張慧云,馬朝陽,*,王洪新,2
(1.江南大學食品學院,江蘇無錫214122;2.食品科學與技術國家重點實驗室,江蘇無錫214122)
玫瑰紅景天在中國和東歐國家是一種有名的傳統(tǒng)藥用植物,大量研究表明其具有抗疲勞、耐缺氧、增強學習和記憶、興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)、改善睡眠、預防高原病、抗癌等多種生理功能,是一種很受歡迎的藥食兩用“適應原”植物[1]。主要的活性成分包含紅景天苷(salidroside)及其苷元酪醇(ptyrosol)、酪薩維(rosavin)等。前蘇聯(lián)學者對該種紅景天作了較多的研究,并提出rosavin在紅景天屬植物中只有玫瑰紅景天中含有[2]。文獻報道紅景天屬植物普遍有抗疲勞和抗缺氧作用,但僅有玫瑰紅景天具有雙向調(diào)節(jié)和延緩衰老的藥理活性,并推斷這種特殊活性與所含的rosavin、rosin和rosarin等苯丙素苷類成分有關[3]。目前有關rosavin的研究較少,黎代余等首次探討了含有rosavin的紅景天與不含有rosavin的大花紅景天在藥理作用方面是否存在差異[4],但僅從力竭游泳實驗進行對比,且給藥時間只有五天。為了更合理科學地評價兩種不同提取物藥理作用的異同,仍需進一步研究。有大量文獻報道了紅景天苷的抗疲勞效果[5-9],其中,馬莉等[10]報道了紅景天苷抗疲勞作用的最適劑量。本實驗以紅景天苷作為陽性對照,對rosavin的抗疲勞效果進行系統(tǒng)評價,為玫瑰紅景天功能食品的開發(fā)及應用提供依據(jù)。
紅景天苷、rosavin 由本實驗室經(jīng)過柱層析制備,HPLC檢測純度90%以上;清潔級雄性昆明種小鼠(體重:20±2g)上海斯萊克實驗動物有限責任公司;乳酸(LA)試劑盒、肌糖原及肝糖元測定試劑盒、血尿素氮(urea nitrogen,BUN)測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;其余試劑均為分析純。
低溫高速離心機 上海安亭科學儀器廠;超低溫冷凍冰箱 美國INVETRO公司;數(shù)顯恒溫水箱常州榮冠實驗分析儀器廠;UV-2100紫外分光光度計 上海榮豐科學儀器有限公司;游泳箱 80cm×60cm×40cm(L/W/H)。
1.2.1 實驗動物的分組及飼養(yǎng) 選用健康小鼠150只,預飼一周后,根據(jù)體重隨機分成5組,每組30只。正常對照組每天0.9%生理鹽水灌胃,rosavin低、中、高劑量組(90、180、360mg/kg mbrosavin),紅景天苷組180mg/kg mb。每天上午灌胃給藥,給藥劑量為0.1mL/10g mb,連續(xù)30d。小鼠同室分籠飼養(yǎng),灌胃期間自由取食和飲水[11]。環(huán)境溫度控制在(23±2℃),濕度60%±5%,光照12/24h。
1.2.2 小鼠負重游泳實驗 末次灌胃30min后,每組取10只小鼠,尾根部負其體重5%的鉛皮,放入水溫為25℃水深35cm的游泳箱中游泳。參照MCARDLE推薦的力竭判斷標準,即小鼠頭部沉入水中,經(jīng)10s仍不能返回水面視為力竭。記錄游泳開始時間至力竭的時間作為小鼠游泳時間。
1.2.3 肌肉乳酸含量測定 末次灌胃30min后,每組隨機選10只小鼠,在其尾根部負小鼠體重4%的鉛皮,放入30℃、水深35cm的游泳箱中游泳,10min后取出。頸椎脫臼處死,解剖取腿部肌肉100mg,加0.9mL生理鹽水,勻漿,4000r/min離心10min,取上清液。用試劑盒測定乳酸含量。
1.2.4 肝糖原、肌糖原含量測定 每組隨機選取10只小鼠,末次灌胃30min后,將小鼠放入30℃的游泳箱中無負重游泳90min,安靜60min,頸椎脫臼處死,解剖取肝臟及股四頭肌,生理鹽水漂洗,濾紙吸干,稱重,然后進行肝糖原、肌糖原測定。
1.2.5 血清尿素氮含量測定 將小鼠放入30℃的游泳箱中無負重游泳90min,休息60min后,摘眼球取血,離心,取血清。具體測定嚴格按照試劑盒說明書進行操作。
數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析采用SPSS13.0軟件進行方差分析和多重比較,結(jié)果以±SD表示,顯著水平為p<0.05。
由表1可見,rosavin組低中高3個劑量組與對照組相比,均可顯著延長小鼠游泳時間,其中rosavin高劑量組作用效果最顯著,游泳時間是對照組的1.61倍。rosavin高劑量組與紅景天苷組差異無統(tǒng)計學意義(p>0.05)。
疲勞的最直接和最客觀的表現(xiàn)是運動耐力的下降,而力竭游泳時間一直以來被作為反映運動耐力的重要指標[12]。rosavin組小鼠游泳時間明顯比對照組小鼠游泳時間長,從宏觀上體現(xiàn)了rosavin有一定的抗疲勞能力。
通過測定動物劇烈運動后肌乳酸含量,可以了解其乳酸的代謝情況,乳酸在肌肉中堆積的越多,疲勞的程度就越嚴重。由此可以推測出機體無氧代謝及有氧代謝能力,對其疲勞程度作出評價。因此可用肌乳酸作為評價抗疲勞功能性食品的一項指標[13-14]。
由表2可知,rosavin三個實驗組肌肉乳酸含量均低于對照組,rosavin劑量組與紅景天苷組對比,差異無顯著性,說明rosavin與紅景天苷均可以通過減少運動中乳酸的生成,達到延緩疲勞的效果,其中rosavin以高劑量組效果最明顯。
糖與耐力運動有密切關系,機體的糖原儲備和血糖水平直接影響運動耐力[15]。有研究表明在中等強度或者長時間的運動中,血糖水平和骨骼肌糖原的減少,造成大腦皮層和骨骼肌工作能力下降,是運動疲勞的直接原因[16]。肝糖原的貯備對于維持運動時的血糖水平有著重要的作用,而中樞神經(jīng)系統(tǒng)和一些體細胞僅能利用糖作為能源,考察運動后機體中糖原的貯備量可以衡量機體抗疲勞的程度。因此,測定動物機體肝糖原及肌糖原的貯備,也可作為反映疲勞程度的敏感指標[17]。
表1 Rosavin對小鼠力竭游泳時間的影響Table 1 Effect of rosavin on the exhaustive time in swimming mice
表2 Rosavin對運動后小鼠肌乳酸的影響Table 2 Effect of rosavin on muscle lactate in swimming mice
表3 Rosavin對運動后小鼠肝糖原和肌糖原的影響Table 3 Effect of rosavin on liver and muscle glycogen in swimming mice
表4 Rosavin對運動后小鼠血清尿素氮的影響Table 4 Effect of rosavin on serum BUN of mice after swimming
實驗結(jié)果如表3所示,rosavin低中高三劑量組小鼠運動后肝糖原均明顯高于正常對照組,中高劑量組有顯著差異(p<0.05),而肌糖原含量雖有升高趨勢,但差異無統(tǒng)計學意義。紅景天苷陽性對照組小鼠肝糖原、肌糖原含量均顯著高于正常對照組(p<0.01、p<0.05)。而rosavin高劑量組與紅景天苷肝糖原含量相當,兩者差異無統(tǒng)計學意義。結(jié)果表明rosavin能明顯提高機體肝糖原肌糖原的儲備能力,從而為機體提供更多的能量來達到抗疲勞的目的。
尿素氮(BUN)是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物,一般在短時間運動時,蛋白質(zhì)不參與機體供能,而較長時間運動后,機體不能通過糖、脂肪代謝獲得足夠的能量時,蛋白質(zhì)與氨基酸就會進入分解代謝,使血清中尿素氮含量增加。通常血清尿素氮含量隨運動負荷增加而升高,身體適應性越差,則尿素氮產(chǎn)生的越多。
表4中,與對照組相比,rosavin低、中、高劑量組血清尿素氮均有降低趨勢,其中以高劑量組降低最明顯,有顯著性差異(p<0.05)。高劑量組與紅景天苷組相比,兩者無顯著性差異,說明rosavin可以減少蛋白質(zhì)的分解,提高機體對運動負荷的適應能力。
經(jīng)過以上實驗可以看出,rosavin具有延長小鼠力竭游泳時間,維持運動后小鼠肝糖原、肌糖原含量,降低運動后小鼠肌乳酸及血尿素氮水平,其中以高劑量作用效果最明顯。即rosavin可以增加糖原的儲備,清除積累的乳酸,提高機體糖代謝供能水平,減少蛋白質(zhì)供能比例。通過對rosavin與紅景天苷比較,rosavin高劑量組(360mg/kg mb)與紅景天苷(180mg/kg mb)抗疲勞效果相當,兩者在抗疲勞方面的差異性無統(tǒng)計學意義。根據(jù)《保健食品檢驗與評價技術規(guī)范》[18]可以判定rosavin具有緩解體力疲勞的作用,其機制可能與改善機體物質(zhì)代謝及提高機體有氧代謝能力有關,但其具體機制仍需進一步探討。
[1]馬朝陽.玫瑰紅景天有效成分分離純化及結(jié)構(gòu)鑒定[D].無錫:江南大學,2009.
[2]Kurkin VA,Zapesochnaya GG,Go rbunov YN.Chemical investig ation of some species of the general Rhodiola L.and Sedum L.and problems of their chemataxonomy[J].Rastit Resur,1986,22(3):310-319.
[3]王曙,張曙光,徐小平,等.4種紅景天屬植物根莖中Rosavin和紅景天苷的含量測定[J].華西藥學雜志,2002,17(6):443-444.
[4]黎代余,黃麗鳳,陳鴻平,等.比較大花紅景天、紅景天提取物藥理作用的差異[J].中藥與臨床,2010,l(1):39-41.
[5]李妍,張慧鋒,李曉光.紅景天苷藥理作用的研究進展[J].吉林醫(yī)藥學院學報,2007,28(3):175-177.
[6]Ma Li,Cai Donglian,Li Huaixing,et al.Anti-fatigue effects of salidroside in mice[J].Journal of Medical Colleges of PLA,2008,23(2):88-93.
[7]耿欣.紅景天抗疲勞作用研究進展[J].中醫(yī)藥學報,2011,39(3):95-97.
[8]A Panossian,G Wikman,J Sarris.Rosenroot(Rhodiola rosea):Traditional use,chemical composition,pharmacology and clinical efficacy[J].Phytomedicine,2010,17(7):481-493.
[9]A Kucinskaite,V Briedis,A Savickkas.Experimental analysis of therapeutic properties of Rhodiola rosea L and its possible application in medicine[J].Medicina(Kaunas),2004,40(7):614-619.
[10]馬莉.紅景天苷抗疲勞作用及其機制的實驗研究[D].上海:第二軍醫(yī)大學,2006.
[11]徐淑云.藥理實驗方法學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1991:1269-1274.
[12]何來英,嚴衛(wèi)星,樓密密,等.保健食品抗疲勞作用實驗方法研究[J].中國食品衛(wèi)生雜志,1997,9(4):1.
[13]李升福,聞海波.玉米蛋白水解物的功能性—抗疲勞的研究[J].食品科學,2006,27(8):245-247.
[14]Michael P Corcoran,Stefania Lamon-Fava,Roger A Fielding.Skeletal muscle lipid deposition and insulin resistance:effect of dietary fatty acids and exercise[J].Am J Clin Nutr,2007,85:62-77.
[15]郭時印.辣椒素抗疲勞作用及其機理研究[D].長沙:中南大學,2009.
[16]侯春麗,閆守扶,孫紅梅.運動性疲勞的細胞機制及研究進展[J].首都體育學院學報,2003,15(10):89-92.
[17]Luc JC van Loon,Wim HM Saris,Margriet Kruijshoop,et al.Maximizing post exercise muscle glycogen synthesis:carbohydrate supplementation and the application of amino acid or protein hydrolysate mixtures[J].Am J Clin Nutr,2000,72:106-111.
[18]保健食品檢驗與評價技術規(guī)范[M].北京:中華人民共和國衛(wèi)生部,2003:87-93.