鎖陽對運動訓練大鼠睪酮含量、物質代謝及抗運動疲勞能力的影響

郭 偉，曹建民，周海濤

1營口職業技術學院，營口 115000;2 北京體育大學，北京 100084;3 北京聯合大學生物化學工程學院，北京 100023

鎖陽(Cynomorium songarium Rupr，CSR)，又名不老藥、銹鐵棒、地毛球，羊不鎖拉。為鎖陽科(Cynomoriaceae)鎖陽屬的單科單屬單種植物。始載于《本草衍義補遺》。其性甘、溫，具補腎、助陽、益精、潤腸、健胃、消食、補血及養身之功效，是興陽益精、抗衰老的重要藥物。研究表明鎖陽富含多種氨基酸及微量元素，已檢測并確定的氨基酸有17 種之多，其中苯丙氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、纈氨酸5 種為人體必需氨基酸;微量元素達24 種，其中如Fe、Cu、Zn、Mn、Ni、Co、Mo 等7 種均為WHO 公布的人體必需微量元素。鎖陽還含有如三萜類、甾體類、鞣質類、多糖類、有機酸以及多種揮發性物質，是中藥和蒙藥中的常用藥物。現代醫學研究證明，其具有多種藥理活性，可增強機體免疫功能、改善機體內分泌功能，提高清除自由基、抗缺氧、抗應激能力［1］。已有研究表明，長時間大運動量訓練造成的運動性低血睪酮癥是機體運動能力下降和恢復過程延長的主要原因［2］。本文以大強度耐力訓練大鼠為模型，研究鎖陽對運動訓練大鼠睪酮含量、物質代謝與抗運動疲勞能力的影響，旨在為其臨床應用提供理論依據。

1 材料與儀器

1.1 試驗動物

清潔級雄性Wistar 大鼠55 只，42 d 齡，平均體重(195.1 ±15.1)g，北京大學醫學部實驗動物科學部提供，合格證編號SCXK(京)2006-0008。在整個實驗過程中，實驗室內溫度保持在(22 ±2)℃，相對濕度55%～75%，光照時間隨自然變化。所有實驗大鼠均以基礎飼料(北京大學醫學部實驗動物科學部提供)和蒸餾水常規飼養，自由飲食。實驗時間為56 d，正式訓練時間為49 d。

1.2 試驗用藥

鎖陽(Cynomorium songarium Rupr)，產自甘肅，北京同仁堂購得，批號:120814351，并經天津中瑞藥業有限公司高占友高級工程師鑒定。稱取鎖陽粉粒50 g 加蒸餾水250 mL，浸泡4 h，武火煮沸后文火煮25 min 后過濾。藥渣加蒸餾水250 mL 武火煮沸后文火煮15 min，過濾。合并2 次濾液，濃縮至生藥濃度1 g(生藥)/mL，4 ℃存放備用。

1.3 主要儀器

ALCYON300 全自動生化分析儀，美國雅培;LG 10-3A 高速冷凍離心機，北京醫用離心機廠;DY 89-Ⅱ型電動玻璃勻漿機，寧波新芝生物科技股份有限公司;SHH.W21.Cr600 型三用電熱恒溫水箱，北京市東霞科學儀器廠;UV7502pcs 型紫外可見分光光度計，上海欣茂儀器有限公司。

2 試驗方法

2.1 動物分組

實驗大鼠適應性飼養4 d 后，以20 min/d 的運動量對其進行為期3 d 的篩選，淘汰個別不適應游泳訓練者，將剩余大鼠以數字隨機分組法分為5 組:靜止對照組(C 組)、運動對照組(T 組)、運動+低劑量鎖陽組(TML 組)、運動+中劑量鎖陽組(TMM組)、運動+高劑量鎖陽組(TMH 組)，每組10 只。各組每天自由攝食飲水，采用專業灌胃器，每天灌胃(ig)一次。低、中、高劑量組ig 劑量分別為0.75、1.5、4.5 g/(kg.d)，相當于成人推薦劑量的5 倍、10倍、30 倍。TM 各組ig 體積為5 mL/kg，對照組ig 等量生理鹽水。

2.2 訓練及測試方案

C 組不進行任何訓練。其他組進行負重游泳訓練，均采用100 cm×50cm ×60 cm 的玻璃泳槽作為大鼠游泳訓練裝置，水深50 cm。水溫(31 ±2)℃，為防止大鼠在水面漂浮不動，特在游泳箱底部放置佳寶“AP1500”型水泵形成流動水。訓練42 d，第1周不負重，第2 周負2%體重，第3 周負4%體重，第4～7 周負5%體重，每次游泳訓練至力竭［3］。大鼠開始游泳至力竭所用時間為大鼠力竭運動能力［3］。力竭標準以大鼠下沉后10 s 不露出水面為度。處死前的最后1 次為無負重力竭游泳訓練，記錄力竭時的游泳時間。

2.3 指標測定

各組在末次訓練24 h 后稱重，乙醚適度麻醉，從頸總動脈處取20 μL 全血測定血紅蛋白含量，取0.5 mL 全血測定尿素氮含量，取2～3 mL 全血測定血清睪酮和血清皮質醇含量［4］。加入檸檬酸鈉溶液抗凝，37 ℃水浴中30 min 后，4 ℃3000 rpm 離心10 min，分離制備血清，并迅速取肝臟、雙側睪丸和深層股四頭肌，剔除筋膜，置于預冷的生理鹽水中洗凈血污，濾紙吸干后置于-20 ℃冰箱保存備用。組織勻漿制備:精確稱取100 mg 肝臟組織、500mg 肌肉組織，按W(g)組織塊重量/V(mL)勻漿介質為1/9 的比例加取預冷的勻漿介質(0.9%的NaCl 溶液)于燒杯中，迅速剪碎組織塊(以上全部操作在冰水浴中進行)。勻漿經3000 rpm 低溫離心15 min，分離提取上清液，在4 ℃冰箱冷藏即用或-20 ℃冰箱冰凍備用。血清睪酮、血清皮質酮、促黃體生成素和促卵泡刺激素采用放射免疫分析法測定。試劑盒由天津九鼎醫學生物工程有限公司提供，批號20120903。肝糖原、肌糖原采用南京建成生物工程研究所的試劑盒所提供的方法測定，試劑盒編號:20120904。血尿素氮采用UV-GLDH 法測定。血紅蛋白采用高鐵氰化鉀氧法測定，蛋白質定量采用雙縮脲法［5］。

2.4 數據統計

采用SPSS12.0 軟件對所有數據進行統計學處理，數據用平均數±標準差()表示，組間比較采0.01 為標準，P ＜0.05 表示有差異，P ＜0.01 表示有顯著性差異。

3 試驗結果

用t 檢驗，多組間比較采用方差分析，以α=0.05 與

3.1 鎖陽對大鼠體重及運動能力的影響

表1 鎖陽對大鼠體重及運動能力的影響(n=10，)Table 1 Effect of C.songarium extracts on weight and swimming ability of rats (n=10，)

表1 鎖陽對大鼠體重及運動能力的影響(n=10，)Table 1 Effect of C.songarium extracts on weight and swimming ability of rats (n=10，)

注:與C 組比較，1)表示P ＜0.05，2)表示P ＜0.01;與T 組比較，3)表示P ＜0.05，4)表示P ＜0.01。Note:Compared with C group，1)represent P ＜0.05，2)represent P ＜0.01;compared with T group，3)and 4)represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively.

由表1 可知，TM 各組體重大于T 組(P ＜0.05)、小于C 組(P ＜0.05);TM 各組力竭游泳時間明顯長于C、T 組，具有極顯著性差異(P ＜0.01)，且隨劑量增大而延長。

3.2 運動及鎖陽對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響

表2 運動及鎖陽對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響(n=10，)Table 2 Serum testosterone(T)and corticosterone(C)levels in various groups of rats (n=10，)

表2 運動及鎖陽對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響(n=10，)Table 2 Serum testosterone(T)and corticosterone(C)levels in various groups of rats (n=10，)

注:與C 組比較，1)表示P ＜0.05，2)表示P ＜0.01;與T 組比較，3)表示P ＜0.05，4)表示P ＜0.01。Note:Compared with C group，1)represent P ＜0.05，2)represent P ＜0.01;compared with T group，3)and 4)represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively.

由表2 可知:血清睪酮水平，T 組(P ＜0.01)，TM 各組(P ＜0.05)低于C 組;TM 各組高于T 組(P＜0.01);TM 各組間無顯著差異。血清皮質酮水平，TM 各組(P ＜0.05)低于T 組，TM 各組間及與C組間比較無顯著差異。各組間血清睪酮與皮質酮比值變化與睪酮變化較為一致。

3.3 運動及鎖陽對大鼠肝、肌糖原儲量的影響

由表3 可知:肝、肌糖原水平，T 組(P ＜0.01)、TM 各組(P ＜0.05)低于C 組;TM 各組高于T 組(P＜0.05)，TM 各組間無顯著差異。

3.4 運動及鎖陽對大鼠血清LH 和FSH 水平的影響

表3 運動及鎖陽對大鼠肝、肌糖原水平的影響(n=10，)Table 3 Content of muscle and liver glycogen levels in various groups of rats(n=10，)

表3 運動及鎖陽對大鼠肝、肌糖原水平的影響(n=10，)Table 3 Content of muscle and liver glycogen levels in various groups of rats(n=10，)

注:與C 組比較，1)表示P ＜0.05，2)表示P ＜0.01;與T 組比較，3)表示P ＜0.05，4)表示P ＜0.01。Note:Compared with C group，1)represent P ＜0.05，2)represent P ＜0.01;compared with T group，3)and 4)represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively.

表4 運動及鎖陽對大鼠血清LH 和FSH 水平的影響(n=10，)Table 4 Luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone levels in various groups of rats (n=10，)

表4 運動及鎖陽對大鼠血清LH 和FSH 水平的影響(n=10，)Table 4 Luteinizing hormone and follicle-stimulating hormone levels in various groups of rats (n=10，)

由表4 可知:各組間LH，FSH 水平較為接近，無顯著差異。

3.5 運動及鎖陽對大鼠血尿素氮和血紅蛋白水平的影響

表5 運動及鎖陽對大鼠血尿素氮和血紅蛋白水平的影響(n=10，)Table 5 Blood urea nitrogen and hemoglobin levels in various groups of rats (n=10，)

表5 運動及鎖陽對大鼠血尿素氮和血紅蛋白水平的影響(n=10，)Table 5 Blood urea nitrogen and hemoglobin levels in various groups of rats (n=10，)

注:與C 組比較，1)表示P ＜0.05，2)表示P ＜0.01;與T 組比較，3)表示P ＜0.05，4)表示P ＜0.01。Note:Compared with C group，1)represent P ＜0.05，2)represent P ＜0.01;compared with T group，3)and 4)represent P ＜0.05 and P ＜0.01，respectively.

由表5 可知:血尿素氮水平，T 組(P ＜0.01)，TM 各組(P ＜0.05)高于C 組;TM 各組低于T 組(P＜0.05)，且組間無顯著差異。血紅蛋白水平，T 組(P ＜0.01)，TM 各組(P ＜0.05)低于C 組;TM 各組高于T 組(P ＜0.05)，且組間無顯著差異。

4 討論與分析

4.1 運動及鎖陽對大鼠體重、力竭游泳的影響

體重是反映機體骨骼、肌肉的發育程度以及肥胖程度的標志。在運動訓練過程中，通過體重的變化可以了解訓練的安排是否妥當、訓練對機體的影響程度和機體對訓練的適應狀況［5］。運動性力竭是疲勞的一種特殊形式，是運動性疲勞發展的最后階段。力竭時間是機體的抗應激能力、抗疲勞能力等多種作用的綜合體現，是衡量機體運動能力的重要直接指標［6］。大鼠力竭性游泳時間是評定機體運動能力、抗疲勞能力及恢復能力的重要指標之一。實驗結果表明機體的自身調節作用，已不能完全阻止力竭運動對生長發育所產生的影響，長時間力竭運動明顯抑制了大鼠的正常生長。補充鎖陽對長時間力竭運動造成的機體損傷有一定的作用，能夠在一定程度上改善大強度訓練造成的生長發育緩慢的現象、提高大鼠抗疲勞能力，進而延長大鼠運動時間，且呈劑量依賴性，但對機體損傷的作用沒有隨劑量的增加而呈現顯著的遞增狀態。這可能與鎖陽中含有15 種氨基酸和糖苷有關，此類物質可以為大鼠提供一定的能源供應［7］。

4.2 運動及鎖陽對大鼠血清睪酮、皮質酮水平的影響

睪酮作為人體內一個重要的促合成激素，可以刺激組織攝取氨基酸，促進肌纖維和骨骼的生長，增加腎臟促紅細胞生成素生成及肌糖原儲備，增強免疫功能［8］。其在雄性激素中活性最高，在運動訓練中對運動成績的影響有著重要的意義。而皮質酮作為促分解激素，具有減少蛋白質合成、降低運動能力的作用。所以通常把睪酮與皮質酮比值(T/P)作為衡量合成代謝分解代謝平穩指標，反映運動能力以及疲勞積累程度。實驗結果表明長時間力竭運動使得運動組大鼠促黃體生成素、卵泡刺激素水平小幅度降低(無統計意義)，睪酮水平顯著降低(P ＜0.01)，皮質酮水平顯著上升(P ＜0.05)，睪酮/皮質酮比值顯著降低，長時間力竭運動顯著抑制了大鼠性腺睪酮合成和分泌的能力，從而使力竭運動組大鼠的分解和合成代謝紊亂，合成能力顯著降低，導致運動組大鼠運動能力降低。而各治療組運動大鼠睪酮水平非常顯著提高、并且顯著降低了皮質酮水平，使得進行力竭運動大鼠的能量代謝紊亂得到糾正，促進了運動大鼠的各種營養物質的快速恢復，有利于維持其運動能力，提高了大鼠抗疲勞能力。其機制可能為:一、鎖陽中所含黃酮類、三萜類、多糖具有較高的抗氧化活性，可通過激活抗氧化酶(SOD)的活性，抑制體內生成過量自由基，降低脂質過氧化物(LPO)的濃度［1，8］，減輕機體細胞損傷，同時鎖陽中所含維生素E 具有抗體內脂質過氧化，清除自由基，保護腺體結構的功效，從而使睪丸能夠正常分泌睪酮［9］;二、鎖陽中所含乙酸、硬脂酸、油酸、亞油酸及其他酸性物質比油脂更容易失H·，從而延緩脂質的氧化，終止了油脂氧化鏈式反應的傳播，起到抗氧化劑的作用，進而減輕機體細胞損傷，保證睪丸能夠正常分泌睪酮［9］;三、鎖陽中鎖陽多糖對丘腦-垂體-性腺系統正向調節作用，促進雄性激素分泌，而皮質酮水平變化則與運動應激密切相關［1］。

另外，實驗中TM 各組LH、FSH 水平較T 組有小幅度提高，較C 組有所降低，但幅度較小，并無統計意義。提示鎖陽對雄性大鼠下丘腦、垂體、性腺的作用是多方面的，但具體作用于何處?需進一步研究證實。

4.3 運動及鎖陽對大鼠肝、肌糖原儲量的影響

糖是機體最重要的能源物質。其中肌糖原是骨骼肌中可以隨時動用的貯備能源，其貯備量與運動的耐力呈正相關。肝糖原的主要作用是維持血糖的相對穩定。運動初期肌群主要利用肌糖原供能。隨著運動時間的延長，血糖水平開始下降，為了補償血糖的消耗并維持較高水平，肝糖原分解和糖異生作用增強，一旦肝糖原耗竭，會使運動肌供能不足，導致外周疲勞。同時中樞神經系統因血糖濃度下降也產生中樞疲勞［10］。所以增加肝、肌糖原儲備，減少糖損耗，是保持血糖濃度穩定和延緩疲勞發生的重要措施。實驗結果表明長時間力竭運動導致大鼠肝糖原、肌糖原儲量下降，補充鎖陽可以促進機體的糖代謝，提高糖原儲備，使肝糖原及時分解維持補充血糖濃度，從而保證了中樞神經系統、運動肌及紅細胞等組織的能量供給，提高抗疲勞能力，且呈劑量依賴性。其機制可能為:一是補充鎖陽可以減輕長時間力竭運動對血睪酮和皮質酮的影響，并維持在正常生理水平促進糖原合成和糖異生作用的加強。二是鎖陽所含有的多糖成分作為外源性糖分，可以補充或延緩長時間力竭運動對內源性糖的消耗，從而維持或提高機體內糖原儲備的提高量，促進肝糖元的合成、保護。

4.4 運動及鎖陽對大鼠血尿素氮和血紅蛋白水平的影響

血尿素氮(BUN)是蛋白質的代謝產物，與機體機能、疲勞程度以及負荷量的大小呈密切正相關，可用來作為評定運動量的指標［11］。在正常生理條件下，蛋白質和氨基酸等含氮物質在分解代謝中先進行脫氨基反應，氨在肝臟轉變為尿素，BUN 經血液循環從腎臟排出體外使BUN 維持在正常生理水平。長時間較大強度運動時，BUN 的變化范圍明顯，BUN 與機體機能、疲勞程度以及負荷量的大小呈密切正相關，可用來作為評定運動量的指標［12］。實驗結果表明長時間力竭運動使機體大量蛋白質參與供能，其分解代謝程度增加，導致大鼠運動性疲勞提早發生，BUN 上升。補充鎖陽可以延緩血尿素氮疲勞閥值的出現，提高代謝系統的能量供應和利用能力，提高機體的運動水平提高，從而達到延緩疲勞的目的。其機制可能為:一、鎖陽中所含大量氨基酸、多糖提供了蛋白質合成糖異生的原料，增加了體內糖原含量，增大糖的供能比例，減輕運動過程中機體對蛋白質的利用程度，減少BUN 的產生;二、補充鎖陽，可以促進睪酮分泌，睪酮可促進脂肪分解，增強脂肪酸在肝內的氧化過程，有利于糖異生作用，增大糖的供能比例，減輕運動過程中機體對蛋白質的利用程度，減少BUN 的產生。

血紅蛋白(Hb)俗稱血色素，是紅細胞中的一種含鐵蛋白質，是機體中運輸O2和CO2的載體，可通過結合不同物質可形成緩沖對，對酸堿均有緩沖作用，參與體內酸堿平衡代謝，是評定身體機能狀況的一個重要指標。實驗結果表明長時間力竭運動導致大鼠Hb 下降，補充鎖陽能夠增高大鼠Hb 含量，增加血液中的血含氧量，從而提高抗疲勞能力。其機制可能為:一、鎖陽中含有大量而豐富的營養素，如黃酮、多糖、氨基酸，這些物質對抗氧化、補充機體所需及防止細胞膜的脂質過氧化有一定的作用，能有效地清除運動產生的過量自由基，避免了過剩自由基對紅細胞膜的損傷，維持紅細胞膜正常結構，使大鼠機體內Hb 氧化分解損失減少［1，11］;二、補充鎖陽，促進睪酮分泌，進而促進腎臟EPO 的合成，促進骨髓造血，促進血紅素酶系的活性，進而提高紅細胞和Hb 含量;三、鎖陽可經補腎而促進腎皮質分泌促紅細胞生成素(EPO)、腎上腺皮質分泌糖皮質激素，此二者興奮骨髓造血功能，刺激骨髓血細胞的成熟，使大鼠粘系祖細胞(CFU-D)的產出率明顯增加，從而可維持應激狀態下紅白細胞系的平衡與穩定［12］。

5 結論

鎖陽可以減輕大鼠血睪酮、皮質酮受高強度運動量的影響，維持在正常生理水平;促進蛋白質合成，抑制氨基酸和蛋白質分解，提高血紅蛋白含量和糖原的儲備，增強抗疲勞能力，具有多靶點、多途徑的顯著特點。

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