沙棘油对运动训练大鼠红细胞的保护作用研究

叶生爱，邢宝萍

（兰州工业学院，甘肃兰州730050）

沙棘油对运动训练大鼠红细胞的保护作用研究

叶生爱，邢宝萍

（兰州工业学院，甘肃兰州730050）

从运动机体红细胞自由基代谢与DNA损伤程度角度出发，进行沙棘油对运动大鼠红细胞的保护作用研究。结果表明沙棘油能明显提高运动大鼠红细胞超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）活性，降低红细胞膜脂质过氧化终产物丙二醛（MDA）含量，保护红细胞及其DNA免受脂质过氧化损伤，增强运动能力。

沙棘油；红细胞；氧化损伤；运动训练

研究证实，剧烈运动可促使活性氧产生，体内脂质过氧化增强，丙二醛（MDA）水平升高而导致运动能力下降，产生运动性疲劳。本文从红细胞角度研究自由基对运动机体的损伤和沙棘油对机体的保护作用。

沙棘果实和叶中富含多种维生素、黄酮、甾醇、类脂、氨基酸和微量元素等药用成分和营养物质，沙棘果实是我国古代藏、蒙医治病的常用药物，具有抗癌抑瘤、增加免疫力的功能，能祛痰利肺，协调肝、胃、脾、肾和心脏功能，能活血化瘀、消炎生肌，也能防辐射、抗衰老。此外，沙棘还能阻断过氧化作用，消除体内过氧化产生的自由基[1]。

1 材料与方法

1.1 实验对象与分组

8 周龄SD雄性大鼠32只，体重（200±20）g，由兰州大学医学院动物实验中心提供。将大鼠适应性饲养3天后，随机分为4组：安静＋生理盐水对照组（对照1组）、安静＋沙棘油组（实验1组）、递增负荷训练＋生理盐水对照组（对照2组）、递增负荷训练＋沙棘油组（实验2组），每组8只。

1.2 训练方式及给药

适应性饲养3天后，对照1组、实验1组不进行递增负荷的运动训练；对照2组、实验2组安排在水池中进行游泳训练，水温控制在（30±1）℃，水深60 cm，密度6只/m2。动物饲养室内温20～26℃，湿度为44%～70%，照明随自然变化。对照1组、实验1组安静笼饲养，自由饮食、摄水。对照2组、实验2组每天下午训练一次，每周训练5天，训练4周；开始每天训练30分钟，适应1周，第二周第一天训练30分钟，以后每天加5分钟，第三周第一天训练50分钟，以后每天加5分钟，第四周第一天训练70分钟，以后每天加5分钟，第五天训练结束后于次日4组负重（体重的6%）游泳至力竭（力竭标准为大鼠沉入水中超过10 s），用电子秒表记录游泳时间。对照组每天按2.5m l/kg剂量灌胃生理盐水，实验组每天按2.5ml/kg剂量灌胃沙棘油。沙棘油由甘肃省轻工业科学研究所提供。

1.3 取材

游泳大鼠力竭后即刻断头取血，肝素抗凝，测各项指标。

1.4 测试指标及方法

（1）超氧化物歧化酶（SOD）测定采用黄嘌呤氧化酶法，丙二醛测定采用硫代巴比妥酸法，谷胱甘肽过氧化物酶（GSH－Px）测定采用DTNB法。均按南京建成生物工程研究所提供的测试盒说明书操作。

（2）红细胞DNA损伤采用彗星分析法，即在荧光显微镜下，每片随机观察约100个红细胞，依据DNA在“彗星细胞”尾部的量判定DNA损伤程度。在西北师范大学生命科学院实验室测试。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel软件对所测数据进行统计学处理，对各指标与对照组之间的差异进行组间t检验，显著性水平定为P＜0.05。

2 结果

2.1 沙棘油对大鼠力竭游泳时间的影响（见表1）

表1 沙棘油对大鼠力竭游泳时间的影响（±s,h）

表1 沙棘油对大鼠力竭游泳时间的影响（±s,h）

注：*表示与对照1组比较P＜0.05，#表示与实验1组比较P＜0.05，Δ表示与对照2组比较P＜0.05

组别动物数力竭游泳时间对照1组8 4.15±0.68#Δ实验1组8 4.94±0.53*Δ对照2组8 5.11±0.55*#实验2组8 5.68±0.49#Δ

表1显示，与对照组比较，实验组力竭游泳时间明显延长，且有显著性差异（P＜0.05）；与对照1组、实验1组比较，对照2组、实验2组力竭游泳时间明显延长，且有显著性差异（P＜0.05）。

2.2 沙棘油对大鼠红细胞中SOD、CSH-Px活性及MDA含量的影响（见表2）

表2 沙棘油对大鼠红细胞中SOD、CSH－Px活性及MDA含量的影响（±s）

表2 沙棘油对大鼠红细胞中SOD、CSH－Px活性及MDA含量的影响（±s）

注：*表示与对照1组比较P＜0.05，#表示与实验1组比较P＜0.05，Δ表示与对照2组比较P＜0.05

组别SOD（U/g·Hb）MDA（nmol/ml）GSH－PX（U/ml）对照1组1517.27±218.68*2.89±0.23*40.33±1.21*Δ实验1组1 765.42±242.01*2.76±0.19*43.80±1.54*Δ对照2组1684.65±189.47*2.70±0.26*46.21±0.70*Δ实验2组1 838.56±210.45Δ2.24±0.32Δ48.80±1.32#Δ

2.2.1 对红细胞SOD活性的影响从表2可以看出，两个对照组相比，SOD活性无显著差异；而1组与2组相比，SOD活性均无显著性差异，但实验2组高于实验1组。

2.2.2 对红细胞MDA含量的影响表2显示，实验组与对照组MDA含量均有显著性差异（P＜0.05）；对照组虽有下降趋势，但无显著性差异；与1组比较，对照2组无显著性差异，但有下降趋势，实验2组有显著性差异。

2.2.3 对红细胞GSH-Px活性的影响表2显示，与对照组比较，实验组均有显著性差异（P＜0.05）；与1组比较，2组GSH－Px活性有显著性差异（P＜0.05）。

2.3 沙棘油对运动训练大鼠红细胞中DNA的作用（见表3）

表3 运动对大鼠红细胞DNA损伤实验结果（±s）

表3 运动对大鼠红细胞DNA损伤实验结果（±s）

注：*表示与对照1组比较P＜0.05，#表示与实验1组比较P＜0.05，Δ表示与对照2组比较P＜0.05

组别计数细胞（个）彗星样红细胞出现率（%）对照1组100 28.48±1.77*Δ实验1组100 20.85±1.34*Δ对照2组100 26.37±5.32*Δ实验2组100 18.64±4.36#Δ

表3显示，与对照组相比较：实验1组与实验2组均有显著性差异（P＜0.05）。与1组比较，对照2组与实验2组均有显著性差异（P＜0.05）。

3 分析与讨论

3.1 沙棘油对大鼠力竭游泳时间的影响

大鼠力竭游泳时间是机体抗应激能力、抗疲劳能力等的综合体现。研究结果显示，实验2组的力竭游泳时间明显长于对照2组（P＜0.05），可以推测沙棘油具有一定的抗疲劳作用。这主要是由于沙棘油含有黄酮类、VE、VC、SOD等抗氧化剂，这些成分能有效清除运动过程中产生的自由基，保护红细胞膜系统的完整性，防止脂质过氧化反应等。

3.2 沙棘油对运动训练大鼠红细胞SOD、GSH-Px活性的影响

长时间剧烈运动需要机体处于高氧环境，导致氧自由基生成过多，攻击红细胞膜，使之结构受损。而红细胞中的SOD、GSH－Px能快速清除氧自由基，在运动中活性明显增高，对于消除自由基对红细胞的损伤、改善红细胞的运氧能力、延缓运动性疲劳的发生具有重要意义，同时直接影响能量的释放和细胞内环境的稳定。于基国[2]认为酶活性的改变与训练强度及时间有关。李磊[3]研究发现，大强度训练使大鼠红细胞抗氧化酶产生适应性变化，表现为SOD活性明显增强、GSH－Px活性无显著变化，改善红细胞的运氧功能，延缓运动性疲劳的发生。章江洲[4]发现力竭运动引起SOD活性升高可能是机体对长时间剧烈运动产生的自由基的防御反应。

实验结果显示，大强度耐力训练可使大鼠红细胞中SOD、GSH－Px活性升高，这可能是因为不同的酶活性对运动刺激的适应能力不同而造成的。服用沙棘油后，不论是实验1组还是实验2组，这3种抗氧化酶活性都明显升高，说明沙棘油可提高红细胞的抗氧化酶活性，其原因可能是：沙棘油作为外源性抗氧化剂，可以加快红细胞中自由基的清除；运动可产生自由基，自由基又可使抗氧化酶活性代偿性增强；通过其他代偿调节提高细胞中SOD、GSH－Px的合成能力。

3.3 沙棘油对运动训练大鼠红细胞MDA含量的影响

MDA是机体内脂质发生过氧化反应的重要代谢产物，其对细胞具有严重的毒性作用。红细胞含量也可在一定程度上反映体内自由基产生和清除情况，因为脂质过氧化起因于结合或游离状态的不饱和脂肪酸与自由基的相互作用[5]。实验研究表明，运动状态下组织MDA含量低于安静状态。

本实验研究表明，实验1组、实验2组红细胞MDA含量分别低于对照1组、对照2组，说明沙棘油对大鼠体内脂质过氧化有非常明显的抑制作用。其机制是：沙棘油含有的黄酮、二菇酚类等成分，具有很强的抗氧化作用；沙棘油增强了红细胞中SOD、GSH－Px等抗氧化酶的活性，加快了自由基的清除。

3.4 沙棘油对运动训练大鼠红细胞DNA损伤的保护作用

彗星实验（Comet Assay）[6，7]即单细胞凝胶电泳（single cell gel electrophoresis，SCGE）实验，是一种灵敏的DNA损伤检测方法。各种因素诱发DNA损伤产生断链时，会影响DNA高级结构，使其超螺旋松散破坏。在细胞裂解液作用下，细胞膜、核膜及其他膜结构受到破坏，细胞内的蛋白质、RNA及其他成分均可进入凝胶而扩散到裂解液中，而核DNA分子量很大，不能进入凝胶，只能留在原位。在碱处理和碱性电泳作用下DNA解螺旋，使DNA的断链和碱易变性DNA片断从严密的超螺旋结构中释放出来。由于这些DNA断链分子量小且碱易变性DNA为单链，所以在电泳电场中就可以离开核DNA，在凝胶分子筛中向阳极移动，产生一个尾状带，而未损伤的DNA部分保持球形，并停留在原位，二者形成彗星状图像。因此，可根据彗星样细胞发生率（拖尾率）和彗星尾长（拖尾尾长），定量检测单个细胞中的核DNA损伤程度，进而了解整个细胞、组织、器官内DNA损伤程度。运动造成的细胞DNA损伤与运动强度、运动方式等有关[8]，我们利用单细胞凝胶电泳技术对运动大鼠红细胞内的DNA损伤情况进行观察，发现力竭运动后对照2组红细胞中DNA的损伤程度明显低于对照1组，实验1组明显低于对照组，可能是由于沙棘油含大量黄酮、VC、VE等对抗自由基抗氧化作用的物质，从而使红细胞尽可能避免自由基的损伤。

4 小结

（1）沙棘油可以明显提高大鼠游泳至力竭的时间，说明沙棘油对促进运动能力的提高具有积极意义。

（2）服用沙棘油可明显提高大鼠红细胞SOD和GSH－Px活性，降低MDA含量，说明沙棘油对增强红细胞抗氧化系统的能力、减少自由基对机体的损伤具有重要作用，同时对延缓运动性疲劳的发生和发展具有积极作用。

[1]句海松，李小洁，赵宝路，等.沙棘总黄酮对活性氧自由基的清除作用[J].中国药理学通报，1990，6（2）：97.

{2]于基国.不同运动强度对红细胞膜脂质过氧化的影响[J].中国运动医学杂志，1997，16（2）：146－147.

[3]李磊.抗疲劳中药对大强度训练大鼠红细胞抗过氧化酶活性的影响[A]//第五届全国体育科学大会论文摘要汇编[C].1997.

[4]章江洲.力竭性游泳对小鼠红细胞腺普脱氨酶及SOD活性的影响[J].中国运动医学杂志，1999，18（2）：160－161.

[5]陈吉棣，曹国华，陈志民，等.健力宝——低热量饮料对大鼠体内脂质代谢影响的研究[J].体育科学，1992，12（2）：49.

[6]Vcn Remmen H，Hamilton M L，Richardson A.Oxidative damage to DNA and aging[J].Exerc Sport Sci Rev，2003，31（3）：149-153.

[7]Singh N P.Technical report：modification of alkaline microgel electrophoresis for sensitive detection of DNA damage[J].Int Radiat Biol，1994（66）：23.

[8]孟紫强.应用彗星实验研究细胞DNA损伤的原理和方法[J].中国公共卫生，1998，14（7）：425.

G424.31

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1671－1246（2015）01－0118－03