沙棘油對運動訓練大鼠紅細胞的保護作用研究

葉生愛，邢寶萍

（蘭州工業學院，甘肅蘭州730050）

沙棘油對運動訓練大鼠紅細胞的保護作用研究

葉生愛，邢寶萍

（蘭州工業學院，甘肅蘭州730050）

從運動機體紅細胞自由基代謝與DNA損傷程度角度出發，進行沙棘油對運動大鼠紅細胞的保護作用研究。結果表明沙棘油能明顯提高運動大鼠紅細胞超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH－Px）活性，降低紅細胞膜脂質過氧化終產物丙二醛（MDA）含量，保護紅細胞及其DNA免受脂質過氧化損傷，增強運動能力。

沙棘油；紅細胞；氧化損傷；運動訓練

研究證實，劇烈運動可促使活性氧產生，體內脂質過氧化增強，丙二醛（MDA）水平升高而導致運動能力下降，產生運動性疲勞。本文從紅細胞角度研究自由基對運動機體的損傷和沙棘油對機體的保護作用。

沙棘果實和葉中富含多種維生素、黃酮、甾醇、類脂、氨基酸和微量元素等藥用成分和營養物質，沙棘果實是我國古代藏、蒙醫治病的常用藥物，具有抗癌抑瘤、增加免疫力的功能，能祛痰利肺，協調肝、胃、脾、腎和心臟功能，能活血化瘀、消炎生肌，也能防輻射、抗衰老。此外，沙棘還能阻斷過氧化作用，消除體內過氧化產生的自由基[1]。

1 材料與方法

1.1 實驗對象與分組

8 周齡SD雄性大鼠32只，體重（200±20）g，由蘭州大學醫學院動物實驗中心提供。將大鼠適應性飼養3天后，隨機分為4組：安靜＋生理鹽水對照組（對照1組）、安靜＋沙棘油組（實驗1組）、遞增負荷訓練＋生理鹽水對照組（對照2組）、遞增負荷訓練＋沙棘油組（實驗2組），每組8只。

1.2 訓練方式及給藥

適應性飼養3天后，對照1組、實驗1組不進行遞增負荷的運動訓練；對照2組、實驗2組安排在水池中進行游泳訓練，水溫控制在（30±1）℃，水深60 cm，密度6只/m2。動物飼養室內溫20～26℃，濕度為44%～70%，照明隨自然變化。對照1組、實驗1組安靜籠飼養，自由飲食、攝水。對照2組、實驗2組每天下午訓練一次，每周訓練5天，訓練4周；開始每天訓練30分鐘，適應1周，第二周第一天訓練30分鐘，以后每天加5分鐘，第三周第一天訓練50分鐘，以后每天加5分鐘，第四周第一天訓練70分鐘，以后每天加5分鐘，第五天訓練結束后于次日4組負重（體重的6%）游泳至力竭（力竭標準為大鼠沉入水中超過10 s），用電子秒表記錄游泳時間。對照組每天按2.5m l/kg劑量灌胃生理鹽水，實驗組每天按2.5ml/kg劑量灌胃沙棘油。沙棘油由甘肅省輕工業科學研究所提供。

1.3 取材

游泳大鼠力竭后即刻斷頭取血，肝素抗凝，測各項指標。

1.4 測試指標及方法

（1）超氧化物歧化酶（SOD）測定采用黃嘌呤氧化酶法，丙二醛測定采用硫代巴比妥酸法，谷胱甘肽過氧化物酶（GSH－Px）測定采用DTNB法。均按南京建成生物工程研究所提供的測試盒說明書操作。

（2）紅細胞DNA損傷采用彗星分析法，即在熒光顯微鏡下，每片隨機觀察約100個紅細胞，依據DNA在“彗星細胞”尾部的量判定DNA損傷程度。在西北師范大學生命科學院實驗室測試。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel軟件對所測數據進行統計學處理，對各指標與對照組之間的差異進行組間t檢驗，顯著性水平定為P＜0.05。

2 結果

2.1 沙棘油對大鼠力竭游泳時間的影響（見表1）

表1 沙棘油對大鼠力竭游泳時間的影響（±s,h）

表1 沙棘油對大鼠力竭游泳時間的影響（±s,h）

注：*表示與對照1組比較P＜0.05，#表示與實驗1組比較P＜0.05，Δ表示與對照2組比較P＜0.05

組別動物數力竭游泳時間對照1組8 4.15±0.68#Δ實驗1組8 4.94±0.53*Δ對照2組8 5.11±0.55*#實驗2組8 5.68±0.49#Δ

表1顯示，與對照組比較，實驗組力竭游泳時間明顯延長，且有顯著性差異（P＜0.05）；與對照1組、實驗1組比較，對照2組、實驗2組力竭游泳時間明顯延長，且有顯著性差異（P＜0.05）。

2.2 沙棘油對大鼠紅細胞中SOD、CSH-Px活性及MDA含量的影響（見表2）

表2 沙棘油對大鼠紅細胞中SOD、CSH－Px活性及MDA含量的影響（±s）

表2 沙棘油對大鼠紅細胞中SOD、CSH－Px活性及MDA含量的影響（±s）

注：*表示與對照1組比較P＜0.05，#表示與實驗1組比較P＜0.05，Δ表示與對照2組比較P＜0.05

組別SOD（U/g·Hb）MDA（nmol/ml）GSH－PX（U/ml）對照1組1517.27±218.68*2.89±0.23*40.33±1.21*Δ實驗1組1 765.42±242.01*2.76±0.19*43.80±1.54*Δ對照2組1684.65±189.47*2.70±0.26*46.21±0.70*Δ實驗2組1 838.56±210.45Δ2.24±0.32Δ48.80±1.32#Δ

2.2.1 對紅細胞SOD活性的影響從表2可以看出，兩個對照組相比，SOD活性無顯著差異；而1組與2組相比，SOD活性均無顯著性差異，但實驗2組高于實驗1組。

2.2.2 對紅細胞MDA含量的影響表2顯示，實驗組與對照組MDA含量均有顯著性差異（P＜0.05）；對照組雖有下降趨勢，但無顯著性差異；與1組比較，對照2組無顯著性差異，但有下降趨勢，實驗2組有顯著性差異。

2.2.3 對紅細胞GSH-Px活性的影響表2顯示，與對照組比較，實驗組均有顯著性差異（P＜0.05）；與1組比較，2組GSH－Px活性有顯著性差異（P＜0.05）。

2.3 沙棘油對運動訓練大鼠紅細胞中DNA的作用（見表3）

表3 運動對大鼠紅細胞DNA損傷實驗結果（±s）

表3 運動對大鼠紅細胞DNA損傷實驗結果（±s）

注：*表示與對照1組比較P＜0.05，#表示與實驗1組比較P＜0.05，Δ表示與對照2組比較P＜0.05

組別計數細胞（個）彗星樣紅細胞出現率（%）對照1組100 28.48±1.77*Δ實驗1組100 20.85±1.34*Δ對照2組100 26.37±5.32*Δ實驗2組100 18.64±4.36#Δ

表3顯示，與對照組相比較：實驗1組與實驗2組均有顯著性差異（P＜0.05）。與1組比較，對照2組與實驗2組均有顯著性差異（P＜0.05）。

3 分析與討論

3.1 沙棘油對大鼠力竭游泳時間的影響

大鼠力竭游泳時間是機體抗應激能力、抗疲勞能力等的綜合體現。研究結果顯示，實驗2組的力竭游泳時間明顯長于對照2組（P＜0.05），可以推測沙棘油具有一定的抗疲勞作用。這主要是由于沙棘油含有黃酮類、VE、VC、SOD等抗氧化劑，這些成分能有效清除運動過程中產生的自由基，保護紅細胞膜系統的完整性，防止脂質過氧化反應等。

3.2 沙棘油對運動訓練大鼠紅細胞SOD、GSH-Px活性的影響

長時間劇烈運動需要機體處于高氧環境，導致氧自由基生成過多，攻擊紅細胞膜，使之結構受損。而紅細胞中的SOD、GSH－Px能快速清除氧自由基，在運動中活性明顯增高，對于消除自由基對紅細胞的損傷、改善紅細胞的運氧能力、延緩運動性疲勞的發生具有重要意義，同時直接影響能量的釋放和細胞內環境的穩定。于基國[2]認為酶活性的改變與訓練強度及時間有關。李磊[3]研究發現，大強度訓練使大鼠紅細胞抗氧化酶產生適應性變化，表現為SOD活性明顯增強、GSH－Px活性無顯著變化，改善紅細胞的運氧功能，延緩運動性疲勞的發生。章江洲[4]發現力竭運動引起SOD活性升高可能是機體對長時間劇烈運動產生的自由基的防御反應。

實驗結果顯示，大強度耐力訓練可使大鼠紅細胞中SOD、GSH－Px活性升高，這可能是因為不同的酶活性對運動刺激的適應能力不同而造成的。服用沙棘油后，不論是實驗1組還是實驗2組，這3種抗氧化酶活性都明顯升高，說明沙棘油可提高紅細胞的抗氧化酶活性，其原因可能是：沙棘油作為外源性抗氧化劑，可以加快紅細胞中自由基的清除；運動可產生自由基，自由基又可使抗氧化酶活性代償性增強；通過其他代償調節提高細胞中SOD、GSH－Px的合成能力。

3.3 沙棘油對運動訓練大鼠紅細胞MDA含量的影響

MDA是機體內脂質發生過氧化反應的重要代謝產物，其對細胞具有嚴重的毒性作用。紅細胞含量也可在一定程度上反映體內自由基產生和清除情況，因為脂質過氧化起因于結合或游離狀態的不飽和脂肪酸與自由基的相互作用[5]。實驗研究表明，運動狀態下組織MDA含量低于安靜狀態。

本實驗研究表明，實驗1組、實驗2組紅細胞MDA含量分別低于對照1組、對照2組，說明沙棘油對大鼠體內脂質過氧化有非常明顯的抑制作用。其機制是：沙棘油含有的黃酮、二菇酚類等成分，具有很強的抗氧化作用；沙棘油增強了紅細胞中SOD、GSH－Px等抗氧化酶的活性，加快了自由基的清除。

3.4 沙棘油對運動訓練大鼠紅細胞DNA損傷的保護作用

彗星實驗（Comet Assay）[6，7]即單細胞凝膠電泳（single cell gel electrophoresis，SCGE）實驗，是一種靈敏的DNA損傷檢測方法。各種因素誘發DNA損傷產生斷鏈時，會影響DNA高級結構，使其超螺旋松散破壞。在細胞裂解液作用下，細胞膜、核膜及其他膜結構受到破壞，細胞內的蛋白質、RNA及其他成分均可進入凝膠而擴散到裂解液中，而核DNA分子量很大，不能進入凝膠，只能留在原位。在堿處理和堿性電泳作用下DNA解螺旋，使DNA的斷鏈和堿易變性DNA片斷從嚴密的超螺旋結構中釋放出來。由于這些DNA斷鏈分子量小且堿易變性DNA為單鏈，所以在電泳電場中就可以離開核DNA，在凝膠分子篩中向陽極移動，產生一個尾狀帶，而未損傷的DNA部分保持球形，并停留在原位，二者形成彗星狀圖像。因此，可根據彗星樣細胞發生率（拖尾率）和彗星尾長（拖尾尾長），定量檢測單個細胞中的核DNA損傷程度，進而了解整個細胞、組織、器官內DNA損傷程度。運動造成的細胞DNA損傷與運動強度、運動方式等有關[8]，我們利用單細胞凝膠電泳技術對運動大鼠紅細胞內的DNA損傷情況進行觀察，發現力竭運動后對照2組紅細胞中DNA的損傷程度明顯低于對照1組，實驗1組明顯低于對照組，可能是由于沙棘油含大量黃酮、VC、VE等對抗自由基抗氧化作用的物質，從而使紅細胞盡可能避免自由基的損傷。

4 小結

（1）沙棘油可以明顯提高大鼠游泳至力竭的時間，說明沙棘油對促進運動能力的提高具有積極意義。

（2）服用沙棘油可明顯提高大鼠紅細胞SOD和GSH－Px活性，降低MDA含量，說明沙棘油對增強紅細胞抗氧化系統的能力、減少自由基對機體的損傷具有重要作用，同時對延緩運動性疲勞的發生和發展具有積極作用。

[1]句海松，李小潔，趙寶路，等.沙棘總黃酮對活性氧自由基的清除作用[J].中國藥理學通報，1990，6（2）：97.

{2]于基國.不同運動強度對紅細胞膜脂質過氧化的影響[J].中國運動醫學雜志，1997，16（2）：146－147.

[3]李磊.抗疲勞中藥對大強度訓練大鼠紅細胞抗過氧化酶活性的影響[A]//第五屆全國體育科學大會論文摘要匯編[C].1997.

[4]章江洲.力竭性游泳對小鼠紅細胞腺普脫氨酶及SOD活性的影響[J].中國運動醫學雜志，1999，18（2）：160－161.

[5]陳吉棣，曹國華，陳志民，等.健力寶——低熱量飲料對大鼠體內脂質代謝影響的研究[J].體育科學，1992，12（2）：49.

[6]Vcn Remmen H，Hamilton M L，Richardson A.Oxidative damage to DNA and aging[J].Exerc Sport Sci Rev，2003，31（3）：149-153.

[7]Singh N P.Technical report：modification of alkaline microgel electrophoresis for sensitive detection of DNA damage[J].Int Radiat Biol，1994（66）：23.

[8]孟紫強.應用彗星實驗研究細胞DNA損傷的原理和方法[J].中國公共衛生，1998，14（7）：425.

G424.31

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1671－1246（2015）01－0118－03