天棘膏對小鼠抗疲勞的影響

左潔杰 高 茸趙皖京楊 闊 王 鏡劉 肖鐘芮娜詹 皓袁海龍?

（1.成都中醫藥大學藥學院，四川 成都611137； 2.空軍特色醫學中心，北京100142； 3.江西中醫藥大學藥學院，江西 南昌330004）

疲勞是機體對體力消耗或壓力的正常反應，同時也是生理功能紊亂的信號，其表現包括疲倦虛弱、缺乏精力、注意力不集中、體力和工作能力下降等［1-2］。一般情況下，疲勞對普通人不會產生嚴重的影響，但對于某些特殊作業的人群，例如航天航空、軍事飛行、駕駛來說，疲勞會降低人體對情境意識的感知，導致判斷能力和操作能力下降，影響飛行或駕駛安全［3］。此外，由運動強度、壓力過大或短暫失眠導致的疲勞能夠通過休息、睡眠、營養補充等常規措施自然解除，且不會影響正常生命活動，但是伴隨著抑郁、癌癥等疾病產生的疲勞，短時間難以恢復，且持續6 個月以上可能會對人們的情緒、社交及工作能力產生負面影響［1-2］。因此，通過藥物干預疲勞成為了一種必然選擇。合理使用中樞興奮、抑制藥物調節人們睡眠或提高運動力，從而延緩疲勞，但此類藥物的不良反應相對較大，使用受到嚴格限制［4］。因此開發安全有效的藥食同源的抗疲勞藥物具有極其深遠的意義。

天棘膏是用紅景天、西洋參、沙棘三味中藥經傳統的熬制工藝制成的稠膏，用于抗疲勞。研究表明［5-7］，這三味中藥分別具有抗疲勞的作用，并且藥食兩用，制成膏劑后安全有效、攜帶方便。本研究通過小鼠負重游泳實驗來驗證天棘膏抗疲勞作用及機制，以期為天棘膏的應用提供依據。

1 材料

1.1 動物 雄性ICR 小鼠，體質量18～22 g，購自北京斯貝福生物技術有限公司。動物生產許可證號SCXK（京）2016-0002。

1.2 藥物與試劑 天棘膏（由紅景天、沙棘、西洋參組成，華潤三九醫藥股份有限公司代制，批號20190312）；康富來牌洋參含片（廣東康富來藥業有限公司，批號KH009）。乳酸測試盒（批號20190110）、糖原測試盒（批號20181222）、尿素氮測試盒（批號20181206）、丙二醛測試盒（批號20190109）、總超氧化物歧化酶測試盒（批號20181030）、谷胱甘肽過氧化物酶測試盒（批號20181029）、甘油三酯測試盒（批號20181219）、總膽固醇測試盒（批號20181220）均購自南京建成生物工程研究所；葡萄糖測試盒（批號20181007137）購自上海榮盛生物藥業有限公司。

1.3 儀器 小鼠游泳箱（60 cm×40 cm×40 cm，自制），PL-203 電子天平 ［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］；JY92-IIn 超聲細胞粉碎機（寧波新芝生物科技股份有限公司）；Neofuge 15R臺式高速冷凍離心機（力康生物醫療科技控股有限公司）；MX-F 渦旋混合器（武漢賽維爾生物科技有限公司）；KH-III 全自動研磨儀（武漢賽維爾生物科技有限公司）；Epoch 酶標檢測儀（美國BioTek 公司）。

2 方法

2.1 分組、給藥 將SPF 級雄性ICR 小鼠適應性喂養1 周后，按照體質量隨機分空白組、洋參含片組（0.234 g／kg）、天棘膏低、中、高劑量組（5.85、11.70、17.55 g／kg），每組12 只。天棘膏組按照各組給藥劑量給予天棘膏，洋參含片組給予洋參含片0.234 g／kg，空白組給予生理鹽水，灌胃給藥1 d／次，連續灌胃15 d。

2.2 小鼠負重游泳 實驗期間，每隔1 d 稱1 次體質量，并分別于第1、5、10 天灌胃1 h 后對所有小鼠進行10 min 的游泳訓練，最后1 次灌胃1 h后，稱定小鼠體質量，然后在小鼠尾根部1 cm 處負荷體質量4% 的鉛皮，放入游泳箱中［60 cm×40 cm×40 cm，（30±1）℃］。力竭判斷標準，小鼠頭部沉入水中，經10 s 仍不能返回水面且翻正反射消失視為力竭。記錄游泳開始時間至力竭的時間作為小鼠游泳時間［8］。

2.3 血清指標測定 最后1 次灌胃1 h 后，進行無負重游泳90 min，休息1 h 后，摘眼球取血，室溫下靜置30 min，3 000 r／min 離心10 min，分離血清，置-80 ℃冰箱中保存［9-10］。運用試劑盒檢測血清中葡萄糖（glucose，Glu）、血乳酸（blood lactic acid，BLA）、甘油三酯（triglyceride，TG）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）水平。

2.4 組織指標檢測 分離出肝臟和腓腸肌，置-80 ℃冰箱中保存。運用試劑盒檢測肝臟中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD），谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px），丙二醛（malonaldehyde，MDA）及肌肉中糖原（muscle glycogen，Gly）水平。

2.5 統計學分析 采用SPSS 21.0 統計學軟件進行分析。計量資料以（）表示，2 組間比較采用t檢驗，多組間比較采用方差分析，組間兩兩比較采用SNK 檢驗，以P＜0.05 表示差異有統計學意義。

3 結果

3.1 對小鼠體質量的影響 各組小鼠體質量呈逐漸增加趨勢，相同天數小鼠各組體質量差異無統計學意義（P＞0.05），表明天棘膏對小鼠體質量的增長無影響，見表1。

表1 天棘膏對小鼠體質量的影響（n＝12，）Tab.1 Effects of Tian-Ji-Gao on mice body weight（n＝12，）

表1 天棘膏對小鼠體質量的影響（n＝12，）Tab.1 Effects of Tian-Ji-Gao on mice body weight（n＝12，）

3.2 對小鼠負重游泳時間的影響 與空白組比較，天棘膏低、中、高劑量組及洋參含片組小鼠負重游泳時間延長（P＜0.05），延長率分別為52.55%、52.91%、80.43%、62.63%，見表2。

表2 天棘膏對小鼠負重游泳時間的影響（n＝12，）Tab.2 Effects of Tian-Ji-Gao on weight-loaded swimming time of mice（n＝12，）

表2 天棘膏對小鼠負重游泳時間的影響（n＝12，）Tab.2 Effects of Tian-Ji-Gao on weight-loaded swimming time of mice（n＝12，）

注：與空白組比較，?P＜0.05。

3.3 對小鼠體內能量代謝的影響

3.3.1 對小鼠血清Glu 及肌肉Gly 水平的影響與空白組比較，天棘膏低、中、高劑量組及洋參含片組小鼠血清Glu 和肌肉Gly 水平均升高（P＜0.05），見表3。

表3 天棘膏對小鼠血清Glu 和肌肉Gly 水平的影響（n＝12，）Tab.3 Effects of Tian-Ji-Gao on serum Glu and muscle Gly levels in mice（n＝12，）

表3 天棘膏對小鼠血清Glu 和肌肉Gly 水平的影響（n＝12，）Tab.3 Effects of Tian-Ji-Gao on serum Glu and muscle Gly levels in mice（n＝12，）

注：與空白組比較，?P＜0.05。

3.3.2 對小鼠血清TC 及TG 水平的影響 與空白組比較，天棘膏高劑量組小鼠血清TC 水平降低（P＜0.05），天棘膏中、高劑量組小鼠血清TG 水平降低（P＜0.05），見表4。

表4 天棘膏對小鼠血清TC 及TG 水平的影響（n＝12，）Tab.4 Effects of Tian-Ji-Gao on serum TC and TG levels in mice（n＝12，）

表4 天棘膏對小鼠血清TC 及TG 水平的影響（n＝12，）Tab.4 Effects of Tian-Ji-Gao on serum TC and TG levels in mice（n＝12，）

注：與空白組比較，?P＜0.05。

3.3.3 對小鼠BLA 及BUN 水平的影響 與空白組比較，天棘膏低、中、高劑量組及洋參含片組小鼠BLA、BUN 水平均降低（P＜0.05），見表5。

表5 天棘膏對小鼠BLA 及BUN 水平的影響（n＝12，）Tab.5 Effects of Tian-Ji-Gao on BLA and BUN levels in mice（n＝12，）

表5 天棘膏對小鼠BLA 及BUN 水平的影響（n＝12，）Tab.5 Effects of Tian-Ji-Gao on BLA and BUN levels in mice（n＝12，）

注：與空白組比較，?P＜0.05。

3.4 對小鼠體內氧化應激的影響 與空白組比較，天棘膏中、高劑量組和洋參含片組小鼠肝組織SOD、GSH-Px 水平升高（P＜0.05），MDA 水平降低（P＜0.05）見表6。

表6 天棘膏對小鼠肝組織SOD、GSH-Px 及MDA 水平的影響（n＝12，）Tab.6 Effects of Tian-Ji-Gao on hepatic SOD，GSH-Px and MDA levels of mice（n＝12，）

表6 天棘膏對小鼠肝組織SOD、GSH-Px 及MDA 水平的影響（n＝12，）Tab.6 Effects of Tian-Ji-Gao on hepatic SOD，GSH-Px and MDA levels of mice（n＝12，）

注：與空白組比較，?P＜0.05。

4 討論

負重游泳實驗是評估藥物的抗疲勞作用最常用的方法［11-13］。在抗疲勞實驗中，西洋參［11］、丹參［14］、紅景天［15］等均可作為陽性對照藥物應用，其中西洋參［16-18］應用最普遍，因此本實驗選擇洋參含片作為陽性對照藥物。小鼠負重游泳實驗發現，天棘膏可顯著增加小鼠負重游泳時間，表明天棘膏可以提高小鼠運動耐力，具有抗疲勞作用。不同劑量天棘膏組，游泳時間及各生物指標差異不顯著，表明天棘膏抗疲勞作用不具備量效關系，其可能原因是給藥劑量設置差異過小。

機體運動時需要消耗大量的能源物質，如糖類、脂肪和蛋白質。糖類主要包括Glu 和Gly，在運動中常被優先利用，Glu 可直接被消耗產生大量能量，Gly 則是維持糖酵解、氧化磷酸化及血糖水平的主要物質，若糖類被消耗太多，血糖不足，Gly 的儲備減少，能量供應不足則易產生疲勞［19］。除此之外，糖酵解會產生大量的BLA，BLA 過多會打破體內酸堿平衡，影響ATP 轉化及產生，抑制能量代謝，減弱肌絲張力，引起疲勞［12，19］。糖類物質供能不足時，脂肪會分解產生能量，因此通過提高脂肪的供能比例，可以減少糖類物質的消耗，增加糖原的儲備［1，10］。本研究中，與空白組比較，小鼠長時間游泳運動后，天棘膏組小鼠Glu及Gly 水平均顯著升高，BLA 水平顯著降低，高劑量組小鼠血清TG 與TC 水平均顯著降低，表明天棘膏可以通過促進脂肪類物質的分解供能，減少糖類物質的利用，增加糖原的儲備，減少BLA 的產生來延緩疲勞。BUN 是蛋白質和氨基酸的代謝產物，劇烈活動時，糖類和脂肪難以提供充足的能量，蛋白質和氨基酸就會分解釋放能量，所以BUN 水平越高，機體對負荷運動的適應能力或耐受力越差［12，20-21］。本研究中，天棘膏組小鼠BUN水平均顯著低于空白組，表明天棘膏可以通過減少BUN 的產生來緩解疲勞。

力竭運動過程中會消耗大量的氧氣和能量，同時產生大量的活性氧自由基，過量的活性氧自由基會攻擊細胞膜上不飽和脂肪酸，發生脂質過氧化而損壞細胞，另外也會和蛋白質、核酸反應，進一步對細胞造成損傷，從而加劇機體的疲勞［22-23］。MDA 是脂質過氧化的最終產物，其本身也會影響與ATP 合成酶相關的線粒體呼吸鏈，可以間接反映機體氧化損傷及疲勞的程度［24］。本研究中，天棘膏中、高劑量組小鼠肝組織MDA 水平顯著低于空白組，表明天棘膏可以通過減少脂質過氧化反應或加速MDA 的消除來延緩疲勞。SOD、GSH-Px 是機體內重要的抗氧化酶，SOD 可將超氧自由基轉化為H2O2和O2［25］；GSH-Px 將H2O2或氫過氧化物還原成H2O 和醇［26］。本研究中，天棘膏中、高劑量組SOD、GSH-Px 水平均顯著高于空白組，表明天棘膏可以增強體內抗氧化酶活性，促進自由基的清除，減少氧化損傷。

綜上所述，天棘膏能增加小鼠負重游泳時間，提高小鼠運動耐力，具有抗疲勞作用，其抗疲勞機制主要是提高脂肪類物質的供能比例，減少糖類物質的消耗，增加糖原的儲備，減少BLA 和BUN 的產生；調節氧化系統，增強體內抗氧化酶的活性，促進自由基的清除，減少自由基引起的脂質過氧化反應，減少氧化損傷。