克氏螯蝦殼聚糖抗疲勞作用研究

徐剛, 馬正榮, 王亞娜, 鄭鐵生

(1.江蘇省揚中市人民醫院,江蘇揚中 212200;2.鎮江科力生物技術有限公司,江蘇鎮江 212001;3.江蘇大學醫學技術學院,江蘇鎮江 212013)

克氏螯蝦殼聚糖抗疲勞作用研究

徐剛1, 馬正榮1, 王亞娜2, 鄭鐵生＊3

(1.江蘇省揚中市人民醫院,江蘇揚中 212200;2.鎮江科力生物技術有限公司,江蘇鎮江 212001;3.江蘇大學醫學技術學院,江蘇鎮江 212013)

將小鼠分為殼聚糖高、中、低3個劑量組和正常對照組,分別每天灌胃200、400、600 mg/kg殼聚糖和0.9 g/dL生理鹽水,10 d后記錄小白鼠負重游泳時間,比較實驗前后各組小鼠的體重,采血分離血清及取組織樣,測定血清尿素、肝糖元、肌糖元含量,以及乳酸脫氫酶活力等生化指標,研究克氏螯蝦殼聚糖的抗疲勞作用。結果表明,克氏螯蝦殼聚糖能延長小白鼠的游泳時間,抑制小鼠體重的增長,降低運動后血清尿素的增量,提高血清乳酸脫氫酶活力,顯著增加肌糖元和肝糖元的儲備量具有良好的抗疲勞生理活性。

克氏螯蝦殼聚糖;小鼠;抗疲勞

克氏螯蝦殼聚糖作為一種天然功能因子,在降 血糖[1]、降血脂[2]、抗菌[3-4]、提高免疫力等方面發揮著重要作用,但在提高機體耐力和抗疲勞方面尚未見報道。本實驗選用運動耐力實驗和肝糖元及肌糖原儲備量、血尿素(urea nitrogen,BU)含量、血清乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase,LDH)活力為生化測定指標,研究克氏螯蝦殼聚糖的抗疲勞作用,為殼聚糖抗疲勞活性應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

克氏螯蝦殼聚糖由鎮江科力生物技術有限公司制備。肌糖元、肝糖元、乳酸脫氫酶和血尿素測定試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。昆明種小白鼠(動物合格證號:SCXK2003-0002),均為雄性,體質量(22±2)g,由江蘇大學實驗動物中心提供。

1.2 儀器

6010紫外可見分光光度計:安捷倫中國上海分公司生產;A 1604電子天平:上海天平儀器廠生產;101-2型恒溫干燥箱:上海市實驗儀器廠生產;RE52-4旋轉蒸發儀:上海亞榮生產;HH-SH-4型電熱恒溫水浴鍋:北京長安科學儀器廠生產;LXJ-ⅡB型離心機:上海安亭科學儀器廠生產;DNP-9052電熱恒溫培養箱:上海精宏實驗設備有限公司生產;3K15型臺式高速冰凍離心機:Sigma公司生產。

1.3 方法

1.3.1 動物分組與給藥劑量及方式 小鼠于實驗環境下適應3 d后隨機分成4組,每組30只。正常對照組每天 0.9 g/dL生理鹽水灌胃;殼聚糖低劑量組每天200 m g/kg、中劑量組400 m g/kg、高劑量組600 mg/kg,每天上午9:00灌胃給藥,給藥劑量為每10 g體質量0.1 mL;連續10 d,灌胃期間自由取食和飲水[5]。

1.3.2 負重游泳實驗 每組隨機選取10只小鼠,末次灌胃30 min后(灌胃之前不空腹),置小鼠在游泳箱中游泳。水深60 cm,水溫(25 ±0.5)℃,距尾尖1 cm處,用細棉繩系體質量分數5%的鉛皮。棉繩的長度要求相等,系繩時力度適中,既不可使鉛皮在游泳時脫落,又不能對小鼠尾部造成痛傷。記錄小鼠自游泳開始至沉至水底的時間,作為小鼠游泳時間。

1.3.3 肌糖元及肝糖元測定 每組隨機選取10只小鼠,末次灌胃前空腹12 h,灌胃30 min后頸椎脫臼處死,解剖取肝臟和小鼠后腿肌肉,生理鹽水漂洗,濾紙吸干,稱體質量,然后進行肌糖元及肝糖元測定。具體操作按肌糖元及肝糖元測定試劑盒說明書進行。

1.3.4 乳酸脫氫酶和尿素測定 LDH測定理論表明,只有短時劇烈運動,乳酸產生量才增加[6]。運動時產生的肌乳酸可以很快進入血液,如果游泳時間過長,小鼠還可能喝了較多的水使血液稀釋而降低了游泳后的血乳酸濃度,因此試驗應選擇短時間(8 min)劇烈運動。末次灌胃前空腹12 h,灌胃30 m in后,置小鼠在游泳箱中游泳(方法同1.3.2,不負重游泳)8 min,眼眶采血,于4℃,6 000 r/min離心10 min分離出血清,冰箱保存備用。血清乳酸脫氫酶活性和尿素含量測定,按乳酸脫氫酶和尿素測定試劑盒說明書方法進行。

1.3.5 數據處理 所有數據經統計學處理后用X±SD表示,采用SPSS13.0統計軟件進行統計比較[7]。

2 結果與討論

2.1 殼聚糖對小鼠血清生化指標的影響

通過不同的灌胃處理后,各組小鼠游泳時間和肝糖元、肌糖原、血尿素、LDH等生化指標測定結果見表1。

表1 抗疲勞實驗結果(n=10,X±SD)Tab.1 Result of anti-fatigue experiment(n=10,X±SD)

從表1數據得知,各殼聚糖組小鼠負重游泳時間、糖元儲備量、血清LDH活力均高于正常對照組,血尿素含量則低于正常對照組。其中低劑量組、中劑量組、高劑量組的負重游泳時間分別比正常對照組增加了 34.63、318.13、16.25 s;中劑量組、高劑量組肝糖元分別比正常對照組增加了5.13%和4.2%,肌糖元的質量分數分別增加了8%和5.8%,呈顯著或極顯著差異。

機體疲勞時,會發生相應的生化改變,包括糖元儲備量降低、LDH活力下降、血清尿素水平升高等。體內的糖元是運動時能量的來源,糖元儲備充足,供應的能量就多,抗疲勞能力就強[9]。緊張運動中體力的衰竭總是和肌糖元的耗竭同時發生,肌糖元消耗的同時,為維持血糖水平,肝糖元儲備量減少,因此糖元的含量能說明疲勞發生的快慢或程度;機體劇烈運動時細胞相對缺氧,糖酵解加快,產生大量乳酸,使肌肉中 H+濃度上升,p H值下降,從而引起疲勞。LDH能催化乳酸生成丙酮酸進行進一步的代謝轉變,清除肌肉中過多的乳酸,可延緩和消除疲勞。動物體內LDH活力越高,則抗疲勞能力越強;此外機體劇烈運動時,蛋白質及氨基酸的分解代謝增強,氨基酸會代謝轉化生成尿素進入血液,使血尿素含量增加,與血乳酸一樣,血尿素也是疲勞時肌肉酸痛的主要原因,因此血尿素水平的高低是判斷機體疲勞程度的重要指標,運動后血尿素清除越快,則疲勞消除得越快,抗疲勞的效果亦越明顯。

本實驗結果顯示,殼聚糖各劑量均能延長小鼠游泳時間,作用效果以中劑量組為佳,高劑量組和低劑量組作用相對較弱。中劑量組LDH活力高于正常對照組27.57%,呈極顯著差異(P<0.01),高劑量組的LDH活力比正常對照組高6.73%,呈顯著性差異(P<0.05)。殼聚糖各劑量組小鼠的BU水平均低于正常對照組,中劑量組、高劑量組小鼠運動后血尿素氮含量分別比正常對照組低13.4%、8.09%。呈顯著或極顯著差異。

有文獻報道,用殼聚糖涂膜處理油豆角,能降低油豆角多酚氧化酶和過氧化物酶的活性,抑制膜質過氧化作用[10]。因此,克氏螯蝦殼聚糖抗疲勞作用的機制可能與抑制氧自由基-脂質過氧化作用有關。

2.2 殼聚糖對小鼠體重增長的影響

通過對實驗前后小鼠體質量進行稱量和比較發現,在飼料量不加控制而自由攝食的情況下,各劑量殼聚糖對小鼠體質量增長均有不同程度影響具體數據見表2。

表2 殼聚糖對小鼠體重增長的影響(X±SD)Tab.2 Effect of chitosan on the weight of m ice(X±SD)

從表2可知,低劑量組、中劑量組和高劑量組小鼠實驗末均質量與初始均質量相比較分別增加了55.1% 、53.2%和47.5%,正常對照組則增加72.5%,高劑量組小鼠從外觀上看明顯較瘦長,而正常對照組小鼠與中、低劑量組小鼠體型相對豐滿,表明殼聚糖對小鼠體質量的增長具有顯著的抑制作用,比照昆明種小鼠體質量增長的情況,中劑量組小鼠體質量增長最接近體重正常增長幅度[8],正常對照組小鼠由于沒有控制飼料量反而出現體質量超重的現象。

從表2可以看出,克氏螯蝦殼聚糖對小鼠體重的增長具有顯著的抑制作用,作用效果依次為高劑量組>中劑量組>低劑量組。但是,克氏螯蝦殼聚糖對小鼠抗疲勞作用的影響沒有顯現出明顯劑量效應關系,分析其原因,一方面可能與克氏螯蝦殼聚糖對小鼠體質量增長抑制效應有關;另一方面,也可能與高劑量組克氏螯蝦殼聚糖應用劑量偏高有關,有研究表明殼聚糖的抗疲勞作用在超過一定劑量后就會表現出“超量抑制效應”[11]。

3 結 語

1)克氏螯蝦殼聚糖能延長小鼠負重游泳時間,增加小鼠肝糖元及肌糖元儲備量,提高血清乳酸脫氫酶活力,顯著降低小鼠劇烈運動后血尿素含量,具有較強的增強動物運動耐力、緩解動物體力疲勞的作用。對于其抗疲勞作用的機制尚有待于一步研究。

2)克氏螯蝦殼聚糖具有顯著抑制小鼠體質量增長的作用,作用效果隨殼聚糖劑量增加其抑制作用增強。

（References）：

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ZHENG Tie-sheng,WANG Ya-na,ZONG Ai-ping.Influence of lobster chitosan on blood sugar and glucose tolerance in diabetic mice[J].Chinese Journal of Clinical Rehabilitation,2006,10(31):67-69.(in Chinese)

[2]鄭鐵生,王亞娜,宗愛萍.殼聚糖對實驗大鼠降血脂作用的初步研究[J].現代檢驗醫學雜志,2005,20(6):26-27.

ZHENG Tie-sheng,WANG Ya-na,ZONG Ai-ping.Primary research on chitosan to the experiment big rat of cholesterollowering action[J].Journal of Modern Laboratory Medicine,2005,20(6):26-27.(in Chinese)

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Study on Anti-fatigue Effect of Chitosan from Red Swamp Crayfish

XU Gang1, MA Zheng-rong1, WANG Ya-na2, ZHENG Tie-sheng＊3
(1.People’s Hospital of Jiangsu Yang Zhong,Yang Zhong 212200,China;2.Zhenjiang Koly Bioligy-technology Co.,L TD,Zhenjiang 212001,China;3.College of Medical Science Technology,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)

Them ice were divided into high(600 m g/kg),medium(400 mg/kg)and low(200 mg/kg)group and the normal control group according to the dose of chitosan and then record the mice burden swimming time after 10 days.ecord The anti-fatigue effect of Crayfish chitosan was evaluated by comparing the biochemical index such as the weight of mice,the content of serum urea,liver glycogen,muscle glycogen and lactate dehydrogenase activity.The results show ed that the Crayfish chitosan could extend the swimming time of mice,inhibit the grow th of mouse body weight,reduce the increment of serum urea after exercise,increase of serum lactate dehydrogenase activity,a significant increase in the reserve of muscle glycogen and glycogen element,has a good anti-fatigue physiological activity.

Crayfish chitosan,mice,anti-fatigue

TS 201.12

A

1673-1689(2011)03-0363-04

2010-05-06

徐剛(1976-),男,江蘇楊中人,藥劑師,主要從事中西藥結合的藥用機制研究。

＊通信作者:鄭鐵生(1948-),男,江蘇省鎮江人,教授,主要從事臨床疾病生化機制及生化檢驗技術方面的教學和研究工作。Email:jsdxzts@163.com

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