褐藻寡糖对“生命力”的影响和作用机制

低温力竭游泳实验是一种死亡实验，通过外部为“实验白鼠”摄入的物质种类及含量不同，观测实验白鼠的生命力测试结果...





低温力竭游泳实验是一种死亡实验，通过外部为“实验白鼠”摄入的物质种类及含量不同，观测实验白鼠的生命力测试结果及相关组织器官生理生化指标变化，从而推断该物质对实验白鼠的生命力影响以及组织器官的作用机制！

褐藻寡糖对小鼠低温力竭游泳运动的影响及机制彭霞1，卜宁2，梁传成2，王丽文2

( 1． 沈阳师范大学实验中心，沈阳110034; 2． 沈阳师范大学化学与生命科学学院，沈阳110034)

摘要: 目的: 探讨褐藻寡糖对小鼠低温力竭游泳运动的影响及机制。

 方法: 将小鼠随机分成5 组，空白组，对照组，3个实验组，空白组和对照组用生理盐水灌胃，3个实验组分别用0． 75%、1.5%、3%不同浓度的褐藻寡糖进行灌胃，每只每天灌胃量0． 3 ～ 0． 5 mL，连续灌胃4 周。之后对照组和试验组每组取小鼠7 只，分别在( 5±1) ℃环境条件下进行无负重力竭游泳运动验，观察并记录游泳力竭时间及行为改变。待小鼠死亡后( 空白组断头处死) ，分别取出甲状腺、肾腺、胰腺、胸腺和脾脏，用电子天平称重，并计算其系数。系数= 腺体( mg) /体重( g) ×100%。结果: 褐藻寡糖能提高小鼠低温力竭游泳运动时间，1． 5%褐藻寡糖组较对照组差异显著( P＜0． 05) ; 甲状腺、肾腺、胰腺、胸腺和脾脏系数增大。结论: 褐藻寡糖能够提高小鼠的力竭游泳运动力，1.5% 浓度为最佳; 一些内分泌腺和脏器不同程度参与了小鼠低温力竭游泳运动应激反应。

关键词: 褐藻寡糖; 力竭游泳; 冷应激     中图分类号: R282． 77 文献标志码: Adoi: 10． 3969 / j． issn． 1673-5862． 2012． 01． 027

0 引言

运动引起的疲劳和冷应激作为应激反应备受关注。近年来有关中药补剂在抗疲劳和冷应激中的作用已有报道［1－3］。寡糖亦称低寡糖( Oligosaccharides) ，是指由2 ～ 10 个单糖经脱水缩合由糖苷键连接形成的具有支链的低度聚合糖类的总称，它广泛的存在于生命体内，主要以缀和物的形式参与许多生命活

动［4－9］。褐藻寡糖( Brown alginate oligosaccharides) 为海洋性寡糖，在结构与带电性方面与内源性寡糖有很多相似之处，存在着很多潜在的活性及应用价值［6－9］。但褐藻寡糖对抗低温环境下运动性疲劳的影响及机制尚未见报道。本实验旨在通过褐藻寡糖对小鼠在低温环境中力竭游泳运动的影响，探讨褐藻寡糖在抗疲劳和冷应激中的作用及机制，为褐藻寡糖的应用积累资料。

1 材料与方法

1． 1 实验动物

实验小鼠为昆明种系， 50 只，4周龄，雌雄不限，由沈阳医学院实验中心提供。

1． 2 实验药品与试剂褐藻寡糖，为干粉，由中国海洋大学提供。给药量按体表面积比率折算等效计量，为0. 3 g /kg 体重［8］〗，褐藻寡糖的浓度分别为0． 75%、1． 5%和3%，冷藏保存。

1． 3 动物分组与实验将小鼠随机分成5 组，1个空白组，1个对照组，3个实验组。每组10 只，分别分2 个鼠笼饲养， 自动饮水取食。给药采用灌胃法，空白组和对照组用生理盐水灌胃，3个实验组分别用0. 75%、1. 5%、3%不同浓度的褐藻寡糖进行灌胃，每只每天灌胃量0. 3 ～ 0. 5 mL，连续灌胃4 周。之后对照组和实验组每组取小鼠7 只， 分别在( 5±1) ℃环境条件下进行无负重力竭游泳运动试验，观察并记录力竭游泳时间及行为改变。力竭标准为小鼠沉入水中超过10 s，且放在平面时无法完成翻正动作。实验结束后，将力竭运动小鼠和空白组小鼠断头处死，分别取出甲状腺、肾上腺、胰腺、胸腺和脾脏，用电子天平称重，并计算其系数。 系数= 腺体( mg) /体重( g) ×100%。

1． 4 数据处理

实验结果用SPSS 11. 0 统计软件包进行统计处理，各组之间的差异性采用单因素方差分析( OneWay ANOVA) 和Tukey’s 多重比较，文中数据以平均值±标准误表示( mean±SE) ，P ＜0. 05 即认为差异显著。

2 结果

2． 1 褐藻寡糖对小鼠低温力竭游泳运动的影响图1 褐藻寡糖对小鼠低温力竭游泳运动的影响褐藻寡糖对小鼠低温力竭游泳运动的影响见图1。图1 表明，褐藻寡糖能够提高小鼠在低温条件下的力竭游泳运动能力。1. 5% 褐藻寡糖浓度组的小鼠力竭游泳时间为( 9. 76±4. 81) min，高于对照组的( 6. 03±2. 58) min，差异显著( P＜0. 05) 。


2． 2 褐藻寡糖对低温力竭游泳小鼠甲状腺、肾上腺和胰腺系数的影响褐藻寡糖对低温力竭游泳小鼠甲状腺、肾上腺图2 褐藻寡糖对力竭游泳小鼠内分泌腺系数的影响和胰腺系数的影响见图2。图2 表明，褐藻寡糖能提高低温力竭游小鼠的甲状腺、肾二腺和胰腺系数。对照组力竭游泳小鼠的甲状腺、肾上腺和胰腺系数均低于空白组，但差异不显著( P＞0. 05) 。随着褐藻寡糖浓度的高，小鼠甲状腺系数增加，分别由对照组的( 1. 64 ± 0. 17 ) 增加到( 2. 68 ± 0. 19 ) 、( 2. 28 ±0. 47) 和( 2. 87±0. 21) ，差异显著( P＜0. 05) ，且具一定的剂量关系。1. 5%褐藻寡糖组低于0. 75%，但仍高于对照组。力竭游泳小鼠肾上腺系数随着褐藻寡糖浓度的升高而增加，分别由对照组的( 0. 40±0. 04)增加到( 0. 53±0. 11) 、( 0. 72±0. 31) 和( 0. 76±0. 14) ， 1. 5%和3%组差异显著( P＜0. 05) ，剂量关系明显。褐藻寡糖对低温力竭游泳小鼠胰腺系数的影响不如甲状腺和肾上腺( 图3) 。虽然随着褐藻寡糖浓度的增加，胰腺系数分别由对照组的( 0. 52±0. 05) 增加到( 0. 63±0. 09) 、( 0. 59±0. 13) 和( 0. 86±0. 21) ，但只有3%的褐藻寡糖组胰腺系数差异显著( P＜0. 05) 。





2． 3 褐藻寡糖对低温力竭游泳小鼠胸腺和脾脏的影响褐藻寡糖对低温力竭游泳小鼠胸腺和脾脏系数的影响见图3。图3 表明，褐藻寡糖对小鼠胸腺系数的影响较小，虽然随着褐藻寡糖浓度的增加小鼠胸腺系数分别由对照组的( 1. 67±0. 08) 增加到( 1. 74±0. 06) 、( 2. 34±0. 93) 和( 1. 90 ±0. 02) ，但只有1. 5%褐藻组高于对照组，差异显著( P＜0. 05) 。力竭游泳小鼠的脾脏系数高于空白组，褐藻寡糖进一步增加小鼠脾脏系数，分别由对照组的( 4. 23±0. 19) 增加到( 5. 26±0. 18) 、( 6. 17±0. 19) 和( 6. 27±0. 19) ，且剂量关系明显，差异显著( P＜0. 05) 。




3 讨论

寡糖、多糖及糖缀合物是生物体内重要的信息物质，参与所有细胞的接触过程。细胞表面的寡糖在细胞之间的通讯，识别和相互作用，胚胎发生，细胞代谢，在信号传递，细胞运动与黏附，以及病原与宿主细胞的相互作用方面起着重要作用。寡糖不仅以它们的缀合物在起作用，很多寡糖本身就有重要的生理功能 ［6－7］。我们的结果表明，褐藻寡糖能够提高小鼠低温条件下的力竭游泳运动能力，这与甲壳糖、香菇多糖和刺五加的作用相似［11－14］，而刺五加的抗疲劳作用也可能源于刺五加中的多糖与寡糖的用［11］。小鼠在低温条件下进行的力竭游泳运动，包含了抗疲劳应激和冷应激2 部分。对照组小鼠的甲状腺 、肾上腺、胰腺和胸腺褐系数均小于空白组，表明这些腺体参与了抗疲劳和冷应激，且在不同程度上被损耗。藻寡糖能提高力竭游泳小鼠的甲状腺、肾上腺、胰腺、胸腺和脾脏系数，表明褐藻寡糖对腺体具有一定的促生长和修复作用，这与褐藻寡糖对热应激小鼠肝脏和胰腺的影响相似［15］。力竭游泳小鼠甲状腺和肾上腺系数随褐藻寡糖浓度的的增加而增大，且具一定的剂量关系，表明褐藻寡糖提高力竭游泳运动能力可能是通过下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴及下丘脑－垂体－甲状腺轴等实现的。而甲状腺系数出现了高－降低－再增高的现象，这也可能与冷应激的作用有关［16］。不同的应激刺激产生的神经内分泌反应模式和对机体产生的生物学效应不同，但所有应激都激活下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴及下丘脑－垂体 － 甲状腺轴，二者是应激反应的调节者［16］。不同的应激刺激对下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴及下丘脑 －垂体－甲状腺轴的影响不同。哺乳动物在冷应激下的主要生理反应是增加热，维持恒定的体温。冷应激下的产热变化，受自主神经和神经内分泌系统的双重调节，与之相关的中枢部位分布于中枢神经系统的广泛区域，但下丘脑是控制冷应激反应的主要中枢。褐藻寡糖对低温力竭游泳小鼠胰腺系数的影响则不如甲状腺和肾上腺，只有3% 的褐藻寡糖组胰腺系数差异显著( P＜0. 05) ，可能与褐藻寡糖使胰腺过度耗竭有关。胸腺和脾脏作为机体的免疫器官参与了抗疲劳和冷应激反应。1. 5% 的褐藻寡糖提高力竭游泳小鼠胸腺系数，脾脏系数则随着褐藻寡糖浓度的增加而加大，且对照组脾脏系数高于空白组，表明褐藻寡糖促进机体免疫器官的生长，并作为免疫佐剂提高了抗体的反应能力。这在黄芪多糖、香菇多糖等其他糖类已得到证实［17］。甘露寡糖具有一定的免疫原性，能够激活机体的免疫应答，刺激肝脏分泌含甘露糖基的糖蛋白，这些糖蛋白可结合侵入机体的细菌，与细菌荚膜相粘连并触发一连串的补体，触发机体多级免疫功能［16－19］。只有3%的褐藻寡糖能提高胰腺的系数可能与此有关。综上所述，褐藻寡糖能够提高小鼠低温力竭游泳运动能力， 1. 5%浓度为最佳; 其机制可能是褐藻寡糖提高一些内分泌腺和免疫器官的抗冷应激和抗疲劳应激反应，甲状腺、肾上腺、胰腺和脾脏的的应激活动明显。

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研究结论表明：褐藻寡糖可以提升生命力，延长存活时间，同时对机体“腺体”有促进生长和修复作用！

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