虾青素干预及疲劳运动对大鼠骨骼肌代谢组学影响的研究

发布时间：2020-06-06 07:55

【摘要】：随着运动时间或强度的持续体内自由基逐渐累积,造成机体能量消耗殆尽进而引发疲劳及运动损伤。虾青素是一种极强的抗氧化剂,在清除自由基、平衡机体氧化失衡、抗疲劳及提高运动能力等方面有良好功效。基于代谢组学的方法有利于掌握运动及虾青素在不同运动时期对机体的干预效果,有利于明确机体中小分子代谢物的变化趋势及恢复情况。目的:基于~1H-NMR代谢组学方法探讨运动及虾青素补充对游泳疲劳大鼠骨骼肌标志性代谢产物的变化及恢复情况。方法:60只7周龄SD雄性大鼠适应性喂养一周后将其随机分为四个大组,分别为:对照组(C,n=10),单纯给药组(M,n=10),单纯运动组(E,n=10),运动+给药组(EM组,n=30),其中运动+给药组又分为三个亚组(每组n=10):运动后即刻组(EMJ)、运动后12h组(EM12h)、运动后24h组(EM24h)。C组灌服植物豆油,M及EM每天虾青素给药剂量为6.6mg/kg。E组与EM组大鼠适应性游泳3d后分3阶段正式游泳,每阶段8d共24d。第一阶段:下午2:30开始游泳100min间歇3min;第二阶段:下午2:30开始游泳3h间歇3min;第三阶段:分别于上午8:00、下午2:30各开始游泳3h间歇3min。游泳结束后分别采集C、E、M、EMJ、EM12h、EM24h大鼠骨骼肌并标记为T1、T2、T3、T4、T5、T6。骨骼肌样本经匀浆、离心及吹干等处理后进行核磁检测,得到的核磁图谱采用MestReNova、SIMCA-P及SPSS软件处理分析后找出核磁差异代谢物。结果:(1)经过筛查和分析后在不同时期共指认大鼠骨骼肌代谢标志物29种,这些代谢物涉及了氨基酸代谢、能量代谢、嘌呤代谢、膜代谢、渗透压及其他小分子代谢物的变化。(2)E组与C组相比,除肌酸、肉毒碱、次黄嘌呤、氧化三甲胺、异亮氨酸、醋酸(p0.01)、甘油、磷酸胆碱、胆碱、谷氨酰胺、柠檬酸(p0.05)水平显著升高外,α-葡萄糖、琥珀酸、甘氨酸、丙氨酸(p0.01)、酪氨酸、甲酸盐、甜菜碱、半胱氨酸及β-葡萄糖(p0.05)水平显著降低。(3)M组与EMJ组相比:乳酸、半胱氨酸、琥珀酸(p0.01)、次黄嘌呤、组氨酸(p0.05)水平显著降低;氧化三甲胺、α-葡萄糖、肉毒碱、肌酸、肌苷、甜菜碱、异亮氨酸、醋酸、缬氨酸(p0.01)水平显著升高。(4)E组相比EMJ组:酪氨酸、半胱氨酸、甲酸盐、β-葡萄糖(p0.01)、甘油、3-甲基组氨酸、柠檬酸、甜菜碱、亮氨酸、缬氨酸(p0.05)水平下降;次黄嘌呤、α-葡萄糖(p0.01)水平显著上升。(5)在虾青素补充运动后恢复期乳酸、肌酸、α-葡萄糖及缬氨酸已基本恢复至正常水平。结论:(1)基于代谢组学技术疲劳运动前后样本能够明显分离与运动引起的大鼠骨骼肌中糖代谢、氨基酸代谢、脂质代谢、嘌呤代谢等过程中的代谢产物发生改变有关。(2)基于代谢组学技术分析可知虾青素补充对安静状态下机体代谢产物影响不大,对运动机体影响较大。(3)虾青素补充可促进疲劳运动后恢复期糖、脂肪及氨基酸的快速恢复。
【图文】：

虾青素,化学结构

图 2.1. 虾青素的化学结构类胡萝卜素在多烯链中含有共轭双键，可通过淬灭单线态氧和清除自由止链反应因此具有极强的抗氧化活性。虾青素中心具有共轭多烯链，并且其罗兰酮环上含有羟基和酮基部分①，因此有清除自由基的功效。虾青素独特结构，使它可以从细胞膜外连接到膜内（图 2.2），由于虾青素的多烯链能细胞膜中的自由基，而其结构的末端环可清除细胞膜表面和内部的自由基，其他抗氧化剂相比虾青素具有更好的生物活性。Tripathi②等人证明了虾青素上调红系衍生的核因子相关因子 2 的抗氧化反应元件途径，从而减轻大鼠肝环磷酰胺所诱导的氧化应激，并降低了 DNA 的损伤以及细胞的死亡。

虾青素,β-胡萝卜素,细胞膜,维生素C

文献综述图 2.1. 虾青素的化学结构类胡萝卜素在多烯链中含有共轭双键，可通过淬灭单线态氧和清除自由基止链反应因此具有极强的抗氧化活性。虾青素中心具有共轭多烯链，并且其每罗兰酮环上含有羟基和酮基部分①，因此有清除自由基的功效。虾青素独特的结构，使它可以从细胞膜外连接到膜内（图 2.2），由于虾青素的多烯链能够细胞膜中的自由基，而其结构的末端环可清除细胞膜表面和内部的自由基，因其他抗氧化剂相比虾青素具有更好的生物活性。Tripathi②等人证明了虾青素可上调红系衍生的核因子相关因子 2 的抗氧化反应元件途径，从而减轻大鼠肝细环磷酰胺所诱导的氧化应激，并降低了 DNA 的损伤以及细胞的死亡。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R87

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