研究目的:运动性疲劳是指由于运动过度而引起身体机能下降的现象,是人体一种正常的生理现象,氧化应激损伤是其主要产生机制之一,当持续性或过度运动会导致内分泌紊乱、免疫力下降,甚至出现器质性疾病,威胁身体健康。秦皮乙素(ESC),又名七叶亭或七叶内酯,化学名称为6,7-二羟基香豆素,化学分子式为C9H6O4,是秦皮的主要抗氧化活性成分之一,其抗氧化作用已介入到多种疾病的治疗中。Nrf2是细胞调节氧化应激反应的重要转录因子,它可以维持细胞内氧化还原的动态平衡,当前,Nrf2途径被认为是治疗氧化应激诱发疾病的重要靶点。因此,本研究通过大鼠力竭游泳运动建立运动性疲劳模型,明确秦皮乙素的抗疲劳作用,探讨其保护机制是否与Nrf2介导的抗氧化信号通路有关,为开发具有抗疲劳作用的新产品提供指导,对未来运动性疲劳的相关研究提供理论基础和科学依据。研究方法:实验选取8周龄健康雄性SD大鼠40只,在标准的实验动物房适应性饲养一周以后,按体重随机分为4组,即分别为空白对照组(CON,0.1ml/kgDMSO灌胃,笼内自由活动)、运动性疲劳模型组(EXE,0.1ml/kgDMSO灌胃,力竭游泳运动实验)、秦皮乙素对照组(ESC,100mg/kg秦皮乙素灌胃,笼内自由活动)及秦皮乙素+运动性疲劳模型组(ESC+EProtein Tyrosine Kinase抑制剂XE,100mg/kg秦皮乙素灌胃,力竭性游泳运动实验)。训练前一小时给药,每天给药一次,持续给药四周。动物力竭性游泳运动造模方案:将大鼠置于水温27-30℃,水深不低于50cm的容器中,使其尾部不能触及容器底部,每次训练至大鼠力竭时停止,大鼠沉水8秒后未上浮至水面,为力竭判定标准,记录每只大鼠力竭时间。适应性运动3天后,第一周进行无负重游泳训练,第二周开始负重游泳训练,每周训练六天,休息一天,持续四周。负重由1%逐渐增加至体重的5%(铅绳作为负重绑在大鼠尾端,每三天测AZD6738体内实验剂量量一次体重,相应增减负荷)。记录大鼠力竭游泳时间。末次游泳运动后,记录每组大鼠游泳力竭时间,运动结束一小时后腹腔注射戊巴比妥钠(50mg/kg体重)麻醉后处死。真空采血管取血,分离上清,并放入-80℃超低温冰箱保存,以待测血液指标。取血后在冰上进行解剖,快速分离并获取腓肠肌组织,转移至-80℃超低温冰箱保存以备用。取部分分离的腓肠肌组织,置于4%多聚甲醛固定液中固定24小时,将组织脱水后,用石蜡包埋并制作5微米切片,经常规苏木素-伊红染色后,观察大鼠腓肠肌组织病理学改变的情况;通过力竭游泳实验,观察秦皮乙素对大鼠运动耐力的影响;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清尿素氮(BUN)水平;通过比色法检测大鼠血清中乳酸(LA)、乳酸脱氢酶(LDH);检测大鼠血清和骨骼肌中氧化应激指标超氧化物歧化酶(SOD)活力、丙二醛(MDA)含量。通过实时荧光定量PCR检测核因子E2相关因子2 (Nrf2)、血红素氧合酶1(HO-1)、胞浆蛋白伴侣分子Keap1(Keap1)mRNA的水平。实验数据用SPSS25.0软件进行统计,结果以平均值±标准差表示,数据分析采用单因素方差分析,当出现显著差异时采用LSD事后检验组间数据差异性。统计学意义以P<0.05表示显著性差异,P<0.01表示非常显著性差异。研究结果:(1)与CON组相比,EXE组大鼠运动耐力显著降低(P<0.05),血清疲劳相关生化指标LA、BUN、LDH水平显著升高(P<0.05),骨骼肌中氧化应激指标SOD活力显著降低(P<0.05),MDA水平显著升高(P<0.05);实时荧光定量PCR表明Nrf2和HO-1mRimmune dysregulationNA表达明显减少(P<0.01,P<0.05),Keap1mRNA表达显著增加(P<0.01);HE染色显示骨骼肌纤维出现不同程度损伤,肌纤维排列不规则,细胞核内移。结果表明力竭游泳训练使大鼠产生运动疲劳,且影响Keap1/Nrf2/HO-1信号通路的表达。(2)与CON组相比,ESC组大鼠运动耐力没有显著差异,血清疲劳相关生化指标LA、BUN、LDH和骨骼肌中氧化应激指标MDA水平没有显著差异,SOD活力显著升高(P<0.05);实时荧光定量PCR表明Nrf2和HO-1mRNA表达明显增加(P<0.01,P<0.05),Keap1mRNA表达显著减少(P<0.05);HE染色结果显示横纹肌排列整齐,肌纤维排列规则,两组没有明显差异。结果表明,单纯补充秦皮乙素不能影响大鼠运动耐力,但可以影响Keap1/Nrf2/HO-1信号通路的表达。(3)与EXE组相比,ESC+EXE组大鼠运动耐力显著增加(P<0.05),血清LA、BUN、LDH水平显著降低(P<0.05),骨骼肌中氧化应激指标SOD活力显著升高(P<0.05),MDA水平显著降低(P<0.05);实时荧光定量PCR表明Nrf2和HO-1 mRNA表达显著增加(P<0.01, P<0.05),Keap1 mRNA表达显著减少(P<0.05);HE染色结果显示,大鼠骨骼肌横纹清晰,肌纤维排列整齐,细胞核内移情况得到改善。结果表明,补充秦皮乙素可以增加大鼠运动能力,是通过调节Keap1/Nrf2/HO-1信号通路的表达,降低疲劳生化指标和提高骨骼肌的抗氧化能力,从而缓解运动疲劳。研究结论:秦皮乙素具有改善大鼠运动性疲劳的作用,且该作用可能与其调节Keap1/Nrf2/HO-1信号通路,并提高骨骼肌的抗氧化应激能力有关。