银杏叶提取物对大鼠血液CK、LDH、IL-4活性的影响

来源 :北京体育大学学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuhmmmmm
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  摘 要:为探讨银杏叶提取物对大鼠抗疲劳能力的影响,将86只SD大鼠随机分为对照组和服药组,通过适应性训练后,进行一次力竭性运动,测定运动后即刻、运动后24 h、48 h的血液CK、LDH和IL-4等有关指标。结果表明:与对照组相比,服药组的各指标升高幅度均较低(p<0.01)。结论:银杏叶提取物对骨骼肌细胞膜的正常结构和机能具有保护作用,能降低运动后急性免疫应答反应,因而具有抗运动性疲劳的作用,将其开发为运动营养补剂应具广阔的前景。
  关键词:银杏叶提取物、疲劳、血清酶、CK、LDH、IL-4、免疫
  中图分类号:G804.7
  文献标识码:A
  文章编号:1007—3612(2006)10-1370-03
  
  现代化学研究表明,银杏叶提取物(extract of ginko bilobaEGB)中所含化学成分相当复杂,包括黄酮类、内酯类、萜类、生物碱、多糖类、氨基酸、微量元素素等。其中最重要的是黄酮苷类化合物(flavonoid Glycosides)和萜内酯(ginkgolides andbilobalides)两类活性物。其药理作用主要表现在:改善血液循环;保护脑组织抗脑水肿;清除自由基保护神经细胞;抗衰老与中枢神经递质受体;减少血小板粘附和聚集,具有抗血小板激活因子的作用;使血浆粘度和全血粘度降低,减少红细胞聚集,避免血栓的形成等方面。本研究旨在通过动物实验,以EGB作为预防性药物,通过大鼠多次灌喂,观察EGB对大鼠一次性大强度运动后不同时相的血液CK、LDH、IL-4、等指标的影响,进行EGB抗运动性疲劳功效的探讨,为其在体育锻炼及运动训练领域的应用提供理论和实验依据。
  
  1 研究对象与方法
  
  1.1 研究对象 成年雄性SD大鼠86只,体重231.7±10.4g,购自郑州大学医学院动物实验中心。标准啮齿目动物饲养笼分笼喂养,自由摄食饮水,鼠粮亦由郑州大学医学院动物实验中心提供。保证通风条件良好,室温控制在20±3℃,相对湿度40%~60%,自然光照。所有动物实验前均未进行过跑台运动。
  
  1.2 研究方法
  1.2.1 实验药品 购自上海第二医科大学仙居保健品厂生产的公孙银杏营养液。功效成分及含量:每100 mL中含总黄酮25~35 mg;批准文号:卫食健字[1999]第170号。
  1.2.2 动物分组 大鼠购回后适应性饲养2日,随机分为单纯运动组(A组,简称运动组)和运动用药组(B组,简称用药组)两大组。在进行运动前根据运动后取材时间的不同,再将A组随机分为空白对照组、运动后即刻组、运动后24 h组、运动后48 h组;将B组随机分为用药对照组、运动后即刻组,运动后24 h组,运动后48 h组。
  1.2.3 大强度运动模型的建立 大鼠大强度运动模型参考Armstrong和田野。等的运动实验,Armstrong的运动实验为90min间歇跑;田野将运动时间延长为200min,速度16~18m/min,且为持续性下坡跑,中间休息5min。本研究大强度运动参考上述模型,采取运动速度20 m/min,坡度为0,持续运动120min的改进方案。正式实验前,所有动物进行适应性跑台训练2次(每天1次),速度为5~10m/min,时间为10min,坡度为O,剔除不能适应跑台运动的大鼠。
  1.2.4 分组处理情况 A组:常规喂养2周,除对照组外其它各组大鼠进行上述1次力竭性动物跑台运动,运动过程中使用毛刷刺激尾部。个别经驱赶仍不能坚持运动的大鼠出跑台休息,休息时间不超过2min,运动总时间为120min。运动结束后,将动物放回笼,同样条件饲养,直到处死。
  B组:两周内每只大鼠每日灌喂公孙银杏营养液2.5mL,其用药量(以黄酮计)约为3.Omg/kg.d。用药到处死当天。除对照组外其它各组大鼠进行一次持续跑台运动,运动方式同A组。
  运动中除个别大鼠不能坚持运动外,多数运动后期表现出非常明显的疲劳症状,运动能力显著下降,从跑台取出时基本无逃避能力,表明本研究的大鼠进行的是一次性接近力竭运动。
  1.2.5 取材 取血:2周后,对照组在安静状态下,其它组大鼠在跑台运动后即刻、24h、48h,采用大鼠股动脉放血法取血5mL,2mL置于一次性EDTA抗凝试管中(抑肽酶400U),分离血浆用来测lL-4;剩余部分用离心机以3000r/min速度离心10min,分离血清,检测CK、LDH。
  1.2.6 检测指标及仪器、方法 血清肌酸激酶(CK):酶动力法,试剂盒由北京中生生物工程高技术公司出品。仪器为全自动生化分析仪Olimpus AU5400。血清乳酸脱氢酶(LDH):速率法(L→H),试剂盒由北京中生北控生物工程有限公司出品。仪器为全自动生化分析仪Olimpus AU5400。血浆白细胞介素4(IL-4):双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA法),试剂盒由晶美生物工程有限公司出品。仪器为RT-2100C型酶标仪。
  各项实验操作均严格按照试剂盒要求进行。
  1.2.7 数据处理所有数值均以“均数±标准差”(x±s)表示。统计分析使用SPSS 11.5版统计分析软件完成。显著性差异水平P<O.05,非常显著性差异水平P<O.0l。
  
  2 实验结果
  
  运动后对照组和实验组各时相血清CK水平变化规律相似。运动后即刻显著升高,但是用药组的升高幅度较低,且在24h时已大部分恢复,二者相比,均具有非常显著性差异。
  
  单纯运动组和用药组运动后各时相血清LDH水平非常显著高于运动前。相比可见,用药组的运动后即刻组血清LDH非常显著地低于单纯运动组对应时相,其它各时相用药组均低于单纯运动组,未见显著性差异。
  两组IL-4总体趋势都是运动后先升高后降低,运动后24 h达高峰。用药组运动后各个时相的血浆IL-4都比单纯运动组对应各个时相为低,具非常显著性差异。
  
  3 分析与讨论
  
  3.1 银杏叶提取物对大鼠血清CK的影响 从表1数据可见,本研究中运动后大鼠都出现血清CK活性升高的现象,变化情况与文献报道相似,提示一次性大强度力竭运动可能导致组织细胞损伤。大鼠一次力竭性运动后,用药组运动后各时相血清CK水平变化规律和单纯运动组变化规律相似,运动后便开始显著升高,但是升高幅度较低。运动后即刻和24 h血清CK升高幅度非常显著地低于单纯运动组对应时相血清CK。运动后48 h已基本恢复,服药组恢复速度也较单纯运动组为快。提示:银杏叶制剂能有效降低细胞膜的通透性;对运动引起的肌细胞微损伤有保护作用;加速大鼠力竭性运动后血清酶的恢复。
  3.2 银杏叶提取物对大鼠血清LDH的影响 从表2可见,单 纯运动组和用药组运动后各时相血清LDH水平非常显著高于运动前血清LDH水平。用药组和单纯运动组比较,只有用药组的运动后即刻组血清LDH非常显著地低于单纯运动组对应时相,其它各时相用药组均低于单纯运动组,未见显著性差异。与CK相同,细胞膜通透性增大是引起LDH的升高的主要原因。运动后即刻血清LDH升高幅度与机体运动时供能过程密切相关。用药组LDH升高幅度较低,刘建红等运动后骨骼肌损伤血清LDH含量升高,运动补剂能够减轻这种变化的实验,王启荣等补充复合抗氧化剂能减少运动员训练后血清LDH活力的增加,提示具有减少高强度肌肉负荷后造成的骨骼肌微细损伤的研究,也支持本试验结果。提示:相同负荷条件下,银杏叶提取物可提高机体有氧代谢水平,改善机体酸碱平衡,维持内环境的稳定,从而可保持机体较强的运动能力。
  3.3 银杏叶提取物对大鼠血浆IL-4的影响 从表3可见,两组IL-4总体趋势都是运动后先升高后降低,运动后24 h达高峰。用药组运动后各个时相的血浆IL-4与单纯运动组对应各个时相低,均具非常显著性差异。提示:对照组运动后血浆IL-4的升高,表明本试验条件下,大鼠骨骼肌细胞已处于疲劳状态,肌纤维微损伤导致机体免疫应答增强,(不能认为是力竭性运动后机体免疫功能的提高);用药组升高幅度较低和恢复速度较快的现象进一步证明银杏叶提取物对肌细胞膜正常通透性和完整性具有明显的保护作用。
  长时间、大强度运动后的一小段时间内,机体免疫功能被激活,而在最初的激活后伴随了较长时间(3~72 h)的免疫功能削弱的“开窗”期,此时免疫系统机能下降,增加亚临床和临床感染的危险。本试验中A组大鼠血浆IL-4的变化,也表现出这种趋势。但受实验设计的限制,未能获得更长恢复期的数据。研究表明,IL~4对免疫应答的影响主要是抑制细胞免疫,促进体液免疫(特别是IgE反应),增强特异性和非特异性的杀伤功能。在这点上,银杏叶提取物的影响尚需进一步探讨。
  
  3.4 银杏叶提取物对大鼠血清CK、LDH、IL-4改善的机制
  3.4.1 清除自由基,维持细胞膜的完整性 运动应激引起机体自由基生成增加,自由基氧化损伤可致细胞膜蛋白质分子构型改变,使其-SH外露,相近-SH脱氢氧化成二硫键而发生聚合,致高分子不溶性蛋白含量增多。该过程同时伴有Na+ -K+ -ATP酶活性的下降,二者共同作用导致细胞膜损伤和机能异常。MDA(丙二醛)的羧基可与蛋白质和磷脂的氨基反应。生成shift-碱基共轭化合物而致使细胞膜变性。无疑,自由基的生成是细胞膜机能异常的主要原因。因此,利用抗氧化剂保护细胞膜免受损伤,成为延缓运动疲劳的重要课题。
  GBE的成分有各种不同的药理活性,其中银杏黄酮清除自由基的作用较强。能降低脂质过氧化代谢产物MDA的含量,而增加SOD,GSH-Px的含量;通过抑制还原型辅酶Ⅱ(NADPH)氧化酶活性,减少细胞氧的利用,从而明显减少自由基的生成。其作用机制主要由于银杏黄酮类和银杏内酯的分子结构中都含有具较强抗氧化作用的结构基础-多酚羟基,通过酚羟基和羰基的转换,可作为一种氢原子供体而具有终止自由基连锁反应的作用。EGb不仅抑制了NO分子的产生而且同时抑制诱生型NO合成酶(iNOS)的活化。这些结果提示EGb761不仅能直接清除NO,而且也能抑制iNOS表达,因此,EGb761可以作为NO的抑制剂在组织损伤情况下发挥作用。此外,EGB能有效维持骨骼肌细胞内ca2+ -ATP酶的活性及细胞内外的ca2+平衡,防止病理状态下钙超载造成的细胞损伤。由于上述原因,EGB能维持线粒体结构的完整性和细胞正常的氧化磷酸化,促进骨骼肌细胞ATP合成能力的恢复,从而使得疲劳时大鼠血清CK、LDH升高幅度减低。
  3.4.2 增加肌肉血流量,降低毛细血管和细胞膜通透性EGB中芸香苷型的类黄酮可通过减少毛细血管脆性,减弱血液粘滞性和红血球聚集,增加红血球流动性和减少白血球硬度来抑制缺血性组织损害。银杏叶的总黄酮对血管紧张素转换酶活性有明显的抑制作用。可抑制小动脉的收缩,扩张血管,增加肌肉血流量。EGB制剂能减低毛细血管及收缩肌细胞膜的通透性,并对由毛细血管通透性增加引起的水肿有较好的治疗作用。
  3.4.3 调节激素分泌,降低炎症反应 有研究提示,EGB可抑制甾体类激素的生物合成,降低血清皮质醇水平。EGB中某种成分可能抑制糖皮质激素水平降低所致的促肾上腺皮质激素(ACTH)反馈性升高现象。其调节效应为减少循环中的淋巴细胞、单核细胞和嗜酸性粒细胞的数量,通过抑制促炎细胞因子Ⅱ-l、Ⅱ-6、干扰素等的释放抑制细胞介导的免疫;从而对免疫应答行使强有力的控制。Ⅱ-4是Th2产生的抗炎细胞因子,可下调Thl应答,下调的机制对预防伴随的损伤以及能量守恒是必要的。Thl和Th2细胞产生的细胞因子彼此之间的刺激和抑制作用在决定免疫应答和类型和程度时也发挥较大的作用。另外,与延迟性肌肉为损伤和疼痛有关的前列腺素(PGE2)能抑制内毒素(LPS)刺激巨噬细胞产生肿瘤坏死因子(TNFα)和IL-6,PGE2对单核吞噬细胞的炎症介质释放的反馈抑制,可使运动后损伤肌肉中炎症反应的程度比较有限。本实验中用药组Ⅱ-4升高幅度较低的结果既与此相符,也证明了EGB的抗炎作用。但EGB对激素和Ⅱ-4的调节机制,尚需进一步研究。
  
  4 小 结
  
  1)EGB可使大鼠一次力竭性运动后血清CK、LDH的活性升高幅度明显减小,具有保护肌细胞膜正常结构和机能的作用。2)运动后用药组血浆IL-4浓度较低,说明EGB既对收缩的骨骼肌纤维微损伤有保护作用,又具有减轻运动后机体的炎症反应一免疫应答的作用。3)EGB主要成分黄酮及内酯类结构中的酚羟基是其抗氧化、清除自由基的结构基础。其对激素的调节和对细胞因子的调节可有效降低机体的炎症反应。
  
  投稿日期:2005-11-10
  基金项目:2003年度河南省教育厅自然科学研究项目。批准编号:2003890367
  作者简介:牛英鹏(1956-),女,河南人,副教授,研究方向运动生物化学。
  
  注:“本文中所涉及的注解、表格、公式等请以PDF格式阅读原文”。
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