摘 要 運(yùn)動(dòng)耐力不足是限制運(yùn)動(dòng)員和健身愛(ài)好者運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的主要原因,提高運(yùn)動(dòng)耐力能滿足運(yùn)動(dòng)員提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)、普通人提升身體素質(zhì)、勞動(dòng)者長(zhǎng)時(shí)間體力勞動(dòng)的需求,但目前尚缺乏適合日常食用安全高效的耐力類運(yùn)動(dòng)功能食品。元?jiǎng)恿ψ鳛橐环N新型藥食同源化合物的組合物具有較顯著的提高運(yùn)動(dòng)耐力作用,但其機(jī)制尚待進(jìn)一步系統(tǒng)研究。該研究采用藥食同源組合物(阿洛糖28%、蔗糖12%、葡萄糖8%、5-羥甲基糠醛12%、棕櫚酸18%、亞油酸18%、人參皂苷3%、姜酚1%),通過(guò)負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn)測(cè)定運(yùn)動(dòng)耐力,采用紅外熱成像法監(jiān)測(cè)小鼠整體能量代謝,通過(guò)HE染色法觀測(cè)肌肉組織形態(tài),采用脲酶法、乳酸脫氫酶法及蒽酮-硫酸法測(cè)定血尿素氮、血乳酸、肝糖原及肌糖原含量,采用GC-MS法測(cè)定短鏈脂肪酸含量,研究結(jié)果如下:(1)低、高劑量元?jiǎng)恿Ω深A(yù)后小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間較空白組分別延長(zhǎng)119.8%、257.4%(P<0.05);(2)低、高劑量元?jiǎng)恿Ω深A(yù)后,整體能量代謝顯著提高,肌肉細(xì)胞變形和破裂減輕,肌糖原含量增加,血尿素氮、血乳酸含量降低,糞便中丁酸含量增加。綜上所述,元?jiǎng)恿δ軌蝻@著提高機(jī)體能量代謝,增加丁酸生成,降低有害代謝產(chǎn)物,增加肌糖原儲(chǔ)備,提高運(yùn)動(dòng)耐力。

提高運(yùn)動(dòng)耐力在現(xiàn)實(shí)生活中具有重要的價(jià)值,不僅能滿足運(yùn)動(dòng)員在競(jìng)技比賽中提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的需求,同時(shí)能滿足普通人對(duì)于提升身體素質(zhì)、改善身體健康的需求,以及長(zhǎng)時(shí)間的體力勞動(dòng)、戰(zhàn)場(chǎng)等特殊場(chǎng)景下的體力需求。如何提高運(yùn)動(dòng)耐力不僅是運(yùn)動(dòng)生理學(xué)家所關(guān)注的研究重點(diǎn),更是令人困擾的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。目前提高運(yùn)動(dòng)耐力的干預(yù)措施因受限于專業(yè)設(shè)備、合適的場(chǎng)所及藥物副作用[1-2],所以探尋安全且便捷高效的干預(yù)措施顯得尤為迫切。隨著科學(xué)的發(fā)展,關(guān)于利用食物源成分減輕運(yùn)動(dòng)疲勞、延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間的研究越來(lái)越多[3-4]。元?jiǎng)恿ψ鳛橐环N新型藥食同源化合物的組合物,其主要成分為多糖、膳食脂肪酸和人參皂苷等,在團(tuán)隊(duì)前期的運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中已經(jīng)被證實(shí)具有顯著提高運(yùn)動(dòng)耐力的作用,然而若將其更廣范圍的應(yīng)用尚需要對(duì)其緩解運(yùn)動(dòng)疲勞、提高運(yùn)動(dòng)耐力的機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)研究。本研究擬通過(guò)負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn)測(cè)定運(yùn)動(dòng)耐力,采用紅外熱成像法監(jiān)測(cè)小鼠整體能量代謝,通過(guò)HE染色法考察對(duì)肌肉組織的影響,采用脲酶法、乳酸脫氫酶法及蒽酮-硫酸法考察其對(duì)血尿素氮、血乳酸、肝糖原及肌糖原的影響,采用GC-MS法對(duì)糞便短鏈脂肪酸含量的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),綜合評(píng)價(jià)其緩解運(yùn)動(dòng)疲勞、提高運(yùn)動(dòng)耐力的作用,為開(kāi)發(fā)一種安全高效且適合日常食用的耐力類運(yùn)動(dòng)功能食品提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試劑

瑪咖提取物,10∶1濃縮,食品級(jí),西安瑞林生物科技有限公司;乳酸、尿素氮、肝/肌糖原測(cè)定試劑盒,南京建成生物工程研究所;阿洛糖、蔗糖、葡萄糖、5-羥甲基糠醛、棕櫚酸、亞油酸、人參皂苷、姜酚,上海源葉生物科技有限公司,化學(xué)純級(jí)別。

1.1.2 儀器與設(shè)備

ONE Pro LT gen3熱像儀,菲力爾公司;SPY-11234全自動(dòng)酶標(biāo)儀、RC6 Plus高速冷凍離心機(jī),賽默飛世爾科技公司;GCMS-QP2010氣質(zhì)聯(lián)用儀,島津制作所。

1.1.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

60只無(wú)特定病原體(specific pathogen free,SPF)級(jí)雄性C57BL/6小鼠(5周齡),體重(18±2) g,珠海百試通生物科技有限公司,許可證號(hào):SCXK(粵)2020-0051。飼養(yǎng)條件:溫度(25±2) ℃,濕度(55±5)%,12 h明暗循環(huán)模擬晝夜交替,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中自由攝食和飲水。Co60輻照實(shí)驗(yàn)鼠維持飼料,江蘇美迪森生物醫(yī)藥有限公司。本實(shí)驗(yàn)所有操作過(guò)程遵循廣東海洋大學(xué)動(dòng)物倫理規(guī)定,且經(jīng)廣東海洋大學(xué)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào):GDOU-LAE-2022-006)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 元?jiǎng)恿Φ呐渲?/p>

元?jiǎng)恿Π匆韵赂魑镔|(zhì)配比組成:阿洛糖28%、蔗糖12%、葡萄糖8%、5-羥甲基糠醛12%、棕櫚酸18%、亞油酸18%、人參皂苷3%、姜酚1%。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的處理

小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后,隨機(jī)分為4個(gè)組,分別為空白對(duì)照組(NC)、瑪咖陽(yáng)性對(duì)照組(AC)、元?jiǎng)恿Φ蛣┝拷M(YDL.L)、元?jiǎng)恿Ω邉┝拷M(YDL.H),NC組灌胃純水,AC組灌胃0.45 g/kg·BW瑪咖提取物,YDL.L組和YDL.H組分別灌胃0.45、1.8 g/kg BW元?jiǎng)恿θ芤?n=15,單只灌胃體積=0.01×小鼠體重(g),1 次/d,共28 d。元?jiǎng)恿┝康拇_定由前期實(shí)驗(yàn)探索而得。最后一天灌胃后,進(jìn)行紅外攝影,使用熱像儀在小鼠上方1 m處進(jìn)行拍攝,輻射率0.95,拍攝后圖片使用FLIR TOOLs軟件進(jìn)行處理得出數(shù)據(jù)。接著部分小鼠進(jìn)行負(fù)重力竭游泳試驗(yàn)(n=7),負(fù)重為5%體重,測(cè)定力竭游泳時(shí)間;剩余部分進(jìn)行90 min不負(fù)重游泳試驗(yàn)(n=8),90 min后撈起小鼠擦干,休息15 min后,眼球取血,解剖收集肌肉、臟器,進(jìn)行后續(xù)生化指標(biāo)測(cè)定。

1.2.3 小鼠肌肉組織切片HE染色

按照文獻(xiàn)[5]的方法對(duì)小鼠腓腸肌進(jìn)行HE染色。

1.2.4 小鼠疲勞生理生化指標(biāo)的測(cè)定

采用蒽酮-硫酸法對(duì)肝糖原、肌糖原含量進(jìn)行測(cè)定,采用脲酶法試劑盒對(duì)血清尿素氮含量進(jìn)行測(cè)定,采用乳酸脫氫酶比色法試劑盒對(duì)血清乳酸含量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.5 小鼠結(jié)腸組織及糞便中短鏈脂肪酸水平的測(cè)定

稱取結(jié)腸組織或糞便樣品50 mg,加100 μL體積分?jǐn)?shù)15%磷酸,再加125 μg/mL的內(nèi)標(biāo)(異己酸)溶液100 μL和乙醚900 μL勻漿1 min,于4 ℃ 12 000 r/min離心10 min,混合溶液用0.22 μm有機(jī)微孔膜過(guò)濾,取上清液用GC-MS測(cè)試(柱箱溫度:60 ℃,進(jìn)樣口溫度:250 ℃,進(jìn)樣方式:分流,載氣:He,離子源溫度:230 ℃,接口溫度:250 ℃,色譜柱:VF-WAXms)。得到短鏈脂肪酸的標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)合保留時(shí)間和峰形對(duì)目標(biāo)物的峰面積進(jìn)行定量。

1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 24.0軟件,通過(guò)單因素方差(one-way ANOVA)對(duì)力竭游泳時(shí)間、血尿素氮、血乳酸、肝糖原、肌糖原等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,以P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;通過(guò)計(jì)算皮爾森(Pearson)相關(guān)系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)之間相關(guān)性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 元?jiǎng)恿?duì)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間的影響

如圖1所示,與NC組相比,AC組與YDL.L組的力竭游泳時(shí)間分別延長(zhǎng)61.2%、119.8%,具有顯著差異(P<0.05),YDL.H組延長(zhǎng)257.4%,具有極顯著差異(P<0.01)。與AC組比,YDL.L組、YDL.H組分別升高36.3%、121.6%。說(shuō)明元?jiǎng)恿δ軌蝻@著延長(zhǎng)耐力運(yùn)動(dòng)時(shí)間,其效果遠(yuǎn)超瑪咖。

圖1 不同劑量元?jiǎng)恿艾斂崛∥飳?duì)小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間的影響
Fig.1 Effects of YDL and maca extract on exhaust swimming time of mice

注:不同字母代表組間差異顯著(P<0.05)(下同)。

2.2 元?jiǎng)恿?duì)小鼠耐力運(yùn)動(dòng)后肌肉組織形態(tài)的影響

由圖2可見(jiàn),空白對(duì)照組在90 min耐力運(yùn)動(dòng)后,肌肉細(xì)胞因劇烈拉力變形,排列紊亂,細(xì)胞膜不清晰;細(xì)胞核分布紊亂,多出聚集、破裂或消失,肌肉纖維被大量炎癥細(xì)胞包圍。與NC組相比,AC組肌肉變形減輕,但仍然存在細(xì)胞膜不清晰、細(xì)胞核分布紊亂的現(xiàn)象;YDL.L組、YDL.H組肌肉細(xì)胞變形和破裂明顯減輕,細(xì)胞膜清晰。說(shuō)明元?jiǎng)恿?duì)耐力運(yùn)動(dòng)造成的肌肉損傷具有一定的保護(hù)作用。同時(shí)可以觀察到低劑量元?jiǎng)恿Ω深A(yù)后肌肉纖維和纖維束顯著變粗,YDL.L組顯著粗于YDL.H組。

a-NC組;b-AC組;c-YDL.L組;d-YDL.H組

圖2 空白組與實(shí)驗(yàn)組小鼠耐力運(yùn)動(dòng)后肌肉組織切片
Fig.2 Muscle tissue sections after endurance exercise in each group

2.3 元?jiǎng)恿?duì)小鼠整體能量代謝情況的影響

由圖3可知,NC組小鼠整體體溫水平較低,而AC組小鼠背部中心溫度顯著上升,尾部溫度變化較小;YDL.L組、YDL.H組背部中心及尾部溫度顯著提高,YDL.H組顯著高于YDL.L組和AC組,說(shuō)明元?jiǎng)恿δ軌蝻@著提高小鼠整體能量代謝,YDL.H組顯著高于AC組。

圖3 空白組與實(shí)驗(yàn)組小鼠體表紅外成像圖
Fig.3 Infrared imaging of mouse body

由圖4可見(jiàn),通過(guò)分析小鼠身體各區(qū)域溫度發(fā)現(xiàn),與NC組相比,低劑量的元?jiǎng)恿︼@著提升尾部、眼部、背部溫度,分別升高19.11%、11.85%、10.10%,高劑量的元?jiǎng)恿︼@著提升尾部、眼部、背部溫度,分別提升23.41%、16.25%、14.46%。與AC組相比,低劑量元?jiǎng)恿M尾部、眼部、背部溫度分別提升6.89%、3.77%、3.84%,YDL.H組尾部、眼部、背部溫度分別提升10.75%、7.85%、7.95%,元?jiǎng)恿ο噍^瑪咖顯著提高了小鼠的能量代謝。

a-尾部溫度;b-眼部溫度;c-背部溫度

圖4 空白組與實(shí)驗(yàn)組小鼠身體不同區(qū)域溫度
Fig.4 Temperature of different areas of the mouse body

2.4 元?jiǎng)恿?duì)小鼠肌糖原和肝糖原水平的影響

由圖5可知,與NC組相比,AC組、YDL.L組和YDL.H組小鼠肝糖原水平分別變化了-18.4%、1.6%、-3.4%,但組間無(wú)顯著性差異(P>0.05)。與NC組相比,AC組、YDL.L組和YDL.H組小鼠肌糖原分別上升了46.8%、43.2%、40.7%,和NC相比肌糖原水平顯著提高(P<0.05),但3組間無(wú)顯著差異(P>0.05)。說(shuō)明元?jiǎng)恿同斂崛∥锞哂刑岣呒√窃瓋?chǔ)備的作用,兩者作用效果相當(dāng)。但對(duì)肝糖原的儲(chǔ)備和利用無(wú)顯著影響。

a-肝糖原;b-肌糖原

圖5 空白組和實(shí)驗(yàn)組小鼠能量?jī)?chǔ)備物質(zhì)水平
Fig.5 Effects of YDL and maca extract on energy reserve substance level

a-血乳酸;b-血尿素氮

圖6 元?jiǎng)恿同斂崛∥飳?duì)血清有害代謝
產(chǎn)物水平的影響
Fig.6 Effects of YDL and maca extract on serum harmful metabolites level

a-乙酸;b-丙酸;c-丁酸;d-異丁酸;e-戊酸;f-異戊酸;g-己酸

圖7 元?jiǎng)恿同斂?duì)結(jié)腸組織中的短鏈脂肪酸含量的影響
Fig.7 Effects of maca and YDL on the SCFAs of colon

2.5 元?jiǎng)恿?duì)小鼠血清尿素氮和乳酸水平的影響

由圖6可知,與NC組相比,AC組、YDL.L組和YDL.H組小鼠血尿素氮水平分別下降了6.9%、8.0%、5.7%,血乳酸水平分別下降了19.4%、28.3%、26.2%,和NC組相比均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與AC組相比,YDL.L組和YDL.H組血乳酸含量分別下降11.1%、8.5%,但差異不顯著(P>0.05)。說(shuō)明瑪咖和元?jiǎng)恿δ軌蚪档瓦\(yùn)動(dòng)中有害代謝產(chǎn)物的積累。

2.6 元?jiǎng)恿?duì)小鼠結(jié)腸組織和糞便中短鏈脂肪酸濃度水平的影響

結(jié)腸組織中短鏈脂肪酸濃度水平如圖7所示,與NC組相比,YDL.H組乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸、己酸顯著升高(P<0.05),分別升高了96.6%、105.9%、151.4%、52.4%、139.5%。與NC組相比,AC組和YDL.L組丁酸分別降低46.2%、45.2%(P<0.05),異戊酸分別降低19.6%、23.6%。與瑪咖提取物相比,YDL.H組乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸分別升高了128.1%、226.5%、44.6%、170.8%、112.8%、12.6%、192.3%。說(shuō)明高劑量元?jiǎng)恿δ軌蛟黾咏Y(jié)腸組織中乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸、己酸濃度水平,且較瑪咖干預(yù)作用更明顯。

糞便中短鏈脂肪酸結(jié)果如圖8所示,與NC組相比,YDL.L組乙酸和戊酸濃度水平分別顯著下降35.7%、21.4%(P<0.05);AC組、YDL.L組和YDL.H組丁酸分別升高51.8%、78.1%、91.1%(P<0.05),與腸道中丁酸水平呈相反趨勢(shì)。與NC組相比,AC組、YDL.L組和YDL.H組己酸分別下降55.8%、51.3%、55.6%,差異顯著(P<0.05)。各組腸道中丙酸、異戊酸無(wú)顯著性差異(P>0.05)。

a-乙酸;b-丙酸;c-丁酸;d-異丁酸;e-戊酸;f-異戊酸;g-己酸

圖8 元?jiǎng)恿同斂?duì)糞便中的短鏈脂肪酸含量的影響
Fig.8 Effects of maca and YDL on the SCFAs of feces

2.7 小鼠整體能量代謝與短鏈脂肪酸生成的相關(guān)性分析

如圖9所示,尾部溫度與糞便中的丁酸含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05),和糞便中己酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05);背部溫度與糞便中己酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

圖9 小鼠身體溫度與糞便中短鏈脂肪酸含量的皮爾森門相關(guān)性分析
Fig.9 Heatmap of correlations between body temperature and short-chain fatty acids content in feces

3 結(jié)論與討論

元?jiǎng)恿χ饕煞譃樘穷?、脂肪酸?-羥甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)、人參皂苷、姜酚。雖然膳食多糖、膳食脂肪酸和人參皂苷已在過(guò)去的研究中被證實(shí)具有一定的抗疲勞作用[6-7],但單個(gè)的較低劑量的上述化合物在實(shí)踐中并不能較大幅度地提高運(yùn)動(dòng)耐力。本研究基于中藥組方的啟示,將它們按一定比例進(jìn)行組合制成元?jiǎng)恿M合物,探究其對(duì)運(yùn)動(dòng)耐力的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),元?jiǎng)恿M合物能夠顯著提高小鼠運(yùn)動(dòng)耐力,且其作用效果顯著優(yōu)于瑪咖提取物。相對(duì)于單組分物質(zhì),多組分物質(zhì)能夠同時(shí)高效干預(yù)多個(gè)作用靶標(biāo),可能是元?jiǎng)恿Ω咝岣吡诉\(yùn)動(dòng)耐力的原因。5-HMF占元?jiǎng)恿康?3.5%,5-HMF在過(guò)去被認(rèn)為是食品加工產(chǎn)生的不良產(chǎn)物,近年來(lái)越來(lái)越多研究表明5-HMF對(duì)人體健康有著積極作用[8-9]。中草藥具有廣泛的生理活性作用,在煎煮過(guò)程中會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)從而生成HMF[10]。HMF可能是元?jiǎng)恿案黝愔胁菟幇l(fā)揮生理活性作用的關(guān)鍵成分之一。中草藥及藥食同源組合物具有成分復(fù)雜、作用途徑多、作用靶點(diǎn)多的特點(diǎn),解析中草藥及藥食同源組合物各類生理活性的具體作用機(jī)制極具挑戰(zhàn)性,通過(guò)解析HMF的生理活性作用能夠?yàn)樗幨惩词称返淖饔脵C(jī)制提供新的研究思路。

本研究發(fā)現(xiàn)YDL.H組提高了小鼠結(jié)腸組織中乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸、己酸的濃度。短鏈脂肪酸能夠作為直接能量物質(zhì),為機(jī)體提供能量[11]。結(jié)腸產(chǎn)生的短鏈脂肪酸大部分被吸收到結(jié)腸細(xì)胞中供其使用,為結(jié)腸細(xì)胞提供70%所需的能量[12]。短鏈脂肪酸不僅能夠作為直接能量來(lái)源,并可參與糖異生、脂肪合成等代謝途徑,從而促進(jìn)全身能量穩(wěn)態(tài)[13-14]。腸道中生成的短鏈脂肪酸能夠通過(guò)腸道黏膜和肝門靜脈進(jìn)入體循環(huán)在全身范圍內(nèi)發(fā)揮相應(yīng)的功能[12,15]。HU等[16]發(fā)現(xiàn)短鏈脂肪酸中的乙酸鹽能夠通過(guò)激活棕色脂肪細(xì)胞中的GPR43受體導(dǎo)致脂肪和線粒體生物生成,從而增加機(jī)體能量代謝;MURAKAMI等[17]發(fā)現(xiàn)丙酸鹽可顯著增加解偶聯(lián)蛋白1的基因和蛋白質(zhì)表達(dá),從而增加骨骼肌細(xì)胞的產(chǎn)熱能力和能量代謝。說(shuō)明元?jiǎng)恿δ軌蛲ㄟ^(guò)增加結(jié)腸組織中乙酸、丙酸、異丁酸等短鏈脂肪酸生成從而達(dá)到促進(jìn)能量代謝的作用。高劑量元?jiǎng)恿Ω深A(yù)后結(jié)腸組織中戊酸、己酸濃度同樣顯著升高,但戊酸、己酸在腸道健康中作用目前尚不完全明確,其與元?jiǎng)恿μ岣吣土\(yùn)動(dòng)表現(xiàn)是否有關(guān),尚待進(jìn)一步研究。

本研究發(fā)現(xiàn)高劑量元?jiǎng)恿Ω深A(yù)后糞便中丁酸濃度顯著升高,糞便短鏈脂肪酸濃度在一定程度上能夠代表機(jī)體產(chǎn)生短鏈脂肪酸水平,說(shuō)明元?jiǎng)恿Φ母深A(yù)能夠促進(jìn)丁酸生成。ZHANG等[18]發(fā)現(xiàn)丁酸鹽能夠激活產(chǎn)熱相關(guān)通路以調(diào)節(jié)體溫和全身能量消耗,但該研究沒(méi)有從機(jī)體整體變化來(lái)闡釋該現(xiàn)象。CRANE等[19]證實(shí)全身能量代謝的變化與通過(guò)紅外成像檢測(cè)到的產(chǎn)熱之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)性,因此通過(guò)紅外熱成像技術(shù)對(duì)小鼠全身能量代謝變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有可行性。本研究通過(guò)紅外熱成像圖像發(fā)現(xiàn),灌胃高劑量元?jiǎng)恿τ兄谛∈笳w能量代謝提高,其中元?jiǎng)恿Ω深A(yù)組的背部、尾部、眼部溫度都顯著高于空白對(duì)照組。小鼠正常體溫范圍為36～38.5 ℃[20],元?jiǎng)恿Φ母深A(yù)并沒(méi)有使其高于正常體溫范圍,而是在正常范圍內(nèi)波動(dòng)。據(jù)報(bào)道肌肉工作時(shí)所消耗的能量?jī)H有20%轉(zhuǎn)化為機(jī)械功[21],其余轉(zhuǎn)化為熱能,小鼠核心溫度增加可能是肌肉工作時(shí)的副產(chǎn)物熱能增加的結(jié)果。元?jiǎng)恿赡芡ㄟ^(guò)增加肌肉糖原代謝從而使得機(jī)體整體能量代謝增加。通過(guò)紅外熱成像圖可觀察到,元?jiǎng)恿Ω深A(yù)后小鼠尾部溫度顯著增加。雖然已有研究表明腸道菌群產(chǎn)生的丁酸鹽與體溫之間的直接聯(lián)系[22],為了確定小鼠腸道短鏈脂肪酸生成水平與能量代謝之間的相關(guān)性,本研究對(duì)小鼠糞便短鏈脂肪酸含量與身體各部位溫度進(jìn)行皮爾森相關(guān)性分析。結(jié)果表明乙酸、丙酸、異丁酸、戊酸、異戊酸與機(jī)體能量代謝無(wú)顯著相關(guān)性,而小鼠尾部溫度與糞便中的丁酸含量呈顯著正相關(guān),說(shuō)明元?jiǎng)恿μ岣咝∈蟮奈膊繙囟鹊淖饔猛緩脚c腸道丁酸產(chǎn)生具有相關(guān)性。元?jiǎng)恿赡芡ㄟ^(guò)影響腸道短鏈脂肪酸生成提高小鼠能量代謝。據(jù)報(bào)道耐力運(yùn)動(dòng)過(guò)程中氧自由基產(chǎn)生過(guò)多會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)和蛋白質(zhì)過(guò)氧化,肌肉細(xì)胞膜成分破壞,從而擾亂肌肉運(yùn)動(dòng)功能[23]。本研究中同樣發(fā)現(xiàn)空白組的肌肉細(xì)胞膜不清晰,肌肉細(xì)胞變形且排列紊亂。據(jù)報(bào)道腸道產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能夠有效減少氧化應(yīng)激[24],本研究推測(cè)短鏈脂肪酸能夠通過(guò)減少氧化應(yīng)激減輕運(yùn)動(dòng)中的肌肉損傷,這可能是元?jiǎng)恿p少肌肉損傷的主要原因之一。

綜上所述,低、高劑量的元?jiǎng)恿?8 d干預(yù)后小鼠負(fù)重力竭游泳時(shí)間顯著延長(zhǎng),整體能量代謝顯著提高,肌肉細(xì)胞變形和破裂減輕,肌糖原含量增加,血清中尿素氮、乳酸含量減少,糞便中丁酸含量升高,并且尾部溫度與糞便中的丁酸含量呈顯著正相關(guān);低、高劑量的元?jiǎng)恿Ω深A(yù)可能通過(guò)增加腸道丁酸生成提高整體能量代謝從而提高運(yùn)動(dòng)耐力。

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