蛋氨酸螯合硒對運動大鼠血脂和抗氧化物酶的影響

楊文英，龐國忠，靳利娥

（太原理工大學a.體育學院；b.化學化工學院，太原 030024）

運動員高強度的訓練導致體內脂質被氧化程度增強，需要補充一些添加抗氧化劑的運動保健食品來降低脂質氧化，增強體質。人體必需的微量元素和氨基酸為常用的添加劑。硒作為生物體必需的微量元素之一，具有抗氧化作用，從而增加心肌的收縮性，增強血液供氧能力，從而提高運動能力[1]。缺硒可降低紅細胞膜的流動性，影響血液供氧能力[2-3]。據報道，補硒＋有氧運動可使心肌脂質過氧化水平明顯下降，可降低應激反應造成的運動損傷[4-5]。因此，為有效防止自由基損傷，延緩器官衰老，增強有氧運動效果，營養學家建議運動員補硒。蛋氨酸也是生物體必需氨基酸，自身不能合成，吸收后參與膽堿的合成，也具有抗氧化清除自由基的功能。如果缺少蛋氨酸，抵抗力降低，易得多種疾病，運動員當然也不能缺少。氨基酸還與運動能力有密切關系，可在運動過程中提供能量[6-7]。

為了提高硒元素和蛋氨酸的生物利用率，我們以蛋氨酸和亞硒酸鈉為原料合成了蛋氨酸螯合硒（selenium methionine，Se-Met）[8]，并在體外研究了其抗氧化性。如果將它作為食品強化劑，既可將無機硒轉變成有機硒，又可補充人體所需的蛋氨酸。為進一步有效利用蛋氨酸螯合硒，本實驗建立運動大鼠模型，考察其對血液中血脂含量及抗氧化物酶的影響，在體內評價蛋氨酸螯合硒的生理作用，為運動員專用的強化食品添加劑的開發和利用提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 主要儀器和試劑

運動籠（自制，圓柱桶狀，長50cm，底面直徑20 cm）；SBA-610生化分析儀（長春賽諾邁德醫學技術有限責任公司）；752紫外分光光度計（上海菁化科技有限公司）；灌胃針，離心機。

愈創木酚；雙氧水；鄰苯三酚；蛋氨酸螯合硒（按照文獻[8]實驗室合成）；高密度脂蛋白膽固醇試劑盒，總膽固醇試劑盒，甘油三酯試劑盒，低密度脂蛋白膽固醇試劑盒，試劑盒均由上海科華生物有限公司提供。

1.2 實驗動物

體重均值（182±16）g的健康 Wistar雄性大鼠（山西醫科大學動物中心提供）共60只，鼠齡為8周。購入后在溫度21～24℃，濕度40%～60%的環境下分籠（每籠5只），標準混合飼料適應性飼養1周。

1.3 實驗方法

實驗時隨機分成3組，每組20只。第一組為對照組（a組）：實驗全程中自由進食和飲水，不加實驗因素。第二組為非運動組（b組）：按照文獻[9]每天每千克體重5mL的蛋氨酸螯合硒（質量濃度1.2 g／L）；灌胃劑量進行灌胃，不進行運動訓練。第三組為運動組（c組）：每天同第二組一樣同劑量給藥，驅趕的情況下進行45min的運動，連續7d。取各組第1、2、3、5、7天的大鼠各4只，分別對大鼠實施空腹，腹腔麻醉后斷頭處死，收集血液樣本，分離血清，測定血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）含量，超氧化物歧化酶（SOD）和抗氧化物酶活力（POD）。

1.4 測試方法

TC、TG、HDL-C、LDL-C含量測定嚴格按試劑盒說明進行，實驗結果以x±s表示，并利用spss統計方法進行評價。取第1、2、3、5、7天采集的各組血清進行測試。

SOD活力的測定方法參照文獻[10]，具體如下。取5.0mL、pH為8.2的磷酸緩沖液在50℃的水浴中加熱20.0min，加入15μL、40mmol／L的鄰苯三酚溶液，3min后加入0.1mol／L的抗壞血酸溶液20μL，于350nm處測定吸光度，記為A1，以10 mmol／L的鹽酸代替鄰苯三酚作對照，吸光度記為A2，自氧化速率為（A1-A2）／3；測定過程與采用鄰苯三酚測定自氧化速率相同。即在加入鄰苯三酚或HCl前加入10μL血清樣液，兩者吸光度分別記為A3和A4，氧化速率為：（A3-A4）／3。以每 mL的反應液和每分鐘能抑制鄰苯三酚自氧化速率達50%的酶量定義為1個活力單位（u）。計算公式為：

式中：B為稀釋倍數／樣液的體積。

用第1、2、3、5、7天采集的各組血清測定SOD活力，如圖1所示。

圖1 不同組大鼠血清中SOD活力

POD活力的測定方法見文獻[11]，具體如下。在2.9mL、Tris-HCl緩沖液（pH＝5.6）中加入0.1 mol／L、質量分數2%的過氧化氫溶液，0.1mL、0.05mol／L的愈創木酚溶液，待測液0.1mL。在室溫下，波長470nm下測定樣品與對照組（只加Tris-HCl緩沖液3.0mL、pH＝5.6）的吸光度值A，每分鐘記錄一次吸光度值，共記錄5次。以每分鐘吸光度變化0.01為1個過氧化物酶活力單位，即：

式中：a代表POD活力 （u／g）；ΔA為反應時間內吸光度值的變化；ρ為待測液的質量濃度 （g／L）；t為反應時間（min）；n為稀釋倍數。

采集第1、2、3、5、7天的各組血清測定POD活力，如圖2所示。

圖2 不同組大鼠血清中POD活力

2 結果

2.1 各組大鼠血清中TC含量比較

各組大鼠血清中TC含量見表1。

由表1可知，非運動組在測定的各個時間中大鼠血清TC含量均比對照組低，且隨著時間的延長含量降低越多，在5～7d時較顯著（p＜0.05），其余各指標均無顯著性差異。運動組、非運動組與對照組相比，大鼠血清TC含量各個時間顯著降低，試驗5～7d時具有顯著性統計學意義（p＜0.01），尤其第7天降低率可達63%。這表明蛋氨酸螯合硒對大鼠具有降低血清總膽固醇作用，尤其對運動大鼠具有極顯著作用。

表1 各組大鼠血清TC濃度（n＝4，x±s） mmol／L

2.2 各組大鼠血清中TG含量比較

由表2可以看出，各組中大鼠血清TG含量變化與表1中TC變化趨勢一致，只是降低程度不同。試驗5～7d時運動組與對照組大鼠血清TG含量差異非常顯著，具有顯著性統計學意義（p＜0.01），其中，第5天降低率為35%，第7天降低率為48%。但非運動組與對照組大鼠血清TC含量試驗第5至7天時大鼠血清TG含量差異顯著（p＜0.05），僅降低27%～31%。運動組與非運動組比較，試驗第5天時大鼠血清TG濃度可降低11%，其余各指標均無顯著性差異。這表明蛋氨酸螯合硒可降低大鼠血清甘油三酯作用，對運動大鼠降低血清甘油三酯作用較強。

表2 各組大鼠血清TG濃度（n＝4，x±s） mmol／L

2.3 各組大鼠血清中LDL-C含量比較

表3顯示，與對照組相比，運動組和非運動組大鼠血清LDL-C含量均有一定程度降低，第5—7天時運動組與對照組存在血清LDL-C含量差異顯著（p＜0.05），具有顯著性統計學意義。第7天運動組、非運動組與對照組均存在血清中LDL-C含量差異非常顯著（p＜0.01）。試驗7d時，與非運動組相比，運動組大鼠血清LDL-C含量降低了33%；與對照組相比，運動組大鼠血清LDL-C含量降低了55%；但與對照組相比，非運動組大鼠血清LDL-C含量僅降低了33%，也就是說在服用蛋氨酸硒后運動組比非運動組大鼠血清的LDL-C含量降低將近一倍，表明蛋氨酸螯合硒對運動大鼠血清LDL-C具有明顯的降低作用。

表3 各組大鼠血清LDL-C濃度（n＝4，x±s）mmol／L

2.4 各組大鼠血清中HDL-C含量比較

各組大鼠血清中HDL-C含量如表4所示。

表4 各組大鼠血清HDL-C濃度 mmol／L

由表4可知，試驗7d中運動組與非運動組大鼠血清HDL-C含量均高于對照組。運動組比非運動組大鼠血清HDL-C含量均有一定程度升高，其中第7天升高了27%；表明蛋氨酸螯合硒對運動大鼠血清HDL-C具有升高作用。

2.5 各組大鼠血液SOD、POD活性比較

由圖1可知，運動組和非運動組在7d內SOD活力均高于對照組，其中運動組在第5天時活力最高，提高了27%。從圖2可知，運動組和非運動組在7d內的POD活力均顯著高于對照組；其中，非運動組開始活力略高于運動組，但在以后幾天POD活力均低于運動組，運動組在第3天時POD活力最高，是對照組的4倍，之后活力有所下降，可能和體內物質代謝后血液中環境發生改變有關。

3 討論

3.1 蛋氨酸螯合硒對運動大鼠血脂含量的影響

從本研究結果可以得出，蛋氨酸螯合硒對運動大鼠血清中總蛋固醇（p＜0.01）、甘油三酯（p＜0.01）、低密度脂蛋白膽固醇（p＜0.05）都有降低作用；與對照組相比，運動組第7天時TC、TG、LDL-C分別降低了63%、31%和33%，尤其是對TC具有極顯著作用；對高密度脂蛋白膽固醇（p＜0.05）有一定升高作用，這與文獻[12]報道一致，可以提高超氧化物歧化酶和抗氧化物酶活力，這與文獻[13]報道一致；與對照組相比，非運動組各項指標在相同條件下的變化與運動組一致，但不及運動組變化程度大。由此可見，食品中加入適量的蛋氨酸螯合硒有利于清除因運動而產生的自由基，減輕組織中脂質過氧化程度；有助于改善運動機體的抗氧化酶活力，清除脂質過氧化；緩解運動造成的組織損傷，提高運動能力。

3.2 蛋氨酸螯合硒對運動大鼠血脂影響的機理探討

血清膽固醇主要有兩種來源途徑：一種從食物中吸收膽固醇，另一途徑是在肝臟中生物合成途徑，糖和脂肪經過有氧分解生成乙酰CoA，由乙酰CoA經過一系列的反應轉變成膽固醇[14]。正常生理下，膽固醇是細胞壁的結構成分，也可合成膽汁酸、激素和維生素D，和其他脂質以及各種載脂蛋白共同組成脂蛋白。血清中甘油三酯高可引起心血管疾病。

目前對于降低膽固醇的作用機理有幾種假設，有的認為在不同條件下加速膽固醇分解，加速體內肝臟排出量[15]；有的認為在不同條件下降低膽固醇是因為酸性條件下（pH＜6.0）產生的膽鹽與膽固醇形成了共沉淀[16]。

由實驗結果可以推斷出：

1）由于蛋氨酸螯合硒的攝入，運動與非運動組大鼠血清中的POD和SOD的活力均增強，說明蛋氨酸螯合硒影響了HMG-CoA還原酶活性，它們都與HMG-CoA還原酶有較強的親和力，能競爭性地抑制HMG-CoA還原酶，使HMG-CoA不能轉化為甲羥戊酸，從而阻滯膽固醇的合成。

2）細胞表面LDL-C受體合成率與細胞內膽固醇含量呈相關性。HDL-C是機體內一種重要的血漿脂蛋白，參與膽固醇合成途徑的逆向轉運，能通過抑制LDL-C氧化，進而抑制膽固醇合成，降低細胞內膽固醇含量，刺激細胞表面LDL-C受體合成和數量的增加，使得LDL-C降低，HDL-C提高。由于蛋氨酸螯合硒的攝入，可使運動組大鼠血清HDL-C水平升高，POD和SOD活力增強，能有效地降低大鼠的LDL-C水平，效果優于非運動組和對照組。因此通過分析試驗結果，我們初步認為使用蛋氨酸螯合硒可以阻斷膽固醇的生物合成途徑。

4 結論

動物實驗結果表明蛋氨酸螯合硒是一種有效的運動補劑，可以改善大鼠血清的脂質變化，對血清中的膽固醇具有降低作用，且運動組優于非運動組，提高了機體運動水平；也可以提高大鼠血清POD和SOD的活力，增強了機體的抗氧化能力。

[1]Clarkson P M.Minerals：exercise performance and supplementation in athletes[J].J Sports Sci，1991（9）：91-116.

[2]楊克敵.硒與健康及疾病的關系[M].北京：科學出版社，2003.

[3]張 婧，方衛斌，熊正英.硒缺乏對運動能力的影響[J].四川體育科學，2004（1）：26-27.

[4]吳玲，陳吉棣，程伯基.硒缺乏和運動對大鼠心肌線粒體心磷脂含量和細胞色素C氧化酶活性的影響[J].中國運動醫學雜志，1995（2）：65-68.

[5]解黎明，李明學，端禮榮.硒對運動訓練大鼠血漿自由基代謝的研究[J].中國體育科技，2004，40（6）：76-77.

[6]陸肇海.適量補硒提高運動能力[J].中國食物與營養，2001（5）：53-55.

[7]陳峰.氨基酸對運動性疲勞的影響[J].中國組織工程研究與臨床康復，2007（17）：3419-3421.

[8]申帆帆，車 影，靳利娥，等.氨酸硒絡合反應條件的響應曲面法優化[J].化學研究，2010（6）：16.

[9]史亞麗，辛曉林，王昌留.不同負荷游泳訓練及補硒對衰老大鼠心肌抗氧化能力及血清GOT的影響[J].北京體育大學學報，2002，25（5）：636-637.

[10]蔣立科.現代生物化學實驗技術[M].北京：中國農業出版社，2003.

[11]鄧碧玉.袁勤生，李文杰.改良的連苯三酚自氧化測定超氧化物歧化酶活性的方法[J].生物化學與生物物理進展，1991（2）：163-163.

[12]李偉榮，趙威，楊蕾，等.陳皮干姜油對疲勞大鼠血液生化、血氣分析及肌糖元的影響[J].中藥藥理與臨床，2010（1）：57-59.

[13]秦勇，李再新.蛹蟲草提取液和氨基酸對小鼠運動疲勞的影響[J].毒理學雜志，2011，26（2）：38-41.

[14]張蘊琨，丁樹哲.運動生物化學[M].北京：高等教育出版社，2007.

[15]Lye HS，Rahmat-Ali GR，Liong MT.Mechanisms of cholesterol removal by actobacilli under conditions that mimic the human gastrointestinal tract[J].International Dairy Journal，2010，20（3）：169-175.

[16]Martin B，Fritz B，Martin F，et al.The prolonged intake of Larginine-L-aspartate reduces blood lactate accumulation and oxygenconsumption during submaximal exercise[J].Journal of Sports Science and Medicine，2005（4）：314-322.