全 文 ：收稿日期: 2001- 10- 08
基金项目:河南省科委基金资助项目
作者简介:吕莹 ( 1957-　 ) ,女 ,副教授 ,主要从事运动医学研究
木兰花碱消除运动性疲劳的机理
吕　莹 1 ,　牛英鹏 2 ,　曲天敏2
( 1.郑州大学旅游管理学院　郑州 450052; 2.河南大学体育学院　河南开封 475001)
摘　要: 通过多方面的实验研究 ,证明木兰花碱对运动员运动前后有关生化指标的有益影响 ,从新的角度提出
了木兰花碱的效价及进一步被开发利用的广阔前景 ;测出木兰花碱消除羟基自由基 (· O H)的图谱 ,
计算出其消除率为 33. 3% .分析了木兰花碱抗运动性疲劳的机理 ;阐述了木兰花碱具有使心血管系
统处于高动力状态、利于运动员较长时间维持高强度运动能力的重要作用 .
关键词: 木兰花碱 ;运动性疲劳 ;血流动力学
中图分类号: R872. 7　　　　 文章编号: 1001- 8212( 2001) 04- 0077- 05
近年来 ,多细胞整体水平调节中激素调节的研究日益受到体育科研工作者的重视 .研究指出:过度
的运动应激会引起肾上腺皮质激素 (皮质醇 )在血液中的浓度先上升 ,进而下降 ,运动与下丘脑—垂体—
性腺轴也会受到抑制而导致血睾酮明显下降 ,与中医肾阳虚时内分泌症状相似 ,可用温补肾阳的中药在
变化早期进行调整 [1 ] .木兰花碱为小蘖科植物淫羊藿的有效成分 ,具有补肾壮阳、治疗腰膝无力等效用 .
药理研究表明: 其制剂口服或注射均有雄性激素样作用及维生素 E的抗氧化样作用等 [2 ] .因此 ,将木兰
花碱应用于体育实践是有其理论根据的 ,但这方面的报道尚未见到 .随着自由基科学的发展及天然抗氧
化剂的研究日益深入 ,该领域的研究成果必将为人类缓解疲劳、延缓衰老、延年益寿做出较大贡献 .本研
究通过多方面的实验 ,旨在探明木兰花碱消除运动性疲劳的机理 .
1　主要研究内容和研究方法
1. 1　研究对象
体育系 (本科 )学生及河南省大运会运动员 .
1. 2　研究方法
1. 2. 1　分光光度法
根据不同运动项目 ,将参赛运动员男 32人 ,女 12人 ,随机分成实验组和对照组 ,实验组于比赛前三
天连续口服淫羊藿片剂 (主要成分为木兰花碱 ,每天服三次 ,每次 0. 2g× 8) .比赛当天晨起及比赛后 3～
5分钟取受试者指尖血液 60μl测之 .
血红蛋白测定采用氰化高铁血红蛋白法 ;血糖测定采用铁氰化钾被还原法 ;血液尿素氮测定采用二
乙酰一肟法 [3 ];此三项指标均利用 751分光光度计进行定量测定 .
1. 2. 2　血乳酸测定　采用美国产 Y SI第二代血乳酸自动分析仪进行分析 (服药情况同 2. 2. 1) .
取样从参加河南省第八届大运会的 400m以上径赛运动员中随机抽取 52人 (有效 44名 )为实验对
象 ,随机分为实验组和对照组 ,实验组运动员基础值测定后 ,每天服三次 ,每次 0. 2g× 8片 ,直至比赛结
束 .采用安徽医大研制的 XG— Z型血液动力流变参数分析仪 ,由计算机分析左侧桡动脉脉搏信息并给
出各项血流动力学参数 ,如每分心输出量 ,总外周阻力等 .
第 33卷第 4期
2001年 12月 　　　　　　
郑州大学学报 (自然科学版 )
JOU RNAL O F ZHENGZHOU UN IV ERSITY
　　　　　　Vo l. 33 No. 4
Dec. 2001
　
推测电子自旋共振 ( ESR)技术是检测自由基最直接有效的手段 ,· OH自由基与 DM PO(二甲基吡
咯啶 )生成 DMPO- OH加合物 ,可直接用 ESR检测 .
( 1)实验原理:本实验采用 Fenton反应—生产 OH自由基的基本反应:
H2O2+ Fe
2+
Fe
3+
+ · OH+ OH, pH= 7. 4( KH2 PO4- K2HPO4为缓冲液 ) .
( 2)操作条件:电子自旋共振图 ( ESR)在美国产 Varian E— 115谱仪上测得 .操作于 X—波段 ( 9. 5
GHz) ;微波功率: 95mV;调制频率: 100kHz;调制增幅: 0. 05m T.
2　结果与分析
2. 1　血红蛋白 ( HB) ,血糖 ,血乳酸 ( BLA)和血液尿素氮 ( BUN )实验
( 1)　实验结果见表 1～ 表 3
表 1　男子 100m比赛前血液生化指标 (X-± SD)
实验组　　n= 10
生化指标 比赛前 比赛后
对照组　　n= 8
比赛前 比赛后
HB( g / L) 113. 20± 1. 30 113. 52± 1. 03 112. 78± 1. 25 112. 20± 1. 10
血糖 ( mmo l / L) 4. 00± 0. 83 7. 89± 0. 95 4. 16± 1. 04 6. 76± 0. 88
BLA( m mol / L) 3. 11± 0. 72 12. 08± 1. 47* 3. 72± 0. 58 10. 65± 1. 29
BUN ( mmo l /L ) 5. 20± 0. 30 6. 51± 0. 83 4. 89± 0. 30 5. 43± 1. 17
表 2　女子 400m比赛前后血液生化指标 (X-±CD)
实验组　　n= 6
生化指标 比赛前 比赛后
对照组　　n= 6
比赛前 比赛后
HB( g / L) 121. 20± 1. 35 126. 30± 2. 84* 110. 86± 1. 60 109. 25± 1. 03
血糖 ( mmo l / L) 4. 01± 0. 74 6. 92± 3. 01* 4. 32± 0. 79 5. 84± 1. 36
BLA( m mol / L) 3. 01± 0. 58 13. 88± 1. 45* 2. 87± 0. 63 11. 73± 1
BUN( mmo l /L ) 4. 96± 1. 46 5. 08± 0. 75 4. 65± 1. 23 4. 98± 0. 37
表 3　男子 1500m比赛前后血液生化指标 (X-+ SD)
实验组　　n= 8
生化指标 比赛前 比赛后
对照组　　n= 6
比赛前 比赛后
HB( g / L) 144. 35± 0. 87 146. 00± 0. 64* 143. 40± 1. 00 140. 1± 2. 0
血糖 ( mmo l / L) 4. 47± 0. 75 6. 00± 1. 78* * 4. 50± 0. 63 4. 01± 2. 38
BLA( m mol / L) 2. 13± 0. 79 9. 97± 2. 15* 2. 70± 1. 04 10. 42± 3. 37
BUN ( mmo l /L ) 4. 10± 0. 54 8. 99± 2. 41* * 5. 08± 0. 79 6. 90± 1. 10
　　　　　注:表中 ,* 与对照组比较 P < 0. 05,* * 与对照组比较 P < 0. 01
　　 ( 2)　分析:①对于短时间的剧烈运动 ,从表 1可见 ,只有血乳酸数值运动后升高与对照组相比有显
著性差异 (P < 0. 05) ,其余各项 (血红蛋白、血糖及 BUN)均与对照组无明显差异 (P> 0. 05) ,揭示木兰
花碱可提高短跑运动员乳酸能供能的能力 .血糖在 100米跑后两组均有升高 ,但并不作为运动时供能物
质而被氧化 .作为机体应激能源 ,短跑后升高属正常反应 .②女子 400m赛后 , HB,血乳酸和血糖的升高
和对照组比均有显著性意义 ( P < 0. 05) . 400米的运动中 ,既有磷酸原系统供能 ,又有糖酵解产生乳酸供
能 ,有氧氧化供能亦占一定比例 ,血红蛋白和血糖的升高 ,证明木兰花碱能有效提高运动员机能水平 ,使
运动员维持高强度运动的时间增长 .
78 郑 州 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 33卷　
③男子 1 500m比赛后 ,各项测定指标均较理想 ,血红蛋白升高与对照组相比有显著性差异 ,说明木兰
花碱能提高运动员运输氧的能力 ,提高最大吸氧量 ,有利于耐力性运动项目 .当然 ,血液的浓缩也在一定
程度上对 HB的上升有影响 .血糖在长时间运动后的升高与对照组血糖稍有下降相比具有非常显著性
差异 (P < 0. 01) ,说明木兰花碱升高血糖效果明显 ,这对于耐力性运动来讲至关重要 .稳定的血糖水平 ,
可保持中枢神经系统的充足能源及收缩骨骼肌的能量供应 .因此 ,能有效提高长时间高强度运动的能
力 .更值得说明的是 , 在此项目中 ,实验组运动员运动后血乳酸比对照组较低 ,结合前两项结果 ,表明实
验组运动员既能在剧烈运动中产生较多的乳酸以获得较多的能量做无氧功 ,又能在耐力性运动中及时
清除机体内产生的乳酸以加快恢复 ,使机体免于疲劳 ,或减缓疲劳的发生、发展 .血液尿素氮的显著性升
高则从另一角度提示 ,实验组运动员在较长时间运动后 ,动用蛋白质供能的能力加强 .
2. 2　血流动力学参数实验情况
　　 ( 1)实验结果见表 1～ 表 4.
表 1　实验组实验前后的血流动力学参数变化 (X-± SD)
时间
( t )
人数
(n)
心博出量
( ml /博 )
每分心输出量
( L /分 )
心博指数
( ml /博· m2)
心脏指数
( L /min· m2 )
血容量
( L)
总周围阻力
( m N /cm2)
微循环更新时间
( s)
基础值 17 100. 47± 17. 87 5. 96± 1. 09 61. 34± 10. 25 3. 65± 0. 65 4. 79± 0. 68 8. 15± 1. 82 0. 04± 0. 003
运动后
30min
1 177. 82± 14. 18 6. 55± 1. 58 47. 25± 8. 30 4. 01± 0. 10 4. 07± 0. 53 9. 86± 1. 65 0. 05± 0. 008
运动后
6～ 8h 1 689. 19± 19. 92 5. 60± 1. 01 54. 85± 12. 30 3. 55± 0. 51 4. 49± 0. 64 9. 03± 2. 17 0. 04± 0. 003
表 2　实验组统计均数的 T检验 (P值 )
1与 2 < 0. 01 - < 0. 01 < 0. 05 < 0. 01 < 0. 05 < 0. 01
1与 3 - - - - - - -
2与 3 - - - < 0. 01 - - < 0. 01
表 3　对照组实验前后的血流动力学参数变化 (X-± SD)
时间
( t )
人数
(n)
心博出量
( ml /博 )
每分心输出量
( L /分 )
心博指数
( ml /博· m2)
心脏指数
( L /min· m2 )
血容量
( L)
总周围阻力
( m N /cm2)
微循环更新时间
( s)
基础值 12 97. 75± 14. 16 6. 55± 0. 87 60. 25± 6. 93 3. 96± 0. 64 4. 85± 0. 56 8. 09± 1. 40 0. 04± 0. 006
运动后
30min
5 77. 70± 27. 49 6. 0± 2. 03 46. 0± 15. 80 3. 88± 1. 04 84± 1. 07 11. 53± 2. 18 0. 05± 0. 001
运动后
6- 8h
11 84. 73± 13. 05 5. 64± 1. 01 50. 73± 9. 13 3. 73± 0. 63 4. 25± 0. 57 9. 36± 2. 18 0. 05± 0. 001
表 4　对照组统计均数的 T检验 (P值 )
1∶ 2 < 0. 05 - < 0. 05 - < 0. 05 < 0. 05 < 0. 05
1∶ 3 < 0. 05 < 0. 05 < 0. 01 - < 0. 05 - < 0. 01
2∶ 3 - - - - - - -
　　 ( 2)分析:从表 1到表 4可以看出 ,实验组的各项血流动力学参数变化较为明显 .如从表 1知道实验
组每分心输出量、心脏指数均有明显变化 ,表征运动员运动过程中及恢复期血氧供应能力均强于对照
组 .从统计均数的差异显著性检验来看 ,实验组的心脏指数运动前与运动后有显著差异 ,提示其心脏功
能状态及心输出量明显优于对照组 .从这两项指标的均数差异上也可看到实验组的变化幅度较大 ,分别
为 0. 59及 1. 36,对照组则仅为 0. 55及 0. 88.相对于每搏心输出量可以看出 ,实验组心输出量的增加及
79　第 4期 　　　吕　莹等: 木兰花碱消除运动性疲劳的机理
心脏指数的提高 ,是由于心率增加引起的 .从赛后 30min与赛后 6～ 8h比较可知:实验组运动员的心血
管系统一直处于一种高动力状态 ,对照组则根本无此表现 .从总外周阻力来看 ,基础值低于运动后
30min的值 ,实验组则有着非常明显的差异 .其阻力增加的均数差实验组为 171. 921,对照组为 345. 15,
说明实验组的总外周阻力远远低于对照组 .这种状况为运动员增加单位时间内的血氧供应量提供了可
靠的保证 .
从实验结果看出 ,木兰花碱具有使心血管系统处于高动力状态的效用 ,这种效用保证了运动员充足
的血氧供应 ,因而提高了运动耐力及比赛成绩 ;木兰花碱的明显抗疲劳效果 ,是基于它对心血管控制调
节系统的调制 ,尤其是对儿茶酚类物质的调制而引起的 ;木兰花碱可以增加心输出量 ,减小外周阻力 ,维
持较长时间的心血管系统兴奋状态 ,因而对加速身体机能及各项指标的恢复具有良好的作用 .
2. 3　电子自旋共振图谱
图 1　· O H环境图谱
第二峰高 h0= 18
图 2　· O H中加入样品 ESR图谱
第二峰 hc1= hc2= 12(以吡啶为溶剂 )
注:图 1与图 2的 ESR信号线性相同 (高斯型 ) ,线宽亦相同 .因此 ,可直接量出信号第二峰高度值
　　 ( 1)用每谱线的第二峰表示信号强度 ,样品淫羊藿片剂对 OH的清除作用用清除率 E表示 .即
E = (h0 - hc ) /h0 ,
其中 ,h0为空白峰高 (第二峰 ) ; hc为样品峰高 (第二峰 ) .
从图 1可知: 以 Feton基本反应 ,造成羟基自由基 (· OH)环境 , ESR检测其第二峰高 h0= 18,从图
2可知:对比“空白”图 1加入木兰花碱 ( 20mg /m l) ,用吡啶作溶剂 , hc = (C1+ C2 ) /2= 12. 则样品木兰
碱对羟基自由基 (· OH)的清除率为 E = (h0 - hc ) /h0× 100% = 33. 33% .
图 3　木兰花碱结构
　　 ( 2)自由基 ( Free Cardical)指外层轨道上含有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或基
团 .在生物体内 ,自由基多来自氧化还原的中间产物:如超氧离子自由基 ( O2 ) ,羟基自由基 (· OH)、脂
质自由基 ( LO)等 [4 ] .它们反应性强 ,处于不稳定状态 .运动时 ,随着体内能源物质氧化加强 ,自由基生成
明显增加 .脂质过氧化程度加重是导致机体疲劳、运动能力下降的原因之一 .特别是耐力性运动中 ,受自
由基的攻击 ,收缩肌纤维中线粒体膜结构的改变可以直接引起氧化磷酸化的解偶联 .能量供应的中断自
然表现为运动性疲劳 .大量研究表明 ,运动时由于酸性代谢产物的增多 (乳酸、酮体等 )有助于· OH的
生成 ,故对组织细胞的破坏性明显增大 [5 ] .因此 ,如何提高机体抗自由基
能力 ,或通过有效手段消除机体产生的自由基 ,对于抵抗运动性疲劳的产
生发展 ,提高机体运动能力至关重要 .
　　 ( 3)本实验结果表明 ,较低浓度的木兰花碱对羟基自由基 (· OH)的
消除率为 33. 33% .因没有文献数据可比 ,故对此不敢论其高低 ,但其消
除羟基自由基的作用是肯定的 .因此 ,该制剂对抵抗运动时羟基自由基的
生成及消除作用 ,延缓运动性疲劳的发生发展 ,应具较为重要的意义 .
　　 ( 4)木兰花碱消除羟基自由基的机制可能为:木兰花碱结构 (如图 3)
中其两个酚羟基可与自由基起反应生成相应的醌 ,从而消除 OH;其分子
中带正电荷的氮原子 ( N+ )对羟基自由具吸引力 ,从而降低其反应活性 .
80 郑 州 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 33卷　
因此 ,对细胞膜正常功能有保护作用 .
3　结论
3. 1　通过木兰花碱对运动前、后运动员体内有关生化指标影响的研究 ,从新的角度提出了木兰花碱的
效价、使中药淫羊藿的进一步开发利用具有广阔的前景 .
3. 2　对运动员血流动力学参数的影响表明 ,木兰花碱具有使心血管系统处于高动力状况的效用 ,因而 ,
能使运动员较长时间维持高强度的运动能力 ,对提高运动训练的科学化乃至全民健身均具重要的作用 .
3. 3　就木兰花碱清除羟基自由基的图谱测定、清除率计算及机理探讨 ,对丰富抗运动性疲劳 ,加速疲劳
恢复的机理理论具有重要意义 .
参考文献:
[ 1]　冯美云 .运动生物学 .北京:人民体育出版社 , 1999. 3.
[ 2]　四川医学院 .中草药学 .北京:人民卫生出版社 , 1979. 215.
[ 3]　许豪文 ,冯炜权 ,王元勋 .运动生物化学 .北京:高等教育出版社 , 1998. 187.
[ 4]　代毅 .运动对自由基代谢的影响 .成都体育学院学报 , 1995, ( 3): 65.
[ 5]　冯炜权 .运动生物化学原理 .北京:北京体育大学出版社 , 1995. 287.
Mechanism on Magnoflorine against Sport Fatigue
Lǜ　 Ying1 ,　 Niu Yingpeng2 ,　 Qu Tianmin2
( 1. School of Sightseeing Management , Zhengzhou University , Zhengzhou 450052;
2. Sport School of Henan University , Kaifeng , Henan 475001)
　　 Abstract: It is prov ed tha t the Magnof lo rine benefit s w ell to the biochemist ry index of the
spo rtsmen s body experiments by experiments. The effect value o f Magno flo rine is further developed
from a new ang le. The spect rum o f M agnoflo rine dispeling hydroxyl f ree radical is mea sured and i ts
clea ring rate is 33. 3% . The mechanism of M agnof lorine against spo rts fatigue is analyzed. It ex-
pounds that M agnof lorine has an ef fect on put ting vasaclor system in a high-pow er state, and it plays
an impo rtant role in keeping high streng th ability of the sportman at long time.
　　Key words: M agnof lorine; spor t fatigue; blood dynamics
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