紅景天對運動性疲勞小鼠中樞神經系統神經遞質變化的影響*

蓋磊煜鄭秀海

紅景天對運動性疲勞小鼠中樞神經系統神經遞質變化的影響*

蓋磊煜①鄭秀海②

目的：探討紅景天對運動性疲勞小鼠中樞神經系統神經遞質變化的影響。方法：選擇符合模型達標標準的140只小鼠進行實驗，其中模型組50只小鼠未進行特殊干預，實驗組90只隨機分為A、B、C組各30只，給予低［50 mg（kg·d）］、中［100 mg/（kg·d）］、高［150 mg/（kg·d）］劑量紅景天喂養，陰性對照組10只小鼠給予生理鹽水飼養，進行檢測神經遞質DA、5-HT、5-HIAA、NE的含量，比較各組小鼠不同時間段中樞神經系統神經遞質動態變化。結果：（1）模型組、A、B、C組小鼠腦組織5-HT、5-HIAA含量均高于對照組（P＜0.05）；A、B、C組喂養12、24、36 h后腦組織5-HT、5-HIAA呈顯著下降趨勢，C組＜B組＜A組，比較差異均有統計學意義（P＜0.05）。（2）模型組、A、B、C組小鼠腦組織NE、DA含量均低于對照組（P＜0.05）；A、B、C組喂養12、24、36 h后腦組織NE、DA呈顯著增高趨勢，C組＞B組＞A組，比較差異均有統計學意義（P＜0.05）。結論：紅景天可有效改善運動性疲勞小鼠中樞神經系統神經遞質水平。

紅景天； 運動性疲勞； 神經遞質

國內外研究發現劇烈運動或長期運動產生的運動性疲勞對神經系統神經遞質的分泌具有一定影響，嚴重者可導致中樞神經系統穩態失衡，誘發中樞疲勞，降低腦細胞動能，尤其是大腦皮層神經遞質的濃度變化，將對機體運動、學習、記憶產生影響，即中樞神經疲勞［1］。

近年來針對抗運動性疲勞的研究趨于熱化，中草藥紅景天可降低小鼠血清尿素的產生，加速機體代謝產物的清除，消解機體疲勞狀態［2］，還具有抗衰老、保護肝臟、抗炎鎮痛、抑制腫瘤、增強免疫、影響精神狀態等作用［3-9］。但是目前對紅景天改善運動性疲勞導致的中樞神經系統神經遞質影響研究還非常少見。本研究采用小鼠游泳模型，觀察紅景天苷對運動型疲勞小鼠中樞神經遞質DA、5-HT、5-HIAA、NE含量的影響，探討其抗疲勞作用和機制。

1　材料與方法

1.1 材料與儀器 高效液相色譜儀（Waters公司）；Milli-Q 超純水制備機；ALC-110 4型電子天平（美國奧豪斯科技有限公司）；BECKMAN 低溫高速離心機；玻璃勻漿器。山東省中醫藥大學動物實驗中心提供健康清潔級昆明種小鼠150只，雌雄各75只，鼠齡8～9周，體重136～162 g，平均（150.0±10.0）g。高山紅景天苷（海純優生物科技有限公司專業供應，純度98%，紅景天苷含量為58.75%），0.9%氯化鈉注射液（山東威高醫藥公司），DA、5-HT、5-HIAA 和NE標準品購自Sigma公司。

1.2 方法

1.2.1 模型的建立 （1）將動物隨機分為對照組和運動組，其中運動組小鼠均在本實驗室進行7 d適應性飼養，首先對納入實驗的小鼠進行適應性游泳訓練3 d，1次/d，20 min/次，然后開始正式游泳運動，為期10 d，長50 cm、寬50 cm、高60 cm玻璃缸，水溫設定為（30±2）℃，第1～7天，每天上午9～10點分批次進行游泳運動1次，持續時間2 h，第8～10天每天進行游泳運動2次，間隔時間3 h，運動過程中，小鼠出現運動協調性顯著下降，反復出現下沉時，將小鼠取出，休息3 min后再放入水池中繼續游泳，每次游泳時間至少2 h，小鼠不運動時用木棒進行驅趕。對照組動物相同條件常規飼養，不參與游泳運動。（2）模型達標標準：小鼠出現明顯神情倦怠表現，食欲下降，體毛不潔，皮毛蓬亂，體重下降，體型瘦弱，兩眼暗淡無光，第8～10天內2 h運動中途休息次數＞4次［10］。

1.2.2 分組及給藥 選擇符合模型達標標準的140只小鼠列為實驗對象，其中模型組50只小鼠僅進行游泳運動而未進行任何干預，其余90只隨機分為A、B、C組各30只，無菌操作經口灌胃給予低、中、高劑量紅景天喂養，其中高劑量組給予150 mg/（kg·d），中劑量組給予100 mg/（kg·d），低劑量組50 mg（kg·d），于分組后開始，每只小鼠1 mL/次，1次/d，在小鼠游泳后30 min給藥。選擇同批次未進行游泳運動的10只小鼠作為對照組，陰性對照組給同體積0.9%氯化鈉注射液。

1.3 樣品的提取 喂養前處死空白對照組，模型組于末次游泳后，A、B、C組于末次游泳給藥后，分別于12、24、36 h 3個時間點將小鼠斷頭處死。在冰面上立即剪開頭皮，除去顱骨、硬腦膜，小心分離取出大腦組織，用冰生理鹽水沖洗后，濾紙吸干水分，稱重，然后將其放入預冷的玻璃勻漿器中，加入預冷的0.1 mol/L的高氯酸溶液適量除去蛋白，在冰環境下勻漿制成腦組織勻漿液， 加入離心管，4 ℃ 14 000 r/min離心15 min，收集上清液。

1.4 樣品檢測 高效液相色譜應用電化學檢測法，色譜柱為Waters C18反相色譜柱，柱溫35 ℃；流動相為水相（每500 mL中含KH2PO46.8 g，EDTA 18 mg，pH=3.3），甲醇=95∶5，流速0.8 mL/min；電化學檢測器工作電壓為0.7 V；進樣量均為10 μL。分別檢測各時間段各組小鼠腦組織5-HT、NE、DA、5-HIAA水平。

1.5 統計學處理 使用SPSS 17.0統計學軟件進行數據分析，計量資料以（±s）表示，比較采用方差分析和多重比較，多時間段比較采用重復測量方差分析，以P＜0.05表示差異有統計學意義。

2　結果

2.1 各組小鼠大腦組織中5-HT含量測定 模型組、A、B、C組疲勞小鼠各時間段腦組織5-HT含量均高于對照組，A、B、C組喂養12、24、36 h后腦組織5-HT呈顯著下降趨勢，各時間段比較差異均有統計學意義（P＜0.05），且各時間段含量均低于模型組，C組＜B組＜A組，比較差異均有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1　各組小鼠大腦組織中5-HT含量測定（x-±s） ng/g

2.2 各組小鼠大腦組織中5-HIAA含量測定 模型組、A、B、C組疲勞小鼠各時間段腦組織5-HIAA含量均高于對照組，A、B、C組喂養12、24、36 h后腦組織5-HIAA呈顯著下降趨勢，各時間段比較差異有統計學意義（P＜0.05），且各時間段含量均低于模型組，C組＜B組＜A組，比較差異均有統計學意義（P＜0.05），見表2。

2.3 各組小鼠大腦組織中NE含量測定 A、B、C組喂養12、24、36 h后腦組織NE呈顯著增高趨勢，各時間段比較差異有統計學意義（P＜0.05），各時間段含量均高于模型組，且C組＞B組＞A組，組間比較差異均有統計學意義（P＜0.05），見表3。

2.4 各組小鼠大腦組織中DA含量測定 A、B、C組喂養12、24、36 h后腦組織DA呈顯著增高趨勢，各時間段比較差異有統計學意義（P＜0.05），各時間段含量均高于模型組，C組＞B組＞A組，組間比較差異有統計學意義（P＜0.05），見表4。

表2　各組小鼠大腦組織中5-HIAA含量測定（x-±s） ng/g

表3　各組小鼠大腦組織中NE含量測定（x-±s） ng/g

表4　各組小鼠大腦組織中DA含量測定（x-±s） ng/g

3　討論

運動性疲勞是指由機體運動而引起的機體生理機能不能維持在正常水平或不能堅持原有的運動強度，其間代謝產物堆積、能量耗竭、內分泌調節障礙、氧自由基損傷、保護性抑制等多種因素導致出現機體運動能力下降的現象［11］，大量實驗研究表明運動性疲勞對神經系統神經遞質穩態有一定影響，且長時間運動導致的中樞神經遞質水平變化，可能是引起運動性疲勞的最關鍵機制［12］，胡琰茹等［13］研究發現在耐力運動與急性劇烈運動時，大鼠腦組織5-HT濃度升高，加劇運動疲勞，且實驗動物顯示運動疲勞狀態下時，腦內5-HIAA水平將伴隨5-HT降低。Baliye等［14］通過小鼠服用引起腦內5-HT升高的藥物研究5-HT與中樞疲勞之間的關系，發現小鼠跑至力竭的時間顯著縮短，并出現明顯的劑量效應關系，說明藥物引起腦內5-HT增加，從而導致中樞抑制，進而出現疲勞現象。國內王昊［15］研究發現中等強度耐力間歇訓練，可提升交感神經興奮性，提高腦組織內NE與DA的合成，NE、DA含量增加，但過度疲勞狀態下，機體交感神經興奮性則顯著降低，NE、DA降低，本研究證實運動性疲勞小鼠腦組織內5-HT、5-HIAA含量明顯增高，NE、DA含量明顯下降，與胡琰茹［13］和王昊［15］研究結果基本趨于一致，但是本研究發現未進行特殊干預的疲勞小鼠停止運動后5-HT、5-HIAA含量36 h內并未下降，而持續性增高，可能與小鼠過度運動后，5-HT、5-HIAA調節機制破壞程度有關。研究發現5-HIAA的質量比均比對照組有顯著降低，且具有量效關系。DA是錐體系統中調節軀體運動重要的神經遞質，并且為NE的前體。隨著運動性疲勞的出現，多巴胺在中樞的質量比趨于減少［16］。另外，腦內NE 能神經元可抑制中腦中縫核內5-HT神經元，從而影響運動能力［17-18］。

目前國內關于紅景天苷的藥理研究實驗非常多，研究發現該藥物在心腦血管疾病治療、以及緩解疲勞狀態方面具有一定效果［19］，本研究應用紅景天治療運動性疲勞小鼠發現，喂養紅景天苷的疲勞小鼠腦組織5-HT、5-HIAA呈明顯下降趨勢，NE、DA含量呈上升趨勢，表明紅景天苷可有效調節疲勞小鼠神經內分泌穩態。進一步比較不同劑量紅景天苷喂養運動性疲勞小鼠各神經遞質含量發現，紅景天苷喂養劑量越高，小鼠腦組織神經遞質5-HT、5-HIAA呈下降，NE、DA含量上升趨勢越顯著，說明大劑量的紅景天苷對治療運動性疲勞效果越明顯。

傳統中醫研究證實紅景天具有“固本扶正”的功效，近代藥理學研究發現其具有抗缺氧、抗寒冷、抗疲勞及抗病毒等多種功效［20］，主要有效成分包括紅景天苷、苷元酪醇與超氧化物岐化酶等，機體過度運動后尿素、乳酸產生量過度增加，刺激腦內神經遞質的分泌失衡，紅景天可減少運動后小鼠血清尿素的產生，降低血乳酸曲線下面積，加速機體代謝產物的清除，而有助于加速疲勞消解［21］；另外研究發現紅景天可增強超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-PX）的活性，而有助于清除運動疲勞產生的代謝產物，減少超氧自由基的產生，而發揮抗運動性疲勞的作用［22］。另外紅景天有助于提高機體糖原和ATP的利用率，為肌肉、神經組織活動提供更充分的能量供應，對運動性疲勞小鼠腦組織神經遞質的穩態維持具有顯著效果［19，21］。

綜上所述，運動性疲勞可導致小鼠中樞神經系統神經遞質5-HT、5-HIAA、DA及NE分泌失衡，喂養紅景天可促進運動疲勞小鼠腦組織5-HT、5-HIAA含量降低，DA、NE含量增高，緩解中樞神經疲勞，有助于改善腦組織神經遞質水平。

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Objective：To explore the effect of Rhodiola Glycosides on contents of central monoamine neurotransmitters in exercise induced fatigue mouse.Method：The 140 mice conform to the standard model standard were chosen，including model group 50 mice without special intervention，the 90 mice were randomly divided into A，B，C groups （30 cases for each group），and the negative control group （saline），low，middle and high dose of Rhodiola Glycosides were treated with intragastric administration respectively.Samples of brain tissue were detected contents of neuro transmitters such as DA，5-HT，5-HIAA，and NE，the changes of nevrotransmitter in central nervous system in different time of the groups were compared.Result：（1）Contents of neuro transmitters of 5-HT，5-HIAA in model group，A，B，C group of central fatigue mouse higher than that in the negative control group（P＜0.05）.After rhodiola glycosides were feeded，the contents of 5-HT，5-HIAA in A，B，C group decreased significantly，C＞B＞A（P＜0.05）.（2）Contents of neuro transmitters of NE and DA in model group，A，B，C group of central fatigue mouse lower than that in the negative control group（P＜0.05）.After Rhodiola Glycosides were feeded，the contents of NE and DA in A，B，C groups increased significantly，C＞B＞A （P＜0.05）.Conclusion：Rhodiola Glycosides could change the neuro transmitter levels of the central nervous system of exercise induced fatigue mouse to improve the neuro transmitter disorder effectively.

Rhodiola Glycosides； Central fatigue； Monoamine neurotransmitter

10.3969/j.issn.1674-4985.2016.25.005

2016-05-03） （本文編輯：蔡元元）

山東省中醫藥科技發展計劃項目（2013-229）

①齊魯工業大學校醫院 山東 濟南 250353

②中國人民解放軍第401醫院

鄭秀海

Effects of Rhodiola Glycosides on Neurotransmitters of Exercise Induced Fatigue Mouse/GAI Lei-yu，ZHENG Xiu-hai.//Medical Innovation of China，2016，13（25）：015-018

First-author’s address：Hospital of Qilu University of Technology，J i’nan 250353，China