复方中药制剂对运动训练大鼠运动能力的影响

复方中药制剂对运动训练大鼠运动能力的影响
曹强军;林丽芳;张彪
【摘要】通过观察复方中药制剂和运动训练对大鼠股四头肌运动能力的影响,探讨复方中药提取物对提高机体糖代谢和运动能力的作用,为更好的指导运动训练、增强运动能力提供科学依据,为有效提高能量代谢中成药的开发奠定理论基础.试验结果发现:(1)力竭时间,D组大鼠力竭时间相比其它3组极显著延长(P<0.01);C组显著长于A组(P<0.05);B组极显著长于C组(P<0.01).(2)安静状态下,D组极显著高于A组、B组和C组,C组和B组显著高于A组;定量负荷,D组极显著高于A组和B组,B组极显著高于A组;力竭即刻,D组极显著高于A组和显著高于B组,B组和C组都显著高于A组;力竭恢复12小时,D组极显著高于A组和显著高于B组、C 组, A组极显著低于B组和C组;力竭恢复24小时,D、C组极显著高于A组,B组显著高于A组 .结论:(1)运动训练可以提高大鼠股四头肌肌糖原的含量和促进恢复过程中肌糖原的合成,提高运动能力;(2)单纯饮用复方中药制剂可以提高大鼠股四头肌肌糖原的含量和促进恢复过程中肌糖原的合成;(3)运动训练结合饮用复方中药制剂在增加大鼠股四头肌肌糖原的含量,减缓运动过程中肌糖原较少,促进恢复过程中肌糖原的合成效果最明显,提示复方中药制剂能够促进机体糖代谢能力,更好提高运动能力.
【期刊名称】《南京体育学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(009)003
【总页数】5页(P27-31)
【关键词】糖代谢;肌糖原;复方中药制剂;大鼠
【作者】曹强军;林丽芳;张彪
【作者单位】陕西航空职业技术学院,汉中,723102;福建龙岩学院,福建,龙
岩,364000;陕西航空职业技术学院,汉中,723102
【正文语种】中文
【中图分类】G80-05
Author’s address:1.Shaanxi Aviation Professional Technical
Institute,Hanzhong 723102;2.LongyanUniversity,Longyan 364000
目前,在体育运动中关于中草药提高能量代谢的研究多集中在补脾、补肝和补气来消除运动性疲劳、促进机体机能恢复等方面的研究取得了重大进展。

但是,以往的研究多集中于单方或复方中药对动物或人体运动训练能量代谢的影响,而釆用多味复方中药提取物对提高运动能力并不多见,少有的报道其结论也不尽相同。

鉴于此,本研究选用灵芝多糖、黄芪多糖、枸杞多糖、人参、葡萄籽等 11位中药提取物配成中药制剂,通过观察大鼠安静对照组、运动训练组、安静服药组、运动服药组分别在安静、定量负荷、力竭即刻、力竭恢复 12h、力竭恢复 24h五种不同功能状态骨骼肌肌糖原含量以力竭时间,认识多味复方中药提取物制剂对训练大鼠运动能力的影响。

目的就在于更好地将中药应用于运动训练实践中,为科学合理应用中药来提高人体运动能力寻求理论依据。

由山东鲁抗医药股份有限公司提供 8周龄雌性W istar大鼠160只,体重 200克左右,国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养,自由进食饲料和冷开水。

正式游泳训练前选取健康,能协调游泳大鼠 140只进行实验。

大鼠饲养环境保持安静,室温为 18-25℃,湿度为 40%一50%。

正式游泳训练前将140只大鼠随机分为 4组:A(安静对照组)、B(运动对照组)、C(安静服药组)、D(运
动服药组),每组 35只。

实验进行 8周后,在宰杀之前将每组按状态分为 5个状态亚组:安静状态组、力竭运动即刻组、定量运动 1h组、力竭运动后恢复 12h组、力竭运动后恢复 24h组。

共 20个亚组,每个亚组 7只。

由灵芝多糖、黄芪多糖、枸杞多糖、人参皂甙、葡萄籽等 11味中药提取物按一定比例与纯净水配制成“复方抗氧化制剂饮料”。

调味剂为纯度≥95%甜菊糖。

大鼠入住动物房适应性饲养 3天后开始游泳训练。

A、C组自由饮用纯净水,B、D 组自由饮用复方抗氧化中药制剂。

每天训练后给服药组大鼠用饮水瓶中加入定量的中药制剂饮料饮用至饮用达到要求剂量方可更换纯净水。

B、D服药组大鼠饮用制剂时间从游泳训练开始直至训练结束共 8周。

大鼠饲养的动物房内保持安静、室温保持在 18–25℃,湿度保持在 40%– 50%左右,A、B组每日自由饮用纯净水,C、D组自由饮用复方抗氧化中药制剂。

各组大鼠适应性饲养一周,在入住动物房 3天后进行试游泳训练,淘汰体质弱及病态大鼠,给预选出的大鼠随机分成四组,即 A(安静对照组)、B(运动对照组)、C(安静服药组)、
D(运动服药组),每组 40只健康雌性W istar大鼠。

B、D运动训练组大鼠游泳环境为高 100cm、直径70cm的圆形塑料桶,水深 55cm,水温 32-35℃,先进行适应训练时间为 15min/d,共 6天。

B、D组持续进行 8周游泳训练,尾部负重,重量为体重的 3%。

训练方式为递增负荷游泳训练第一周训练时间为 30min,之后每周递增训练时间 10min,最后训练周时间为 100分钟,共持续训练 8周。

每周一上午称大鼠体重,每周训练 6天休息 1天。

大鼠力竭运动及定量运动时负重量为自身最后一次所称体重的 4%。

训练 8周后对A、B、C、D四组大鼠分别按 5个状态亚组即安静状态、定量运动1h、力竭运动后即刻、力竭恢复 12h、力竭恢复 24h组断头处死,心脏取血低温离心机 2500r/min离心,取上清存于 -84℃超低温冰箱待测;大鼠运动力竭标准,大鼠沉入水面下 10s不能自主浮出水面,且放在平板上无法完成翻正反射视为力竭。

从超低温冰箱中取出样品,解冻,用生理盐水洗净,滤纸吸干用电子天平称重,按 l:9的比例加入生理盐水后,在冰浴条件下用匀浆器匀浆,剪取 0.3g左右的股四头肌,按
W/V=1/9加入预冷的生理盐水,匀浆后放入4℃的冷冻离心机,以 3000rPm离心15min,离心后取上清装入样品管中4℃冷藏待测。

肌糖原的测定严格按照试剂盒说明书进行,并在实验之前进行预实验,测定完毕后按说明书计算所测指标浓度。

MDF-U2086S型超低温冰箱、752型紫外分光光度仪、722型分光光度仪、电动匀浆机、GL20一 n型高速冷冻离心机、HS一 4型精密恒温浴槽、电子天平、超声清洗器、干燥箱、混匀器、离心管、百得电子自动移液器、动物手术器械、大鼠断头器等。

肌糖原、考马斯亮蓝测试试剂盒均购于南京建成生物工程研究所。

其他试剂如:浓硫酸、乙醇、生理盐水、双蒸水等多种实验药品。

采用 SPSS12.O统计软件对所得数据进行统计分析,求平均数,标准差,进行独立样本T检验,显著性水平 p<0.05。

D组大鼠力竭时间相比另外三组极显著性延长 (P<0. 01);A组与B组极显著缩短(P<0.01),且A组显著性短于 C组(P<0.05);B组极显著性长于 C组(P<0.01)。

安静状态下,D组极显著高于 A组、B组和 C组,C组和 B组显著高于A组;定量负荷,D组极显著高于A组和B组,B组极显著高于A组;力竭即刻,D组极显著高于A 组和显著高于B组,B组和 C组都显著高于A组;力竭恢复 12小时,D组极显著高于A组和显著高于B组、C组,A组极显著低于B组和 C组;力竭恢复 24小时,D、C 组极显著高于 A组,B组显著高于 A组。

运动时肌糖原是骨骼肌的主要能量来源,长时间 (45-200分钟)大强度运动,运动前肌糖原储量在运动达到力竭的时间长短方面起决定作用,直接影响运动能力。

在65%～85%最大摄氧量强度运动中肌糖原消耗导致运动疲劳的原因在于:糖原在肌
细胞内分隔存在,当运动肌内糖原耗尽时,难以从非运动肌内得到补充;在完成相同负荷运动时,肌糖原含量低者,肌肉要较多地吸取血糖供能,可引起低血糖症,影响中枢神经系统的能量供应。

肌糖原是脂肪氧化供能的代谢引物,缺糖将影响脂肪氧化功能
的能力和功能量;肌糖原储量不足,脂肪酸供能比例增加,使运动能力下降[1],[2]。

本研究结果显示(图 1)安静状态下安静对照组肌糖原含最量低,在完成相同负荷运动时,最早达到力竭;而运动服药组肌糖原含量最高,运动能力最强。

结果还显示运动、服药、运动服药均能不同程度提高运动前糖原含量,但运动服药方案对安静状态下
大鼠肌糖原含量提高最显著。

这说明有氧耐力训练和复方中药制剂均能提高大鼠肌糖原储备和运动能力;同时也证明运动前肌糖原储量决定达到运动力竭的时间,直接
影响运动能力。

这一结果和大多数文献报道是一致的。

原因可能是:一,复方中药制
剂的有效成分是一些含多糖的中药提取物,如黄芪多糖、灵芝多糖、枸杞多糖等。

黄芪多糖 I、II、III,黄芪多糖 I由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成的杂多糖,而多糖
II和 III仅由葡萄糖组成葡聚糖。

补糖有利于肌糖原和肝糖原的合成这一观点已经
被国内外学者所证实,Nilson等[3]1974年研究发现果糖和葡萄糖对肌糖原和肝糖
原合成影响。

刘小杰等[4]对补糖促进糖原合成方面做出了总结,认为葡萄糖吸收最快,对于补充肌糖原最有效。

而本研究不同于其他学者就在于此复方不单纯有多糖
类提取物,还加入了人参、葡萄籽和芦荟等提取物从消除自由基、提高机体免疫力、消除炎症、修复损伤等方面来提高糖原的合成[5,6,7]。

二是长期耐力训练可以刺激肌糖原的合成。

目前研究认为刺激肌糖原的合成有以下几方面:①可以增加肌细胞
对胰岛素的敏感性,②使膜上的葡萄糖载体数量增加,③增加细胞膜对葡萄糖的通透
性[8]。

这几方面的作用增加都能使葡萄糖更多地进入肌细胞,并加速肌糖原的合成。

肌糖原贮量的增加,一是可以为肌肉收缩提供更多的燃料;二是可以节省血糖的利用,推迟耐力运动性疲劳的出现[9]。

运动训练可提高骨骼肌对胰岛素的敏感性,增加GLUT4含量,增加血流。

运动适应有益于葡萄糖摄取且能促进肌糖原合成,所以长期
耐力训练可提高骨骼肌中糖原的含量[10]。

长期运动训练可提高肌细胞利用脂肪酸和血糖的能力,运动中表现出糖原节省化[11]。

运动服药组大鼠安静状态下肌糖原含量的增量并不是运动对照组大鼠安静状态下和安静服药组安静状态下增量之和,而是略小于二者之和,这说明运动和复方中药制剂
的刺激都能提高安静状态肌糖原的储量,两者的交互作用可能更加促进肌糖原的合成。

至于运动服药组大鼠安静状态下肌糖原含量低于运动对照组大鼠安静状态下和安静服药组安静状态下增量之和,这一现象的机制尚不明了,有待于进一步研究探讨。

本实验方案结果显示 (见图 2),在运动过程中,运动至 1h时(定量负荷状态)运动服药组肌糖原最高,运动对照组和安静服药组差不多,安静对照组含量最低;从安静状态至运动 1h肌糖原下降幅度看,安静对照组下降最大,安静服药组次之,运动服药组下降
幅度最小。

原因可能是运动和复方中药的双重刺激更能促进细胞对葡萄糖的摄取,
依靠中药促进脂肪利用、促进糖异生,从而节约糖原及加速合成糖原;此类中药能促
进其他能源物质的利用出现糖原的节省,从而出现同等负荷运动肌糖原消耗减少的
状况。

长时间大强度 (力竭即刻)时运动服药组大鼠肌糖原下降幅度最大,安静服药
组次之,运动对照组下降幅度最低。

这说明复方中药制剂对长时间耐力运动能力的
干预要优于运动训练,运动服药组大鼠对长时间大强度运动适应能力明显强于其它
三组。

原因可能是复方中药制剂中的某些成分动员其他供能物质的分解保护和节省了机体内的肌糖原;还能促进血流通畅,使血液荣和旺盛,提高营养物质的运输能力。

Ferrando等[12]发现人参皂甙可以提高LDH活性,加速糖异生,节约了糖原的消耗
还能促进机体对葡萄糖的摄入和利用。

二是长期的运动刺激使机体产生了保护机制,防止肌糖原的过量降低,这是机体对长期运动训练的一种应激性适应。

实验还发现
力竭即刻时并没有出现糖原耗竭 ,这与许多学者的研究是一致的。

关宇等[13]的实验研究表明重复性大强度跑台运动并不能使大鼠肌糖原耗竭;同时
也提示,重复性大强度运动引起的运动性疲劳的主要原因不是能量物质的耗竭,而是
糖储备的下降,引起血糖的降低而导致中枢的疲劳,因此运动能力下降。

还有研究表
明长时间耐力性力竭运动能够使机体内肌糖原的含量大幅度降低,但不会耗竭,人或
动物体内的肌糖原含量存在一个临界值,为了防止肌糖原含量过低,而且可能在不同
的生物体内这个临界值也是不同的,这与本研究基本观点一致。

也有研究表明长时
间中等强度运动后肌糖原含量可以达到耗竭,造成研究结果不一致的原因可能是力
竭标准的选择上和实验过程中训练强度上存在一定差异。

以往观点认为,糖原的消
耗及耗竭,在体育运动中是一个普遍的现象,也是引起运动性疲劳以及影响运动能力
的主要因素[14]。

但是关于运动能否引起体内肌糖原的耗竭,还没有明确的结论。

关于运动至力竭能不能使体内肌糖原的含量耗竭现在学术界还存在较大争议需要更多地试验来验证。

即刻有较大幅度的恢复,力竭后 24h各组肌糖原比力竭后 12h稍有升高,但还是没有完全恢复到安静状态下肌糖原含量水平,只有安静服药组出现超
量恢复。

关于肌糖原恢复的时间Piehl等[15]于 1974年通过实验认为运动后 48 h 才能使肌糖原恢复。

后来一些学者通过各种实验得出肌糖原在24 h内恢复到正常。

还有人认为,运动后不采取补糖,几乎无糖原合成;在24 h内,糖原合成数量与补糖数量密切相关 (r=0.84)。

现在的许多研究证实恰当的补糖时间和补糖量能更有效的
促使糖原合成。

关于肌肉损伤可削弱糖原合成的报道已有不少。

Costill等[16]通
过实验,得出一个理论:由于离心收缩引起肌肉损伤而导致了发炎,从使糖原分解,影响了糖原合成。

本实验正是从补糖和对损伤的修复等方面入手来实现糖原的有效合成从而明显提高了运动能力。

唐晖等[17]试验证明人参皂甙对糖原恢复的促进作用,
机制可能是通过某一种环节而加强了机体运动后糖原合成酶的活性,从而促进了糖
原的合成。

至于具体通过哪一种环节,还需要进一步的研究。

本实验结果(见图 3),力竭后 12h各组肌糖原含量比力竭
唐量等[18]在研究芦荟对运动小鼠糖代谢影响的实验发现,运动后恢复 24小时,肝
糖原、肌糖原和血糖水平都有不同程度的提高,但都没有恢复到安静状态水平。

关
宇等[19]等的实验研究表明第一次重复性大强度运动之后,肌糖原大部分恢复,但是第二次和第三次运动完之后基本都可以恢复到每次运动前水平,至于每次运动恢复期后,肌糖原恢复的比例不一这一现象还有待于进一步研究。

前者与本实验结果事一致的,原因是运动后肌糖原再合成是一个复杂的过程,受到多种因素的影响,包括运动后肌糖原的含量、血糖的浓度、HK活性、葡萄糖的转运、糖原合酶和分支酶的活性。

7.1 运动训练可以提高大鼠股四头肌肌糖原的含量和促进恢复过程中肌糖原的合成,提高运动能力。

7.2 单纯饮用复方中药制剂可以提高大鼠股四头肌肌糖原的含量和促进恢复过程中肌糖原的合成,提示复方中药制剂能够促进机体无氧代谢能力,很好提高运动能力。

7.3 运动训练结合饮用复方中药制剂在增加大鼠股四头肌肌糖原的含量,减缓运动过程中肌糖原较少,促进恢复过程中肌糖原的合成,提示复方中药制剂能够促进机体糖代谢能力,更好提高运动能力。

【相关文献】
[1] 汤强,姜文凯,盛蕾,丁宁炜,季师敏.低氧高强度训练下大鼠骨骼肌糖酵解酶活性和 H IF-1α表达的变化[J].体育与科学,2009,2:62-67+33
[2] 张爱芳.实用运动生物化学[M].北京:北京体育大学出版社,2006,1:
[3] Nilson L H,Hul tman E.Liver and muscle glycogen in man after glucose and fructose infusion[J].Scand J Clin Lab Invest,1974,33:5-10.
[4] 王斌,蒋晓玲,张蕴琨,卢健,丁树哲.游泳 -水环境对大鼠海马活性氧、HPA轴激素影响的研究[J].体育与科学, 2008,1:80-84
[5] 武露凌,缪爱琴,季师敏,刘刚.倍力方抗运动性疲劳作用的实验研究[J].体育与科学,2008,6:40-42
[6] 吕荣,姜文凯,罗晶,蒋静华.间歇性低氧训练、疲劳和恢复对 H反射参数影响初探[J].体育与科学,2010,3:88 -91+41
[7] 易文波,龚莹莹,雷雨.运动训练与补充谷氨酰胺的剂量和效果[J].体育与科学,2010,4:86-90+112
[8] 王斌,蒋晓玲,张蕴琨,卢健,丁树哲.游泳 -水环境对大鼠海马活性氧、HPA轴激素影响的研究[J].体育与科学, 2008,1:80-84
[9] 熊正英,张琳,武胜奇.白藜芦醇对大强度耐力训练大鼠部分生化指标的影响[J].武汉体育学院学报,2008,42 (8):62-66.
[10]于新凯,左群,赛因贺西格,孙庆文,陆爱云.游泳运动对慢性心理应激大鼠延髓内皮素及其受体的影响[J].上海体育学院学报,2008,1:39-43
[11]Derave W.Muscle glycogen content affects insulin-stimulat -ed glucose transport and protein kinase B activity.AJP, 2000,279:E947-E955.
[12]Ferrando A,VilaL,VocesJA,etal.Effects of ginseng ex-tracton various haematological parameters duringaer obicexer-ciseintherat.PlantaMed,1999,65(4):288-290.
[13、19]关宇,巫苗苗,赵宁宁,等.重复性大强度运动大鼠在不同时期肌糖原的变化规律 [J].北京体育大学学报 ,2005 (6):769-770.
[14]张安民,于芳,胡淑萍,王根深.不同游泳运动方式下大鼠中央杏仁核 c-fos蛋白表达的实验研究[J].上海体育学院学报,2008,5:48-53
[15]Piehl K.Time course for refilling of glycogen store in hunan muscle fibers following exercise-induced glycogen depletion [J].Acta Physiol Scand,1974,90:297-302.
[16]CostillD L.et al. Impaired muscle glycogen resynthesis after eccentric exercise[J].J Appl Physiol,1990,69:46-50.
[17]唐晖,申伟华,彭光辉,等.人参皂甙 Rg1调节大鼠运动中及运动后糖代谢的机制研究 [J].沈阳体育学院学报, 2006,25(4):3-6.
[18]王茹,陈佩杰.CD4～+CD25～+调节性 T细胞在大鼠递增负荷过度训练中的表达及其免疫调节功能[J].上海体育学院学报,2010,3:49-51+56。