低聚原花青素对大强度耐力训练大鼠骨骼肌组织自由基代谢的影响

【摘 要】高强度运动可引起机体内源性自由基的大量生成，当其生成过量就会产生多余的自由基，多余的自由基会对生物机体的细胞和组织造成破坏，从而导致机体运动功能降低，抗氧化剂的补充可以有效缓解这一状态。低聚原花青素是一种很好的氧游离基清除剂和脂质过氧化抑制剂，对其在大强度耐力调练后对骨骼肌组织自由基代谢作用进行研究，对于低聚原花青素在体育竞技方面的应用具有重要意义。

【关键词】低聚原花青素;力竭运动;骨骼肌组织;自由基代谢

一、前言

原花青素（proanthocyanidins，PC）属于植物来源的聚多酚类化合物，是由儿茶素、表儿茶素及表儿茶素没食子酸酯通过C4—C6或C4—C8缩合而成的不同聚合度的混合物，广泛存在于葡萄、山楂、苹果、草莓、蓝莓、紫薯、可可豆、油菜籽、莲等多种植物中，为植物的次生代谢产物。原花青素具有抗氧化、清除自由基、抗皮肤过敏、扩张血管、免疫调节、预防心血管疾病等多项生理功能，在食品、药品、化妆品等领域的研究价值日益受到关注。目前，对原花青素的开发已扩展到多个植物品种，其中包括莲科药用植物——莲、山茶原花青素等等。低聚原花青素其分子聚合度低，生物利用率高，在清除自由基、抗脂质过氧化、抑制心血管疾病等方面均表现出显著的生理活性。基于此，文章对低聚原花青素对大强度耐力调练大鼠骨骼肌组织自由基代谢进行探索研究，旨在为低聚原花青素在军事体能训练与体育竞技运动保健食品方面的应用研究提供理论及实验依据。

二、实验阶段

（一）实验对象

选用SD雄性健康大鼠24只，两月龄，体重220g-288g。将24只SD雄性大鼠随机分为3组，分别为安静组（A 组），运动对照组（B组）和运动加药组（C组）。每组8只，分笼饲养。饲养温度25"C+3"C，相对湿度45%-65%，自然光照明。

（二）试验方法

低聚原花青素，药品纯度95%。C组给药剂量为50mg/kgBw，每只每次的剂量以2ml生理超纯水溶解后，经口灌喂给药，每日一次。给药时间为6周。给药期间每3天称一次体重，及时调整给药量。A组和B组每次灌喂相同剂量的生理盐水安慰剂。各组老鼠均自由饮食，自由饮水。

（三）运动模型

训练过程中，B组、C组于跑台上进行6周的大强度耐力运动训练，跑速每周递增，坡度分别为0%、5%、5%、5%、5%和10%，训练时间分别为20min、20min、30min、20min、30min和20min，每周训练6天，休息一天。训练模型基于Bedford模型结合实际略加调整。

第6周的最后一天称重后，进行跑台力竭运动，跑台速度27m/min，坡度为5%，记录力竭时间。力竭判断标准为动物跟不上预定运动速度，大鼠臀部压在笼具.后壁，后肢随转动皮带后拖达30s，电流刺激毛刷驱赶无效，行为特征为呼吸深急、幅度大，精神疲倦，俯卧位垂头，刺激后无反应。

（四）实验取材

动物力竭后即刻用乙醚麻醉，断头处死，分离血清，并迅速取其心脏、肝脏、大脑、肾脏和股四头肌，以预冷的生理盐水洗掉残余血液，滤纸吸干，置于分组标记的洁净培养皿中，零下20C保存备用。取材的同时制备组织匀浆。称取适量湿组织加预冷的0.9%生理盐水研磨，按W（g）;V（ml）=1：9制成10%组织匀浆液。根据指标测试要求离心后吸取上清;于4C保存。断头取血后室温下凝固，凝固后用竹签沿试管壁四周轻轻剥离血块，使血清尽快析出。然后置离心机角转速2500-3000rpm/min离心15min， 将血清倾入另一洁净试管低温保存备用。

三、测试阶段

超氧化物歧化酶（SOD）测定。SOD对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用。此酶能清除超氧阴离子自由基，保护细胞免受损伤。采用黄嘌呤氧化酶法，通过黄嘌呤及黄嘌呤氧化酶反应系统产生超氧阴离子自由基，后者氧化羟胺形成亚硝酸盐，在显色剂的作用下呈现紫红色（550nm），用可见光分光光度计测定吸光度。当被测样品含SOD时，则对超氧阴离子自由基有专--抑制作用，使形成的亚硝酸盐减少比色时测定管的吸光度值低于对照管的吸光度值，可计算出SOD活力。

谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）测定。谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解的酶，它特异地催化还原型谷胱甘肽（GSH）对氢过氧化物的还原反应，一般认为它在细胞内能清除有害的过氧化物代谢产物，阻断脂质过氧化链锁反应，从而起到保护细胞膜结构和功能完整的作用。谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）可促进过氧化氢（H202）与还原型谷胱甘肽（GSH）反应生成H2O及氧化型谷胱甘肽（GSSG）。

四、分析讨论

骨骼肌是运动的直接部位，其能量消耗快，局部耗氧增多，肌细胞线粒体负荷加重，从而引发自由基的链式反应。研究表明，自由基在运动性肌肉损伤中起着重要作用，剧烈运动后肌肉中的自由基生成增多，它与生物膜的多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应而引起膜结构的改变，严重时即有肌细胞肿胀、坏死等形变。许云霞等对小鼠进行耐力训练后，发现其骨骼肌SOD活性有所增加，同时MDA含量没有显著增加。表明耐力训练后，机体的自由基代谢达到产生与消除的动态平衡，骨骼肌抗氧化能力增强。近年来，越来越多的证据揭示，自由基在运动性肌肉损伤中起着重要作用。生物体不断产生自由基，引起脂质过氧化作用加强的同时，自由基清除系统的活性也在不断变化。Jenkins （1998 ）测定了人体活检的股外侧肌SOD活性，发现运动使SOD活性升高。Higuahi （1985）报告了经过3个月耐力训练的大鼠力竭运动后，比目鱼肌、股外侧肌红肌SOD总活性增加。

本实验结果表明，力竭运动后，运动组较安静组肌组织SOD活性有极显著升高（P<0.01），MDA含量有极显著升高（P<0.01），CAT活性有极显著性降低（P<0.01），GSH-Px活性有极显著性降低（P<0.01），GSH含量有极显著性降低（P<0.01），TAOC活性有极显著性降低（P<0.01）。说明长时间耐力训练后，大鼠肌组织抗氧化酶变化不一，只有SOD升高。但从整体上来看，自由基清除系統不足以平衡运动导致内源性自由基增加，导致肌组织脂质过氧化程度加强。加药组较运动组肌组织SOD活性呈显著性升高（P<0.05），MDA含量呈极显著性降低（P<0.01），CAT活性极显著性升高（P<0.01），GSH-Px活性呈极显著性升高（P<0.01），GSH含量无显著性差异（P>0.05），TAOC活性呈显著性升高（P<0.05）。说明GSPC对骨骼肌组织有很强的自由基清除作用，从而保护肌细胞膜不受损害，可以减轻运动内源性自由基对骨骼肌造成的损伤。其可能机制是：GSPC可以中断自由基的链式反应，有效地清除超氧阴离子自由基和羟基自由基等。

本实验中，运动加药组与运动组相比具有显著性差异（P<0.05），平均力竭运动时间延长了32.35%。说明低聚原花青素可以延缓运动性疲劳，主要是因为低聚原花青素不仅能够清除自由基，而且帮助保存和再生Vc、VE，同时，低聚原花青素能够通过制造弹性蛋白和胶原纤维加固毛细血管壁，从而进-步防御自由基的侵蚀。据资料报道，低聚原花青素在体内的保留时间长达72h，而Vc的保留时间仅3h。这将大大增强其抗氧化清除自由基的能力。另外，可能低聚原花青素促进肝糖原的合成，提高肝糖原的储备，保证了机体在力竭运动中的能源供应与支持，从而延长机体的运动时间。

【参考文献】

[1]石榴籽原花青素提取纯化及抗氧化活性研究[D]. 李茜.安徽农业大学 2013

[2]山竹壳中原花青素的提取纯化与活性研究[D]. 杨青.集美大学 2013

作者简介：杨磊（1986—），男，商丘学院讲师，硕士，研究方向：体育教育学。

项目来源：2019年度河南省教育厅重点项目，项目名称：原花青素对力竭后大鼠骨骼细胞凋亡蛋白TNF-a、Fas、caspase-8的影响研究，项目标号：19A310017