蒺藜提取物延長耐力運動大鼠的一次力竭運動時間及其機制

殷 亮， 王曉飛， 曹新曌， 王曉慧

（上海體育學院運動科學學院，上海200438）

蒺藜提取物延長耐力運動大鼠的一次力竭運動時間及其機制

殷 亮， 王曉飛， 曹新曌， 王曉慧

（上海體育學院運動科學學院，上海200438）

目的：研究蒺藜提取物對大強度耐力運動大鼠一次力竭運動時間的影響及其機制。方法：將32只SD大鼠隨機分為安靜對照組、蒺藜組、運動組和蒺藜+運動組。運動大鼠進行大強度的5周遞增負荷運動，每周運動6 d。5周耐力運動后進行30 m in、強度為30 m/min的跑臺運動，檢測運動前和運動后30 m in、2 h的血乳酸和血糖水平。第2天進行一次力竭運動，記錄力竭時間。運動結束后36 h取血，檢測血漿睪酮水平、血紅細胞數、Hb含量。之后，處死大鼠取腓腸肌和比目魚肌，天平秤重，BCA法檢測其蛋白濃度。結果：1）5周耐力運動后，蒺藜+運動組大鼠的一次力竭運動時間比運動組大鼠顯著延長；2）與運動組比較，蒺藜+運動組大鼠的睪酮水平顯著增加，且與安靜對照組無顯著性差異；3）與運動組比較，蒺藜+運動組大鼠的腓腸肌蛋白濃度顯著增加，但腓腸肌的相對質量無差異，比目魚肌的蛋白濃度無改變；4）蒺藜組與安靜對照組、蒺藜+運動組與運動組比較，運動后30 m in的血乳酸水平無顯著性差異，而血糖水平在運動后30 m in顯著增加，且血紅細胞數、Hb含量無顯著性差異。結論：1）蒺藜提取物能提高大強度耐力運動大鼠的運動能力；2）蒺藜提取物增加耐力運動大鼠的血漿睪酮水平、腓腸肌的蛋白濃度以及運動后的血糖水平，這可能與其提高耐力運動大鼠的運動能力有關；3）蒺藜提取物對耐力運動和不運動大鼠的血紅細胞數、Hb含量無影響。

蒺藜提取物；大鼠；一次力竭時間；睪酮；血糖；腓腸肌

Author's addressSchool of Kinesiology，Shanghai University of Sport，Shanghai200438，China

蒺藜別名刺蒺藜、硬蒺藜、白蒺藜，有“草中名藥”之稱，其果實、花及根在我國有悠久的用藥歷史。蒺藜含有皂苷類、黃酮類、甾醇類等化合物，而皂苷是蒺藜的主要有效成分。現代藥理研究發現，蒺藜提取物中蒺藜皂甙有強壯性功能［1］、降血壓［2］、抗腫瘤［3］、保護心肌［4］以及抗衰老等作用［5］。蒺藜在體育界備受關注，這是因為蒺藜提取物中不含有國際奧委會所規定的禁藥成分（經國家體育總局運動醫學研究所興奮劑檢測中心測定），但又能提高機體血睪酮的水平，從而促進蛋白質的合成，增加肌肉力量，有利于運動員肌肉生長和體格強壯，提高運動能力［6-7］。

目前，蒺藜提取物作為唯一可以使用的非運動禁藥激素類補劑，已在美國健美業、美國職業籃球隊中使用。馬蘭軍等［8］通過對24名CBA籃球運動員使用蒺藜皂苷的研究發現，補充蒺藜皂苷可以提高血中睪酮水平，提高睪酮/皮質醇比值，增強合成代謝能力，提高運動員身體機能和運動成績。在對動物的研究中也有類似的發現，即蒺藜提取物對提高動物運動能力具有積極作用。如倪尉等［9］的研究發現，蒺藜提取物能明顯延長負重小鼠游泳時間并且可以改善運動造成的血睪酮水平下降和肝臟、心肌等組織的損傷，降低運動大鼠體內蛋白質分解代謝速率，提高大鼠跑臺運動能力［10］。我們前期的研究也證實蒺藜提取物能延長過度訓練的耐力運動大鼠的一次力竭運動時間，提高其運動能力［11］。蒺藜提取物對大強度耐力運動大鼠運動能力的影響，以及蒺藜提取物的作用機制還不是很清楚；因此，本文以大鼠自由飲用蒺藜提取物溶液（替代之前實驗的灌胃），探討蒺藜提取物對大強度耐力運動大鼠運動能力的影響，為開發蒺藜功能飲料奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組 將32只2月齡健康雄性SD大鼠隨機分為安靜對照組（C，n=8）、蒺藜組（TT，n= 8）、運動組（E，n=8）和蒺藜+運動組（TT+E，n=8）。自由攝取普通飼料和水源。

1.2 實驗方法

1.2.1 運動方案 大鼠適應性喂養1周后開始實驗。安靜對照組和蒺藜組大鼠不進行任何運動。運動組和蒺藜+運動組大鼠正式實驗前先進行3 d的跑臺適應性運動，正式運動采用5周遞增運動強度運動，運動方案見表1，每周運動6 d，休息1 d。于第5周運動的最后一天，各組大鼠進行一次力竭運動。力竭判斷標準為連續給予大鼠電刺激，大鼠不繼續跑動，停跑后體征表現為呼吸急促、神情倦怠，腹臥位，捕捉時逃避反應較運動前減弱。

1.2.2 蒺藜補充方式 蒺藜提取物（蒺藜皂苷＞90%）購自陜西慧科植物開發有限公司，用純水稀釋至所需濃度，用NaOH調pH值至7.0。大鼠自由飲水或蒺藜溶液，記錄每天每籠的飲用量，計算每天每只大鼠的飲用量，平均值約為30～40 m L（表2）。

表1 大鼠5周遞增負荷運動方案Table 1 Rat Exercise Profile of Progressively Increasing Load w ithin 5W eeks

表2 平均每只大鼠每天水、蒺藜溶液的飲用量（±SD）m LTable 2 Average Amount of W ater or Tribulus Terrestris Drinking of Every Rat per Day

表2 平均每只大鼠每天水、蒺藜溶液的飲用量（±SD）m LTable 2 Average Amount of W ater or Tribulus Terrestris Drinking of Every Rat per Day

_____組 飲水量 蒺藜飲用量別

因為每只大鼠每日的飲水量在30～40 m L，前2周大鼠體重基本在250～300 g，后3周大鼠基本在350～400 g，為保證大鼠攝取的蒺藜提取物達到120 mg/kg體重（我們之前的研究證實120 mg/kg體重的蒺藜提取物灌胃服用能顯著增加過度訓練大鼠的一次力竭運動時間［11］），前 2周蒺藜提取物濃度配成1 mg/m L，后3周配成1.5 mg/m L的質量濃度。

1.2.3 測試方法 體重檢測：每周六上午用天平秤給各組大鼠稱體重。

力竭運動時間檢測：記錄大鼠在速度為30 m/min、坡度為10%的跑臺上運動至力竭的時間。

大鼠腓腸肌和比目魚肌相對重量的檢測：天平稱量腓腸肌、比目魚肌的濕重，濕重除以大鼠的體重即為相對質量。骨骼肌的蛋白濃度檢測：稱取50 mg的腓腸肌或比目魚肌，加入500μL的裂解液充分裂解，離心后取上清，用BCA試劑盒（美國Pierce公司）按說明書檢測。

大鼠血漿睪酮水平的檢測：用ELISA的方法，按睪酮試劑盒（購于美國R&D公司）說明書進行操作。

血糖和乳酸水平的檢測：用biosen乳酸/血糖分析儀（德國EKF公司）檢測。

紅細胞、Hb的檢測：用sysmex全自動血球分析儀（日本希森美康公司，型號為xs-500i）檢測。

1.3 統計學分析 實驗數據運用SPSS 16.0軟件包處理分析，所有數據均以X—±SD表示，體重、血乳酸和血糖水平采用重復測量的方差分析，其余指標采用析因設計的方差分析。當P＜0.05時，差異顯著；當P＜0.01時，差異非常顯著。

2 研究結果

2.1 蒺藜提取物對大鼠體重的影響 安靜對照組有4只、蒺藜組有3只、運動組有1只、蒺藜+運動組大鼠有2只大鼠在力竭運動后的幾小時到1 d內死亡，另有1只蒺藜+運動組大鼠的腿受傷嚴重，無法跑到力竭狀態。

如表3所示，實驗前各組大鼠體重無顯著性差異。從第3周開始，運動組、蒺藜+運動組大鼠的體重顯著低于安靜對照組（P＜0.05），該作用一直持續至實驗結束（P＜0.01）。與運動組比較，蒺藜+運動組大鼠的體重在第5周時顯著增加（P＜0.05）。此外，蒺藜組大鼠的體重與安靜對照組相比，各周均無顯著性差異。結果表明：大強度的耐力運動可有效減緩大鼠體重增加；蒺藜提取物對不運動大鼠的體重無顯著影響，但能在持續補充5周后增加運動大鼠的體重。

表3 遞增負荷訓練過程中大鼠體重變化（±SD） gTable 3 Changes of Body W eights of Rats w ith Progressively Increasing Load Exercise

表3 遞增負荷訓練過程中大鼠體重變化（±SD） gTable 3 Changes of Body W eights of Rats w ith Progressively Increasing Load Exercise

注：與C組比較，*表示P＜0.05，**表示P＜0.01；與E組比較，#表示P＜0.05，##表示P＜0.01，表4～表7同此。

組 別n _________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________周_次實驗前 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周45 TT 5 242.80±14.04 276.62±16.27 307.34±15.40 345.34±15.28 380.12±16.45 402.06±21.23 E 7 236.23±9.58 263.51±11.31 295.80±23.02 324.66±25.27* 322.40±25.27** 310.70±31.23**__TT+E_________5_________228.73±2.05_________252.73±4.38________294.93±5.36_________324.23±7.61* 317.23±15.68** 327.15±15.75**#C 4 240.18±3.69 273.80±7.02 308.08±11.61 351.48±18.25 359.25±38.04 402.35±30.

2.2 蒺藜提取物對大鼠一次力竭運動時間的影響與對照組相比，蒺藜組大鼠的一次力竭運動時間無顯著性差異。5周耐力運動后，蒺藜+運動組大鼠的一次力竭運動時間比運動組大鼠顯著延長（P＜0.01），約延長了63.2%。此外，運動訓練大鼠的一次力竭運動時間比對照組顯著延長（P＜0.05）（表4）。結果表明：1）蒺藜提取物可顯著延長耐力運動大鼠的一次力竭運動時間，但不能提高不運動大鼠的一次力竭運動時間；2）耐力運動可顯著延長大鼠的一次力竭運動時間。

表4 蒺藜提取物對大鼠一次力竭運動時間的影響（±SD）Tables 4 Effects of Tribulus Terrestris on the Time of Exhaustion in Rats

表4 蒺藜提取物對大鼠一次力竭運動時間的影響（±SD）Tables 4 Effects of Tribulus Terrestris on the Time of Exhaustion in Rats

_____組__別__________n 一次力竭運動時間/m in

2.3 蒺藜提取物對大鼠血睪酮水平的影響 與安靜對照組相比，運動組大鼠的血漿睪酮水平顯著降低（P＜0.01）；蒺藜+運動組大鼠的睪酮水平與運動組相比顯著增加（P＜0.01），與對照組相比無顯著性差異（表5），表明蒺藜提取物能完全逆轉大強度運動所造成的血睪酮水平降低。

2.4 蒺藜提取物對大鼠腓腸肌、比目魚肌相對重量及其蛋白濃度的影響 如表6所示：與對照組相比，運動組大鼠比目魚肌和腓腸肌的相對重量均顯著增加，且腓腸肌的蛋白濃度也顯著增加；而蒺藜組大鼠的比目魚肌和腓腸肌的相對重量、蛋白濃度均無顯著性差異。與運動組比較，蒺藜+運動組大鼠腓腸肌的蛋白濃度顯著增加，但腓腸肌的相對重量以及比目魚肌的蛋白濃度均無顯著性差異，比目魚肌相對質量卻比較意外地下降（P＜0.05）。結果表明：蒺藜提取物盡管不能增加運動大鼠腓腸肌的相對質量，但能增加腓腸肌的蛋白濃度；蒺藜提取物不改變比目魚肌的蛋白濃度，但降低了其相對質量。

2.5 蒺藜提取物對運動后大鼠血乳酸和血糖水平的影響 蒺藜提取物降低運動和不運動大鼠運動前的血乳酸水平；運動后30 min的血乳酸水平與運動前無顯著性差異。另外，蒺藜提取物也能降低運動和不運動大鼠運動前的血糖水平；蒺藜組與安靜組比較、蒺藜+運動組與運動組比較，血糖水平在一次力竭運動后的30 m in顯著增加（分別是P＜0.05，P＜0.01），但在運動后2 h，各組血糖水平無顯著性差異（表7）。

表5 蒺藜提取物對大鼠血睪酮（T）水平的影響（±SD）Table 5 Effects of Tribulus Terrestris on Plasma Levels of Testosterone of Rats

表5 蒺藜提取物對大鼠血睪酮（T）水平的影響（±SD）Table 5 Effects of Tribulus Terrestris on Plasma Levels of Testosterone of Rats

組__別_____________n T/（ng/m L）32 TT 5 4.23±3.23 E 7 1.28±0.32**_____TT+E______________________________________ 5_4.58±1.30 C 44.30±1. ##_________

表6 蒺藜提取物對大鼠腓腸肌、比目魚肌相對質量及其蛋白濃度的影響（±SD）Table 6 Effects of Tribulus Terrestris on RelativeW eights and Protein Levels of Gastrocnem ius and Soleus of Rats

表6 蒺藜提取物對大鼠腓腸肌、比目魚肌相對質量及其蛋白濃度的影響（±SD）Table 6 Effects of Tribulus Terrestris on RelativeW eights and Protein Levels of Gastrocnem ius and Soleus of Rats

組 別 n 比目魚肌相對重量/（mg/g體重）_____________腓腸肌相對重量/（mg/g體重）比目魚肌蛋白濃度/（mg/L）腓腸肌蛋白濃度/（mg/L）18 TT 5 0.46±0.03 5.96±0.48 5.36±0.77 8.95±0.32 E 7 0.51±0.09* 6.60±1.03* 5.73±0.98 9.98±1.31*____TT+E 5 0.44±0.02# 5.83±0.36 5.48±0.99 12.20±1.87*#C 40.43±0.03 5.66±0.28 5.33±1.24 8.09±2.

表7 蒺藜提取物對運動后大鼠血乳酸和血糖水平的影響（—±SD）Table 7 Effects of Tribulus Terrestris on Plasma Level of Lactic Acid and Sugar of Rats after Exercise

表7 蒺藜提取物對運動后大鼠血乳酸和血糖水平的影響（—±SD）Table 7 Effects of Tribulus Terrestris on Plasma Level of Lactic Acid and Sugar of Rats after Exercise

組 別 n 血乳酸/（mmol/L）運動前 運動后30 m in__________運動后2 h血糖/（mmol/L）運動前 運動后30 m in__________運動后2 h 06 TT 5 2.29±0.77* 2.26±1.58 3.82±2.63 4.39±0.27* 6.53±1.15* 5.28±2.14 E 7 3.38±0.75 4.63±3.84 3.31±1.89 5.59±0.70 3.77±1.49 4.79±0.73 __TT+E___________5_______ _____2.74±0.99# 3.03±1.22___________3.56±1.38 4.39±0.52# 6.39±1.64## 5.04±0. C 4 3.08±0.54 1.54±0.30 1.62±0.58 6.05±0.91 4.82±0.59 5.17±0. 42___

2.6 蒺藜提取物對大鼠紅細胞數和Hb含量的影響

各組大鼠的血紅細胞數、Hb含量無顯著差異，表明蒺藜提取物對不運動和運動大鼠一次力竭運動后紅細胞數、Hb含量無影響（表8）。

表8 蒺藜提取物對大鼠紅細胞數和Hb含量的影響（±SD）Table 8 Effects of Tribulus Terrestris on Quantity of RBC and Amount of Hb of Rats

表8 蒺藜提取物對大鼠紅細胞數和Hb含量的影響（±SD）Table 8 Effects of Tribulus Terrestris on Quantity of RBC and Amount of Hb of Rats

___組__別_______n RBC/（×1012/L） Hb/（g/L）68 TT 5 5.77±0.83 108.60±16.43 E 7 6.00±1.36 114.29±24.95 ___TT+E____________5___________________________________ 5.81±1.86108.17±35. C 46.19±1.20 121.75±7. 10_

3 分析與討論

目前主要通過大鼠跑臺運動和游泳測試來評價運動能力，且多以力竭運動時間作為評價標準。本研究采用一次力竭運動時間的長短反映蒺藜提取物對大鼠運動能力的影響，發現蒺藜提取物可顯著增強大強度耐力運動大鼠的運動能力。這是對我們之前的研究結果“蒺藜提取物增強過度耐力訓練大鼠的運動能力”的擴充。如前言所述：馬蘭軍等［8］發現補充蒺藜皂苷能提高中國CBA運動員的身體機能和運動成績；劉杜琴等［10］的研究也發現，蒺藜提取物可延長大鼠跑臺運動時間，這與我們的研究結果一致［11］。S.Rogerson等［12］的研究發現，服用5周蒺藜提取物后不能增加橄欖球運動員抗阻訓練后的肌肉力量和瘦體重，這可能與不同產地的蒺藜以及訓練方式不同有關。

眾所周知，雄激素是體育界最常見的興奮劑，這是因為雄激素水平與運動能力呈緊密的正相關關系［13］。在對蒺藜提取物提高運動能力的機制研究中，馬蘭軍等［8］和劉杜琴等［10］的研究均發現，蒺藜提取物增強運動能力的機制可能與其提高人或大鼠的血睪酮水平有關。W.H.El-Tantawy等［14］的研究證實，蒺藜提取物能增加大鼠的血睪酮水平。S.Singh等［15］的研究發現，持續28 d補充蒺藜提取物能顯著增加大鼠的血睪酮水平，提高大鼠的性能力。本實驗發現，蒺藜提取物顯著增加大強度耐力運動大鼠運動能力的同時，顯著增加血睪酮水平（約增加了3.58倍），表明蒺藜提取物提高大強度耐力運動大鼠的運動能力很可能與其提高大鼠的血睪酮水平有關。

雄激素提高運動能力的作用是通過促進合成代謝，增加肌肉的蛋白合成實現的［13］。為此，我們檢測了大鼠腓腸肌（快肌比例高）和比目魚肌（慢肌比例高）的相對質量及蛋白濃度，發現蒺藜提取物盡管不能增加運動大鼠腓腸肌的相對質量，但能增加腓腸肌的蛋白濃度，這可能與蒺藜提取物提高大鼠的運動能力有關。比較意外的是比目魚肌相對質量卻降低了，而蛋白濃度不變。可能是運動強度比較大，影響的主要是快肌，但為何慢肌比例高的比目魚肌的相對質量會降低，仍需進一步研究。此外，肌球蛋白重鏈是肌纖維收縮特性的主要決定因素，比測試骨骼肌的總蛋白含量更能反映骨骼肌收縮功能。目前，我們正在檢測腓腸肌和比目魚肌的肌球蛋白重鏈的含量，以研究蒺藜提取物提高運動能力的機制。

肌肉和血液中乳酸的累積是引起肌肉機能下降的重要因素。運動特別是劇烈運動時血乳酸可增加10倍以上。在一般情況下，運動后血乳酸的峰值多出現在運動后的1～5 min，之后血乳酸被不斷清除，清除50%的時間約為10～15 min，基本恢復至安靜時水平約需30 min［16］。大強度運動的乳酸可能需要1～2 h才能恢復至安靜水平。本研究結果顯示，蒺藜提取物對運動后30 min的血乳酸水平無顯著影響，提示蒺藜提取物不影響運動后血乳酸的清除。若我們選擇更多的時間點，如運動后即刻、運動后5 min、15 min，可能會有不同的結果。另外，蒺藜提取物能降低運動和不運動大鼠運動前的血乳酸水平，具體意義有待進一步研究。

血糖是運動中主要的能源物質之一。血糖濃度的降低和肌糖原儲備的減少是導致運動疲勞的重要原因。已有一些文獻報道，在運動或比賽的前、中、后補充外源的碳水化合物可增加肌肉對葡萄糖的攝取、利用，降低糖原儲備的減少，延緩運動疲勞的出現，促進疲勞的消除和體能的恢復［17］。李世成等［18］的研究發現，補充抗疲勞促恢復的2種飲料均能顯著增加運動后血糖水平，以運動后30～60 min血糖增加得最為明顯。我們的研究發現，蒺藜提取物能增加運動和不運動大鼠運動后30 min的血糖水平，運動后2 h各組血糖水平無顯著性差異，提示蒺藜提取物能使運動后血糖水平顯著增加，從而促進疲勞的恢復，提高運動能力。此外，我們還發現蒺藜提取物也能降低運動和不運動大鼠運動前的血糖水平，提示蒺藜提取物可能是一個潛在的抗糖尿病藥物。A.Am in等［19］報道了蒺藜提取物抗糖尿病的作用，且該作用通過抑制肝和血漿的過氧化水平實現。蒺藜提取物是否能成為抗糖尿病藥物及其作用機制，值得進一步深入研究。

大多數研究都認為，紅細胞數量、Hb含量會影響機體的運動能力，特別是耐力運動能力。我們的研究發現，各組大鼠的紅細胞數和Hb水平均在正常范圍，無顯著性差異，表明蒺藜提取物不影響大強度耐力運動和不運動大鼠的血紅細胞數和Hb含量。

4 結論

蒺藜提取物可增強大強度耐力運動大鼠的運動能力。蒺藜提取物增加大強度耐力運動大鼠的血漿睪酮水平、腓腸肌的蛋白濃度以及運動后的血糖水平，這可能與其提高大強度耐力運動大鼠的運動能力有關。蒺藜提取物對大強度耐力運動和不運動大鼠的血紅細胞數、Hb含量無影響。

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The Effects of Tribulus Terrestris on the Time of Exhaustion in Rats w ith High Intensity Training andIts M echanism

∥YIN Liang，WANG Xiaofei，CAO Xinzhao，WANG Xiaohui

Objective：It is to investigate the effects of tribulus terristris on the time of exhaustion in rats with high intensitytraining as well as its mechanism.Methods：32 SD rats were random ly divided into control group（C，n=8），tribulus terrestris group（TT，n=8），exercise group（E，n=8）and Tribulus terrstris+exercise（TT+E，n=8）group.The last2 groups were trained on a motor-driven treadm ill with a progressively increasing load for 5 weeks.The second to last day during 5 weeks endurance training，the rat completed 30 m in running at speed of 30 m/m in. The blood of ratswas drawn to detect the levels of lactic acid and sugar before and at 30 min and 2 h after exercise.36h after exhaustive exercise at the last day of 5 weeks training，the blood of rats were taken to determ ine the plasma levels of testosterone.Then the rats were decapitated to collect soleus and gastrocnemius，and the weight and protein concentration of these tissues were detected by balance and BCA method，respectively.Results：1）TT resulted in the extension of the time of exhaustion in ratswith high intensity training.2）Compared with Exercise group，TT+E group had a significant increase in the plasma levels of testosterone，butw ith no difference with C group.3）Enhancement of protein levels of gastrocnemiuswere detected in rats of TT+E group compared with exercise group，while the relative weight（ratio of muscle weight and body weight）of gastrocnemius unchanged.What surprised was that the relative weight of soleuswas reduced and the protein levels of soleus kept stable in rats of TT+E group compared with exercise group.4）TT significantly increased blood sugar at 30 min after exercise in ratsof high intensity training，and no difference of blood sugar at 2 h after exercise and blood lactic acid at 30 m in after exercise were observed.No change of the quantity of RBC and amount of Hb were found.Conclusions：TT extends the time of exhaustion in rats with high intensity training，and itsmechanisms might be associated with the increases of plasma testosterone and protein levels of gastrocnemiusand blood sugar after exercise，while there is no relation to the elimination of blood lactic acid and the quantity of RBC and the amount of Hb.

tribulus terrestris；rat；time to exhaustion；testosterone；blood sugar；gastrocnemius

G804.2

A

1000 -5498（2013）05 -0073 -05

2013 -03 -20；

2013 -05 -28

上海市教委科研創新項目（09YZ303）；上海體育學院研究生教育創新計劃資助項目（yjscx2012038）

殷亮（1989 -），女，湖南株洲人，上海體育學院碩士研究生；Tel：18817581300，E- mail：liang455959980 @163.com

王曉慧（1972 -），女，江蘇淮安人，上海體育學院副教授，博士；Tel：（021）51253246，E -mail：wangpan96@126.com