黑大蒜粗多糖緩解小鼠體力疲勞作用研究

杜 鵑 ， 徐 斌 ， 郗艷麗

(吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院 ， 吉林吉林132013)

黑大蒜粗多糖緩解小鼠體力疲勞作用研究

杜 鵑 ， 徐 斌 ， 郗艷麗

(吉林醫(yī)藥學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院 ， 吉林吉林132013)

為探討黑大蒜粗多糖對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練小鼠體力疲勞的緩解作用，以黑大蒜為原料，通過(guò)水提醇沉法獲得粗多糖，采用苯酚-硫酸法測(cè)定其中粗多糖含量為6.89 mg/g；將小鼠隨機(jī)分為空白對(duì)照組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組、黑蒜多糖低、中、高劑量組，通過(guò)連續(xù)28 d的游泳訓(xùn)練，建立小鼠運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模型后，進(jìn)行緩解體力疲勞試驗(yàn)。結(jié)果表明，黑大蒜粗多糖能顯著延長(zhǎng)小鼠力竭游泳時(shí)間，降低血清尿素氮和血乳酸含量，提高肝糖原和肌糖原水平，增強(qiáng)肝臟和腓腸肌SOD、T-AOC活力，減少脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物MDA含量。上述結(jié)果說(shuō)明，黑大蒜粗多糖可提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力，增加糖原儲(chǔ)存，加速代謝產(chǎn)物清除，提高肝臟和肌肉抗氧化水平，具有明顯的體力疲勞緩解功能。

黑大蒜 ； 粗多糖 ； 小鼠 ； 抗疲勞

運(yùn)動(dòng)性疲勞是機(jī)體一種復(fù)雜且普遍的生理現(xiàn)象，通常由大負(fù)荷體力勞動(dòng)或體育鍛煉造成，出現(xiàn)機(jī)體的生理生化功能改變，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力和原有工作能力的暫時(shí)性下降[1]。目前認(rèn)為，疲勞的產(chǎn)生主要涉及代謝物積累、能量衰竭、內(nèi)環(huán)境失衡、保護(hù)抑制及自由基等幾個(gè)方面，而緩解體力疲勞就是要延緩疲勞產(chǎn)生，加速疲勞消除[2-3]。長(zhǎng)期以來(lái)，尋求安全有效的緩解體力疲勞、增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力的天然功能食品，是運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)和食品科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。黑大蒜(black garlic)又名黑蒜、發(fā)酵黑蒜，是取新鮮生蒜，帶皮放入高溫、高濕的發(fā)酵箱內(nèi)自然發(fā)酵60～90 d后制成的食品[4]。因發(fā)酵后呈黑褐色，口味甘甜而富于彈性，無(wú)生蒜的辛辣和異味，且營(yíng)養(yǎng)豐富，自問(wèn)世以來(lái)，廣受好評(píng)。目前有關(guān)黑蒜功效的研究，主要集中在提高免疫力、殺菌消炎、抗衰老、抗癌、調(diào)節(jié)血糖及預(yù)防心腦血管疾病等方面[5-6]，有關(guān)黑蒜對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞的緩解作用少有報(bào)道。本試驗(yàn)以提取的黑大蒜粗多糖作為研究對(duì)象，通過(guò)建立小鼠運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模型，探討黑大蒜粗多糖對(duì)體力疲勞的緩解作用，以期為黑蒜資源開(kāi)發(fā)和黑蒜多糖功效研究提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 黑大蒜由山東宏大食品股份有限公司提供；健康雄性昆明系小鼠，SPF級(jí)，體重 18～22 g，購(gòu)自吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，許可證號(hào)：SCXK-吉2011-0005；糖原、乳酸、尿素氮、SOD、MDA和T-AOC試劑盒，均購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.2 主要儀器設(shè)備 JD-XSC小鼠恒溫游泳池(上海繼德教學(xué)實(shí)驗(yàn)器械廠)；SuPerMax-3100酶標(biāo)儀(上海閃譜生物科技有限公司)；紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司)；C0036-HK低溫冷凍離心機(jī)(德國(guó)赫曼公司)；FZ102微型植物粉碎機(jī)(天津泰斯特儀器有限公司)；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)。

1.3 黑大蒜粗多糖的提取及含量測(cè)定

1.3.1 樣品處理和粗多糖提取熱水浸提 黑大蒜去皮、切片，蒸餾水清洗，60 ℃恒溫干燥24 h，植物粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60目篩，取2.00 g加入60 mL雙蒸水(30倍)，沸水提取2 h，室溫冷卻，過(guò)濾，得上清液減壓濃縮至30 mL。加入90 mL 95%乙醇至不再產(chǎn)生沉淀，靜置過(guò)夜，3 000 r/min離心10 min，留沉淀備用。Sevage法除蛋白：沉淀加雙蒸水復(fù)溶，定容至100 mL，加入25 mL Sevage試劑，磁力攪拌器強(qiáng)力攪拌25 min，3 500 r/min離心15 min，取上清。醇沉：取上清液加足量活性炭，搖勻靜置30 min后過(guò)濾，液體合并，減壓濃縮至30 mL，加入100 mL 95%乙醇，靜置過(guò)夜，3 500 r/min離心15 min，留沉淀60 ℃干燥12 h，即得黑大蒜粗多糖樣品。

1.3.2 粗多糖含量測(cè)定 采用苯酚-硫酸法，以葡萄糖為對(duì)照，于波長(zhǎng)490 nm 處測(cè)定其吸光度值，并計(jì)算提取物中粗多糖含量。

1.4 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組與給藥 60只雄性昆明系小鼠隨機(jī)分為5組，即空白對(duì)照組、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組和黑蒜多糖低、中和高劑量組，每組12只。黑蒜多糖低、中和高劑量組分別灌胃200 mg/kg體重、400 mg/kg體重和800 mg/kg體重的黑大蒜粗多糖提取液，空白對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組灌服800 mg/kg體重蒸餾水，每日1次，連續(xù)給藥28 d。

1.5 試驗(yàn)方法

1.5.1 小鼠運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模型的建立 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組和黑蒜多糖各劑量組進(jìn)行連續(xù)28 d的游泳訓(xùn)練，小鼠恒溫游泳池水深45 cm，水溫(25±2)℃，每周訓(xùn)練6 d后休息1 d。第1周每日游泳30 min，之后每周游泳時(shí)間遞增10 min。第28天灌胃1 h后，各組小鼠進(jìn)行無(wú)負(fù)重力竭游泳，記錄力竭時(shí)間。小鼠游泳至力竭標(biāo)準(zhǔn)為：小鼠沉入水中不能自主浮上水面，時(shí)長(zhǎng)達(dá)到8 s，并且撈出后放在平面上無(wú)法自主完成翻正反射。

1.5.2 血清尿素氮、血乳酸含量的測(cè)定 小鼠力竭游泳后，眼球取血，分離血清，分別按試劑盒說(shuō)明書(shū)比色法測(cè)定血清尿素氮和血乳酸含量。

1.5.3 肝糖原、肌糖原含量測(cè)定 取血后脫臼處死小鼠，取肝臟和后腿腓腸肌，濾紙拭干、稱重后分別制備1%和5%組織勻漿，蒽酮-硫酸比色法測(cè)定肝糖原和肌糖原含量。

1.5.4 肝臟和腓腸肌SOD、MDA和T-AOC值測(cè)定 取小鼠肝臟和腓腸肌，黃嘌呤氧化酶法測(cè)定SOD活力；TAB法測(cè)定MDA含量；比色法測(cè)定T-AOC活力。

2 結(jié)果

2.1 黑大蒜粗多糖含量測(cè)定 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1，得回歸方程y=18.571x-0.036(x：葡萄糖質(zhì)量濃度，y：吸光度)，相關(guān)系數(shù)R2=0.9991。取黑大蒜粗多糖樣品液，于波長(zhǎng)490 nm處測(cè)定吸光度值，代入回歸方程，計(jì)算其多糖平均含量為6.89 mg/g。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 黑大蒜粗多糖對(duì)小鼠力竭游泳時(shí)間的影響 與未進(jìn)行游泳訓(xùn)練的空白對(duì)照組比較，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組力竭游泳時(shí)間明顯延長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模型建模成功。與運(yùn)動(dòng)組比較，黑蒜多糖各劑量組力竭時(shí)間有延長(zhǎng)的趨勢(shì)，中、高劑量組力竭時(shí)間較運(yùn)動(dòng)組明顯增加，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。由游泳時(shí)間增加率數(shù)據(jù)可知，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組和黑蒜多糖各劑量組的游泳時(shí)間增加率較對(duì)照組有遞增趨勢(shì)，中、高劑量組增加率達(dá)82.93%和87.82%(見(jiàn)表1)。

組別最長(zhǎng)游泳時(shí)間/min力竭游泳時(shí)間/min游泳時(shí)間增加率/%空白對(duì)照組10696．10±8．77—運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組135117．60±15．35?22．37黑蒜多糖低劑量組137125．90±8．32?31．01黑蒜多糖中劑量組210175．80±30．47?#82．93黑蒜多糖高劑量組228180．50±43．62?#87．82

*：與對(duì)照組比較，P<0.05； #：與運(yùn)動(dòng)組比較，P<0.05,下表同

2.3 黑大蒜粗多糖對(duì)小鼠血清尿素氮、血乳酸含量和肝糖原、肌糖原含量的影響 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組小鼠血清尿素氮、肝糖原和肌糖原含量顯著低于對(duì)照組，血乳酸含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)。與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組比較，黑蒜多糖各劑量組小鼠血清尿素氮和血乳酸含量均明顯降低，中、高劑量組血清尿素氮具有顯著差異，低、中、高劑量組血乳酸含量具有顯著差異(P<0.05)。灌胃黑蒜多糖后，低、中、高劑量組肝糖原和肌糖原水平較運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組顯著升高(P<0.05)(見(jiàn)表2)。

2.4 黑大蒜粗多糖對(duì)小鼠肝臟和腓腸肌SOD、T-AOC活力和MDA含量的影響 與空白對(duì)照組相比，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組小鼠肝臟和腓腸肌的SOD和T-AOC活力均顯著降低，MDA含量顯著升高(P<0.05)。與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組相比，高劑量組肝臟和腓腸肌SOD活力顯著升高，中、高劑量組肝臟和腓腸肌T-AOC活力顯著升高，MDA含量顯著下降(P<0.05)(見(jiàn)表3)。

表2 黑大蒜粗多糖對(duì)小鼠血清尿素氮、血乳酸含量和肝糖原、肌糖原含量的影響 ±s，n=12)

組別SOD(U/mgprot)MDA(nmol/mgprot)T-AOC(U/mgport)肝臟腓腸肌肝臟腓腸肌肝臟腓腸肌空白對(duì)照組24．86±2．1826．63±2．342．48±0．442．38±0．484．22±0．364．38±0．28運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練組21．78±2．86?20．56±3．67?3．52±0．36?3．64±0．24?1．76±0．22?1．64±0．14?黑蒜多糖低劑量組21．42±3．0821．42±3．453．12±0．423．29±0．451．84±0．121．61±0．15黑蒜多糖中劑量組23．35±2．6723．18±2．832．94±0．52#3．10±0．31#2．62±0．24#2．89±0．31#黑蒜多糖高劑量組23．55±3．35#25．98±3．16#2．68±0．32#2．52±0．36#3．72±0．26#3．86±0．46#

3 討論

現(xiàn)代社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)激烈，人們的生活節(jié)奏也隨之加快，“疲勞”甚至“過(guò)勞”非常普遍。疲勞是機(jī)體復(fù)雜的生理生化狀態(tài)改變和機(jī)能失調(diào)，它不僅意味著原有運(yùn)動(dòng)和/或工作能力的暫時(shí)下降，同時(shí)又是機(jī)體發(fā)展到病理狀態(tài)的先兆[2]。疲勞的一種直接且客觀的反映指標(biāo)是運(yùn)動(dòng)耐力測(cè)定，力竭游泳試驗(yàn)結(jié)果表明，黑蒜多糖各劑量組力竭游泳時(shí)間有延長(zhǎng)的趨勢(shì)，中、高劑量組力竭時(shí)間較運(yùn)動(dòng)組顯著延長(zhǎng)(P<0.05)，說(shuō)明黑大蒜粗多糖能夠提高小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力，具有一定的延緩疲勞活性。

機(jī)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，伴隨著肌肉的收縮與舒張，能量被不斷消耗，能源物質(zhì)、代謝模式和代謝中間產(chǎn)物等都發(fā)生改變[3]。尿素氮形成于肝臟，作為蛋白質(zhì)的代謝終產(chǎn)物，通過(guò)血液運(yùn)輸再由腎臟排泄；乳酸是無(wú)氧糖酵解的產(chǎn)物，不及時(shí)清除會(huì)導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境紊亂；肝/肌糖原的儲(chǔ)備水平則關(guān)系到疲勞產(chǎn)生速度及程度。本試驗(yàn)中，黑蒜多糖各劑量組小鼠血清尿素氮和血乳酸含量較運(yùn)動(dòng)組顯著降低，肝/肌糖原水平較運(yùn)動(dòng)組顯著升高(P<0.05)，說(shuō)明黑大蒜粗多糖一方面可減少肝臟尿素氮生成及乳酸在肌肉中的堆積，加速代謝產(chǎn)物清除，促進(jìn)疲勞恢復(fù)；另一方面可減緩運(yùn)動(dòng)后肝/肌糖原消耗并增加其儲(chǔ)備，進(jìn)而延緩疲勞產(chǎn)生，提高運(yùn)動(dòng)能力。

有關(guān)疲勞的發(fā)生機(jī)制，目前有多種學(xué)說(shuō)，自由基學(xué)說(shuō)是其中之一。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為疲勞的產(chǎn)生是因?yàn)樽杂苫艟€粒體等生物膜，膜流動(dòng)性受損后出現(xiàn)能量代謝紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致疲勞[7]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，高劑量組肝臟和腓腸肌SOD活力，中、高劑量組肝臟和腓腸肌T-AOC活力均較運(yùn)動(dòng)組顯著升高，中、高劑量組MDA含量較運(yùn)動(dòng)組顯著下降(P<0.05)，說(shuō)明黑大蒜粗多糖能夠提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)部分抗氧化酶活力，清除脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，降低生物膜受損程度，抑制能量代謝紊亂，從而延緩疲勞的產(chǎn)生。

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Effect of Polysaccharide from Black Garlic on the Physical Fatigue-relieving in Mice

DU Juan ， XU Bin ， XI Yan-li

(Department of Public and Health，Jilin Medical College，Jilin 132013，China)

To study the effects of polysaccharide from black garlic on the phydical fatigue-relieving in mice， the content of polysaccharide from black garlic was first determined by phenol sulfuric acid method at 6.89 mg/g.Sixty male mice were divided into control group, exercise training group, low, medium and high dose group of black garlic. Black garlic polysaccharide significantly prolonged the swimming time, reduced the serum urea nitrogen and blood lactic acid content, increased the content of hepatic glycogen and muscle glycogen, improved liver and gastrocnemius muscle SOD and T-AOC activity, and reduced the content of MDA. Black garlic polysaccharide could improve exercise tolerance, increase glycogen storage and improve the antioxidant capacity of liver and muscle. Black garlic polysaccharide shows antifatigue function.

black garlic ； polysaccharide ； mice ； antifatigue

2017-03-23

吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20170623093-10TC)；吉林省衛(wèi)生計(jì)生科研計(jì)劃(2015Z070)

杜鵑(1978-)，女，副教授，碩士，研究方向?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)相關(guān)慢性病防治，E-mail：huyuqi777@163.com

R151.3

A

0529-6005(2017)07-0092-03