几丁聚糖对一次性力竭运动小鼠肝组织自由基代谢的影响

摘 要：了解几丁聚糖对小鼠一次性力竭运动中自由基代谢的影响。通过建立灌服几丁聚糖小鼠的一次性力竭游泳训练实验模型，测定了小鼠肝组织中超氧化物歧化酶（SOD）的活性和丙二醛（MDA）的水平。实验结果：灌服几丁聚糖后，小鼠游泳运动能力明显提高，（P

关键词：几丁聚糖；力竭运动；自由基；超氧化物歧化酶；丙二醛

中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编号：1007-3612(2007)06-0790-03

The Effects of Chitosan on Once Exhaustive Exercise Rats' Free Radical Metabolism of Liver

JIANG Yuling1, YU Yang2, CUI Jinling2, WANG Bo2

(1. P.E. College, Shenyang University, Shenyang 110044, Liaoning, China;

2. Shenyang Institute of Physical Education, Shenyang 110032, Liaoning, China)

Abstract:To study the effects of chitosan on the delay of fatigue in training rats, by setting up the once exhaustive rats' model, the activity of liver mitochondria SOD and the quantity of MDA were measured. The results are as follows. After taking chitosan, the physical ability of the rats improved remarkably (P

Key words: chitosan; exhaustive exercise; free radical; SOD; MDA

几丁聚糖又称甲壳质、壳聚糖等，俗称甲壳素，是自然界中唯一含游离氨基碱性阳离子的可食性动物纤维，是除蛋白质、脂肪、糖类、维生素和无机盐以外的生命第六要素[1]。几丁聚糖在近年来引起国际上的广泛关注，对它的研究也越来越多。它有许多特殊的化学性质，具有广泛的应用前景。

目前国内对几丁聚糖与运动的关系的研究还属少例，本实验立足于几丁聚糖对运动小鼠肝组织自由基代谢的研究为几丁聚糖在运动领域里应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 实验对象及实验设计

1.1.1 实验对象 昆明系雄性小鼠，体重18～23 g，由中国医科大学提供。将小鼠置于20～25℃左右的环境温度下饲养。饲料由中国医科大学提供，饮用水为自来水。

1.1.2 实验设计 将动物随机分为三组，分别为安静组、运动组、运动+几丁聚糖组（简称用药组），每组18只。动物房内温度20～25℃，相对湿度50％～70%，照明时间7:30-19:30。每两周消毒一次。各组小鼠自由摄入水和基础饲料，用药组采用每天灌胃法给药，用药剂量为几丁聚糖0.33 g/kg小鼠体重，每天灌服一次；安静组和运动组每天按0.1 mL/10 g体重的量灌胃给温开水一次。四周后，运动组与用药组于(32±2)℃水池中游泳，力竭后即刻处死。力竭判断的标准为：小鼠深入水中超过10 s，且放在平面时无法完成翻正反射。运动组和用药组力竭运动后立即处死，并立即取出肝脏，置于冰生理盐水中洗净血液，用滤纸吸干，称重，以0.9%生理盐水作为缓冲液，低温匀浆、离心，取上清液测SOD、MDA。安静组交叉取样，处理方法同运动组和用药组。

水池规格，100 cm×60 cm×50 cm，水深45 cm。

1.2 主要试剂与仪器

1.2.1 试剂 1) 丙二醛（MDA）测定试剂盒 南京建成生物工程研究所

2) 超氧化物歧化酶（SOD）测定试剂盒南京建成生物

投稿日期：2005-11-16

作者简介：姜玉玲(1965-)，女，辽宁沈阳人，副教授，研究方向体育教学与训练。工程研究所

3) 考马斯亮兰蛋白测定试剂盒南京建成生物工程研究所

4) 冰乙酸沈阳瑞丰精细化学品有限公司

5) 乙醇沈阳瑞丰精细化学品有限公司

6) 生理盐水

1.2.2 仪器 1) 722分光光度计

上海第三分析仪器厂

2) 漩涡混合器

上海医大仪器厂

3) 恒温水浴箱

上海跃进医疗器材厂

4) JI80-2B离心机

上海安亭科学仪器厂

5) JB90-D型强力电动搅拌机 　上海标本模型厂

1.3 实验方法

1.3.1 取样 力竭运动后取肝组织放入4℃预冷的生理盐水内洗净血液，然后用滤纸吸干，分别称重0.5 g，分别制备10%组织匀浆液待测MDA，分别制备1%组织匀浆液待测SOD活性及组织蛋白含量。

1.3.2 MDA含量的测定 原理：过氧化脂质降解产物中的丙二醛（MDA）可与硫代巴比妥酸（TBA）缩合，形成红色产物，在532nm处有最大吸收峰。

计算公式：

（测定管吸光度―测定空白管吸光度）÷（标准管吸光度―标准空白管吸光度）×标准品浓度（10 nmol/mL）÷蛋白含量（mgprot/mL）=测定样品中MDA含量（nmol/mgprot）

1.3.3 SOD活性的测定 原理：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，用可见光分光光度计测其吸光度。当被测样品中含有SOD时，则对超氧阴离子自由基有专一性的抑制作用，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，通过公式计算可求出被测样品中的SOD活力。

计算公式：

（对照管吸光度―测定管吸光度）÷对照管吸光度÷50%×（反应液总体积÷取样量（mL））÷组织中蛋白含量（mgprot/m；）=测定样品中SOD活性（U/mgprot）

1.3.4 组织蛋白含量的测定 原理：蛋白质分子具有―NH3+基团，当棕红色的考马斯亮兰显色剂加入蛋白标准液或样品中时，考马斯亮兰染料上的阴离子与蛋白―NH3+结合，使溶液变为蓝色，通过测吸光度可计算出蛋白含量。

计算公式：

测定管吸光度÷标准管吸光度×标准管浓度（g/L）=测定样品中蛋白含量（g/L）

1.4 统计处理 用两独立样本t检验，检验组间差异。实验结果以均数±标准差表示。

2 结 果

2.1 几丁聚糖对运动小鼠游泳时间的影响 几丁聚糖对运动小鼠游泳时间的影响（表1）

从表1中可以看出，用药组小鼠游泳时间长于运动组，统计结果显示两者有显著性差异（P

2.2 几丁聚糖对运动小鼠肝组织SOD活性的影响 几丁聚糖对运动小鼠肝组织SOD活性的影响（表1）

在肝组织中，用药组SOD活性显著高于运动组（P

2.3 几丁聚糖对运动小鼠肝组织MDA含量的影响 几丁聚糖对运动小鼠肝组织MDA含量的影响（表1）

在肝组织中，用药组MDA含量显著低于运动组（P

3 分析与讨论

自由基是指游离存在的外层轨道上含有一个或一个以上未配对电子的原子、离子、分子或基团，主要包括氧自由基、羟自由基等。生物体内存在内源性自由基。超氧阴离子是体内自由基的主要来源，在细胞中，通过单电子还原产生的超氧阴离子来自线粒体、微粒体、浆膜等的酶系统和非酶系统的反应。自由基具有极强的化学性质，可引发脂质过氧化，后者可造成许多生物大分子如蛋白质、核酸和多不饱和脂肪酸的损伤，导致细胞结构和功能的广泛性损伤。长时间有氧运动至力竭可使机体氧自由基增加，消除能力下降，导致自由基积累而产生疲劳。

脂质过氧化作用主要是指在多不饱和脂肪酸中发生的一种自由基链式反应，它主要是由自由基引发产生的，它的特点是链式的产生脂质过氧化物，破坏组织结构和功能。脂质过氧化作用引起细胞损伤的机制较复杂，主要有三方面：1）膜脂改变导致膜功能的障碍和膜酶的损伤。2）脂质过氧化过程中生成的自由基对酶和其它细胞成分的损伤。3）脂质过氧化物的分解产物，特别是醛式产物对细胞及其成分的毒性效应[6]。

超氧化物歧化酶是需氧生物体内数千种酶中底物为氧自由基的唯一的酶，其作用是催化超氧阴离子生成过氧化氢，有效的消除超氧阴离子，从而减少毒性更强的羟自由基的产生，起到保护细胞的作用，它是体内自由基消除系统内的一个重要的抗氧化酶。丙二醛是脂质过氧化物的分解产物，是造成细胞损伤的物质基础，也是脂质过氧化强度测定的依据。丙二醛对细胞及其成分有毒性效应。它可以与蛋白质的游离氨基作用，引起蛋白质分子内和分子间交联。丙二醛还可以与核酸（DNA、RNA）及碱基、生物胺和磷脂等交联形成老年色素。

运动过程中可以通过以下途径引起自由基产生：1）运动引起细胞内ATP裂解增多，ADP、AMP增多，AMP转变成次黄嘌呤在次黄嘌呤氧化酶的催化下转变成尿酸，同时产生超氧阴离子。2）各种原因导致血浆和组织中游离的铁离子增加，铁离子可通过反应引起组织的氧自由基产生增多，脂质过氧化物增多。3）运动引起肌细胞内线粒体的氧利用途径增多，自由基产生增多。4）儿茶酚胺、肌红蛋白等自氧化产生超氧阴离子。5）白细胞呼吸爆破，产生氧自由基[7]。

本次实验比较了安静组、运动组和用药组三组小鼠力竭时间、SOD活性和MDA含量三个指标（表1），发现运动后肝组织SOD活性下降，MDA含量上升，说明一次性力竭运动后，肝组织自由基产生增加。服用几丁聚糖以后，小鼠运动时间有显著性提高。

说明几丁聚糖可以改善机体在运动过程中的内环境，使机体保持在较高的运动状态水平。其作用机理可能有以下三种：1）补充几丁聚糖促进了肝糖原的合成，提高能源储备量，使运动过程中ATP再合成速度增加，供能速率加快。2）几丁聚糖分子结构中含有氨基、羟基等极性基团可吸附运动过程中产生的大量氢离子，有利于维持机体的内稳态。3）几丁聚糖分子中含有胺基，可能与运动中的酸性代谢产物发生反应，减少酸性物质堆积，延迟运动疲劳出现的时间。

SOD活性、MDA含量的测定结果显示，一次性力竭运动后用药组小鼠肝组织SOD活性显著高于运动组（P

4 结 论

通过本实验研究可以得出下列结论：1） 补充几丁聚糖可延长小鼠的运动时间。2） 补充几丁聚糖可提高肝组织抗自由基氧化的能力，防止自由基导致的肝组织脂质过氧化反应，提高抗氧化酶活性。

参考文献：

[1] 阮宜杰,余友林.补充壳聚糖对运动人体的影响[J].淮南师范学院学报,2003,5(21):18-20.

[2] 宋淑华,高春刚.壳聚糖研究进展[J].辽宁体育科技,2004,26(5):50-51.

[3] 马亚妮.壳质/壳聚糖与体育运动[J].体育科学,1999,19(3):80-83.

[4] 张纯洁,罗平,冯驰等. 壳多糖中药复方对生长期大鼠体重和血脂水平的影响[J].中国中医基础医学,2002,4:41-430

[5] 张永刚,左秀锦.甲壳素、壳聚糖及其衍生物的研究进展[J].大连大学学报,2000,21(4):52-55.

[6] 陈瑗,周玫.自由基医学基础与病理生理[M].北京:人民卫生出版社,2002.

[7] 石磊,熊正英,鱼得海.几丁质•几丁聚糖对运动小鼠心肌组织自由基代谢及血清酶活性的影响[J].西安体育学院学报,2003,20(4):61-63.