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余甘子喉片提高高原人体体能的试验研究



全 文 :余甘子喉片提高高原人体体能的试验研究
张 钢①,袁 超①,崔建华②,高 亮②,马广全②,李晓莉③,高钰琪①
[摘 要] 目的 探讨余甘子喉片对提高高原人体体能的作用。方法 在 3700 m和 5100 m高原分别选择 40 名已习服
高原半年以上的男性青年,随机分为余甘子组(n = 20,每日 3. 0 g,连续服药 15 d)和安慰剂对照组(n = 20,服用 15 d)。按
照军标 GJB1337-92 测定服药前、后身体做功能力(PWC170) ,最大耗氧量(VO2max)和台阶指数等体能指标和血氧饱和度
(SaO2)、血液乳酸(BLA)浓度、血清超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果 与服药前相比,在
3700 m高原余甘子组服药后 VO2max增加 8. 03%(P < 0. 01) ,台阶指数增加 13. 94%(P < 0. 01) ,运动后 BLA 减少 19. 9%
(P < 0. 05) ,血清 SOD活性增加 7. 90%,MDA减少 36. 07%(P < 0. 05) ;在 5100 m 高原余甘子组运动后 SaO2 增加 4. 63%
(P < 0. 05) ,VO2max增加 8. 08%(P < 0. 05) ,台阶指数增加 11. 12%(P < 0. 05) ,运动后 BLA减少 16. 9%(P < 0. 05) ;对照
组无明显变化。结论 余甘子具有抗疲劳、提高高原人体体能的作用。
[关键词] 高原;余甘子;体能
[中图分类号] R961 [文献标志码] A [文章编号] 1008-9926(2013)2-117-4
[DOI] 10. 3969 / j. issn. 1008-9926. 2013. 02. 007
Study of Phyllanthus Emblica. L on Improvement Exercise
Performance of Humans at High Altitude
ZHANG Gang①,YUAN Chao①,CUI Jian-hua②,GAO Liang②,MA Guang-quan②,LI Xiao-li③,GAO Yu-qi①
①College of High Altitude Military Medicine,Third Military Medical University,Key Laboratory of High Altitude
Medicine,Ministry of Education,the Key Laboratory of High Altitude Physiology and High Altitude Disease,PLA,
Chongqing 400038,China;②Research Center of PLA for Prevention and
Treatment of High Mountain Sickness,Hospital 18 of PLA,Yecheng 844900,China;
③The Institute for Nutrition and Food Science,Military Economics Academy of PLA,Wuhan 430035,China
[Abstract] Objective To investigate the effect of Phyllanthus emblica . L(PE)on exercise performance of
humans at high altitude.Methods Forty males living at the altitude of 3700 m and 5100 m over 180 d were chosen
and randomly divided into two groups:PE treatment group(n = 20,3. 0 g·d -1,15 d)and control group(n = 20,
placebo). The exercise performance of humans in the two groups,involving VO2max,PWC170 and the index of step
test,were tested according to National Military Criteria(GJB1337-92)before and after treatment. SaO2 and BLA,
SOD and MDA in serum were also measured. Results After treatment with PE,VO2max in PE group was significant-
ly increased by 8. 03%(3700 m,P < 0. 01)and 8. 08% (5100 m,P < 0. 05)at 3700 m and 5100 m,and the in-
dex of step test was also increased by 13. 94%(3700 m,P < 0. 01)and 11. 12% (5100 m,P < 0. 05) ,respec-
tively. BLA after exercised was obviously decrease by 19. 9% (3700 m,P < 0. 05)and 16. 9%(5100 m,P <
0. 05). Meanwhile,post-exercise SaO2 at 5100 m increased by 4. 63%(P < 0. 05)after treatment with PE,SOD of
serum at 3700 m was obviously increased by 7. 9%,and MDA was evidently decreased by 36. 07%(P < 0. 05).
The result of control group had no obvious change. Conclusion PE can improve exercise performance of humans at
the altitude of 3700 m and 5100 m.
[Key words] altitude;phyllanthus emblica. L;exercise performance
基金项目:国家科技支撑计划项目,No. 2009BAI85B06;军队十一五攻关资助项目,No. 08G081
作者简介:张 钢,副教授。研究方向:高原卫生学。Tel:(023)68752319
作者单位:① 400038 重庆,第三军医大学高原军事医学系高原医学教育部重点实验室,全军高原生理与高原病研究重点实验室;② 844900
新疆叶城,解放军 18 医院高山病研究所;③ 430035 湖北武汉,军事经济学院军需系
通讯作者:高钰琪,Tel:(023)68752331;Email:gyq@ mail. tmmu. com. cn
·711·解放军药学学报 2013 年 4 月 20 日 第 29 卷 第 2 期 Pharm J Chin PLA,Vol. 29,No. 2,Apr 20,2013
平原人进入高原后,劳动能力普遍降低,严重者
丧失作业能力。海拔高度越高,劳动能力降低越明
显[1]。如何提高进入高原后的劳动能力,缓解高原
运动疲劳是高原军事医学迫切需要研究的课题,探
索和开发具有高原抗疲劳功效的药物非常重要。
余甘子(Phyllanthus Emblica . L)是大戟科
(Euphorbiaceae)叶下珠属(Phyllanthus)落叶灌木或
小乔木,广泛分布于我国广西、广东、福建、贵州、云
南等省,在我国的中药、藏药、蒙药、傣药等均有应
用,尤以藏药中较为习用。明《本草纲目》中记载:
“余甘子果,主补益气,久服轻身,延年益寿”[2],提
示余甘子通过补益补气,对运动性疲劳可能有调节
作用。
动物实验研究结果表明,余甘子具有提高高原
环境大鼠肝糖原合成、延长游泳力竭时间和促进运
动后乳酸消除作用,有明显抗疲劳作用[3]。本研究
在动物实验基础上,观察余甘子对高原人体的抗疲
劳和提高高原运动能力的作用,旨在为余甘子在高
原抗疲劳药物中的开发利用提供进一步的科学依
据。
1 材料和方法
1. 1 对象 分别在海拔 3700 m 和 5100 m 高原选
择已习服高原半年以上男性青年各 40 名,年龄18 ~
21 岁。受试者上高原前体检确认健康,均自愿参加
本研究。
1. 2 试药 余甘子喉片(规格:每粒 0. 5 g,福建泉
州亚泰制药有限公司,批号:090601) ,安慰剂(炒
面)。
1. 3 试验方案 遵循平行对照试验设计原则,受
试者进行随机编号,受试药品也随机编号,通过查
随机数字表获得随机数字的分组分配,将所有受
试者随机分配为余甘子试验组和安慰剂对照组,
每组 20 人。采用双盲试验方法。余甘子试验组
服用余甘子喉片,每次 3 粒,每日 2 次,连续服药
15 d。安慰剂对照组服用炒面。余甘子喉片和安
慰剂(炒面)均用外观、颜色与型号大小完全一致
的胶囊包裹,吞服给药,服用时间与剂量两组人员
完全一致。服药前、后分别测定身体做功能力
(PWC170)、最大耗氧量(VO2max)等评价体能的指
标和血氧饱和度(SaO2)、血液乳酸(BLA)浓度、超
氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量等
生理生化指标。试验期间两组受试者的饮食、活
动、休息等情况均保持一致。
1. 4 仪器与试剂 运动心率计(Polar,芬兰)测定
受试者运动心率;脉搏血氧饱和度仪(Tuffsat,美国
Datex-Ohmeda,)测量受试者 SaO2;受试者在安静状
态和踏阶运动后即刻分别采取静脉血 5 ml,便携式
全血乳酸分析仪(ARKRAY,日本)测定受试者血乳
酸值;SOD,MDA试剂盒(购自南京建成生物工程研
究所)。
1. 5 PWC170试验 按《士兵体能的测量和评价》
(GJB1337-92)[4]采用二级定量负荷踏阶运动实验
进行测量。第一级负荷的踏阶高度 40 cm,踏阶速
度 22. 5 step·min -1,踏阶运动时间 5 min。第二级
负荷踏阶高度和时间同第一级,踏阶速度 25 step·
min -1,采用下列公式计算功率和 PWC170:
功率 /kg·m·min -1 = 4 /3〔体质量(kg)×阶高
(m)×上下台阶总次数(b·min -1)〕
PWC170 /kg·m·min
-1 = N1 +(N2 - N1)〔(170 -
f1)/(f2 - f1)〕
N1 和 N2 分别为第一、二级负荷功率;f1 和 f2 分
别为第一、二级负荷功率时的运动心率(b·min -1)。
1. 6 台阶指数试验 按《士兵体能的测量和评价》
方法测定台阶指数。
台阶指数 = 300 s /2〔(1 ~ 1. 5 + 2 ~ 2. 5 + 4 ~
4. 5)min的半分钟即刻心率〕× 100
1. 7 最大耗氧量测定(VO2max) 按《士兵体能的
测量和评价》(GJB1337-92)计算台阶指数。
VO2max /L·min
-1 = 10(0. 438621 - 0. 002626
HR +0. 006238BW)
HR为运动心率(b·min -1) ;BW 为受试者体质
量(kg)。
1. 8 统计学方法 数据以 珋x ± s表示,两组间采用
独立样本的 t检验,多组间比较根据方差齐性检验
结果,方差齐时采用 LSD单因素分析,方差不齐时
采用 Tamhane 方差分析。所有数据均用 SPSS
11. 0统计软件处理,P < 0. 05 为差异有统计学意
义。
2 结果
2. 1 对心率和 SaO2 的影响 在 3700 m高原,与对
照组相比,余甘子组服药后运动 HR 有显著性降低
(P < 0. 01) ,与自身服药前相比,服药后运动 HR
也有显著性降低(P < 0. 05) ;在 5100 m高原,各组
无显著性差异,见表 1。在 3700 m 高原,各组 SaO2
无明显变化;在 5100 m高原,余甘子组运动后 SaO2
显著增加(P < 0. 05) ,见表 2。
·811· 解放军药学学报 2013 年 4 月 20 日 第 29 卷 第 2 期 Pharm J Chin PLA,Vol. 29,No. 2,Apr 20,2013
表 1 余甘子对高原人体运动心率的影响(珋x ± s,n = 20)
组别
安静时 HR /min -1
服药前 服药后
一级负荷 HR /min -1
服药前 服药后
二级负荷 HR /min -1
服药前 服药后
对照 (3700m) 82. 00 ± 10. 92 86. 86 ± 6. 36 160. 07 ± 11. 19 161. 20 ± 14. 85 169. 20 ± 10. 43 178. 67 ± 13. 91
余甘子(3700m) 86. 63 ± 11. 60 80. 81 ± 7. 98 157. 31 ± 10. 58 144. 31 ± 7. 53cg 168. 56 ± 11. 50 156. 75 ± 9. 18cg
对照 (5100m) 80. 13 ± 8. 66 84. 88 ± 7. 72 154. 00 ± 7. 89 148. 50 ± 13. 15 167. 50 ± 9. 32 158. 50 ± 16. 66
余甘子(5100m) 88. 63 ± 15. 42 86. 38 ± 8. 21 160. 13 ± 12. 72 147. 13 ± 9. 61 169. 50 ± 11. 07 162. 75 ± 9. 60
注:与服药前比较,cP < 0. 01;与对照组(3700 m)比较,gP < 0. 01。
表 2 余甘子对高原人体 SaO2的影响(珋x ± s,n = 20)
组别
安静时 SaO2
服药前 服药后
运动后 SaO2
服药前 服药后
对照(3700m) 91.00 ±1.85 91.20 ±1.78 87.93 ±3.15 88.13 ±3.29
余甘子(3700m) 90.50 ±2.53 92.31 ±2.33 87.07 ±5.27 87.93 ±3.37
对照(5100m) 81.25 ±5.26 83.63 ±5.78 74.88 ±5.72 78.25 ±4.62
余甘子(5100m) 82.88 ±3.87 81.88 ±5.11 73.50 ±3.5578.13 ±3.98b
注:与服药前比较,bP < 0. 05。
2. 2 对血乳酸的影响 在 3700 m和 5100 m高原,
余甘子组服药后较服药前运动即刻血乳酸值均显著
减低(P < 0. 05) ,见表 3。
表 3 余甘子对高原人体运动血乳酸的影响(珋x ± s,n = 20)
组别
安静时 /
mmol·L -1
运动后 /mmol·L -1
服药前 服药后
对照 (3700m) 3. 00 ± 1. 25 5. 39 ± 2. 87f 6. 42 ± 3. 83f
余甘子(3700m) 2. 84 ± 0. 75 4. 08 ± 0. 91f 3. 27 ± 0. 80bf
对照 (5100m) 2. 80 ± 0. 60 3. 86 ± 0. 73f 3. 36 ± 1. 95f
余甘子(5100m) 2. 62 ± 0. 63 3. 66 ± 0. 68f 3. 04 ± 0. 26bf
注:与服药前比较,bP < 0. 05;与安静时比较,fP < 0. 05。
2. 3 对高原人体体能的影响 在 3700 m 和 5100
m高原,余甘子组服药后较服药前 VO2max、台阶指
数均显著增高(P < 0. 01) ,PWC170无明显变化,见
表 4。
2. 4 对自由基代谢的影响 在 3700 m 高原(5100
m数据尚在统计中) ,与安静时比较,对照组运动后
SOD显著降低,MDA 增高(P < 0. 01) ;余甘子组服
药后运动后较服药前运动后 SOD 明显增高,MDA
明显降低(P < 0. 05) ;与对照组比较,余甘子组服
药后运动后 SOD 增高,MDA 降低,有显著性差异
(P < 0. 05)。
3 讨论
高原特有的低气压、低氧分压环境是影响进驻
高原人员工作能力降低的主要因素。研究表明,缺
乏高原预适应者进入高原后,其劳动效率在 3500 m
处较平原降低 12. 61%,4500 m 处降低 18. 78%[5]。
高原长时间的剧烈运动可以加重缺氧,从而使机体
利用氧的能力受到限制,各种代谢产物在体内大量
储存,这种机体缺氧和代谢物滞留状态导致机体生
理功能下降,更容易诱发运动疲劳[1]。寻找提高氧
利用效率的药物来增强机体的抗疲劳能力,以提高
工作效率,是提高高原劳动能力的有效途径之一。
表 4 余甘子对高原人体体能的影响(珋x ± s,n = 20)
组别
VO2max /ml·kg -1·min -1
服药前 服药后
PWC170 /kg·m·min -1
服药前 服药后
台阶指数
服药前 服药后
对照 (3700m) 41. 01 ± 2. 83 40. 93 ± 3. 69 882. 25 ± 120. 07 737. 86 ± 137. 68 96. 49 ± 11. 68 96. 60 ± 6. 88
余甘子(3700m) 41. 84 ± 2. 70 45. 20 ± 2. 05cg 898. 03 ± 181. 71 973. 95 ± 120. 12g 96. 88 ± 11. 86 109. 48 ± 11. 18cg
对照 (5100m) 42. 14 ± 1. 77 44. 16 ± 3. 25 838. 75 ± 126. 28 874. 96 ± 214. 62 98. 26 ± 8. 69 105. 68 ± 9. 99
余甘子(5100m) 41. 22 ± 3. 05 44. 55 ± 2. 40b 797. 84 ± 217. 77 864. 95 ± 110. 39 90. 79 ± 3. 52 100. 89 ± 8. 18b
注:与服药前比较,bP < 0. 05,cP < 0. 01;与对照组(3700 m)比较,gP < 0. 01。
表 5 余甘子对高原(3700m)人体运动 SOD和MDA的影响(珋x ± s,n = 20)
组别
SOD /U·ml -1
安静时 服药前运动后 服药后运动后
MDA /nmol·ml -1
安静时 服药前运动后 服药后运动后
对照 93. 28 ± 13. 87 77. 48 ± 10. 41c 73. 22 ± 13. 45c 5. 22 ± 1. 93 9. 03 ± 3. 85c 9. 59 ± 3. 99c
余甘子 94. 02 ± 6. 90 82. 87 ± 6. 94c 89. 42 ± 5. 55bfj 4. 37 ± 1. 12 9. 12 ± 4. 94c 5. 83 ± 1. 62cfk
注:与安静时比较,bP < 0. 05,cP < 0. 01;与服药前运动后比较,fP < 0. 05;与对照组比较,jP < 0. 05,kP < 0. 01。
·911·解放军药学学报 2013 年 4 月 20 日 第 29 卷 第 2 期 Pharm J Chin PLA,Vol. 29,No. 2,Apr 20,2013
余甘子主要分布于印度、马来西亚等热带和亚
热带国家以及我国的福建、广东、广西、云南等地。
全世界约有 17 个国家的传统药物体系中使用了余
甘子,我国约有 16 个民族使用该药,被载入《中华
人民共和国药典》[6],临床用于血热血淤、消化不
良、腹胀、咳嗽、喉痛、口干、抗衰老及抗癌等,并于
1998 年被卫生部列入“既是食品又是药品”的名单。
基于余甘子果实丰富的营养成分和多方面的保健功
能,联合国卫生组织指定其为世界范围内推广种植
的 3 种保健植物之一。本研究选用的余甘子喉片是
余甘子经加水煎煮、滤过、浓缩、干燥、粉碎,然后加
蔗糖粉及辅料适量制成颗粒,低温干燥,放冷,最后
加入冰片、薄荷脑混匀,压制成片,其中余甘子含量
在 99%以上。
运动性疲劳是机体生理过程不能维持其机能在
特定水平上和(或)不能维持预定的运动强度。目前
认为运动性疲劳产生的机制主要有:(1)能源物质过
度消耗,包括肝糖原过度消耗和血糖下降等;(2)疲劳
物质在体内堆积,如乳酸的堆积;(3)内环境紊乱,如
自由基生成增多,酸碱失衡等;(4)神经系统、酶、激素
在运动时代谢调控失调等。为探讨余甘子对于增强
高原人体体能、缓解运行性疲劳的作用,我们进行了
动物实验和高原现场人体评价试验。动物实验结果
表明[3],余甘子不同剂量组小鼠力竭游泳时间分别延
长 199. 39%和 168. 8%(P <0. 01) ,运动后血乳酸曲
线下面积减少 53. 76%(P < 0. 01) ,不同剂量组肝糖
原分别增加42. 66%和42. 43%(P <0. 05) ,提升余甘
子在模拟高原环境下具有明显抗疲劳的作用。3700
m和 5100 m的高原现场人群服用评价表明,服用余
甘子喉片后高原人体的 VO2max 和台阶指数显著增
加,血乳酸消除加快,运动后血氧饱和度增高,机体抗
氧化能力增强,表明余甘子可促进高原机体的有氧运
动能力,改善心功能,促进运动后疲劳恢复,增强机体
在高原低氧环境下的氧利用效率。
余甘子含有丰富的维生素 C、E、多种氨基酸,
富含鞣质、有机酸、酚类等,还含有相当数量的能清
除自由基的 SOD。本研究结果与我们动物实验结
果一致,其机制可能与其增强机体抗氧化酶活性,减
少氧自由基生成等作用有关。有文献报道[7-8]余
甘子具有较强的自由基清除能力,每克余甘子含有
能清除超氧阴离子 O2
-·的活性为 482U,对酶性及
非酶性体系产生的 O2
-·和羟基自由基(·OH)具
有明显的清除作用,这些抗氧化活性与余甘子存在
着以丰富的维生素 C,SOD 为代表的抗氧化系统有
关,我们的结果也发现服用余甘子喉片后机体血清
SOD活性显著增强,MDA 含量明显下降。此外,余
甘子可能通过提高 LDH的活性迅速清除血中乳酸,
加强糖异生过程,将乳酸转变为葡萄糖或肝糖原,有
效地减缓了运动后的乳酸水平,增强了肝糖原的储
备。
综上所述,余甘子在高原环境下有增强体能、延
缓疲劳产生的作用,提示余甘子在改善高原劳动能
力方面具有广阔的应用前景。
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(收稿日期:2012-11-10;修回日期:2012-12-06)
(本文编辑 崔晓萌)
·021· 解放军药学学报 2013 年 4 月 20 日 第 29 卷 第 2 期 Pharm J Chin PLA,Vol. 29,No. 2,Apr 20,2013