木枣多糖抗疲劳组分对游泳小鼠糖代谢的影响

摘要 目的：从木枣多糖中寻找和筛选抗疲劳组分，探讨其对运动机体的作用机制。方法：用不同方法从木枣中提取得到两种粗多糖，以雄性小鼠为实验对象，采用一次性力竭试验，筛选效果最强组分；又建立递增强度游泳训练模型，对小鼠灌服该多糖溶液，四周后测定血糖、肌糖原、肝糖原、血乳酸等生化指标。结果表明：服用一定剂量酶提木枣多糖能提高肌糖原和肝糖原含量，减少力竭运动后血乳酸的堆积，维持血糖恒定。结论：说明酶法提取木枣多糖能够延缓机体运动性疲劳的产生。

关键词：酶法提取；木枣多糖；游泳；糖代谢；

植物多糖是一种广泛存在于植物中的天然大分子物质，由于其独特的功能，近年来被广泛的应用于临床来提高机体的免疫能力，用于增强机体的抗氧化能力，和调节机体的糖代谢。木枣是枣类中的一大类，也有人称之为红枣或大枣，它主要产于陕西，俗有“陕北大红枣”的美称。由于其适应性强，栽培技术简单，所以被陕北等地广泛种植。木枣中含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、生物碱、皂甙、矿物质及多糖（Jujube Polysaccharide）等。红枣中的多糖成分可以提高衰老模型小鼠SOD、CAT、GSP-Px活力，对大、小鼠血虚模型、气血双虚模型有较好改善作用，并具有抗溃疡作用^[1]；大枣多糖具有增强巨噬细胞吞噬功能、促进淋巴细胞转换、抗衰老、补血及保肝的作用^[2]。本试验采用游泳模型，研究木枣多糖对小鼠机体糖代谢以及运动能力的影响，为进一步开发与利用陕北木枣、开发新型运动补剂提供理论依据与思路。

1材料和方法

1.1实验材料及动物

木枣购于陕西省吴堡县，采摘期为十月。木枣多糖提取过程在本实验室进行。采用两种常规提取方法：热水浸提法、加纤维素酶提取法，工艺的主要步骤：木枣→破碎过60目筛→80%乙醇除单糖、苷类等干扰成份→渣用热水浸提→离心取上清液，浓缩至小体积→终浓度为80%乙醇沉淀→无水乙醇、丙酮、乙醚洗涤沉淀→冷冻干燥得水提多糖JP1；热水浸提时加一定比例的纤维素酶，其余步骤同前，得酶提多糖JP2。硫酸-苯酚法检测JP1多糖含量为76.4％，JP2多糖含量为82.6％；

试验动物为健康昆明种雄性小鼠160只，两月龄，体重22-26克，从陕西省医药研究所实验动物饲养中心购入，同时购入基本饲养。适应行饲养一周后进行实验。

1.2试验模型与方案

1.2.1木枣多糖筛选模型

两种糖用时配成等浓度的多糖水溶液，随用随配。小鼠随机分为三组：对照组、JP1组、 JP2组，每组10只。JP1组、 JP2组灌服多糖液一周，剂量选择100 mg.kg^-1.d^-1(按多糖含量计算），对照组同样灌服等体积生理盐水。一周后进行一次性游泳力竭实验，进行筛选。

1.2.2运动模型

选择效果明显的木枣多糖进一步试验，选择100 mg.kg^-1.d^-1为中剂量，并按倍数关系设定高低两个剂量：50mg.kg^-1.d^-1、200 mg.kg^-1.d^-1，小鼠分为4组，每组30只：运动模型对照组、低剂量运动组、中剂量运动组、高剂量运动组。动物饲养室温度20℃-26℃，湿度为43%-50%，光照随同自然光变化，各组自由摄食饮水；每天下午五点灌胃相应的木枣多糖液；运动对照组灌胃相同体积的生理盐水，各组在水池中进行游泳训练，训练模型参照文献[3]，并适当改动，每天灌胃后三小时进行游泳，每周训练6天，周末休息，运动量安排见表1；水池长65cm、宽50cm、深50cm，加水泵制造成循环水，温度控制于30-35℃；第四周末，每组随机抽取10只运动前处死测定相关指标，其余小鼠力竭后随机平均分为即刻处死组和恢复3小时组，恢复组力竭完再灌胃相关剂量木枣多糖液，3小时后处死，测定相关指标。力竭实验采用负重方式，即鼠尾系质量为鼠重5%铅丝，强迫游泳至力竭。判断标准为：小鼠沉入水面8s无力游出。立刻捞出记录游泳时间。

表1 游泳小鼠运动量方案   (单位：min)

Table 1 List of Exercise Amount of Mice (Unit: min)

1.3样品制备与测试方法

血清制备：各组小鼠分别轻度麻醉，眼眶采血，在室温下凝固，然后用离心机离心2号角速度2500-3000rpm.min^-1离心15分钟，取血清；用ACE全自动化分析仪（美国）低温测血糖、血乳酸；组织匀浆制备：取股四头肌、肝脏，制备组织匀浆，质量体积比为10%，待测肌糖原和肝糖原。血糖、肌糖原、肝糖原及血乳酸含量采用南京建成生物制剂公司的试剂盒测定，各项操作严格按照试剂盒上的说明进行。

1.4数据处理

用 EXCEL对所测试数据进行处理，结果以平均数±标准差（X±SD）表示，数据进行组间t检验。

2 实验结果

2.1木枣多糖对各组小鼠力竭时间的影响（见表2）

表2 木枣多糖组分对小鼠力竭时间的影响

Table 2 Effect of Jujube Polysaccharide Composition on Exhaust Time of Mice

*:P<0 .05，与对照组相比较.

表2显示：JP2组小鼠力竭时间显著长于运动对照组，延长百分率分别为17.4%，JP1组小鼠力竭时间较运动对照组差别不明显，提示JP2具有提高小鼠运动时间及抗疲劳的作用，可对其进一步进行研究，探讨其抗疲劳的可能机制。

2.2 服用不同剂量JP2对各组小鼠肌糖原、肝糖原含量的影响（见表3）

表3显示：低剂量运动组肌糖原含量在运动后恢复3小时与运动对照组相比较，具有明显的升高，同时低剂量运动组肝糖原在运动前与运动对照组相比较，具有明显的升高，其余情况无统计学意义；但中剂量运动组与高剂量运动组小鼠不管是运动前、运动后即刻、还是运动后3小时恢复，肌糖原、肝糖原含量均显著高于运动对照组，提示木枣多糖在一定剂量下具有提高小鼠糖原储备的作用。

 

表3 JP2对各组小鼠肌糖原、肝糖原含量的影响

Table 3 Effect of JP2 on Content of muscle sugar and liver sugar of Mice

*:P<0 .05，与对照组相比较；**: P<0 .01，与对照组相比较.

2.3服用不同剂量JP2对游泳小鼠运动前后糖原储备和恢复的影响（见表4）

表4 JP2对游泳小鼠运动前后糖原储备和恢复的影响

Table 4 Effect of JP2 on Content and recover of sugar about Mice after training

注：糖原储备增长率(%)=（游泳前各剂量组糖原含量-游泳前对照组糖原含量）/游泳前对照组糖原含量.100%；糖原恢复率（mg/100g.min）=（游泳后3小时糖原含量-游泳后即刻糖原含量）/180分钟

表4显示：各加药组肌糖原、肝糖原含量增长率与运动对照组相比较，具有明显的升高，中高剂量运动组肌糖原、肝糖原含量增长率达20%；从糖原恢复率的变化情况来看，各剂量运动组均超过运动对照组。

2.4服用不同剂量JP2对各组游泳小鼠血糖含量的影响(见表5)

表5 JP2对各组小鼠血糖含量的影响 （单位：mmol/L）

Table 5 Effect of JP2 on Content of blood glucose of Mice (Unit: mmol/L)

*:P<0 .05，与对照组相比较；△:P<0 .05，与运动前相比较.

由表5可知： 运动后对照组、低剂量组小鼠血糖较运动前有显著性下降，运动后血糖恢复情况显示，只有高剂量组与对照组有显著性升高的差异；其余各组与运动前、运动后相比较，都没有显著性差异（P＞0.05）。

2.5服用不同剂量JP2对游泳小鼠血乳酸含量的影响(见表6)

表6 JP2对各组小鼠血乳酸含量的影响(单位:mmol/L)

Table 6 Influence of JP2 on Content of Blood Lactic Acid of Mice (Unit: mmol/L)

注：血乳酸指数（mmol/L.min^-1）=运动后即刻血乳酸（mmol/L）/运动时间（min）

*:P<0 .05，与对照组相比较；**: P<0 .01，与对照组相比较. △:P<0 .05，与运动前相比较；△△：P<0 .01，与运动前相比较.   

表6结果显示：运动后即刻，各组游泳小鼠较运动前血乳酸浓度成呈极显著性增加（P<0 .01）；各剂量组小鼠血乳酸浓度较对照组有不同程度的降低（P<0 .05、P<0 .01），各组运动恢复后与运动前的血乳酸浓度对比无显著性差异，各组血乳酸恢复速度之间的对比也无统计学意义。

3   讨论

通过纤维素酶法对木枣多糖进行提取，能充分打碎植物细胞壁，使植物细胞胞内多糖浸出，而水提法提取的主要是胞外植物多糖。筛选实验结果表明：具有延缓运动疲劳的植物多糖的活性成分可能主要存在于细胞内。

长时间大强度运动时，运动性疲劳的发生与能量消耗、代谢产物的堆积和内环境的改变等因素有关。研究显示，在长时间大强度运动中，糖原的大量耗尽、血糖浓度的降低、乳酸的堆积都能诱发运动性疲劳的发生^[4-5]。从本试验各组小鼠游泳力竭时间来看，服用酶法提取木枣多糖JP2小鼠游泳力竭时间较对照组分别提高了17.4%，说明服用一定剂量JP2可明显延长运动疲劳的时间。

肝糖原和肌糖原是运动中重要的供能物质，它的储量大小与疲劳的延缓有直接关系，当大强度的训练时，肝糖原的输出不仅维持血糖的恒定，而且及时弥补肌糖原的消耗，维持运动水平。从实验结果分析，运动前与运动后，服用酶法提取木枣多糖JP2，中、高剂量组小鼠肝糖原和肌糖原的储量都较对照组有显著的提高，表明：JP2可能是通过提高机体糖原储备来延长小鼠力竭时间的。结果也显示：服用不同剂量JP2小鼠肝糖原和肌糖原的恢复速度都较对照组有不同程度的提高。

    正常情况下，机体的血糖浓度保持动态恒定。长时间运动，使肌糖原耗尽，肌肉不断利用血糖供能，导致血糖浓度下降，机体通过肝糖原的释放维持血糖的恒定^[6]。本试验力竭游泳模型，造成对照组与低剂量组小鼠血糖浓度显著下降（P<0 .05），血糖浓度的下降，使大脑与红细胞的功能首先受到影响，进而影响运动能力；中剂量与高剂量组小鼠血糖浓度下降不明显，这可能与木枣多糖提高了机体肝糖原和肌糖原的储量有关。从血糖的恢复效果来看，木枣多糖JP2高剂量组较对照组有显著性差异，说明JP2在200 mg.kg^-1体重的剂量下，对小鼠力竭后血糖的恢复有良好的促进作用。

乳酸是糖酵解的终产物，也是糖异生的底物之一，正常情况下，机体内有一定量的乳酸生成，这些乳酸主要通过有氧氧化与糖异生消除。大强度运动时，乳酸大量生成，造成乳酸堆积，影响运动肌以及机体其它组织和器官的功能，进而导致疲劳的产生^[7]。试验结果显示：服用不同剂量木枣多糖JP2使小鼠血乳酸浓度在运动前与运动恢复后都没有明显的影响，但在运动后即刻与运动前相比较，有不同程度的下降，说明：服用一定剂量木枣多糖JP2缓减了游泳小鼠长时间大强度运动中的乳酸堆积的程度。其原因是否是通过增强乳酸脱氢酶活性而使乳酸得以消除，还是通过增强糖异生渠道来降低乳酸的堆积，还有待于进一步研究证明。

4 总结

通过对酶法提取木枣多糖JP2的进一步实验，证实了JP2可能下列途径延长运动时间的：提高机体糖原储备、维持血糖的恒定及降低运动时血乳酸的堆积来延长运动时间,本试验证明了木枣多糖JP2具有抗运动疲劳的作用，此外，木枣产量高，价格低，酶法提取木枣多糖的工艺简单易行^[8-9]，如把木枣多糖开发成为一种运动补剂，其利用价值较高。

 

参考文献

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[3] 陶占泉,李文辉,何兵.力竭游泳训练后小鼠自由基反应的动态观察[J].南京师大学报:自然科学版, 1998, 21(4):83－87.

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[5] 冯美云主编.运动生物化学[M].北京:人民体育出版社,2000.

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[9] 张 钟,高智谋,钱仁珊. 红枣多糖提取工艺及其理化性质的研究[J].保鲜与加工,2006,1:31-32.