研究背景:近年来,随着国民运动热潮的到来,越来越多的人开始运动健身,然而,适度的中低强度运动有利于提高机体身心健康,过度运动则容易引起机体过度疲劳而导致损伤。国内外众多研究表明,过度剧烈运动能短时间引起需氧量的显著增加,随机体代谢水平的提高,氧利用率也逐渐增加,活性氧(ROS)的产生也随之增多。过量的ROS导致体内脂质过氧化物蓄积、抗氧化酶活力降低以及体内亚硝酸盐浓度升高等,引起机体组织和细胞的脂质过氧化损伤、蛋白质损伤与DNA损伤,致使机体疲劳、组织损伤、运动能力降低。Davies、Kajiyama等研究发现急性剧烈运动后脂质过氧化程度最严重的是骨骼肌组织。生物在进化过程中形成了清除氧自由基的抗氧化酶系统,包括Trx系统、SOD、GSH-Px和CAT以及其它抗氧化物质。抗氧化酶活性的启动来自于一些转录因子的调控,比如核转录相关因子-2(Nrf2),它是转录因子CNC家族成员,结构中存在一个高度保守的碱性亮氨酸拉链。抗氧化反应元件(ARE)是一个特异性的DNA启动子结合序列,它位于多种抗氧化酶基因的碳端,容易受亲电试剂和氧化剂影响,启动抗氧化酶和II相解毒酶基因的转录,提高细胞、组织抗氧化能力,从而对机体起到保护作用。Nrf2被激活后可以诱导ARE依赖型基因,如还原性的辅酶II(NADPH)、血红素加氧酶-1(HO-1),醌氧化还原酶-I(NADPH)、谷胱甘Automated Workstations肽S转移酶(GST)等的转录而提高细胞抗氧化能力。氧化应激是引发许多运动性损伤的重要因素,提高机体抗氧化水平对于运动相关损伤的防治具有重要意义。因此,Nrf2/ARE信号通路已经成为运动性损伤药物研究中的重要作用靶点,寻找以Nrf2/ARE信号通路为作用靶点的天然Nrf2激活剂,是运SCH727965动性损伤药物研发的新方向。黄腐酚是啤酒花中天然存在的一种含异戊二烯基的查耳酮,是一种潜在的天然Nrf2激活剂,在啤酒中的含量处于微摩尔级。流行病学观察发现规律适量的饮用啤酒对身体有好处,这种作用也许与啤酒中含有的高浓度黄腐酚有直接关系。近年来,黄腐酚的众多药理学作用引起了人们极大的关注,其中包括抗氧化、保护心血管、抗癌、化学防癌、抗病毒、减肥和抗炎。尽管目前已知啤酒花中的黄腐酚是一个多种生理活性的抗氧化分子,但其在运动性氧化应激损伤中的研究很少,并且其潜在的作用机制也没有阐明。故本研究采用动物实验,从运动系统的动力源-骨骼肌入手,从运动性氧化应激与机体抗氧化两个方面探讨黄腐酚的抗氧化作用。研究方法:本研究使用6～8周龄雄性C57BL/6小鼠36只,随机平均分为不运动对照组(C)、力竭运动组(E)和黄腐酚+力竭运动组(XE),除对照组以外,其余两组跑台运动建立力竭运动模型,此过程持续4周,力竭运动的同时进行药物干预,每次跑台运动2 h后灌胃给药,XE组灌胃黄腐酚,黄腐酚剂量为50mg/(kg·d);C组和E组灌胃同等体积生理盐水。末次灌胃结束后禁食不禁水24 h,麻醉小鼠取动脉血离心制备血清,取血完成后断颈处死各组小鼠,迅速分离骨骼肌组织。用试剂盒检测血清中的LDH和CK含量水平,采用HE染色法观察各组小鼠骨骼肌损伤的形态学变化,用酶联免疫吸附(ELISA)试剂盒检测小鼠骨骼肌组织匀浆液中ROS、MDA、GSH、SOD、GSH-Px、TrxR活性,用Western Blotting及免疫荧光染色检测Keap1、Nrf-2、HO-1蛋白表达水平。研究目的:本研究通过动物实验观察力竭运动小鼠骨骼肌氧化损伤后相关抗氧化酶与信号通路的变化,验证黄腐酚对骨骼肌损伤的保护作用,并探讨其机制。研究结果:LDH和CK是反应骨骼肌微细损伤程度的主要生物标志物,实验发现,与C组相比,E组小鼠血清中LDH和CK含量明显升高(P<0.01),与E组相比,XE组LDH和CK水平分别降低了25.32%(P<0.01)、19.86%(P<0.01)。同时HE染色实验结果显示,与C组相比,E组骨骼肌肌纤维断裂不完整,细胞肿胀、增生,细胞Bemcentinib体内核出现溶解、固缩,明显可见炎症细胞浸润,而XE组损伤程度明显减轻,只发现少量肌纤维间细胞增生,炎症细胞浸润明显减少,说明黄腐酚可以有效减轻小鼠骨骼肌的氧化应激损伤程度。试剂盒结果显示,与C组相比,E组小鼠骨骼肌组织中ROS、MDA含量升高(P<0.01),GSH含量明显降低(P<0.01),SOD、GSH-Px、TrxR活性显著下降(P<0.01),与E组相比,XE组小鼠组织内ROS、MDA含量分别降低了21.91%(P<0.01)、25.67%(P<0.01),GSH含量升高了19.42%(P<0.01),SOD、GSH-Px、TrxR活性升高了19.32%(P<0.01)、20.67%(P<0.01)和23.16%(P<0.01)。Western Blotting结果显示,与C组相比,E组Keap1蛋白表达量显著升高(P<0.01),而Nrf2和HO-1的蛋白表达量明显降低(P<0.01)。与E组相比,XE组中Keap1蛋白表达量降低了16.74%(P<0.01),而Nrf2和HO-1的蛋白表达量分别升高了22.7%(P<0.01)和25.41%(P<0.01),黄腐酚可能通过激活Nrf2/ARE通路,抑制Keap1蛋白结合Nrf2,游离的Nrf2进入细胞核中高表达,进而促进下游抗氧化酶HO-1的表达。研究结论:黄腐酚可以保护力竭运动引起的骨骼肌损伤,降低骨骼肌损伤程度,其可能通过激活Nrf2/ARE信号通路抑制氧化应激,说明黄腐酚在运动性骨骼肌氧化损伤方面具有潜在的防治作用。