补充大豆多肽对递增负荷运动大鼠血清LDH、ALT、AST活性的影响

2008-03-21 06:55王启荣毕秋芸
北京体育大学学报 2008年2期

彭 莉 王启荣 毕秋芸

摘要:观察了5周递增负荷训练并同时补充大豆多肽后的大鼠在运动后某些血清酶的变化,旨为在训练中补充大豆多肽对身体机能及运动后恢复的作用提供一定的理论依据。结果发现:补充大豆多肽降低了运动后血清LDH和AST活性。提示:补充大豆多肽可能起到预防骨骼肌和心肌运动性微损伤和促进损伤恢复的作用。

关键词:大豆多肽;LDH;ALT;AST

中图分类号:G804.7文献标识码:A文章编号:1007-3612(2008)02-0199-03

大豆多肽是大豆蛋白质经蛋白酶作用后,再经特殊处理而得到的蛋白质水解物。它由多种肽分子混合物组成,含蛋白质(85%左右)及少量游离氨基酸、糖类和无机盐等成分。与传统大豆蛋白相比,大豆多肽具有易消化吸收、能迅速供给机体能量、无蛋白变性、无豆腥味,无残渣、液体粘性小和受热不凝固等特性,尤其是具有降低血清胆固醇、降血压和促进脂肪代谢等独特的生理功能。因此,开发多肽制品为运动营养保健品也极有价值。而目前国内对大豆多肽在运动领域的研究,动物研究都是一次大强度离心运动模型,补充大豆多肽的时间也仅是短时间,而对长期补充大豆多肽在系统训练中的作用的研究尚不深入。因此,为更贴合运动训练的实际情况,本研究观察了5周递增负荷训练并同时补充大豆多肽后的大鼠在运动后某些血清酶的变化,旨为在训练中补充大豆多肽对身体机能及运动后恢复的作用提供一定的理论依据。

1研究对象与方法

1.1实验对象SPF/VAF级雄性SD健康大鼠,平均体重180~200 g(6周龄),购于北京维通利华实验动物技术有限公司,质量合格证号:No:0043356(许可证编号:SCXK(京)2002.003),大鼠在动物实验室适应3 d后随机分13组(表1),每组10只,各组间动物体重无显著性差异。

动物在国家体育总局运动医学研究所动物房(国家标准Ⅱ级)内分笼饲养,每笼5只,室温控制在20~26℃,相对湿度50%~70%,昼夜节律用日光灯控制,每天光照时间12 h(早8点到晚8点)。标准啮齿类动物维持期饲料(购于北京科澳协力饲料有限公司,产品许可证号:京饲(配)字第238号)和高压灭菌水饲养,自由进食和饮水。饲养笼垫料使用高压灭菌消毒垫料,每周更换2次。

1.2灌胃方式与剂量

各组动物经平衡膳食3 d后开始适应性训练。大豆多肽和大豆蛋白均由北京康比特微创体育新技术发展有限公司惠赠,大豆多肽主要含五肽、六肽和八肽,分子量在200~600之间。大鼠运动后30 min内进行灌胃,每日一次,灌胃剂量按0.15 g/100 g体重,大豆多肽和大豆蛋白溶液浓度均为15%[1],训练对照组灌胃等量蒸馏水。

1.3动物训练

运动组大鼠在实验前均在跑台上进行3 d适应性运动,速度为5~10 m/min、时间为10 min、坡度为零,跑台为PT98型大白鼠跑台(中国杭州段氏制作)。大鼠在进行适应性运动后,按以下方案(表2)进行跑台水平跑运动训练。每周训练5 d,星期六、日休息,每天训练20 min,最后两天为25 min和30 min[2]。在大鼠进行运动训练期间,为保证训练效果进行人工驱赶,但不使用电刺激。安静组动物不进行运动。

1.4动物宰杀和标本取材

取运动后0 h、6 h、12 h和24 h四个时间点,动物宰杀前用戊巴比妥溶液腹腔注射麻醉,麻醉剂量为0.25-0.5 g/kg体重。待大鼠进入深度麻醉后,固定四肢及头部,75%酒精消毒腹部后剖开腹腔,用注射器腹主动脉取血8 mL左右,静置30 min,离心,取血清于-80℃保存待测。

1.5测试指标和方法血清乳酸脱氢酶(LDH)、血清丙氨酸转移酶(ALT)、天冬氨酸转移酶(AST)活性,全自动生化分析仪(日本HITACHI7020型),LDH、ALT、AST测试试剂盒均购自上海复兴长征医学科学有限公司

1.6统计分析所有数值除有特别说明外均以“均数±标准差”(mean±SD)表示,统计分析使用SPSS for Windows 10.0版统计分析软件完成。组间比较使用单因素方差分析(F检验),显著性水平为P<0.05。

2结果

2.1大鼠最后一次运动后血清LDH的变化

注:*:与安静组比较p<0.05;#:与训练对照组比较p<0.05;&:与补充蛋白组比较p<0.05。

由表3显示,各训练组大鼠运动后血清LDH活性均显著高于安静值(p<0.05),各组LDH活性变化趋势一致:运动后6 h下降,24 h再次升高,48 h下降至最低值,补充大豆多肽组LDH活性最高值出现在运动后即刻,补充大豆蛋白和训练对照组LDH最高值出现在24 h。

运动后即刻补充大豆多肽组LDH活性最高,但较其它训练组无显著差异。6 h各组LDH活性差异不大,到48 h训练对照和补充大豆蛋白组LDH活性显著升高(p<0.05,p<0.05),分别升高了60.6%和41.9%,而补充大豆多肽组仅升高了16%。48 h各训练组LDH活性降至最低值,但仍高于安静值。

2.2大鼠最后一次运动后血清ALT和AST活性变化

注:*:与安静组比较p<0.05;#:与训练对照组比较p<0.05;&:与补充蛋白组比较p<0.05。

表4显示,各训练组大鼠运动后即刻血清ALT活性最高,然后呈下降趋势。训练对照组大鼠运动后即刻血清ALT活性为安静值的118.6%,然后下降,6 h稍高于安静值,24 h稍低于安静值,48 h恢复至安静值;补充大豆蛋白组大鼠运动后即刻血清ALT活性一直高于安静值,0h时为安静值的154.1%(P<0.05),然后下降,6 h时为安静值的136.0%,24 h和48 h内活性没有变化,为安静值的107.7%;补充大豆多肽组大鼠运动后即刻血清ALT活性为安静值的120.4%,然后下降,24 h下降至低于安静值,但无显著性差异,48 h恢复至安静值。

补充大豆蛋白组大鼠运动后血清ALT活性一直高于其它组,且运动后即刻显著高于安静值(p<0.05);补充大豆多肽和训练对照组大鼠运动后血清ALT活性变化趋势一致:运动后即刻和运动后6 h均高于安静值,运动后24 h均低于安静值,运动后48 h均与安静值接近。

表4显示,大鼠运动后血清AST活性均高于安静值。补充大豆蛋白和训练对照组大鼠运动后血清AST活性变化一致,即先升高后降低再升高;补充大豆多肽组大鼠运动后血清AST活性呈下降趋势,运动后即刻最高,24 h下降至接近安静值,48 h又略有下降,但仍高于安静值。

运动后即刻各训练组血清AST活性之间没有显著性差异;6 h时补充大豆蛋白组和训练对照组大鼠AST活性显著高于安静值(p<0.05),补充大豆多肽组AST活性高于安静值但无显著性差异;24 h~48 hAST活性继续下降,至48 h均恢复至接近安静值。

3分析讨论

3.1补充大豆多肽和大豆蛋白对训练后大鼠血清LDH活性的影响乳酸脱氢酶(LDH)是催化乳酸和丙酮酸之间相互转换的酶,广泛存在于各种组织中,以心肌、骨骼肌、肾脏和肝脏中含量最丰富。而血清LDH主要源于骨骼肌,为肌型LDH(M-LDH),当组织细胞更新或破坏时,LDH从细胞内溢出进入组织间液再进入血液,引起血清酶活性升高。

邵慧秋等[3]研究发现:短时间高强度运动训练能引起CK、LDH活性的显著增加(P<0.01)。Rose等[4]报道运动员在马拉松运动后,血清中的LDH活性升高,同时LDH同工酶的比例也发生改变,表现为肌型LDH比例含量升高,而心型LDH下降。Wolf等[5]对11名国际级马拉松运动员研究发现,马拉松比赛后血清LDH也明显增高。Armstrong[6]对大鼠离心运动的研究表明,大强度运动后血浆LDH活性显著升高,并与骨骼肌超微结构变化一致。周强[7]的研究表明,力竭运动后男女运动员LDH总活力升高显著(P<0.01,P<0.05),第二天基本恢复。Mashiko等[8]研究25名大学橄榄球运动员夏训后身体成分和生化指标的变化时发现,20天夏训后血清钾、BUN、ALT、AST、LDH和CK都显著升高,他们认为是训练导致肌肉损伤,并且肌肉蛋白有降解。Smith[9]研究运动员马拉松跑后,发现血清CK、CK-MB、AST、LDH和肌红蛋白都明显升高。Vander Meulen[10]研究大鼠进行1.5和2.5 h的下坡跑,运动后即刻CK、AST、LD均明显升高。田振军[11]研究大鼠游泳训练后,发现一般训练和过度训练大鼠CK、LDH、SOD、SDH(琥珀酸脱氢酶)活性均高于安静值,认为一般运动训练影响机体细胞供能代谢及细胞膜系统功能状态,过度训练导致骨骼肌等器官发生运动性损伤。

本研究发现:训练对照组大鼠在运动后血清LDH活性升高,运动后24 hLDH达到最高值,运动后48 h仍高于安静值,说明运动训练导致了骨骼肌微损伤的发生,而且损伤还有一定的延迟性,骨骼肌微结构产生变化,肌肉蛋白和肌细胞膜受损,导致血清中来源于骨骼肌的酶活性显著升高。

运动后即刻各训练组大鼠血清LDH活性均显著高于安静值,但各组间没有显著性差异。运动后6 h各组LDH活性均下降,24 h又升高,补充大豆蛋白和训练对照组各升高了41.9%和60.6%,而补充大豆多肽组仅升高了16.0%。48 h各组LDH都下降,补充大豆蛋白和补充大豆多肽组下降至安静值,而训练对照组仍高于安静值。说明大豆蛋白和大豆多肽可促进运动后血清LDH的恢复,促进运动后骨骼肌微损伤的修复。

3.2补充大豆多肽和大豆蛋白对训练后大鼠血清ALT和AST活性的影响ALT可逆催化丙酮酸和α-酮戊二酸之间的反应,AST可逆催化天冬氨酸和α-酮戊二酸之间的反应。ALT主要存在于肝脏中,运动后血清中ALT的升高常认为是肝脏释放造成的。

本研究中训练对照组在运动后血清ALT活性与安静组相比,没有显著性差异,提示我们采用的运动方式与运动负荷可能未对肝脏功能造成大的影响。同样道理,补充大豆多肽组在运动后各个时刻的ALT活性与安静组对比,均无明显差异,并且未出现ALT活性延迟性升高的现象。提示:补充大豆多肽对运动后血清ALT活性影响很小,也就是说补充大豆多肽对肝脏的保护作用不明显。

而补充大豆蛋白组在运动后即刻血清ALT活性却明显高于安静对照组。各训练组大鼠运动后血清ALT的变化一致:运动后即刻活性最高,然后下降,运动后48 h恢复至安静值。补充大豆多肽和训练对照组大鼠运动后48 h内血清ALT活性差异很小,但补充大豆蛋白组ALT活性却一直高于其它两组,但24 h~48 h内仅下降了4.5%,可能是训练并补充大豆蛋白对肝脏有影响,或者意味着较长期地补充大豆蛋白降低了大鼠肝脏功能?具体是否是肝脏细胞受损,单靠ALT这一个指标还不能下结论。其中原因尚有待进一步的研究。

AST分布在体内多种脏器中,其中心脏中活性最高,运动后血清中AST的升高主要是心脏释放增多;大多数研究认为,运动负荷增加到一定程度后,可以引起运动时和运动后血清ALT和AST活性增加,用ALT和AST活性可以用来评定组织损伤程度时,一般与血清CK、LDH等一起使用。

各训练组大鼠运动后血清AST活性均高于安静值,而且补充大豆蛋白和训练对照组大鼠在运动后6 h达到最高值,显著高于安静值,说明运动对心肌细胞有一定的损害作用,而且这种损害还有一定的延迟效应。而补充大豆多肽组大鼠运动后各个时刻AST与安静组比较,均没有明显差异,并且一直呈下降趋势,运动后即刻活性最高,6 h~48 h均低于训练对照组,说明大豆多肽有降低运动后血清AST活性的作用。结合血清AST和CK-MB的变化,说明大豆多肽可降低运动训练导致的心肌细胞损伤,对保护心肌细胞膜有一定作用。

4结论

1) 补充大豆多肽降低了大鼠运动后LDH活性,提示补充大豆多肽可能起到保护骨骼肌细胞、预防与降低运动后骨骼肌微损伤的发生以及促进损伤恢复的作用。

2) 补充大豆多肽降低了大鼠运动后血清AST活性,提示补充大豆多肽可以保护心肌细胞、降低运动后心肌微损伤的发生。

参考文献:

[1] 魏源.补充活性肽和人参对离心运动后骨骼肌微损伤及其修复效果的观察研究[D].北京体育大学博士论文,2005.

[2] 王启荣,吕丹云,周未艾.理气扶正类中药“体康复”消除大鼠运动性疲劳的骨骼肌组织化学变化[J].中国运动医学杂志,1999,18(4).

[3] 邵慧秋,严政,梁效忠,自行车运动员大强度训练后CK、LDH 的动态变化及评定,体育与科学,2000,21(11).

[4] Rose L. Variations in serum CK and LDH after MarathonClin chim Acta; 1977, 81:145-152.

[5] Wolf PL, An analysis of serum changes and clinical biochemical abnormalities of the anemia in Olympic runners. Am J Cardiovasa Pathol,1988,2(3):213-240.

[6] Armstrong RB, Eccentric exercise induced injury to rat skeletal muscle. J Appl. Physio 1983,54:80-93.

[7] 周强.长跑运动至疲劳后血清酶活性变化[J].成都体育学院学报,2001,27 2001(5).

[8] T Mashiko, T Umeda, S Nakaji and K Sugawara. Effects of exercise on the physical condition of college rugby players during summer training camp. Sports Med,2004,38:186-190.

[9] J E Smith, G Garbutt, P Lopes and D Tunstall Pedoe Effects of prolonged strenuous exercise (marathon running) on biochemical and haematological markers used in the investigation of patients in the emergency department Br. J. Sports Med,2004,38:292-294.

[10] J. H. Vander Meulen, H. Kuipers and J. Drukker Relationship between exercise-induced muscle damage and enzyme release in ratsJ Appl Physiol,1991,71:999-1004.

[11] 田振军,石磊,刘小杰,等. 过度训练对大鼠血清CK、LDH、SOD、SDH 活性及UMb含量影响的研究[J].中国运动医学杂志,2000,19(1).