運(yùn)動(dòng)抗疲勞中辣椒素的作用研究,運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)論文

運(yùn)動(dòng)抗疲勞中辣椒素的作用研究,運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)論文摘要：為探究辣椒素和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對小鼠疲憊恢復(fù)后24h血清自由基代謝的影響,將50只雄性昆明小鼠隨機(jī)分為生理鹽水灌胃平靜組(NS-C)(n=12)、辣椒素灌胃平靜組(CAP-C)(n=12)、生理鹽水灌胃力竭運(yùn)動(dòng)組(NSE)(n=13)、辣椒素灌胃力竭運(yùn)動(dòng)組(CAP-E)(n=13).運(yùn)動(dòng)組采尾部系2g回形針的負(fù)重游泳訓(xùn)練,訓(xùn)練及灌胃連續(xù)進(jìn)行28天,第29天進(jìn)行一次性力竭運(yùn)動(dòng),記錄小鼠游泳到力竭狀態(tài)的時(shí)間,力竭24h后取血清測丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)活性.結(jié)果,與平靜組相比運(yùn)動(dòng)組小鼠的運(yùn)動(dòng)時(shí)間明顯增加(P0.01),血清MDA含量明顯增加(P0.01);與生理鹽水灌胃結(jié)合運(yùn)動(dòng)相比,辣椒素灌胃結(jié)合運(yùn)動(dòng)能夠顯著增加血清GSH-PX活性(P0.01),且單純辣椒素灌胃的效果優(yōu)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練.由此可知,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠提高小鼠的運(yùn)動(dòng)能力,延長疲憊時(shí)間;運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)合辣椒素灌胃能夠加強(qiáng)機(jī)體去除自由基的能力,與血清GSH-PX活性的增加有關(guān).本文關(guān)鍵詞語：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練;辣椒素;力竭運(yùn)動(dòng);疲憊;自由基;Abstract：Objective:toinvestigatetheeffectofcapsaicinonserumfreeradicalmetabolismfromfatiguerecovery24hafterexercisetraininginmice.Methods:50maleKunmingmicewererandomlydividedintofourgroups,normalsalinecontrolgroup(NS-C)(n=12),capsaicingavagecontrolgroup(CAP-C)(n=12),salineinfusionexercisegroup(NS-E)(n=13)andcapsaicingavageexercisegroup(n=13).Theexercisegroupsunderwentheavyswimmingtrainingexerciseseachwiththeirtailpinnedby2gechoneedle.Theyweretrainedandgavagedfor28days,andtheninthetwenty-ninthdayperformedone-timeexhaustiveexercisewiththeirexhaustiontimeofswimmingrecorded.Twenty-fourhoursaftertheirexhaustiion,theconcentrationofmalondiadehyde(MDA)andtheactivityofsuperoxidedismutase(SOD)andglutathionperoxidase(GSH-PX)intheirbloodserumweredetermined.Results:comparedwiththecontrolgroup,theswimmingtimeofthemiceintheexercisegroupwasincreasedsignificantly(P0.01),andtheconcentrationofMDAinserumalsoincreasedsignificantly(P0.01).Comparedwiththesalinecombinedexercisegroup,thecapsaicincombinedexercisegroupenabledtosignificantlyincreasetheactivityofserumGSH-PX(P0.01),andtheeffectofcapsaicinalonewasbetterthanthatoftheexercisetraining.Conclusion:exercisetrainingcanimprovetheexerciseabilityofmiceandprolongfatiguetime.Exercisetrainingcombinedwithcapsaicincanenhancethebodysabilitytoscavengefreeradicals,whicharerelatedtotheincreaseofserumGSH-PXactivity.Keyword：exercisetraining;capsaicin;exhaustiveexercise;fatigue;freeradicals;辣椒素是辣椒中主要的辛辣成分和具有重要生物活性的物質(zhì).大量研究表示清楚,辣椒素具有廣泛的藥用價(jià)值,如止痛[1]、消炎、抗癌[2]和抗肥胖特性[3]等,當(dāng)前辣椒素已被證實(shí)可改善線粒體的合成和三磷酸腺苷(ATP)的生成[4],新近的研究發(fā)現(xiàn)辣椒素還具有抗氧化性[5],能夠消除機(jī)體疲憊[4].同時(shí)長期規(guī)律適量運(yùn)動(dòng),能夠加強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力,抑制脂質(zhì)過氧化[6].多項(xiàng)研究表示清楚,運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的自由基和脂質(zhì)過氧化是疲憊產(chǎn)生的主要原因[7,8],而血清丙二醛(MDA)是反映脂質(zhì)過氧化和脂質(zhì)損傷程度的重要指標(biāo),MDA水平升高表示清楚機(jī)體疲憊;超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)作為重要的抗氧化劑,能夠去除自由基和過氧化代謝物,加強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力,其活性越強(qiáng),表示清楚機(jī)體去除自由基的能力越強(qiáng)[8,9],對運(yùn)動(dòng)后疲憊的恢復(fù)有重要意義.因而,研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和辣椒素與血清中MDA,SOD和GSH-PX的互相關(guān)系具有重要的理論意義及應(yīng)用價(jià)值.國內(nèi)外有關(guān)疲憊的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)大部分是在力竭運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行的[10],究其原因,與運(yùn)動(dòng)性疲憊的綜合性、全身性、發(fā)生機(jī)制的復(fù)雜性導(dǎo)致建模經(jīng)過中難以判定疲憊發(fā)生、發(fā)展和鑒定疲憊程度密切相關(guān).因而本文研究了運(yùn)動(dòng)后24h血清MDA,SOD和GSH-PX水平的變化,旨在檢驗(yàn)辣椒素能否促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后疲憊的恢復(fù).本實(shí)驗(yàn)以小鼠為模型,通過相關(guān)的生化指標(biāo)研究辣椒素對小鼠運(yùn)動(dòng)抗疲憊的影響,探尋求索辣椒素去除自由基的抗疲憊作用機(jī)制.1材料與方式方法1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組健康雄性SPF級昆明種小鼠共50只,體質(zhì)量22~28g,適應(yīng)性飼養(yǎng)3d后隨機(jī)分為生理鹽水灌胃平靜組(NS-C)、辣椒素灌胃平靜組(CAP-C)、生理鹽水灌胃力竭運(yùn)動(dòng)組(NS-E)、辣椒素灌胃力竭運(yùn)動(dòng)組(CAP-E),平靜組每組12只,運(yùn)動(dòng)組每組13只.1.2實(shí)驗(yàn)試劑與儀器主要試劑:辣椒素購自長沙鼎國生物技術(shù)有限公司;血清MDA,GSH-PX和SOD測試盒均購自南京建成生物工程研究所.主要儀器:臺(tái)式離心(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)儀器開發(fā)有限公司);ELGAOption-Q超純水系統(tǒng)(ELGALabWater公司);UNIC-7200可見分光光度計(jì)(尤尼柯(上海)儀器有限公司);SHH.W21.600型三用電熱恒溫水箱(上海市百典儀器廠);渦旋混勻器(上海達(dá)姆實(shí)業(yè)有限公司);移液槍(德國Eppendorf公司).1.3實(shí)驗(yàn)方案1.3.1灌胃方案采用注射器及灌胃針進(jìn)行灌胃,以下為參考文獻(xiàn)[11,12]確定灌胃辣椒素濃度為10mg/L,劑量為0.4mL.對照組灌胃與辣椒素一樣劑量的生理鹽水.天天灌胃一次,控制灌胃時(shí)間在9:00~9:運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方案運(yùn)動(dòng)采用負(fù)重游泳訓(xùn)練,在其尾巴系上質(zhì)量為2g的回形針,前三天進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練,訓(xùn)練時(shí)間由第一天30min增加到第三天70min.訓(xùn)練及灌胃連續(xù)進(jìn)行28d,隨后各組小鼠禁食過夜,第二天上午9:00開場進(jìn)行一次性力竭運(yùn)動(dòng),24h后取材.力竭斷定的標(biāo)準(zhǔn)為:小鼠深切進(jìn)入水中超過10s,且放在平面時(shí)無法完成翻正反射[13].1.4測試指標(biāo)及方式方法用計(jì)時(shí)器測各小鼠游泳到力竭狀態(tài)的時(shí)間,力竭恢復(fù)24h后,眼眶采血,放置37.5℃的恒溫箱中1h后,4℃下2000r/min離心10min,取上清即為血清.再用相應(yīng)的試劑盒測血清MDA含量以及血清GSH-PX和SOD活性.1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理各組數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件進(jìn)行分析,服從正態(tài)分布且方差齊的數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析,若不存在交互作用則進(jìn)一步分析其主效應(yīng),組間比擬采用LSD檢驗(yàn);不服從正態(tài)分布或方差不齊的數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn),組間比擬采用Mann-WhitheyU檢驗(yàn).方差分析的數(shù)據(jù)用帶有標(biāo)準(zhǔn)差的條形圖表示,非參數(shù)檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)采用箱形圖表示.以P0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.2結(jié)果2.1各組小鼠游泳到力竭狀態(tài)的時(shí)間比擬由表1和圖1能夠看出,與NS-C組相比,辣椒素灌胃并不能延長小鼠運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,但進(jìn)行游泳訓(xùn)練后,運(yùn)動(dòng)組小鼠到達(dá)力竭狀態(tài)的時(shí)間比平靜組明顯延長(P0.01),同時(shí)與CAP-C組相比,NS-E組小鼠的運(yùn)動(dòng)能力也明顯加強(qiáng)(P0.01),表示清楚進(jìn)行28d運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,能夠延長運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,明顯延緩進(jìn)入疲憊的狀態(tài).圖1各組小鼠游泳到力竭狀態(tài)的時(shí)間Fig.1Thetimeofswimmingtoexhaustioninmiceofeachgroup注:箱圖內(nèi)的線表示中位數(shù),箱的頂部和底部分別代表75%和25%.*表示P0.05,**表示P0.01,下同表1各組小鼠游泳到力竭狀態(tài)的時(shí)間Tab.1Thetimeofswimmingtoexhaustioninmiceofeachgroup注:與NS-C組相比,**表示P0.01,*表示P0.05;與CAP-C組相比,##表示P0.01;與NS-E組相比,表示P0.05.下面各表同2.2血清MDA含量檢測結(jié)果雙因素方差分析結(jié)果顯示,生理鹽水灌胃或辣椒素與運(yùn)動(dòng)之間對血清MDA含量沒有交互影響,其主要影響因素是運(yùn)動(dòng)(見表2).進(jìn)一步組間比擬發(fā)現(xiàn),生理鹽水灌胃組和辣椒素灌胃組小鼠經(jīng)28d運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后再進(jìn)行一次性力竭運(yùn)動(dòng),在恢復(fù)24h后血清丙二醛含量均比平靜組高(見表3和圖2,P0.01);與生理鹽水灌胃組小鼠相比,辣椒素灌胃能夠降低血清MDA含量,但差異不具有顯著性(見表3和圖2,P0.05).表2血清MDA,SOD及GSH-PX指標(biāo)雙因素方差分析結(jié)果Tab.2TwowayANOVAanalysisofserumMDA,SODandGSH-PXindexes圖2血清MDA含量檢測結(jié)果Fig.2ResultsofserumMDAcontentdetection表3血清MDA含量檢測結(jié)果Tab.3ResultsofserumMDAcontentdetection2.3血清SOD活性檢測結(jié)果由表2可知,灌胃辣椒素和運(yùn)動(dòng)兩因素對一次性力竭運(yùn)動(dòng)后再恢復(fù)24h小鼠血清SOD活性均無顯著作用,組間進(jìn)一步比擬同樣顯示血清SOD活性無明顯變化(見表4和圖3,P0.05),表示清楚疲憊恢復(fù)24h后,血清SOD活性不受辣椒素或運(yùn)動(dòng)水平的影響.圖3血清SOD活性檢測結(jié)果Fig.3ResultsofserumSODactivitydetection表4血清SOD活性檢測結(jié)果Tab.4ResultsofserumSODactivitydetection2.4血清GSH-PX活性檢測結(jié)果由表2可知,灌胃辣椒素和進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之間存在顯著的交互作用,兩者通過協(xié)同作用共同促進(jìn)GSH-PX活性增加.與NS-C組相比,只進(jìn)行運(yùn)動(dòng)能夠降低血清GSH-PX活性(見表5和圖4,P0.01),但在灌胃辣椒素的基礎(chǔ)上再進(jìn)行運(yùn)動(dòng),能夠增加GSH-PX活性(見表5和圖4,P0.01).圖4血清GSH-PX活性檢測結(jié)果Fig.4ResultsofserumGSH-PXactivitydetection表5血清GSH-PX活性檢測結(jié)果Tab.5ResultsofserumGSH-PXactivitydetection3分析與討論運(yùn)動(dòng)性疲憊是指在運(yùn)動(dòng)中機(jī)體不能將它的機(jī)能保持在某一特定的水平和/或不能維持某一特定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度[14],是影響運(yùn)動(dòng)成績最主要的因素.隨著運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段的更新,有關(guān)運(yùn)動(dòng)疲憊產(chǎn)生的機(jī)制也逐步清楚明晰[7].近年來研究發(fā)現(xiàn),長時(shí)間劇烈運(yùn)動(dòng)使機(jī)體氧化代謝反響增加,產(chǎn)生更多的自由基,自由基和細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化反響,進(jìn)而毀壞細(xì)胞構(gòu)造、降低細(xì)胞功能,是引發(fā)運(yùn)動(dòng)性疲憊的重要原因[7,14].華而不實(shí)MDA作為脂質(zhì)過氧化的中間產(chǎn)物,其含量能夠反映脂質(zhì)過氧化作用的程度[15],而GSH-PX能夠去除體內(nèi)過氧化氫和有機(jī)過氧化物,阻斷脂質(zhì)過氧化反響,起到抗氧化防御作用[16],同時(shí)SOD也作為抗氧化酶之一,能夠抗御體內(nèi)氧自由基[17].運(yùn)動(dòng)后疲憊的恢復(fù)是運(yùn)發(fā)動(dòng)和教練員關(guān)注的重點(diǎn),當(dāng)前對于運(yùn)動(dòng)后疲憊的恢復(fù)多以物理恢復(fù)、化學(xué)恢復(fù)和神經(jīng)調(diào)節(jié)方面入手[18],雖能暫時(shí)消除疲憊,但不能起到延緩疲憊出現(xiàn)的作用.最近研究發(fā)現(xiàn),辣椒中主要的辛辣成分辣椒素能夠?qū)棺杂苫?進(jìn)而產(chǎn)生抗疲憊作用[11].已有的研究表示清楚,不同含量(6~15mg/kg)辣椒素灌胃小鼠在運(yùn)動(dòng)后肝臟GSH-PX和SOD活性比正常小鼠高,MDA水平降低[12];Kempaiah等的研究也發(fā)現(xiàn),辣椒素能夠通過抑制細(xì)胞和肝臟中抗氧化劑和抗氧化酶的消耗,降低脂質(zhì)過氧化反響,進(jìn)而有效降低機(jī)體氧化應(yīng)激[19];有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),疲憊性運(yùn)動(dòng)即刻,血清GSH-PX活性顯著增加,并且急性運(yùn)動(dòng)時(shí)血清SOD活性也增加,揣測是機(jī)體抗自由基損傷和延緩疲憊的一個(gè)防御現(xiàn)象[20].本實(shí)驗(yàn)通過研究辣椒素和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練兩個(gè)因素對血清MDA,SOD和GSH-PX的影響,發(fā)現(xiàn)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的NS-E組和CAP-E組小鼠血清MDA水平較平靜組高,表示清楚NS-E組和CAP-E組小鼠在運(yùn)動(dòng)后24h仍處于相對疲憊狀態(tài),是由于其一次性力竭運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間較平靜組長,運(yùn)動(dòng)經(jīng)過中脂質(zhì)過氧化水平較高.但研究結(jié)果顯示,辣椒素灌胃不能降低脂質(zhì)過氧化程度,也不能提高小鼠的運(yùn)動(dòng)能力.SOD活性沒有顯著變化,表示清楚運(yùn)動(dòng)和(或)給予辣椒素對力竭運(yùn)動(dòng)后24h氧自由基的去除影響不大,這是由于大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后即刻SOD活性顯著降低,但在24h后已基本恢復(fù)正常水平[21].辣椒素灌胃結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練比單純辣椒素灌胃或只進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練更能夠加強(qiáng)機(jī)體去除自由基的能力,表如今血清GSH-PX活性的顯著增加,且辣椒素灌胃的作用優(yōu)于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,表示清楚辣椒素能夠加強(qiáng)疲憊運(yùn)動(dòng)后24h機(jī)體的抗氧化能力.4結(jié)論運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能夠提高小鼠的運(yùn)動(dòng)能力,延長疲憊時(shí)間;運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)合辣椒素灌胃不僅能夠提高運(yùn)動(dòng)水平,還能加強(qiáng)機(jī)體去除自由基的能力,主要是由于辣椒素加強(qiáng)了血清GSH-PX活性.而辣椒素是怎樣調(diào)節(jié)血清GSH-PX活性進(jìn)而加強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力有待于深切進(jìn)入研究,并且在何種運(yùn)動(dòng)水平下辣椒素才能發(fā)揮良好的抗疲憊作用也值得進(jìn)一步探究.本研究結(jié)果對于采用運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練并結(jié)合抗氧化類天然產(chǎn)物在運(yùn)動(dòng)力竭后恢復(fù)一定時(shí)期內(nèi)自由基的代謝經(jīng)過研究具有一定參考作用以下為參考文獻(xiàn)：[1]DERRYS,MOORERA.Topicalcapsaicin(highconcentration)forchronicneuropathicpaininadults[J〗.CochrDatabSystRev,2020,2(9):CD010111.[2]CLARKR,LEESH.Anticancerpropertiesofcapsaicinagainsthumancancer[J].AnticancerRes,2021,36(3):837.[3]KANGJH,TSUYOSHIG,LENH,etal.Dietarycapsaicinattenuatesmetabolicdysregulationingeneticallyobesediabeticmice[J].JMedFood,2018,14(3):310-315.[4]HSUYJ,HUANGWC,CHIUCC,etal.Capsaicinsupplementationreducesphysicalfatigueandimprovesexerciseperformanceinmice[J].Nutrients,2021,8(10):648.[5]CHENKS,CHENPN,HSIEHYS,etal.Capsaicinprotectsendothelialcellsandmacrophageagainstoxidizedlow-densitylipoprotein-inducedinjurybydirectantioxidantaction[J].ChemBiolInteract,2021,228:35-45.[6]盧健,陳彩珍,許豪文,等.長期運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對老年小鼠心肌線粒體抗氧化能力的影響[J].天津體育學(xué)院學(xué)報(bào),1999(2):24-26[7]楊磊.運(yùn)動(dòng)疲憊的產(chǎn)生機(jī)制研究綜述[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào),2002,36(5):47-49.[8]劉長征,雷波.針刺對慢性疲憊綜合征大鼠血清丙二醛含量及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性的影響[J].針刺研究,2020,37(1):38-40,58.[9]謝文霞,潘進(jìn)錢,葉天申.針灸對腦外傷患者血清中SOD,MDA,LPO水平變化的研究[J].針灸臨床雜志,2004(12):17-19,3.[10]艾華,陳吉棣,賀師鵬.缺鋅對大鼠力竭性游泳前后睪酮和鋅水平變化的影響[J].中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,1997(3):164-168.[11]郭時(shí)印,姜德