[5] 唐量,熊正英.芦荟对运动训练小鼠肝组织自由基代谢及超微结构影响的实验研究[J] .中国运动医学杂志,2002,21(6) :607-609.

[6] 代毅等.力竭游泳后大鼠脑自由基代谢动态变化研究[J].成都体育学院学报, 2000,26(4):84-86.