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1、曲阜师范大学硕士学位论文复方中药制剂抗运动性疲劳的研究中药和运动训练对大鼠 端脑单胺类及氨基酸类神经递质的影响姓名：曾莉申请学位级别：硕士专业：运动人体科学指导教师：刘洪珍20060401中文摘要2 18 8 2 8 6 31 研究目的通过对服用中药及运动训练大鼠运动能力、端脑单胺类及氨基酸类神经递质动态变化的分析，探讨神经递质变化与运动性疲劳产生的关系及中药制剂抗运动性疲劳的作用，为更好的指导运动训练、增强运动能力提供科学依据，为下一步开发适合运动员饮用的中药制剂奠定基础。2 研究方法选取雄性w i s t a r 大鼠1 2 8 只，随机分为A 组( 安静对照组) 、B 组( 单纯训练组)
2、 、C 组( 安静服药组) 、D 组( 训练服药组) 。按大鼠体重灌服中药煎剂，对照组灌服等量纯净水，B 、D 组采用跑台训练8 周，取材时再随机分成4 个亚组分别于安静、定量运动1 小时、力竭即刻、力竭恢复1 2 小时状态下断头处死，测定太鼠端脑5 一羟色胺( 5 H T ) 、5 一羟吲哚乙酸( 5 H I A A ) 、多巴胺( D A ) 、谷氨酸( G L u ) 和Y 一氨基丁酸( G A B A ) 含量。所有数据经S P S S l 3 O 统计软件进行统计分析，求平均数，标准差，进行单因素方差分析和独立样本T 检验，显著性水平为P C B A ，D 组极显著长于A 、B 组(
3、 P C B A Di sv e o b V i o u s l yl o n g e rm 趾Aa I l dB ( P c B A 。表3 ：大鼠力竭时间注：。与A 组比较P C B A ，说明该复方中药制剂有延缓疲劳产生和提高大鼠运动能力的作用，其中训练服药组力竭时间最长，说明中药制剂有协同运动训练提高运动能力且对长期跑台训练导致的慢性疲劳也有很好的恢复作用；安静服药组力竭时间长于单纯训练组，说明单独使用中药制剂可具有明显抗疲劳作用：单纯训练组力竭时间长于安静对照组，证明长时间中等强度的耐力训练可以提高大鼠运动能力。图3 各组大鼠力竭时间1 14 2 中药制剂及跑台训练对大鼠端脑5 -
4、】盯、5 A A 及5 _ 5 _ H I A A 的影响5 H T 是中枢典型的单胺类神经递质，5 - H T 在单胺氧化酶( M A O ) 的 作用下生成5 - H I A A ，用5 H T ，5 m A A 来评价5 _ 耵能神经元的兴奋性更加准确。各组大鼠在不同状态下5 H T 、5 A A 含量及5 脚鹏m A A 比值的变化反映了端脑5 一羟色胺神经元的兴奋性，本试验结果如图4 ( 4 - l 、4 2 、 4 - 3 ) ，安静对照组大鼠急性运动至力竭端脑5 | 肿含量及5 蝴5 H I A A 比值呈增加趋势，证明了5 H T 是运动性中枢疲劳产生的物质基础，力竭恢复1 2
5、 小时，5 H T 及5 - H T ，s m A A 仍增加，说明急性耐力运动后1 2 h 大鼠中枢神经系统疲劳尚未恢复。服药组与未服药组、单纯训练组与安静对照组在各种状态下5 - H T 、5 H A A 及5 H T ，5 - 从的比较反映中药制剂及跑台训练对大鼠端脑单胺类神经递质的影响。图4 1 不同状态下各组大鼠端脑5 柳含量图4 _ 2 不同状态下各组大鼠端脑5 H I A A 含量图4 3 不同状态下各组大鼠端脑5 H T 5 - H 讹4 2 1 安静状态下中药制剂及跑台训练对大鼠端脑5 H T 、5 m 从及5 H r ，5 缸AA 的影响运动性中枢疲劳是疲劳产生的重要原因。
6、目前关于中枢疲劳的主要假说是保护性抑制学说，大脑皮层及皮层下中枢脑细胞工作能力的下降可能是疲1 9劳产生的原因之一，脑细胞易受缺氧和代谢产物的影响发生“疲劳”，保护性抑制是避免机体过度消耗，使机体恢复运动前的状态。中枢神经系统中的神经递质，主要是单胺类和氨基酸类神经递质参与这种疲劳的产生，也可以说是中枢疲劳产生的物质基础。正常状态下，脑中神经递质保持动态平衡，维持正常的生理机能。关于中药制剂及跑台训练在安静状态下5 - H T 及5 H I A A 含量变化的研究较少，宋亚军【。7 2 增在中药对急性耐力运动大鼠脑组织血清素的研究中指出，安静状态下大鼠端脑5 - H T 、5 一H I A A
7、 及5 一H T，5 - H I A A 服药组低于未服药组。本试验如图4 1 、图4 2 和图4 3 所示，安静状态下大鼠端脑5 H T 、5 H T 5 H I A A 服药组高于安静对照组，这与宋亚军的报道不太一致，而5 H I A A 安静状态下服药组低于安静对照组，与宋亚军的报道相一致。本研究结果安静状态下5 H T 服药组略低于单纯训练组，单纯训练组高于安静对照组，但无统计学意义，其原因可能是长期跑台训练导致大鼠慢性疲劳产生，使突触间隙蓄积的5 - H T 没有被及时摄取灭活而升高；服药组安静状态高于对照组，可能与某些中药成分抑制单胺氧化酶活性l ”】，使5 H T 转化率降低，导
8、致安静状态5 H T 含量高，5 H I A A 含量低，其比值偏高，但服药组低于单纯训练组，说明壮阳补气中药制剂对于升高的5 H T可以加速其代谢，目前研究5 H T 的下行纤维投射到脊髓灰质调节身体运动和内脏活动，上行纤维投射到纹状体、丘脑、下丘脑、边缘前脑和皮层其他区域，与觉醒、睡眠和情绪反应及下丘脑神经分泌调节有关。5 H T 浓度的变化可能影响中枢神经系统功能，安静状态下轻度升高是否具有镇静安神的作用，降低机体对外界应激的敏感性，有待进一步研究。4 2 2 运动1 小时状态下中药制荆及跑台训练对大鼠端脑5 - H T 、5 - H I A A 及5 H 1 “ H I A A 的影响
9、运动促进脂肪的分解，使游离脂肪酸( F F A ) 增加，F F A 与色氨酸竞争蛋白结合位点，使游离色氨酸( B T R P ) 增加，f - 1 r I 己P 与B C A A 竞争通过血脑屏障，因而进入脑中的f r 1 1 冲增多f - n 口是合成5 H T 的前体，因此5 H T 合成增加。细胞外液5 H T 含量增高还与突触间隙递质的释放和摄取有关，运动时 脑组织能量消耗导致N a + - K + 棚P 酶活性降低，使神经元去极化，促使神经递质释放增加，此外，正常突触释放有赖于细胞内C a 2 + 的水平，运动导致2 0c a 2 + 的内流增加，促使单胺类递质释放增加，同时，能源
10、消耗，使突触释放的递质重摄取受到抑制，以上原因使脑组织细胞外5 一H T 水平升高。D e y I “1等在中等强度耐力运动l h 或训练4 周的大鼠脑区的5 H T 的代谢研究中指出，急性运动明显增加了脑干、下丘脑中5 H T 的合成与代谢，而4 周的训练同样促进了皮层中5 H T 的合成与代谢，运动对不同脑区影响差异十分显著。B l o m s t r a I l d 7 5 l 等对大鼠跑台运动至力竭的时间进行研究发现，训练组和对照组大鼠脑局部色氨酸、5 H T 及5 H I A A 力竭运动时均升高，在对脑中神经递质动态测试中发现，以跑速2 0 I n m i n ，坡度5 ，强度为6
11、 0 6 5 V 0 2 m a x ，1 h 跑台运动后所有脑区5 H T 和5 H I A A 均升高，而下丘脑只有5 H I A A 升高，5 H T 升高至力竭表明长时间运动5 H T 活性增加，疲劳时达到最高。中药对中枢单胺类神经递质影响的研究中指出，复方中药“开心散”、“健忆液”等可使模型大鼠脑内5 H T 水平降低、5 H I A A 水平增高7 6 1 。宋亚军【_ 7 1 】等在中药对急性耐力运动大鼠脑组织血清素的研究中指出，服药组3 h 游泳后即刻，大鼠端脑、间脑和脑干5 H T 的含量降低。杨瑾【7 7 】在沙苑子对运动性疲劳大鼠脑组织5 一羟色胺及其相关酶基因表达影响的
12、实验研究中显示，强化加药组运动后即刻5 H T 低于强化训练组。本实验如图4 显示，运动l 小时状态5 - H T 含量，服药组低予未服药组，单纯训练组低于安静对照组，其中安静服药组极显著低于安静对照组( P o 0 0 1 ) 和显著低于单纯训练组( P O 0 5 ) ，训练服药组显著低于安静对照组( P 0 0 5 ) 。服药组显著低于未服药组，说明壮阳补气中药具有降低5 H T 的含量，其机制可能是中药成分中含有葡萄糖、脂类、氨基酸等增加机体能量储备，脂肪分解减少，游离脂肪酸减少，色氨酸与蛋白大量结合，血液中游离色氨酸减少，导致通过血脑屏障的色氨酸也减少，所以转化为5 H T 的量也减
13、少，所以该复方中药制剂具有延缓疲劳产生，提高运动能力的作用，这与大多研究相一致。此外训练组低于安静对照组，说明8 周运动训练提高大鼠运动应激的耐受性，增加机体对5 H T 的敏感性，同时对5 H T 的代谢及神经元活性产生积极影响，在相同的运动时间下，机体疲劳产生的较晚。运动1 h 状态，5 - H I A A 服药组显著低于未服药组( P o 0 5 ) ，而5 H T 5 H I A A 比值变化中训练服药组高于单纯训练组和安静服药组，可能是训练服药组运动能力提高，运动力竭时间延长，运动l h 大鼠尚未疲劳，中枢以兴奋状态为主，另外服药组5 一H T 含量 低转化为5 H I 从的量也少，
14、而5 H T 5 H I A A 安静服药组低于未服药组，说明中药可以促进5 H T 的转化，降低5 - H T 能神经元的活性。4 2 3 力竭即刻状态下中药制荆及跑台训练对大鼠端脑5 - H T 、5 H I A A 及5 H T 5 H I A A 的影响 运动至力竭大鼠端脑中单胺类神经递质发生深刻变化，本结果显示如图4 ，力竭即刻状态，安静对照组5 H T 含量明显升高，安静服药组极显著低于安静对照组( P o 0 0 1 ) 和显著低于单纯训练组( P 0 0 5 ) ，训练服药组极显著低于未服药组( P 0 0 0 1 ) ，单纯训练组显著低于安静对照组( P 0 0 5 ) ，5
15、 m A A 服药组高于未服药组，但差异无统计学意义。随着运动时间的延长，大鼠脑中能源物质消耗进一步加强，糖原含量减少，A T P 和c P 水平明显降低，血液色氨酸和支链氨基酸( B c A A ) 在运动时浓度比值的改变，影响游离色氨酸进入脑组织转变为5 H T ，5 H T 含量升高可破坏脑组织中神经递质的相对平衡状态，引起中枢紊乱产生中枢疲劳。5 H T 的增高不仅可以产生困倦、情绪上的变化，还可以对神经元直接作用，对神经元内c a 2 + 也有一定作用，5 H T 是C a 2 + 的激动剂，使C a 2 + 大量流入胞内，引起神经元内钙超载，细胞内C a 2 + 增加又促使5 H
16、T 释放增加，导致恶性循环和神经元坏死【7 7 】。因此，服药组大鼠力竭运动时5 H T 的含量降低有兴奋中枢系统的作用及保护中枢神经系统进一步损伤。力竭即刻单独使用中药制剂比训练加中药组效果更明显，说明对抗急性运动导致的中枢疲劳该中药长期服用有效，其机制可能是壮阳补气中药的有效成分增强5 H T 的代谢率，同时加强5 一羟色胺能神经元受体的敏感性。单纯训练组力竭即刻5 H T 水平低于安静对照组，可能是大鼠对一次性急性耐力运动产生应激反应，5 一H T 急速升高抑制中枢引起疲劳较早出现，而长期运动训练，机体适应了运动应激，同时增强代谢能力和受体敏感性，使5 H T 的水平有所降低。4 2 4 力竭恢复1 2 h 状态下中药制剂及跑台训练对大鼠端脑5
