天然蝦青素的抗疲勞研究范文

本站小編為你精心準備了天然蝦青素的抗疲勞研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《西南大學學報》2015年第三期

蝦青素（Astaxanthin），屬于酮式類胡蘿卜素，是一種萜烯類不飽和化合物，化學名稱為3，3－二羥基－4，4－二酮基－β，β－胡蘿卜素，分子式是：C40H52O4，具脂溶性，不溶于水，由于其具有不飽和酮基和羥基的共軛雙鍵鏈分子結構，能提供吸引自由基的未配對電子，從而清除自由基，起到顯著的抗氧化功效．蝦青素最早是從蝦蟹的殼中分離提取獲得，20世紀80年代，蝦青素的生理活性功能被廣泛關注，在保護皮膚免受光損傷、預防動脈硬化和相關疾病、抗癌活性、增強免疫系統功能、維護眼睛和中樞神經系統的健康、強化機體的能量代謝、抗感染活性等方面都表現出顯著的效果［4］．因此，蝦青素在高級營養保健品、醫藥產品、化妝品、食品添加劑等領域均有廣闊的市場前景．近年來，在抗疲勞的研究領域中，自由基與抗疲勞的關系成為研究的熱點，通過大量的動物和人體實驗發現，運動型疲勞的產生與氧化應激之間存在很大的關系．本實驗以蝦類加工副產物為原料，提取蝦殼中的天然蝦青素，通過小鼠負重游泳實驗，檢測各項抗疲勞、抗氧化的指標，探討天然蝦青素的抗疲勞和抗氧化活性，并分析二者之間的關系．

1材料與方法

1．1實驗材料實驗動物：KM小鼠，雄性，體質量為（20±2）g，購于上海斯萊克實驗動物有限公司．實驗樣品：天然蝦青素凍干品，實驗室自制．試劑：全血乳酸（BLA）測試盒、血清尿素氮（BUN）測試盒、糖原測試盒、葡萄糖測試盒、總抗氧化能力（T－AOC）測試盒、總超氧化物歧化酶（T－SOD）測試盒、丙二醛（MDA）測試盒、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH－Px）測試盒、一氧化氮（NO）測試盒，均購自南京建成生物工程研究所；無水乙醇等均為市售分析純．

1．2實驗儀器IVC型獨立送風隔離籠具，蘇州市馮氏實驗動物設施設備有限公司；BS124S型分析天平：賽多利斯科學儀器有限公司；5804R離心機，德國艾本德（eppendorf）公司；756P型紫外可見光分光光度計，上海光譜儀器有限公司；HH－6數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司．

1．3實驗方法

1．3．1天然蝦青素樣品的制備［7］天然蝦青素樣品的制備采用文獻［6］的方法：蝦類加工副產物經清洗、篩選、粉碎后，加入1moL／LHCL處理10h，用水洗至中性，置于50℃烘箱中干燥后，加入10倍質量的95％乙醇；在60℃的溫度下，浸提3．5h，過濾得粗提液，反復提取2次；將粗提液混合，旋轉真空濃縮，在所得的濃縮液中加入1moL／L的HCL，調節pH值至pH＝2，置于冰箱冷藏室中；待蝦青素完全沉降，分離獲得蝦青素．由于蝦青素不易溶于水，實驗前，將蝦青素置于4g／L的蔗糖酯水溶液中乳化均勻，進行動物實驗．

1．3．2動物分組與給藥分組方法將150只小鼠測體質量后隨機分成5組，每組30只．設置為蒸餾水對照組、蔗糖酯水溶液對照組、蝦青素低劑量組（Ⅰ）、蝦青素中劑量組（Ⅱ）和蝦青素高劑量組（Ⅲ）．在福建省水產研究所實驗動物室的獨立送風隔離籠具內飼養，設置籠內環境溫度為25℃，相對濕度為55％，小鼠喂養普通飼料，自由進食和飲水，適應1周后，進行正式試驗．給藥方法：蒸餾水對照組、蔗糖酯對照組、蝦青素低劑量組（Ⅰ）、蝦青素中劑量組（Ⅱ）和蝦青素高劑量組（Ⅲ），分別給予蒸餾水、4g／L的蔗糖酯水溶液、50，150，250mg／kg蝦青素蔗糖酯水溶液，每周測一次體質量，以定量灌胃方式給藥，連續給藥30d后檢測相應的指標．

1．3．3力竭游泳時間及肝臟中抗氧化指標的測定從5個實驗組中每組隨機抽取10只小鼠，在末次灌胃30min后，于尾部負5％體質量的鉛絲，在水深不少于30cm、水溫為25℃的游泳箱中游泳，記錄小鼠力竭游泳時間（自游泳開始至沉入水面下8s不能浮出水面為止的時間）［7］．小鼠力竭游泳后，脊椎脫臼致死，立即取出肝臟，用冷藏后生理鹽水制備成一定濃度的肝組織勻漿．按試劑盒的方法測定T－AOC，T－SOD，MDA，GSH－Px，NO的濃度．

1．3．4抗疲勞指標及血液中抗氧化指標的測定小鼠在末次灌胃30min后，眼眶靜脈處取血50μL，不負重將其置于水溫25℃的游泳箱中游泳20min，游泳后立即休息，30min后再次眼眶取血，采用試劑盒，分別測定BLA、BUN、葡萄糖、血液中抗氧化指標T－AOC，T－SOD，GSH－Px，MDA，NO的濃度．取血后的老鼠脊椎脫臼致死，立即取出后腿肌肉和肝臟，按試劑盒的方法測定LG和MG的濃度．

1．3．5統計方法實驗數據采用SPSS17．0數據處理軟件進行分析，各組間比較采用方差分析．

2實驗結果

2．1天然蝦青素對小鼠體質量的影響小鼠連續灌胃給藥30d后，各蝦青素劑量組與對照組小鼠體質量均不具有統計學意義（p＞0．05），都維持在40g左右（表1）．實驗期間，各實驗組小鼠無不良反應，體質量正常增加，毛被正常，未出現死亡現象，表明本實驗制備的天然蝦青素無毒副作用，對小鼠體質量的增長無顯著影響．

2．2天然蝦青素對小鼠負重游泳時間的影響負重游泳實驗數據顯示（表2），蒸餾水對照組與蔗糖酯對照組小鼠力竭游泳時間不具有統計學意義，說明用來乳化蝦青素的蔗糖酯水溶液，對小鼠力竭游泳時間無明顯影響．天然蝦青素高劑量組（Ⅲ）小鼠力竭游泳時間最長，達（120．29±13．16）min，比對照組提高了大約60％（p＜0．01）；但天然蝦青素低劑量組（Ⅰ）和中劑量組（Ⅱ）小鼠力竭游泳時間，相較對照組的增加幅度并不顯著（p＞0．05）．可見，天然蝦青素能延長小鼠力竭游泳時間，具有一定的抗疲勞效果．

2．3天然蝦青素對小鼠全血乳酸（BLA）的影響持續長時間的運動，會引起機體內全血乳酸（BLA）濃度的升高［8］．實驗數據顯示（表3），與蒸餾水對照組相比，蔗糖酯對照組數據不具有統計學意義（p＞0．05），說明蔗糖酯對小鼠BLA指標無明顯影響．天然蝦青素各劑量組的BLA濃度均有所下降，其中高劑量組（Ⅲ）下降幅度最大，游泳運動后小鼠BLA濃度達（5．66±0．30）mmol／L，游泳運動30min后小鼠BLA濃度達（3．25±0．25）mmol／L，血乳酸曲線下面積達127．60，與蒸餾水對照組相比，分別降低了62．7％，24．1％，60．4％．說明，天然蝦青素可以降低小鼠運動后BLA濃度的增加幅度，從而延緩疲勞．

2．4天然蝦青素對小鼠血清尿素氮（BUN）濃度的影響對游泳運動前后小鼠血清尿素氮（BUN）濃度進行檢查．數據顯示（表4），蔗糖酯對小鼠BUN指標無顯著影響（p＞0．05）．天然蝦青素各劑量組游泳前后的BUN濃度均有顯著降低，30min內的清除率顯著提高，其中，中劑量組（Ⅱ）的清除率最大，為0．2053mmol／（L•min），比蒸餾水對照組提高了1．3倍．可見，天然蝦青素能快速降低小鼠運動后體內的BUN水平，減少機體內的BUN濃度。

．5天然蝦青素對糖元的影響肝臟和肌肉是機體能量貯存的主要組織，糖元則是直接的能源物質［9］．實驗數據顯示（表5），蔗糖酯對小鼠運動后肝糖元（LG）和肌糖元（MG）的質量比無顯著影響（p＞0．05）．天然蝦青素各劑量組小鼠的LG，MG含量較對照組均有顯著增加，增加幅度隨著劑量的增加而增大．其中，高劑量組小鼠游泳運動后30min內LG和MG的回復率最大，分別為0．2797，0．0273mg／（g•min）．可見，天然蝦青素能增加小鼠體內的糖元貯備量，并能顯著提高運動后小鼠糖元的回復速度。

2．6天然蝦青素對運動后小鼠血糖的影響血糖是肌肉可以直接利用的外源性糖的來源，也是肝糖元分解為葡萄糖轉運到外周組織的媒介物，是中樞神經系統的必須物質，因此，血糖下降是中樞神經系統疲勞的主要表現［10］．對游泳運動后的小鼠血糖進行檢測（表6），數據表明，蔗糖酯對運動后小鼠的血糖指標沒有顯著影響．而天然蝦青素中、高劑量組的小鼠血糖有顯著提高（p＜0．05），均達6．0mol／L以上，較對照組均提高了約35％．可見，天然蝦青素能提高運動后小鼠的血糖含量，緩解運動后的中樞神經系統疲勞，增強抗疲勞能力．

2．7天然蝦青素對運動后小鼠肝臟抗氧化水平的影響對小鼠游泳運動后的肝臟抗氧化指標進行檢測，實驗數據顯示（表7），蔗糖酯對游泳運動后小鼠的各項肝臟抗氧化指標無顯著影響（p＞0．05）．天然蝦青素各劑量組小鼠肝臟的總超氧化物歧化酶（T－SOD）、過氧化物酶（GSH－Px）和總抗氧化能力（T－AOC）活性指標均有顯著提高，丙二醛（MDA）和一氧化氮（NO）含量顯著下降．可見，天然蝦青素能增強運動后小鼠肝臟中抗氧化酶T－AOC，T－SOD，GSH－Px的活性，抑制氧化代謝產物MDA及NO的產生，具有抗氧化作用．

2．8天然蝦青素對運動后小鼠血液抗氧化水平的影響對小鼠游泳運動后血液的抗氧化指標進行檢測，實驗數據顯示（表8），蔗糖酯對游泳運動后小鼠的各項血液抗氧化指標無顯著影響（p＞0．05）．天然蝦青素各劑量組小鼠血液的總超氧化物歧化酶（T－SOD）、過氧化物酶（GSH－Px）和總抗氧化能力（T－AOC）活性指標均有顯著提高（p＜0．01），一氧化氮（NO）濃度顯著下降（p＜0．01），但丙二醛（MDA）濃度無顯著變化（p＞0．05）．可見，天然蝦青素能增強運動后小鼠血液中抗氧化酶T－AOC，T－SOD，GSH－Px的活性，抑制氧化代謝產物NO的產生，起到抗氧化作用．

2．9天然蝦青素抗氧化與抗疲勞相關性的分析將各個劑量組小鼠血液中的總抗氧化能力（T－AOC）活性作為橫坐標，分別以全血乳酸（BLA）濃度、血清尿素氮（BUN）濃度、肝糖元（LG）質量比、肌糖元（MG）質量比為縱坐標作圖，可得到血液中總抗氧化能力T－AOC活性與BLA，BUN，LG，MG的相關性圖（圖1）．圖1（a），（b）分別為T－AOC活性與BLA濃度，T－AOC活性與BUN濃度的相關性圖，可知小鼠體內T－AOC越強，運動產生的BLA，BUN量越少；圖1（c），（d）為T－AOC活性與LG質量比，T－AOC活性與MG質量比的相關性圖，可知小鼠體內T－AOC越強，運動后小鼠體內LG，MG質量比越高，即運動消耗的LG，MG越少．這表明小鼠體內抗氧化功能越強時，抗疲勞功能也越強．另外，根據線性方程可以看出，總抗氧化能力對抗疲勞指標的影響從大到小為LG質量比，BUN濃度，BLA濃度，MG質量比．因此，當抗氧化能力越高時，由于運動而引起小鼠產生的BLA和BUN量減少，對LG和MG消耗量也減少，從而提高小鼠的運動耐力，增強其抗疲勞能力．

3討論

抗疲勞作用包括延緩疲勞的產生和加速疲勞的消除兩個方面，常用的評價方法有兩個：運動耐力試驗和生化指標的檢測．運動耐力的提高是抗疲勞能力加強最直接的表現，力竭游泳實驗表明，蝦青素高劑量組能顯著延長小鼠的力竭游泳時間，從而提高小鼠的運動耐力．長時間的劇烈運動會導致機體相對缺氧，需通過無氧酵解提供能量，產生大量的乳酸，從而影響機體內環境的酸堿平衡，導致疲勞的產生；同時，體內蛋白質和氨基酸的分解也會隨之增加，最終產生尿素氮，使BUN水平升高，當機體對負荷適應能力越差，BUN的增加越明顯．蝦青素對游泳運動后的小鼠體內BLA和BUN指標的升高有顯著的抑制作用，可加快乳酸和BUN的清除速度，使機體快速恢復，從而提高小鼠的運動耐力．體內糖元與運動耐力密切相關，糖元儲備越多、合成越快，運動可持續的時間越長．實驗結果表明，蝦青素可提高小鼠運動后肝糖元的質量比，提高糖元的儲備能力，加快糖元的回復速率，增強抗氧化能力．氧化應激是產生運動疲勞的主要因素，當運動激烈時，自由基產生并積累，導致生物膜機能破壞，線粒體受到自由基攻擊，ATP供給量減少，肌肉工作能力減弱，產生疲勞感．在以有氧代謝為主的長時間的運動過程中，MDA的升高反映了積累的自由基對組織細胞的損傷；總抗氧化能力T－AOC的降低反映了機體抗氧化系統不足以對抗自由基的氧化作用；GSH－PX是清除自由基和抑制自由基反應的作用酶，其活力反映了機體抗氧化系統的活躍程度．天然蝦青素由于特殊的分子結構，在清除自由基、降低過氧化物水平、強化機體抗氧化系統等方面功效顯著．結果表明，蝦青素能抑制運動后小鼠肝臟及血液中氧化代謝產物MDA的產生，增強抗氧化酶T－AOC，T－SOD，GSH－Px的活性．說明，在劇烈運動引起的氧化應激情況下，天然蝦青素具有對抗自由基產生并加速自由基的清除作用，顯示出卓越的抗氧化功效．并通過抗氧化與抗疲勞相關性的分析，發現抗氧化能力的提高，使抗疲勞能力得以增強，兩者相輔相成．

作者：王茵 劉淑集 蘇永昌 胡婷婷 吳成業 單位：福建省水產研究所