人参总皂甙对运动性疲劳大鼠骨骼肌结构和功能影响的实验研究*潘华山1,张志鸿1,赵自明2,冯毅翀1(1.广州中医药大学,广东广州 510006;2 广东省中医研究所,广东广州 510095)摘 要:探讨运动性疲劳模型大鼠骨骼肌结构和功能的变化和人参总皂甙抗疲劳的效应。
采用中等强度的跑台运动建立动物模型,将大鼠分为空白组、模型组和人参总皂甙组。
模型组和人参总皂甙组给药后连续运动两周后,检测大鼠骨骼肌线粒体膜电位和游离钙含量、骨骼肌丙二醛(M DA )含量、超氧化物歧化酶活性(SOD ),并在电镜下观察大鼠骨骼肌纤维、肌细胞线粒体和细胞核等超微结构。
结果发现人参总皂甙能显著降低骨骼肌细胞M DA 含量、增强SOD 活性、抑制骨骼肌细胞内钙稳态失衡和线粒体膜电位降低(均有P <0.05),减轻骨骼肌肌纤维、骨骼肌细胞线粒体和细胞核等超微结构的损伤,发挥抗运动性疲劳的效应。
关键词:运动性疲劳;人参总皂甙;大鼠;骨骼肌;结构;功能中图分类号:G 804 22 文献标识码:A 文章编号:1007-323X (2010)01-0090-04E ffects of G i n senosides on t he Structure and Functions of RatSkeletalM uscle w ith Exerc ise -induced FatiguePAN H ua-shan 1,ZHANG Zh i-hong 1,Z HAO Zh i-m i n g 2,FENG Y i-chong 1(1.Guangzhou U niversity o f Ch i n ese M edic i n e ,Guangzhou 510006,Chi n a ;2.Guangdong I nstitute o f Ch i n ese M edic i n e ,Guangzhou 510095,Ch i n a)Abstract :T his study ai m s to observe t he change o f the structure and functi ons of rat skeleta lmusc le w ith exerc ise-i nduced fati gue and find out t he eff ec ts of G i nsenos i des on an ti-fati gue .W e establi shed t he an i m alm ode l o f tread m ill ex ercise w ith m e d i u m i n tensity :the rats w ere div i ded into 3groups random ly :contro l g roup ,m odel g roup and G i nsenosides g roup .A fter t w o-w eek experi m ent ,m itochondr i a m embrane potenti a l o f rat ske l e talm uscle ,free Ca ^2+content ,M DA content ,and S OD activ i ty have been m eas u red ;m eanwh ile ,ultra-struc t ures have been observed through the electron m icroscope ,such as ra t ske le ta lm uscle fiber ,m uscle cell m itochondr i a and nuc leus .T he resu lt show s that G insenosi des can help so lve the proble m s o f steady i m ba l ance o f Ca ^2+i n s ke letal muscle cells and reduc ti on o fm itochondr i a m e mbrane po ten ti a,l and decrease M DA o f skeleta lm uscle ce lls ,and acti va te SOD acti v ity .In conclus i on ,it can reduce i n j uries o f ske leta l muscle cell s i nduced by spo rts and play a ro l e o f anti-fati gue .K ey word s :Exercise-i nduced fati gue ,G i nsenos i des ,R a t ,Ske l e talM uscle ,Structure ,Functi on收稿日期:2009-12-17作者简介:潘华山(1968-),男,研究员,硕士生导师研究方向:运动医学*基金项目:广东省科技计划项目(编号:2006B35604006)随着竞技运动的发展,训练和比赛的负荷量和强度越来越大,探讨具有独特的、科学的训练方法和大第30卷 第1期2010年1月广州体育学院学报Journa l of G uang zhou Spo rtU n i v ers it y V o l 30 N o 1Jan 2010负荷训练与恢复有机结合的措施与手段,是取得成功的关键。
因此,找可以快速消除疲劳,又不含违禁成分的药(食)物是国内外体育科技工作者的努力方向。
传统中医药诊治疾病所用皆为天然药物,安全有效,并且十分重视调节人体自身的抗疲劳能力,通过调补结合、促进机体达到新的平衡而达到消除疲劳、提高运动能力的目的,在抗运动性疲劳、提高运动能力方面中药有着其自身的优势。
本文拟通过观察人参总皂甙对运动性疲劳大鼠骨骼肌结构和功能的影响,探讨其抗疲劳的效应。
1 材料与方法1 1 实验动物 SPF级雄性SD大鼠,180~220g,月龄1月,广州中医药大学实验动物中心提供,实验动物使用许可证号:SYXK(粤)2008-0085,使用动物质量合格证明编号:0031686。
于广州中医药大学实验动物中心SPF级实验室内进行实验,常规分笼喂养,自由饮水进食,动物室内温度21 ~24 ,相对湿度40% ~55%,室内空气流通,光照时间12h。
1 2 药品与试剂 实验药品人参总皂甙由上海同田生物技术有限公司提供,临用时用生理盐水按0 1mL/ kg体重配成合适浓度后给药。
丙二醛(MDA)含量测定试剂盒、超氧化物歧化酶(SOD)活性测定试剂盒、钙离子浓度测定试剂盒均由南京建成生物工程研究所提供。
1 3 主要仪器 Z H-PT动物实验跑台,JJ-1型组织研磨机,TDL-5-A型低速离心机,722分光光度计,420型FACS流式细胞仪,LI BRA120透射电镜。
1 4 实验分组与运动疲劳模型的复制及造模立成功的标准1 4 1 实验分组将30只雄性SD大鼠,随机均分为人参总皂甙组(剂量为50m g/kg)、模型组(等容积生理盐水)和空白组(等容积生理盐水 )所有大鼠每2d称体重1次,按照新的重量确定给药量。
1 4 1 运动疲劳模型的复制及造模成功的标准每天早上灌胃1h后将空白组放回笼中常规喂养,人参总皂甙组和模型组大鼠则进行中等运动强度的水平跑台运动,速度为15m/m i n,坡度0,跑台20m i n,间歇40m i n,再跑台20m i n,每天1次,连续14d。
参考国内文献[[1]-[2]],并结合预实验的情况,制定造模成功的标准:!大鼠反应迟钝,大逃避反应较运动前有所减弱;∀运动结束前,尤其是最后10m i n,大鼠姿势变成半卧位跑,腹部与跑道时有接触,个别大鼠为卧位跑; #运动结束后大鼠运动能力下降,需要给予一定的刺激才能维持原来的运动能力。
1 5 检测方法1 5 1 骨骼肌线粒体细胞膜电位测定采用荧光流式仪检测法[3]:取冻存的50mg左右的同一部位腓肠肌1块,PBS液冲洗,制备成骨骼肌细胞单细胞悬液,300目尼龙网过滤,调样本细胞浓度为1∃106/mL,400目尼龙膜过滤以除去细胞团块。
取上述肌细胞悬液加入等体积的Rhoda m i n e123,使其最终浓度为25 m ol/L, 37 避光孵育30m i n,PBS洗2次,1000r/m i n离心10m in,用流式细胞仪(flo w cyto m etr y,FC M)对膜电位的检测在2h内完成,488nm激光激发,发射波长为534nm,每份样本获取106个细胞,Cell Quest软件分析。
1 52 骨骼肌线粒体游离钙离子含量测定 取冻存骨骼肌0 5g左右,用眼科剪剪碎后,放入加有生理盐水的10m L玻璃匀浆器内,冰水浴中机器匀浆器研磨成100g/L组织匀浆液。
取上述组织匀浆液,离心机4 1000r/m i n离心10m i n,弃沉淀,取上清液,以4 10000r/m in离心15m i n,取沉淀物,于冰水浴中用匀浆机制备线粒体匀浆液备用。
采用甲基百里香酚蓝(MTB)比色法,按钙离子测定盒使用说明书进操作。
1 5 4 骨骼肌MDA含量和SOD活性测定于大鼠左后肢相同部位腓肠肌取2块骨骼肌,约6g左右,用4 生理盐水清洗,滤纸吸干,立即放入清洁干燥密闭小瓶中,-20 保存备用。
各称取上述冻存骨骼肌组织50m g,加适量生理盐水,于冰水中用电动匀浆机制备成10g/L骨骼肌细胞匀浆。
骨骼肌MDA采用硫代巴比妥酸法、SOD活性采用黄嘌呤氧化酶法,均严格按试剂盒使用说明书进行操作。
1 5 5 骨骼肌超微结构观察于大鼠左后肢相同部位腓肠肌取1块l m m∃l m m∃3mm同一部位的腓肠肌,立即投入25g/L的戊二醛磷酸缓冲液固定,常规10g/ L的锇酸4 后固定、梯度丙酮脱水、环氧树酯815包埋后,制成超薄切片,醋酸铀及硝酸铅染色。
在电镜下观察骨骼肌纵切面骨骼肌细胞肌节、肌纤维、肌细胞线粒体、肌细胞核等超微结构的变化。
1 6统计方法 采用SPSS15 0软件进行统计学分析。
采用单因素方差分析,组间均值比较采用SNK法,方差不齐时组间均值两两比较采用DunnettT3法。
2 结果2 1 各组对运动性疲劳大鼠骨骼肌线粒体膜电位和线粒体游离钙含量的影响由表1可知,与空白组比较,模型组大鼠骨骼肌线粒体膜电位显著性降低(P<0 01);与模型组比较,人参总皂甙组骨骼肌线粒体膜电位显著性升高(P<0 01)。
与空白组比较,模型组大鼠骨骼肌线粒体游离钙含量有显著性降低(P<0 01);与模型组比较,人参总皂甙组骨骼肌线粒体游离钙含量显著性升高(P<0 01)。
