苗小寶孟昭琴王美樂
(1.連云港新海實驗中學(xué) 江蘇連云港 221000;2.江蘇師范大學(xué)體育學(xué)院 江蘇徐州 221116)
補(bǔ)充天然蝦青素和遞增游泳對力竭運動大鼠骨骼肌自由基代謝的影響①
苗小寶1孟昭琴2王美樂1
(1.連云港新海實驗中學(xué) 江蘇連云港 221000;2.江蘇師范大學(xué)體育學(xué)院 江蘇徐州 221116)
目的 探討補(bǔ)充天然蝦青素和遞增游泳對力竭大鼠骨骼肌自由基代謝的影響。方法 大鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d,隨機(jī)分為4組,游泳訓(xùn)練6周,每周6 d。實驗組蝦青素灌服,對照組豆油灌服。所有指標(biāo)均按照試劑盒說明書操作。結(jié)果 6周遞增游泳訓(xùn)練和補(bǔ)充天然蝦青素對力竭運動大鼠血液指標(biāo)有顯著影響,骨骼肌中指標(biāo)也有顯著影響,能顯著提高大鼠力竭時間,二者結(jié)合對這些指標(biāo)具有更加顯著性效果。結(jié)論 補(bǔ)充天然蝦青素或游泳運動能夠提高骨骼肌組織的抗氧化性,抑制骨骼肌脂質(zhì)過氧化,有效減少其自由基損傷。二者結(jié)合對于力竭運動提高血液和骨骼肌中各指標(biāo)的活性,減少自由基的生成,保護(hù)機(jī)體免受自由基損傷,較僅補(bǔ)充蝦青素和僅游泳運動訓(xùn)練效果更加明顯。補(bǔ)充天然蝦青素能夠有效延長大鼠的力竭游泳時間,協(xié)同運動訓(xùn)練效果更加明顯,顯著提高大鼠的運動能力。
游泳 天然蝦青素 力竭運動
力竭運動使機(jī)體組織細(xì)胞原抗氧化狀態(tài)改變。多數(shù)專家研究證實力竭運動對機(jī)體組織內(nèi)產(chǎn)生自由基具有加速作用,升高脂質(zhì)過氧化水平,顯著減弱抗氧化酶活性,其抗氧化能力下降。天然蝦青素被大量實驗證明其重要性質(zhì)在于它的強(qiáng)氧化性,且在自由基清除方面有非常重要作用。然而,蝦青素在運動領(lǐng)域應(yīng)用不廣泛,因此,探索天然蝦青素在力竭運動后清除自由基能力、對抗骨骼肌疲勞及抗氧化作用,為運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供一定的實驗數(shù)據(jù)和參考價值。
1.1 研究對象
該文以徐州醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供的8周齡健康雄性SD大鼠36只,體重(168.16±4.26)g為研究對象。
1.2 分組
將大鼠隨機(jī)分為4組,每組9只,分組具體情況見表1。
表1 實驗大鼠分組
表2 血清中CK和LDH變化(±S)
表2 血清中CK和LDH變化(±S)
注:與C組比較,#P<0.05;##P<0.01;與T組比較,&P<0.01;與M組比較,▲P<0.01。
組別 數(shù)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 干預(yù)方法
1.3.1 運動方案
大鼠先適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d,然后隨機(jī)分組,游泳訓(xùn)練:每周6 d,持續(xù)6周。該研究游泳運動時間和運動負(fù)重量依據(jù)文獻(xiàn)[1]和[2]制定。
適應(yīng)性游泳3 d,第一天10 min,往后每天遞增10 min。
游泳訓(xùn)練:T組和TM組第一周訓(xùn)練時間40 min,每周遞增10 min,直至增加到60 min,且負(fù)重1%;第五周負(fù)重2%;第六周負(fù)重3%;力竭運動負(fù)重4%。1周訓(xùn)練6 d,第七天休息和稱大鼠體重。
1.3.2 蝦青素灌服方案
購買地點湖北荊州,灌服的劑量為400 mg/kg,溶劑用豆油。安慰劑為豆油。
1.4 測試方法
血液中LDH和CK指標(biāo)在徐州銅山中醫(yī)院檢測。骨骼肌組織中SOD、CAT、MDA、T-AOC、GSH-PX均采用試劑盒測試,試劑盒購在南京建成生物工程研究所,實驗中各指標(biāo)檢測都嚴(yán)格按說明書一步一步操作。
1.5 結(jié)果處理
大鼠血清中LDH和CK、骨骼肌組織中SOD、CAT、MDA、TAOC、GSH-PX和力竭時間等指標(biāo)的變化。
各項指標(biāo)變化如表2~表5所示。
表3 大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/MDA指標(biāo)變化(±S)
表3 大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/MDA指標(biāo)變化(±S)
注:與C組比較,#P<0.05;##P<0.01;與T組比較,▲P<0.01;與M組比較,*P<0.05;**P<0.01。
組別 數(shù)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指標(biāo)變化(±S)
表4 大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、T-AOC指標(biāo)變化(±S)
注:與C組比較,#P<0.05;##P<0.01;與T組比較,◇P<0.05,◇◇P<0.01;與M組比較,■P<0.05;■■P<0.01。
組別 數(shù)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)#?!蟆?(391.03±57.05)#?!蟆?(49.57±9.02)##◇◇■■
表5 大鼠力竭時間變化(±S)
表5 大鼠力竭時間變化(±S)
注:與C組比較,#P<0.05;##P<0.01;與T組比較,*P<0.01;與M組比較,◇P<0.01。
組別 C T M TM數(shù)量(只) 9 9 9 9力竭時間(min) 312.71±23.58 (345.34±26.83)# (353.46±18.86)# (401.12±10.57)##*◇
3.1 天然蝦青素及游泳運動對大鼠血液中LDH和CK的影響
被破壞或更新的組織細(xì)胞中LDH就會溢出進(jìn)入血液當(dāng)中,血液中其活性就會升高[3],因此測量血液中LDH含量,可以反映細(xì)胞組織受損程度及對外界刺激的適應(yīng)程度。該研究發(fā)現(xiàn):灌服蝦青素結(jié)合遞增游泳訓(xùn)練,LDH能顯著降低進(jìn)入血液,說明運動結(jié)合蝦青素能保護(hù)肌細(xì)胞膜,避免受自由基攻擊,防止機(jī)體損傷。
CK含量最高的是與運動密切相關(guān)的骨骼肌,檢測血液中CK的高低可以反映骨骼肌細(xì)胞膜受損程度及對力竭運動的適應(yīng)能力。大量研究證明,運動訓(xùn)練會造成血液中CK活性升高[4]。該研究表明:服蝦青素結(jié)合游泳運動能顯著降低大鼠血液中CK的活性,降低的原因可能是天然蝦青素本身具有抗氧化性,它能向力竭運動產(chǎn)生多余的自由基提供電子或吸收多余電子,以達(dá)到清除多余自由基的目的,保護(hù)骨骼肌肌細(xì)胞膜免受損傷。
綜上所述,補(bǔ)充天然蝦青素(結(jié)合游泳運動)能保護(hù)肌細(xì)胞膜免受自由基攻擊,保護(hù)其完整性,進(jìn)而能有效降低血液中CK和LDH的活性,降低脂質(zhì)過氧化反應(yīng)。
3.2 天然蝦青素及游泳運動對大鼠骨骼肌中SOD、MDA、SOD/ MDA的影響
SOD的催化活性在很大范圍內(nèi)隨著超氧陰離子濃度的增加而增加[5]。力竭運動后產(chǎn)生大量的自由基,含量升高刺激抗氧化酶系活性升高,積極清除自由基??赡苁且驗橛捎谶\動產(chǎn)生了自由基,同時刺激機(jī)體內(nèi)抗氧化酶活性,繼而提高它們合成能力,自由基被迅速清除。游泳訓(xùn)練結(jié)合灌服蝦青素比僅僅游泳運動或僅僅灌服蝦青素效果更佳,二者結(jié)合效果更好,對機(jī)體抗氧化酶活性及抗氧化能力都有很大提高。
MDA含量的多少與組織內(nèi)自由基生成的數(shù)量和抗氧化系統(tǒng)能力的強(qiáng)弱明顯相關(guān)[6]。該研究表明:運動組大鼠有了良好的適應(yīng),產(chǎn)生較少的自由基,并且由于運動訓(xùn)練,增強(qiáng)了機(jī)體內(nèi)抗氧化酶的活性,到達(dá)清除自由基目的。游泳訓(xùn)練結(jié)合灌服天然蝦青素更能顯著提高骨骼肌組織的抗氧化性,快速清除多余自由基,保護(hù)骨骼肌完整性,提高骨骼肌收縮與舒張的能力。
SOD/MDA可以反映脂質(zhì)過氧化與清除速率的情況,可以更加全面的反映機(jī)體內(nèi)抗氧化平衡狀態(tài),比值越大,說明SOD含量升高,MDA含量下降,機(jī)體抗氧化能力增強(qiáng)。該研究表明:服蝦青素能顯著降低力竭運動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,達(dá)到較高清除自由基能力。也提示服天然蝦青素結(jié)合游泳訓(xùn)練更能增加骨骼肌中抗氧化酶活性,快速有效清除自由基,保證骨骼肌快速收縮與舒張,提高運動能力,達(dá)到抗疲勞效果。
3.3 天然蝦青素及游泳運動對大鼠骨骼肌中CAT、GSH-PX、TAOC的影響
CAT能催化H2O2反應(yīng)生成O2和H2O,H2O2雖然不是自由基,但它在機(jī)體內(nèi)是很重要的活性氧(ROS),經(jīng)過Fenton反應(yīng)生成OH,毒性非常強(qiáng)。該研究表明:僅游泳訓(xùn)練或僅服蝦青素可以顯著提高CAT的活性。游泳訓(xùn)練結(jié)合服蝦青素具有更好的作用,能非常顯著提高CAT活性。保護(hù)機(jī)體免受損傷,提高機(jī)體抗自由基能力。
GSH-PX主要清除在線粒體及胞漿中所產(chǎn)生的 H2O2。該研究表明:TM組大鼠骨骼肌中GSH-PX的活性顯著提高,提示運動訓(xùn)練和蝦青素起到相互促進(jìn)和協(xié)同作用。原因可能是:力竭運動以后,大量的自由基在大鼠骨骼肌組織內(nèi)產(chǎn)生,O2-被SOD歧化能力得到增強(qiáng),增加了H2O2生成,同時H2O2增多刺激GSH-PX的活性增強(qiáng),在大鼠骨骼肌中含量相應(yīng)升高。
T-AOC在氧化應(yīng)激對機(jī)體組織是否造成氧化損傷這方面評價具有特別重要的意義,和那些單項抗氧化劑指標(biāo)相比更有說服力。本研究表明:僅游泳訓(xùn)練或僅服蝦青素對骨骼肌中 T-AOC的活性有顯著提高,顯示大鼠機(jī)體總的抗氧化能力得到提高,總清除自由基的能力提高。TM組大鼠骨骼肌中T-AOC活性最高,可以說明補(bǔ)充蝦青素和游泳訓(xùn)練結(jié)合能非常顯著提高機(jī)體抗氧化酶系活性。
3.4 天然蝦青素及游泳運動對大鼠力竭時間的影響
力竭時間與運動能力密切相關(guān),是衡量機(jī)體有氧工作能力的重要指標(biāo)。該研究表明: M組大鼠游泳力竭時間延長,且有顯著性差異。說明灌服蝦青素能顯著提高大鼠的游泳力竭時間,并且具有一定的抗疲勞作用,機(jī)理可能是天然蝦青素本身特殊結(jié)構(gòu)能吸收電子或提供電子以清除自由基,使自由基失去作用,抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng),保護(hù)機(jī)體免受損傷,使ATP水解釋放能量。TM組大鼠游泳力竭時間非常顯著延長。 說明了二者結(jié)合更能提高大鼠的運動能力,增強(qiáng)大鼠的抗疲勞能力。
(1)補(bǔ)充天然蝦青素或游泳運動能夠提高骨骼肌組織的抗氧化性,抑制骨骼肌脂質(zhì)過氧化,有效減少其自由基損傷。
(2)補(bǔ)充天然蝦青素結(jié)合游泳訓(xùn)練對于力竭運動提高血液和骨骼肌中各指標(biāo)的活性,減少自由基的生成,保護(hù)機(jī)體免受自由基損傷,較僅補(bǔ)充蝦青素和僅游泳運動訓(xùn)練效果更加明顯。
(3)補(bǔ)充天然蝦青素能夠有效延長大鼠的力竭游泳時間,協(xié)同運動訓(xùn)練效果更加明顯,顯著提高大鼠的運動能力。
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10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.35.025
G80-32
A
2095-2813(2016)12(b)-0025-03
苗小寶(1986—),男,江蘇連云港人,碩士,主要從事運動與健康方面的研究。
王美樂(1989—),女,江蘇連云港人,碩士,主要從事運動訓(xùn)練的研究。
孟昭琴(1956—),女,江蘇徐州人,本科,教授,主要從事運動與健康方面的研究。