枸杞多糖緩解小鼠體力疲勞研究

魏芬芬，王文娟，張波

（北京聯合大學健康與環境學院，北京100191）

體力疲勞又稱為軀體性疲勞，當機體在長時間從事超負荷的體力勞動時，會造成大量的代謝廢物在體內的積聚，使機體的一些生理生化功能發生改變，導致運動能力暫時性下降，從而使人產生一定的疲勞感[1-3]。緩解體力疲勞就要采取一定的方法來緩解疲勞的產生或者加速疲勞的消失，從而使人感到輕松。枸杞是茄科、枸杞屬植物，是我國一種珍貴的藥食同源植物[4-5]。枸杞多糖（Lycium barbarum polysaccharides，LBP）是從枸杞子中提取出的一種可溶性多糖，是枸杞主要活性物質[6-7]。近年來，大量研究表明，枸杞多糖具有抗氧化[8]、降低血糖[9-10]、調節血脂[11]、護肝[12-13]、免疫調節[14]等生物活性作用，現在對于LBP 各種生物活性作用研究較多，但是對于緩解小鼠體力疲勞方面研究不是很多。本次研究以枸杞多糖為原料來進行緩解小鼠體力疲勞方面的研究，以期為枸杞多糖在功能食品中的應用及產品開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 主要試劑與儀器

枸杞多糖：中國科學院蘭州物理化學研究所提供，提取方法是采用多次水提醇沉工藝，最后得到純度為60%的枸杞多糖，作為本次實驗的樣品；尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、肌酐（creatinine，CREA）、血乳酸（lactic acid，LD）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）試劑盒：中生北控股份有限公司；丙二醛（malondialdehyde，MDA）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、肝糖原（hepaticr glycogen，HG）、肌糖原（muscle glycogen，MG）測定試劑盒：南京建成生物工程研究所；無水乙醇（分析純）：北京化工廠。

755 分光光度計、邁瑞BS-420 全自動生化分析儀：深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司；S-1000E 電子天平、試管、振蕩器、灌胃針、溫度計、計時器、游泳箱：北京金亞億豐塑料廠；5804R 型低溫高速離心機、移液槍：德國Eppendorf 公司；吹風機：日本松下；加浪器：中山松寶。

1.1.2 實驗動物

SPF 級雄性昆明種小鼠 60，體重（18±2）g，購于北京維通利華實驗動物技術有限公司，實驗動物生產許可證號：SCXK（京）2016-0006。飼料生產于北京科澳協力飼料有限公司[許可證號：SCXK（京）2014-0010]。

1.2 方法

1.2.1 小鼠疲勞模型建立

60 只昆明小鼠適應性飼喂3 d 后，將其隨機分為5 個組：空白對照組、模型組、LBP 低劑量組（75 mg/kg）、LBP 中劑量組（150 mg/kg）、LBP 高劑量組（300 mg/kg），每組12 只小鼠。實驗性小鼠在SPF 屏障系統中飼養，溫度控制在（20±2）℃之間，空氣相對濕度50%～70%，光照周期為 12 h 光照（8：00～20：00）/12 h 黑暗，自由取食和飲水，每日更換墊料。將LBP 溶于雙蒸水中，各劑量組每日經口灌胃受試物（20 mL/kg），空白對照組、模型組則灌胃等量蒸餾水。每日灌胃結束下午，對模型組以及3 個劑量組小鼠進行疲勞游泳實驗：先進行靜水適應性游泳實驗共9 d，第1 天小鼠游泳20 min，第2 天至第5 天小鼠游泳30 min，第6 天至第9 天游泳1 h。然后再進行加浪游泳實驗共18 d：第10 天至第13 天d 小鼠加浪游泳20 min，第14 天至第17 天加浪游泳25 min，第18 天至第19 天小鼠加浪游泳30 min，第20 天至第22 天小鼠游泳40 min，第23 天至第28天加浪游泳45 min。其中游泳箱水深30 cm，游泳箱內水的溫度為（26.0±1）℃。

1.2.2 血清和臟器的采集和制備

實驗第28 天，模型組小鼠以及3 個劑量組小鼠進行最后一次加浪游泳45 min 后，吹干小鼠的皮毛后，馬上對小鼠進行拔眼球取血，將采得的血放在4 ℃冰箱中靜置1 h 后，離心，轉速為3 000 r/min，離心15 min，得血清。小鼠經脫臼處死后，立即解剖，并取出小鼠的肝、腎、心、肺、脾等組織，立即將臟器表面的浮血用0.9 %生理鹽水沖洗干凈，濾紙拭干并稱重，然后將其凍存在-80 ℃冰箱中，用于后續實驗。

1.2.3 小鼠疲勞相關指標的測定

緩解小鼠疲勞的指標主要包括血清中的生化指標以及其他臟器組織中的相關指標。用生化分析測血清中BUN、CRE、LD、LDH；取肝臟和肌肉組織測定HG和MG，用0.9%生理鹽水將肝臟勻漿，制成10%組織勻漿液，3 000 r/min 離心15 min 后取上清分裝于1.5 mL離心管用于測定MDA 和SOD，在操作過程中嚴格按照試劑盒說明書上要求來完成。

1.3 數據處理

用SPSS 19.0 軟件進行數據處理。多組間比較采用單因素方差分析，數據表示方法均為x±s 表示，p＜0.05 表示有顯著性差異，p＜0.01 表示有極顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 運動訓練和LBP對各組小鼠體重、每日食物和食物利用率的影響

體重變化和攝食多少是小鼠生長發育受到影響最直接的體現，也可以間接反映小鼠在飼養期間，運動訓練和LBP 對小鼠生長發育的影響。LBP 對各組小鼠體重、食物利用率的影響見表1。

表1 LBP 對各組小鼠體重、食物利用率的影響Table 1 Effects of LBP on weight and food utilization rate in mice

由表1 可知，與空白對照組相比，模型組小鼠體重和食物利用率均出現下降，但無顯著性差異，表明運動過量會對動物的身體健康產生一定影響。與運動訓練組相比，LBP 低、中、高劑量組小鼠體重和食物利用率均升高，但無顯著性差異，表明在飼養期間，灌胃LBP對過量運動的小鼠的生長及發育有一定保護作用，但顯著的作用效果可能還需要更長的時間才能體現。

2.2 LBP對小鼠血清中BUN、CRE的影響

機體在長期大量運動過程中，由于供能關系發生變化，血液中尿素的含量會增加[15]，而腎臟的負擔也會加重，因此肌酐也可能會升高[16]。表2 為LBP 對小鼠血清中BUN、CRE 的影響。

表2 LBP 對小鼠血清CRE、BUN 的影響Table 2 Effects of LBP on CRE and BUN in mice

由表2 可知，與空白對照組相比，模型組CRE、BUN 均顯著升高（p＜0.01），與模型組相比，LBP 高、中、低劑量組 CRE 濃度顯著降低（p＜0.01），BUN 濃度降低但無顯著性差異，說明LBP 對由運動引起的CRE 濃度升高具有抑制作用，也能在一定程度上減少尿素的產生。

2.3 LBP對小鼠血清中LD、LDH的影響

運動引起能源物質的不斷消耗、有害代謝物質的逐漸堆積是產生體力疲勞的重要原因[17]。血清中乳酸作為肌肉活動的主要代謝產物，是評價機體疲勞的重要標志物，乳酸脫氫酶則加快乳酸的分解，緩解機體的疲勞癥狀[18-19]。LBP 對小鼠血清中LD、LDH 的影響見表3。

表3 LBP 對小鼠血清中LD、LDH 的影響Table 3 Effects of LBP on LD and LDH in mice

由表3 可知，與空白對照組相比，模型組LD 濃度顯著升高（p＜0.01），LDH 酶活性無顯著變化，與模型組相比，LBP3 個劑量組LD 均降低，但未表現出顯著性差異，中、高劑量組 LDH 活性顯著升高（p＜0.01），說明LBP 可以提高LDH 的活性，也能在一定程度加快LD的清除。

2.4 LBP對小鼠HG、MG的影響

當機體長時間大量運動時，HG 和MG 也會分解參與供能，HG、MG 的耗竭也會影響機體的運動能力，產生疲勞[20]。LBP 對小鼠 HG、MG 的影響見表4。

表4 LBP 對小鼠 HG、MG 的影響Table 4 Effects of LBP on HG and MG in mice

由表4 可知，與空白對照組相比，模型組小鼠HG、MG 濃度均顯著降低（p＜0.01）顯著性差異，表明過量運動會加快肌肉和肝臟中糖原的耗竭。與模型組相比，各劑量組 HG 濃度顯著增加（p＜0.05 或 p＜0.01），中、高劑量組的 MG 濃度顯著升高（p＜0.01），表明 LBP 可以增加肝臟和肌肉中糖原的儲備，延緩疲勞的產生。

2.5 LBP對小鼠肝組織MDA、SOD的影響

有研究表明，疲勞的產生也和機體的抗氧化能力以及脂質過氧化產物積累有關[21]。MDA、SOD 可以反映脂質過氧化水平和機體抗氧化能力[22]。LBP 對小鼠MDA、SOD 的影響見表5。

表5 LBP 對小鼠 MDA、SOD 的影響Table 5 Effects of LBP on HG and MG in mice

由表5 可知，與空白對照組相比，模型組MDA 濃度顯著增加（p＜0.01），SOD 活性顯著降低（p＜0.01），表明過量運動會使機體發生氧化應激導致脂質過氧化產物增加。與運動訓練組相比，高、中劑量組MDA 濃度顯著降低（p＜0.01），高、中劑量組 SOD 活性顯著升高（p＜0.01），說明LBP 能夠提高機體抗氧化酶活性，減少脂質過氧化產物，從而緩解機體疲勞。

3 結論

體力疲勞又稱運動性疲勞，是機體在長時間或者是高強度運動后，由于運動時間過長，肌肉過度緊張，生物能源消耗過多，大量代謝產物如乳酸的堆積，使軀體產生的一種疲勞的狀態[23]。有關疲勞產生的機制有眾多的學說，比較公認的有能源物質的耗竭，代謝產物的堆積，自由基氧化損傷，例子代謝紊亂等相互作用，會導致疲勞的產生[24]。基于疲勞的產生機制及表現，可以通過反復游泳訓練實驗來造成小鼠疲勞的狀態，進而檢測一些與疲勞相關的生化指標，來評價枸杞多糖緩解體力疲勞的作用。

肌酐是評價臨床上用于評價腎功能的一個重要指標，當機體長時間大量運動后，腎臟負擔會加重，因此肌酐水平可能會升高[25]。在本實驗中，模型組小鼠肌酐水平顯著升高，表明運動后小鼠腎臟功能受到一定損傷，導致肌酐水平升高。與模型組相比，枸杞多糖各劑量組肌酐水平顯著降低，表明枸杞多糖對腎臟功能的恢復具有很好的功效。尿素氮是蛋白代謝的中產物，當機體運動超過30 min 后，蛋白質便會參與供能，其分解代謝作用也會增強，因此血清中尿素氮水平升高[26]。在本次實驗研究中，與模型組相比，枸杞多糖各劑量組血清尿素氮水平下降，但未表現出顯著性差異，表明枸杞多糖對尿素氮的清除作用不是很明顯，其抗疲勞作用可能與其他途徑有關。乳酸堆積被認為是疲勞產生得主要原因之一。乳酸堆積會導致體內氫離子濃度升高，使動作電位下降，使肌酶的活性降低，從而直接抑制肌肉力量。運動中產生的乳酸主要是通過氧化作用被清除，乳酸脫氫酶作為代謝乳酸的主要酶系，其活性大小可以直接反映乳酸的清除狀況[27]。在本實驗中，枸杞多糖中劑量組和高劑量組的乳酸濃度顯著降低，乳酸脫氫酶的活性顯著升高，表明枸杞多糖能夠增強乳酸脫氫酶的活性從而加快乳酸的清除，消除疲勞感。在進行長時間高低強度的運動時，機體碳水化合物的消耗在疲勞的發生與發展中起著重要作用，而糖原作為血糖的儲存形式，當機體血糖缺乏時可以迅速分解維持血糖穩定，因此，糖原含量可以作為評價機體疲勞的重要指標[17]。在本實驗中，枸杞多糖能夠顯著提高肝糖原和肌糖原的含量，延緩疲勞的發生。自由基和脂質過氧化物的堆積也時疲勞產生的重要原因，MDA 作為脂質過氧化產物，常用來評價機體氧化損傷的程度，SOD 作為體內最重要的抗氧化酶之一，可以作為評價機體抗氧化能力的重要指標。在本實驗中，枸杞多糖中劑量組和高劑量組均能顯著降低MDA 含量，提高SOD 活性，表明枸杞多糖可以增強機體抗氧化能力，減少脂質過氧化物的產生，對緩解體力疲勞具有一定的功效。

通過本次實驗可知，LBP 能夠增加糖原的儲備量、加快體內乳酸等代謝廢物的清除及加快自由基的清除和防止脂質過氧化對體力疲勞具有一定的緩解作用，但其具體的作用機制需進行進一步的研究。