玛咖对老年大鼠脑组织线粒体呼吸链酶活性及抗衰老能力的影响

彭丽娜 张 冰

(廊坊师范学院体育学院，河北 廊坊 065000)

适量的有氧运动可以提高老龄大鼠心脏、股四头肌线粒体呼吸链酶(RCC)Ⅰ～Ⅳ的活性，提高机体的抗氧化能力〔1，2〕。研究也表明，玛咖提取物能显著提高老龄小鼠心、肝线粒体谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低丙二醛(MDA)水平，降低细胞对三磷酸腺苷(ATP)的消耗，说明玛咖具有缓解体力疲劳、延缓机体衰老的作用〔3～5〕。玛咖结合运动可以提高大鼠骨骼肌、肾脏等组织线粒体RCCⅠ～Ⅳ活性，延缓机体衰老〔6，7〕。本文通过测试老年大鼠脑组织RCCⅠ～Ⅳ的活性，来进一步探讨玛咖结合递增负荷跑台运动对力竭运动后老年大鼠脑组织功能及抗衰老能力的影响。

1 材料与方法

1.1实验动物分组 10个月龄健康雄性Wistar大鼠(北京维通利华实验动物技术有限公司)48只，体重(350±20)g，随机分为对照组、玛咖组、运动组和玛咖+运动组，每组12只。

1.2训练方案及玛咖的补充 根据慢性疲劳模型〔8～10〕，运动组和玛咖+运动组进行递增负荷跑台运动，速度15、18、20、25、28、30 m/min，时间是20、30、35、40、45、50 min；1次/d，5 d/w，持续6 w。玛咖组和玛咖+运动组训练结束，每天以5 g/kg〔11〕给予玛咖粉(秘鲁AGRO公司)灌胃。

1.3大脑标本制备及脑线粒体的提取 力竭后即刻腹腔注射2%戊巴比妥钠麻醉大鼠，迅速打开颅腔取出大脑，通过3次离心制成匀浆液。匀浆液在0～4℃下，差速离心提取脑组织线粒体〔12〕。前两次分别离心(4 000 r/min，10 min)弃沉淀，取上清液；两次上清液混合再次离心(12 000 r/min，15 min)2次所得沉淀物即大鼠脑组织线粒体〔12〕。

1.4脑组织RCCⅠ～Ⅳ活性、线粒体SOD、GSH-Px活性、MDA含量的测定 SOD、GSH-PX活性、MDA含量测定，严格按照测试盒的操作程序进行。将10 μl线粒体加入到2 ml反应缓冲液中，180 s内连续测定340、600、550、550 nm处还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶(NADH)、还原型黄素二核苷酸(FADH2)、细胞色素C还原酶与细胞色素C氧化酶吸光值的变化，以此表示脑组织RCCⅠ～Ⅳ的活性〔13〕。

1.5统计学方法 采用SPSS21.0统计学软件进行单因素方差分析和t检验。

2 结 果

2.1各组脑组织RCCⅠ～Ⅳ活性比较 与对照组比，玛咖组RCCⅠ、RCCⅢ、RCCⅣ活性分别提高47.40%、50.88%和55.72%，差异显著(P<0.01)，RCCⅡ活性提高15.55%(P>0.05)；运动组RCCⅠ、RCCⅣ活性提高54.12%和61.26%，差异显著(P<0.01)，RCCⅡ、RCCⅢ活性提高了18.52%和15.40%(P>0.05)；玛咖+运动组RCCⅠ、RCCⅢ、RCCⅣ 活性分别提高68.67%、53.55%和72.39%(P<0.01)，RCCⅡ活性提高35.32%(P<0.05)，差异显著。与玛咖组比，玛咖+运动组RCCⅠ、RCCⅣ活性提高了40.44%和37.64%，差异显著(P<0.05)，RCCⅡ、RCCⅢ活性提高23.41%和5.44%(P>0.05)。与运动组相比，玛咖+运动组RCCⅠ活性提高31.71%，差异显著(P<0.05)，RCCⅡ、RCCⅢ、RCCⅣ活性分别提高20.62%、23.72%和28.72%(P>0.05)。见表1。

2.2各组脑组织线粒体抗衰老能力比较 与对照组比，玛咖组、运动组、玛咖+运动组GSH-Px 活性分别提高42.64%、48.27%和68.92%，差异显著(P<0.05或P<0.01)；玛咖组、运动组、玛咖+运动组SOD 活性分别提高53.36%、58.19%和74.09%，差异显著(P<0.05或P<0.01)；玛咖组、玛咖+运动组MDA含量分别提高了33.21%和32.21%，差异显著(P<0.05)，运动组提高18.54%(P>0.05)。与玛咖组比，玛咖+运动组GSH-Px、SOD活性提高了45.82%、44.44%，差异显著(P<0.05)；MDA含量下降了1.48%(P>0.05)。与运动组比，玛咖+运动组GSH-Px、SOD活性提高了39.93%和38.03%，差异显著(P<0.05)；MDA含量提高16.77%(P>0.05)。见表1。

表1 各组脑组织RCCⅠ～Ⅳ活性及比较

与对照组比较：1)P<0.05,2)P<0.01;与玛咖组比较：3)P<0.05;与运动组比较：4)P<0.05

3 讨 论

研究表明，长期有氧运动训练可以改善线粒体呼吸链酶活性，提高组织线粒体呼吸功能〔14～17〕。本研究提示，有氧运动训练可提高力竭运动后老年大鼠脑线粒体呼吸功能。

另一研究显示，补充玛咖可延长小鼠运动时间，而且使小鼠血清尿素氮和血乳酸水平降低，说明玛咖具有抗疲劳功能〔18〕。本研究提示，玛咖结合递增负荷运动在改善修复脑组织线粒体呼吸功能方面效果突出。其机制可能是有氧训练可显著提高机体的有氧代谢水平，增进机体有氧工作能力，提高机体线粒体基质酶及呼吸链酶活性〔19〕，减少线粒体的氧化损伤，降低线粒体DNA破解程度，线粒体免疫及能量输出速率得到提高〔20〕；同时玛咖中富含多种有效成分，玛咖通过调节线粒体内膜蛋白辅酶活性，降低线粒体的耗氧量〔21，22〕，加强脑组织新陈代谢能力，促进细胞能量转换并唤醒人体各个器官的原有功能，全面调理人体生理平衡，使线粒体呼吸功能得到稳固〔23，24〕。

研究显示，运动疲劳的产生与机体内自由基的延时清除、能源物质的耗竭及代谢产物堆积有关〔25〕。力竭运动引起脂质过氧化反应加强而产生较多自由基，导致线粒体膜结构及功能得到破坏〔26〕，通透性升高而膜电位降低，线粒体DNA损伤增多，导致细胞衰老甚至死亡，使脑细胞工作能力下降〔26，27〕。本研究提示，运动训练可提高老年大鼠机体线粒体GSH-Px、SOD活性，增强机体耐受脂质过氧化能力。

有研究表明，玛咖能增强老龄小鼠血清、肝脏 SOD及GSH-Px活性，降低血清及肝脏中的MDA含量，增加小鼠免疫功能，改善机体糖代谢能力，说明玛咖具有抗疲劳、抗衰老作用〔28，29〕。本研究结果显示，补充玛咖、补充玛咖结合运动均可提高老年大鼠脑组织线粒体SOD、GSH-Px活性。其分子机制一方面是玛咖生物碱和多糖作为玛咖的有效成分之一，具有重要的抗氧化活性，清除过量的自由基，保护细胞膜结构和功能完整性，增强机体细胞免疫功能的同时起到抗衰老的作用〔30〕。另一方面，长期科学运动训练，促使大脑神经信号传导加快，脑组织线粒体血液供应及氧气摄入充足，细胞呼吸功能加强，NADH、FADH2脱氢酶活力提高，加快能量代谢的速率，抗氧化酶活性也随之提高，对延缓细胞及机体衰老起一定的积极作用。

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