王亞坤，李 夢(mèng)，魏 轉(zhuǎn)，孫文敬,4，劉敬澤,*

補(bǔ)充D-核糖對(duì)大鼠游泳及恢復(fù)期心肌、骨骼肌高能磷酸物質(zhì)的影響

王亞坤1,2，李 夢(mèng)2，魏 轉(zhuǎn)3，孫文敬2,4，劉敬澤2,*

（1.河北師范大學(xué)旅游系，河北石家莊050024；2.河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，河北石家莊050024；3.河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院制藥工程系，河北石家莊050026；4.江蘇大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013）

以負(fù)重游泳的大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，采用高效液相色譜法同步測(cè)定肌肉樣品內(nèi)三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）及其下游代謝產(chǎn)物和磷酸肌酸（phosphocreatine，PCr）等6種高能磷酸物質(zhì)的含量，對(duì)補(bǔ)充D-核糖后大鼠心肌和腓腸肌內(nèi)高能磷酸物質(zhì)進(jìn)行色譜分析，研究D-核糖對(duì)大鼠運(yùn)動(dòng)過程中及恢復(fù)期心臟及骨骼肌功能的恢復(fù)作用。結(jié)果表明：D-核糖顯著提高了腓腸肌內(nèi)ATP的合成速率，使機(jī)體在72 h內(nèi)完全恢復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中消耗的ATP，加速了運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期機(jī)體的能量供應(yīng)水平恢復(fù)。同時(shí)，D-核糖顯著提高了運(yùn)動(dòng)過程中心肌組織內(nèi)ATP的含量，確保心肌組織的能量供應(yīng)，維持了心臟的正常生理功能。

D-核糖；高能磷酸物質(zhì)；高效液相色譜法；心??；骨骼肌

D-核糖存在于所有細(xì)胞的能量代謝中，與腺苷酸的形成和三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的再生有關(guān)，是生命代謝最基本的能量來源，能促進(jìn)局部缺血組織、局部缺氧組織的恢復(fù)，在心肌和骨骼肌代謝中起關(guān)鍵作用[1]。補(bǔ)充核糖可以消除心肌、骨骼肌細(xì)胞中磷酸戊糖途徑的限速步驟，直接提高磷酸核糖焦磷酸（phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP）水平，有利于加快心肌和骨骼肌中PRPP的合成速率，從而增加嘌呤核苷酸的生物合成，加快高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后骨骼肌中嘌呤核苷酸水平的恢復(fù)，使ATP合成速率成倍地增加[2-4]。

本實(shí)驗(yàn)以負(fù)載游泳的大鼠為研究對(duì)象，在大鼠游泳過程中、游泳后恢復(fù)期灌胃補(bǔ)充D-核糖，分別于末次游泳運(yùn)動(dòng)后即刻（簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng)后即刻）、恢復(fù)72 h后取心臟和腓腸肌，采用高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）測(cè)定心肌和腓腸肌中ATP及其下游代謝產(chǎn)物二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）、一磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、次黃嘌呤核苷酸（hypoxanthine nucleotide，IMP）、磷酸肌酸（phosphocreatine，PCr）和肌酸（creatine，Cr）這6種高能磷酸物質(zhì)的含量，觀察D-核糖對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中及運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期內(nèi)各高能磷酸物質(zhì)水平的影響。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

ATP、ADP、AMP、IMP、PCr和Cr標(biāo)準(zhǔn)品（均為色譜純）美國(guó)Sigma公司；甲醇（色譜純）北京迪馬科技有限公司；高氯酸（HClO4）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）、磷酸氫二鉀（K2HPO4）、氫氧化鉀（KOH）和四丁基氫氧化銨（tetrabutylammonium hydroxide，TBA）均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2儀器與設(shè)備

HPLC儀（含600泵、2487 UV檢測(cè)器）美國(guó)Waters公司；電子天平德國(guó)賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；Flexi-Dry冷凍干燥機(jī)美國(guó)F TS Systems公司；Milli-Q超純水系統(tǒng)美國(guó)Millipore公司；微量移液器德國(guó)Eppendorf公司。

1.3方法

1.3.1動(dòng)物模型建立與訓(xùn)練方案

1.3.1.1 動(dòng)物分組

大鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為4組：1）正常對(duì)照組（NC組）5只，常規(guī)方法飼養(yǎng)，灌胃蒸餾水，劑量1 mL/（100 g·d）（按體質(zhì)量計(jì)，下同）；2）游泳對(duì)照組（SC組）10只，灌胃蒸餾水，劑量1 mL/（100 g·d），進(jìn)行中等強(qiáng)度的游泳訓(xùn)練；3）核糖對(duì)照組（RC組）30只，常規(guī)方法飼養(yǎng)，灌胃核糖溶液。該組又分為3個(gè)不同劑量組（每組10只）：低劑量核糖對(duì)照組（LC組）10 0 mg/（100 g·d）、中劑量核 糖對(duì)照組（MC組）300 mg/（100 g·d）、高劑量核糖對(duì)照組（HC組）600 mg/（100 g·d）；4）核糖實(shí)驗(yàn)組（RT組）30只，灌胃核糖溶液，進(jìn)行中等強(qiáng)度的游泳訓(xùn)練。該組又分為3個(gè)不同劑量組（每組10只）：低劑量核糖實(shí)驗(yàn)組（LT組）100 mg/（100 g·d）、中劑量核糖實(shí)驗(yàn)組（MT組）300 mg/（100 g·d）、高劑量核糖實(shí)驗(yàn)組（HT組）600 mg/（100 g·d）。

1.3.1.2訓(xùn)練方案

適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)4周，做大鼠游泳篩選實(shí)驗(yàn)，正式實(shí)驗(yàn)4周，共8周。游泳在桶內(nèi)進(jìn)行，桶內(nèi)壁光滑，直徑45 cm，水深55 cm，水溫34～36 ℃。大鼠每周訓(xùn)練5 d，每天游泳訓(xùn)練1次。第1周0負(fù)重，第2周負(fù)3%體質(zhì)量的重物，第3周負(fù)4%體質(zhì)量的重物，第4周負(fù)5%體質(zhì)量的重物，前4周每周的第1天下水游20 min，以后逐日增加10 min，第5天時(shí)游泳60 min；第5周負(fù)5%體質(zhì)量的重物，每天游泳60 min，此后維持這一運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行游泳4周，共8周。

1.3.1.3樣品制備

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后立即隨機(jī)選取各組大鼠5只，處死后取心臟和腓腸肌，用預(yù)冷的生理鹽水沖洗后投入液氮冷凍，取材結(jié)束后將樣品保存于-70℃冰箱保存。

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練 結(jié)束后剩余各組大鼠（除NC組外每組剩余5只）恢復(fù)72 h，處死后分別取心臟和腓腸肌，用預(yù)冷的生理鹽水沖洗后投入液氮冷凍，取材結(jié)束后將樣品保存于-70℃冰箱保存。

樣品經(jīng)低溫冷凍干燥過夜，在液氮中研成粉末，稱取100 mg加入預(yù)冷的0.42 mol/L HClO4溶液2 mL，用玻璃勻漿器將粉末勻漿；4℃、6 000 r/min離心5 min，取上清液1 mL，用1 mol/L KOH溶液調(diào)至pH 7.0，冰浴10 min；4℃、6 000 r/min離心10 min，取上清液1 mL，0.45 ?m孔徑濾膜過濾，冰浴保存，8 h內(nèi)測(cè)定相關(guān)指標(biāo)[5]。

1.3.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

ATP標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：稱量ATP標(biāo)準(zhǔn)品2 mg置于超純水5 mL中充分溶解，得到400 ?g/mL的ATP標(biāo)準(zhǔn)溶液，再依次稀釋至200、100、50、20、10 ?g/mL溶液，0.45 ?m孔徑濾膜過濾。

ADP、AMP、IMP、PCr和Cr標(biāo)準(zhǔn)溶液配制方法同ATP標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：稱量ATP、ADP、AMP、IMP、PCr和Cr標(biāo)準(zhǔn)品各2 mg，充分溶解于5 mL超純水中，得到400 ?g/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，再依次稀釋至200、100、50、20、10 ?g/mL溶液，0.45 ?m孔徑濾膜過濾。

1.3.2.2色譜條件

色譜柱：Waters ODS2徑向加壓柱（4.6 mm×250 mm，5μm）；流動(dòng)相：220 mmol/L KH2PO4-K2HPO4緩沖液（pH 6.5，內(nèi)含3 mmol/L TBA和8%甲醇）；檢測(cè)波長(zhǎng)：210 nm；流速：1.0 mL/min；柱溫：20℃；進(jìn)樣量：5μL。

1.3.2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程

基坑開挖前，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員向機(jī)械駕駛?cè)藛T詳細(xì)交底，交底內(nèi)容一般包括基坑斷面，棄土位置，現(xiàn)有地底下管線情況以及施工技術(shù)、安全要求等，并指定專業(yè)人員與機(jī)械駕駛?cè)藛T配合，其配合人員必須熟悉機(jī)械挖土有關(guān)安全操作規(guī)范，并能及時(shí)量測(cè)基坑高程與寬度，防止超挖。

ATP：Y=32 933X-13 300（r=0.999 87）；ADP：Y=17 365X-85 900（r=0.999 52）；AMP：Y=30 297X+ 70 957（r=0.999 50）；IMP：Y=45 607X+126 000（r=0.997 57）；PCr：Y=7 424.1X-7 075（r=0.997 49）；Cr：Y=16 678X+117 900（r=0.999 14）。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用STATISTICA 6.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以±s表示，數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1腓腸肌內(nèi)各高能磷酸物質(zhì)含量的變化

2.1.1腓腸肌中腺苷酸質(zhì)量濃度比較

經(jīng)HPLC分析并通過外標(biāo)法定量，腓腸肌中各種腺苷酸質(zhì)量濃度測(cè)定結(jié)果如表1所示，對(duì)表中各項(xiàng)指標(biāo)分析如下。

2.1.1.1 IMP質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：游泳對(duì)照組（SC組）、低劑量核糖實(shí)驗(yàn)組（LT組）、中劑量核糖實(shí)驗(yàn)組（MT組）和高劑量核糖實(shí)驗(yàn)組（HT組）的IMP質(zhì)量濃度均高于正常對(duì)照組（NC組），其中SC組的IMP質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05）；LT組的IMP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；核糖各劑量實(shí)驗(yàn)組（RT組）與對(duì)應(yīng)劑量的核糖對(duì)照組（RC組）比較，LT組的IMP質(zhì)量濃度較低劑量核糖對(duì)照組（LC組）極顯著升高（P＜0.01），MT組和HT組分別較中劑量核糖對(duì)照組（MC組）和高劑量核糖對(duì)照組（HC組）顯著升高（P＜0.05）。

恢復(fù)72 h：與NC組比較，SC組的IMP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，LT、MT和HT組的IMP質(zhì)量濃度顯著下降，其中LT組差異極顯著（P＜0.01），MT組和HT組差異顯著（P＜0.05）；SC組的IMP質(zhì)量濃度高于運(yùn)動(dòng)后即刻，LT、MT和HT組的IMP質(zhì)量濃度均比運(yùn)動(dòng)后即刻降低，基本降至正常水平（P＞0.05）；RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量RC組比較，IMP質(zhì)量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

2.1.1.2 AMP和ADP質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC、SC組和對(duì)應(yīng)劑量RC組比較，RT各劑量組的AMP和ADP質(zhì)量濃度均無顯著變化（P＞0.05）。

恢復(fù)72 h：與NC、SC組、對(duì)應(yīng)劑量RC組和運(yùn)動(dòng)后即刻比較，RT各劑量組的AMP和ADP質(zhì)量濃度均無顯著變化（P＞0.05）。

2.1.1.3 ATP質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組比較，SC組和RT各劑量組的ATP質(zhì)量濃度極顯著下降（P＜0.01）；RT各劑量組的ATP質(zhì)量濃度均極顯著低于對(duì)應(yīng)劑量RC組（P＜0.01）。

恢復(fù)72 h：與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，LT組的ATP質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05），MT和HT組的ATP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01），RT各劑量組的ATP質(zhì)量濃度均已升高至正常水平，與相同劑量RC組相比，ATP質(zhì)量濃度無顯著差異（P＞0.05）；與NC組比較，SC組的ATP質(zhì)量濃度極顯著下降（P＜0.01）。

2.1.1.4 TAN（AMP+ADP+ATP）質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組比較，SC組、LT組的TAN質(zhì)量濃度顯著降低（P＜0.05），MT組與HT組的TAN質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）；與RC對(duì)應(yīng)劑量組比較，LT組的TAN質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05），MT和HT組的TAN質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）。

恢復(fù)72 h：與SC組比較，RT各劑量組的TAN質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01），與NC組比較無顯著差異（P＞0.05）；與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，LT組的TAN質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05），MT和HT組的TAN質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與RC對(duì)應(yīng)劑量組比較，RT各劑量組的TAN質(zhì)量濃度無顯著變化（P＞0.05）。

2.1.2腓腸肌中Cr、PCr質(zhì)量濃度比較

腓腸肌中Cr、PCr質(zhì)量濃度測(cè)定結(jié)果如表2所示。

表2 各組大鼠腓腸肌中Cr、PCr質(zhì)量濃度比較Table 2 Comparison of tCr and PCr concentrations in skeletal muscle among different groups of rats

如表2所示，運(yùn)動(dòng)后即刻和恢復(fù)72 h的RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量RC組之間比較，Cr質(zhì)量濃度差異均不顯著（P＞0.05）。運(yùn)動(dòng)后即刻、恢復(fù)72 h，RT組、RC組、SC組和NC組之間的PCr質(zhì)量濃度比較，各組之間均無顯著差異（P＞0.05）；各組恢復(fù)前后進(jìn)行比較，差異均不顯著（P＞0.05）。

2.2心肌組織內(nèi)各高能磷酸物質(zhì)含量的變化

2.2.1心肌組織中腺苷酸質(zhì)量濃度比較

經(jīng)HPLC分析并通過外標(biāo)法定量，心肌組織中腺苷酸質(zhì)量濃度測(cè)定結(jié)果如表3所示，對(duì)表中各項(xiàng)指標(biāo)分析如下。

表3 各組大鼠心肌組織中AMP、ADP、ATP質(zhì)量濃度比較Table 3 Comparison of AMP, ADP and ATP concentrations in heart among different groups of rats

2.2.1.1 AMP質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組比較，SC組AMP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；LT、MT和HT組的AMP質(zhì)量濃度與NC組比較，無顯著差異（P＞0.05），而與SC組比較，RT各劑量組AMP質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）；RT各劑量與對(duì)應(yīng)劑量的RC組比較，AMP質(zhì)量濃度均無顯著差異（P＞0.05）。

恢復(fù)72 h：與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，SC組的AMP質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）；LT組的AMP質(zhì)量濃度顯著低于SC組（P＜0.05）。RT各劑量組的AMP質(zhì)量濃度與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，均無顯著差異（P＞0.05）；RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量的RC組比較，AMP質(zhì)量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

2.2.1.2 ADP質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組比較，SC組ADP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；RT各劑量組的ADP質(zhì)量濃度與NC組比較均無顯著差異（P＞0.05），而與SC組比較，RT各劑量組的ADP質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）；RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量的RC組比較，ADP質(zhì)量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

恢復(fù)72 h：各組之間ADP質(zhì)量濃度均無顯著差異（P＞0.05）；與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，SC組的ADP質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）；RT各劑量組與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，ADP質(zhì)量濃度均無顯著差異（P＞0.05）。

2.2.1.3 ATP質(zhì)量濃度比較

RC各劑量組的ATP質(zhì)量濃度均極顯著高于NC組（P＜0.01）。

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組比較，SC組的ATP質(zhì)量濃度顯著降低（P＜0.05），LT組、MT組和HT組的ATP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，LT組、MT組和HT組的ATP質(zhì)量濃度均極顯著升高（P＜0.01）；RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量的RC組比較，ATP質(zhì)量濃度無差異（P＞0.05）。

恢復(fù)72 h：與NC組比較，SC組、LT組、MT組和HT組的ATP質(zhì)量濃度均極顯著升高（P＜0.01）；與運(yùn)動(dòng)后即刻相比，SC組的ATP質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01），RT各劑量組的ATP質(zhì)量濃度與運(yùn)動(dòng)后即刻相比無顯著差異（P＞0.05）；RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量的RC組比較，ATP質(zhì)量濃度無差異（P＞0.05）。

2.2.1.4 TAN（AMP+ADP+ATP）質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組比較，SC組的TAN質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，RT各劑量組的TAN質(zhì)量濃度降低，其中MT組顯著降低（P＜0.05），LT組和HT組極顯著降低（P＜0.01）；與NC組比較，MT組的TAN質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01），HT組的TAN質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05）。

恢復(fù)72 h后：SC組與RT各劑量組之間TAN質(zhì)量濃度無顯著差異（P＞0.05）。

2.2.2心肌組織中Cr、PCr質(zhì)量濃度比較

心肌中肌酸、磷酸肌酸質(zhì)量濃度測(cè)定結(jié)果如表4所示，對(duì)表中各項(xiàng)指標(biāo)分析如下。

表4 各組間大鼠心肌組織中Cr、PCr質(zhì)量濃度比較Table 4 Comparison of Cr and PCr concentrations in heart among different groups of rats

2.2.2.1 Cr質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：RT各劑量組與對(duì)應(yīng)劑量RC組進(jìn)行比較，其中MT組的Cr質(zhì)量濃度極顯著高于MC組（P＜0.01），其余各組之間差異不顯著（P＞0.05）。

恢復(fù)72 h：SC組的Cr質(zhì)量濃度顯著低于NC組（P＜0.05），與NC組比較，RT組的Cr質(zhì)量濃度均無顯著差異（P＞0.05）；LT、MT、HT組的Cr質(zhì)量濃度均顯著高于SC組（P＜0.05）；與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，SC組的Cr質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）。與LC組比較，LT組的Cr質(zhì)量濃度顯著升高（P＜0.05）。

2.2.2.2 PCr質(zhì)量濃度比較

運(yùn)動(dòng)后即刻：與NC組和SC組比較，LT組和MT組的PCr質(zhì)量濃度均極顯著升高（P＜0.01）；與SC組比較，HT組的PCr質(zhì)量濃度則沒有顯著變化（P＞0.05）；LT組和MT組分別與LC組和MC組比較，PCr質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01），而HT組與HC組比較，PCr質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）。

恢復(fù)72 h：LT組的PCr質(zhì)量濃度極顯著高于NC組和SC組（P＜0.01）；MT和HT組的PCr質(zhì)量濃度與NC和SC組相比則沒有顯著變化（P＞0.05）。LT組與LC組比較，PCr質(zhì)量濃度極顯著升高（P＜0.01）；HT組與HC組比較，PCr質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）；與運(yùn)動(dòng)后即刻比較，MT組的PCr質(zhì)量濃度極顯著降低（P＜0.01）。

3 討 論

ATP是生物體內(nèi)的供能物質(zhì)，是細(xì)胞基本的能量來源。ATP經(jīng)去磷酸化轉(zhuǎn)化為ADP和AMP，而ADP又可以通過氧化磷酸化和底物水平磷酸化獲得高能磷酸基團(tuán)形成ATP。本實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)動(dòng)后即刻對(duì)腓腸肌高能磷酸物質(zhì)的質(zhì)量濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明與NC組比較，SC組的ATP質(zhì)量濃度顯著下降，IMP的質(zhì)量濃度顯著升高，而ADP和AMP的質(zhì)量濃度無明顯變化，且恢復(fù)72 h后ATP質(zhì)量濃度仍然處于較低水平（表1），說明高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后ATP的消耗增加，水平降低，轉(zhuǎn)化為ADP和AMP，AMP在腺苷酸脫氨酶的催化下，通過嘌呤核苷酸循環(huán)進(jìn)一步分解為IMP和次黃嘌呤，一旦這些代謝產(chǎn)物進(jìn)入血液循環(huán)將會(huì)被分解為尿酸排出體外，這就導(dǎo)致補(bǔ)救合成ATP的底物丟失，使ATP水平持續(xù)降低[3,6-8]。頻繁的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致骨骼肌ATP的丟失，這種重復(fù)性的丟失要比通過補(bǔ)救途徑或者從頭途徑合成ATP的速率高的多，機(jī)體嘌呤補(bǔ)救途徑合成ATP的速率很低，即使血液中的嘌呤濃度很高，骨骼肌也不會(huì)將其吸收作為合成ATP的原料[9-10]。而且運(yùn)動(dòng)后機(jī)體骨骼肌細(xì)胞內(nèi)嘌呤濃度的少量增加僅占ATP水平降低的很少一部分[9,11]。因此，ATP的合成主要依靠從頭合成途徑。腺嘌呤核苷從頭合成的限制性因素是可利用的PRPP的量[12-15]，一旦PRPP的水平降低，將導(dǎo)致腺嘌呤核苷酸的合成減少。

大鼠混合肌纖維內(nèi)核苷酸從頭合成的速率為35μmol/（kg·h）（以干質(zhì)量計(jì)）[16]。本實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)后即刻SC組和RT各劑量組的ATP水平大約降低了4 000～6 000 ?mol/（kg·h）（以干質(zhì)量計(jì)），如果按照相同的速率從頭合成，需要110～170 h才能使ATP完全恢復(fù)至正常水平。給予核糖的大鼠在72 h后腓腸肌中的ATP水平即與正常對(duì)照組無差異，且TAN的水平也恢復(fù)到了正常水平，而未給予核糖的大鼠72 h后ATP質(zhì)量濃度仍顯著低于正常水平（表1），說明補(bǔ)充核糖能夠顯著增強(qiáng)ATP的合成速率，完全恢復(fù)運(yùn)動(dòng)期間丟失的ATP。大鼠游泳過程中補(bǔ)充核糖能夠促進(jìn)ATP合成增加，說明可利用的核糖以及PRPP的含量是肌肉組織中ATP合成的限制性因素，且已有研究證實(shí)補(bǔ)充核糖不僅能夠使骨骼肌嘌呤補(bǔ)救合成速率提高3～7倍[2,4]，而且能夠使ATP的從頭合成速率得到相應(yīng)的提高[3]。

在心肌組織中，與NC組比較，SC組的ATP質(zhì)量濃度顯著降低，而ADP和AMP的質(zhì)量濃度顯著升高（表3），表明游泳運(yùn)動(dòng)消耗了心肌組織中的ATP轉(zhuǎn)化為ADP和AMP。補(bǔ)充核糖后，ADP和AMP的質(zhì)量濃度恢復(fù)到正常水平，ATP的質(zhì)量濃度顯著升高（表3），表明補(bǔ)充核糖可以使運(yùn)動(dòng)后即刻心肌組織中ATP水平顯著增加，這有利于維持運(yùn)動(dòng)過程中心臟的正常生理功能。該結(jié)果對(duì)于一些引起心臟或者骨骼肌代謝障礙的疾病具有重要意義，如心臟衰竭[17-19]、外周血管堵塞[20]等，補(bǔ)充核糖可以提高這些疾病患者的心肌功能[18]。恢復(fù)72 h后，大鼠心肌的AMP、ADP、ATP和TAN都恢復(fù)至正常水平（表3）。

ATP除作為直接能源物質(zhì)供能外，還可將分子中的高能磷酸鍵轉(zhuǎn)給Cr生成PCr[21]。PCr分子中所含的高能磷酸鍵不能被直接利用，而是作為高能磷酸鍵的儲(chǔ)存形式[22]。當(dāng)機(jī)體耗能增多，ATP下降而ADP升高時(shí)，PCr把高能磷酸鍵轉(zhuǎn)給ADP生成ATP，供生理活動(dòng)用。運(yùn)動(dòng)過程中PCr消耗程度與運(yùn)動(dòng)程度的關(guān)系極為密切。本研究運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低于60%最大攝氧量強(qiáng)度，因此PCr消耗較少，故腓腸肌組織內(nèi)運(yùn)動(dòng)后即刻PCr和Cr水平變化不明顯，與正常靜息狀態(tài)無顯著差異（表2）。

機(jī)體內(nèi)可利用的核糖以及PRPP的含量是肌肉組織中ATP合成的限制性因素。補(bǔ)充外源性核糖可以消除磷酸戊糖途徑中葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的限速步驟，直接提高PRPP水平，從而加快心肌、骨骼肌合成嘌呤核苷酸的速率及機(jī)體ATP庫的恢復(fù)。PRPP一旦形成，就會(huì)直接轉(zhuǎn)化成IMP，IMP進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成AMP，AMP再轉(zhuǎn)化為ADP，進(jìn)而補(bǔ)充ATP的不足，起到抗疲勞作用[23]。

D-核糖顯著提高了腓腸肌內(nèi)ATP的合成速率，使機(jī)體在72 h內(nèi)完全恢復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中消耗的ATP，加速運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期機(jī)體的能量恢復(fù)。同時(shí)，D-核糖顯著提高了運(yùn)動(dòng)過程中心肌組織內(nèi)ATP的水平，確保運(yùn)動(dòng)過程中心肌組織的能量供應(yīng)，維持了運(yùn)動(dòng)過程中心臟的正常生理功能，這對(duì)于心臟或者骨骼肌能量代謝障礙的患者具有重要意義。

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Effect of D-Ribose on High-Energy Phosphates in Cardiac and Skeletal Muscles of Rats during Swimming and Subsequent Recovery

WANG Yakun1,2, LI Meng2, WEI Zhuan3, SUN Wenjing2,4, LIU Jingze2,*
(1. Tourism Department, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China; 2. College of Life Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China; 3. Department of Pharmaceutical, Hebei Chemical and Pharmaceutical College, Shijiazhuang 050026, China; 4. School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)

In order to investigate the effect ofD-ribose on the recovery of rat cardiac muscle and skeletal muscle function during and after loaded swimming, the concentrations of high-energy phosphates such as adenosine triphosphate (ATP), ATP metabolites and phosphocreatine (PCr) were determined by high performance liquid chromatography (HPLC). Results showed that the synthesis rate of ATP in skeletal muscle was accelerated significantly byD-ribose; therefore, t he same amount of ATP consumed during swimming was reproduced within 72 h and the energy recovery was accelerated. At the same time,D-ribose significantly enhanced the concentration of ATP in heart so that the energy supply to heart was guaranteed and the normal physiological function of heart was maintained during swimming.

D-ribose; high-energy phosphate materials; high performance liquid chromatography; cardiac muscle; skeletal muscle

Q532

1002-6630（2015）11-0202-06

10.7506/spkx1002-6630-201511039

2014-07-01

河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（C2013205158）；河北師范大學(xué)博士基金項(xiàng)目（L2010B19）

王亞坤（1980—），女，副教授，博士，主要從事功能食品研究。E-mail：wangyakun-2007@163.com

*通信作者：劉敬澤（1964—），男，教授，博士，主要從事生態(tài)學(xué)與功能食品研究。E-mail：liujingze@mail.hebtu.edu.cn