Effects of Steviol Glycosides on Mitochondrial Energy Metabolism and Oxidative Stress in Liver of Rats with Excessive Exercise Fatigue
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摘要: 目的：以甜叶菊叶片为实验材料，提取分离得到甜叶菊糖苷（Stevia glycoside，SG），探讨其对过度运动疲劳大鼠肝脏线粒体能量代谢和氧化应激的影响。方法：采用高效液相色谱法分析甜叶菊糖苷单体组成。将大鼠随机分为安静对照组（SC）、运动疲劳模型组（EC）、甜叶菊糖苷低剂量组（SG-L，50 mg/kg）、中剂量组（SG-M，100 mg/kg）、高剂量组（SG-H，200 mg/kg），灌胃体积为20 mL/kg，通过连续5周游泳实验建立大鼠过度运动疲劳模型，检测大鼠生理生化代谢指标和线粒体内相关酶活性；同时检测肝脏能量代谢信号通路中AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1基因mRNA表达水平。结果：甜叶菊中总糖苷占比17.82%，其中甜叶菊糖苷中甜菊苷占比最大（24.26%），瑞鲍迪苷B占比最少（0.38%）。与EC相比，低、中、高剂量甜叶菊糖苷均显著提高了大鼠糖原储备，肝糖原、肌糖原含量分别显著提高了12.34%、56.07%、91.42%和33.77%、76.62%、131.17%（P<0.05），血乳酸、血尿素氮含量分别显著降低了16.75%、31.19%、44.81%和19.42%、28.42%、40.38%（P<0.05），同时大鼠肝脏线粒体ATP酶、呼吸链酶复合物（CⅠ~Ⅳ）、抗氧化酶活性均显著提高（P<0.05），丙二醛含量则显著降低（P<0.05），且均呈现剂量依赖性。此外，补充甜叶菊糖苷激活了肝脏AMPK/PGC-1α能量代谢调控通路，与EC相比，SG-L、SG-M、SG-H均显著提高了AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平（P<0.05）。结论：甜叶菊糖苷可通过激活AMPK/PGC-1α信号通路，促进肝脏线粒体能量代谢，提高ATP的生成，从而提高大鼠的抗疲劳作用，同时甜叶菊糖苷还具有降低肝脏线粒体氧化应激水平的作用，进而缓解大鼠的运动疲劳。Abstract: Objective: Using Stevia rebaudiana leaves as experimental materials, stevia glycoside (SG) was extracted and isolated, and its effects on mitochondrial energy metabolism and oxidative stress in the liver of rats with excessive exercise fatigue were investigated. Methods: High-performance liquid chromatography was used to analyze the monomer composition of SG. Rats were randomly divided into a sedentary control group (SC), an exercise-induced fatigue model group (EC), a low-dose SG group (SG-L, 50 mg/kg), a medium-dose group (SG-M, 100 mg/kg), and a high-dose group (SG-H, 200 mg/kg). Rats were orally gavaged with 20 mL/kg and an exercise-induced fatigue model was established through 5 weeks of swimming experiments. Physiological and biochemical metabolic indicators and mitochondrial enzyme activities in rats were measured. Additionally, mRNA expression levels of AMPK, PGC-1α, TFAM, and SIRT1 genes in the hepatic energy metabolism signaling pathway were evaluated. Results: SG accounted for 17.82% of the total glycosides in stevia rebaudiana leaves, with steviol glycoside having the highest proportion (24.26%) and rebaudioside B having the lowest proportion (0.38%). Compared with EC, low, medium, and high doses of SG significantly increased glycogen reserves in rat, the hepatic glycogen and muscle glycogen contents were significantly increased by 12.34%, 56.07%, 91.42% and 33.77%, 76.62%, 131.17% (P<0.05), respectively. Blood lactate and blood urea nitrogen levels were significantly reduced by 16.75%, 31.19%, 44.81% and 19.42%, 28.42%, 40.38% (P<0.05), respectively. Hepatic mitochondrial ATPase, respiratory chain enzyme complexes (CⅠ~Ⅳ), and antioxidant enzyme activities were significantly increased (P<0.05), while malondialdehyde content was significantly decreased (P<0.05), all showing dose-dependency. Furthermore, supplementation with SG activated the hepatic AMPK/PGC-1α energy metabolism regulatory pathway. Compared to EC, SG-L, SG-M, and SG-H significantly increased the mRNA expression levels of AMPK, PGC-1α, TFAM, and SIRT1 (P<0.05). Conclusion: SG can promote hepatic mitochondrial energy metabolism by activating the AMPK/PGC-1α signaling pathway, increasing ATP production, enhancing the anti-fatigue effect in rats, and also reducing hepatic mitochondrial oxidative stress levels, thereby alleviating exercise-induced fatigue in rats.
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Keywords:
- stevia glycosides /
- excessive exercise /
- fatigue /
- energy metabolism /
- oxidative stress
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过度运动疲劳是机体在高强度运动或持续性工作下，使得体能下降并出现乏力情况且难以维持原有机能的一种生理现象。随着现代人们生活节奏的加快，社会压力的增加，疲劳已经逐渐成为影响人们生活质量的关键因素之一。现代研究表明，补充外源天然营养剂可以缓解机体的运动疲劳，同时还可以提高机体的运动耐力[1]。WONG等[2]研究发现补充黄芪多糖可以增强小鼠的运动性能，具有较好的抗疲劳作用。BAI等[1]研究发现补充蛹虫草酸性多糖可以改善运动疲劳小鼠的身体机能。ZHANG等[3]研究发现余甘子多酚可以通过改善肠道菌群来提高小鼠的运动耐力。这些天然活性物质由于其高活性、高安全性且无毒副作用，受到食品营养学家的广泛关注，因此，研究新的天然活性物质来开发运动功能食品，对改善机体的运动疲劳和提高人们的工作效率具有重要意义。
目前，运动疲劳的产生机制主要有物质与能量代谢理论、代谢产物堆积理论和自由基损伤理论，这些理论都是以能量代谢为基础[4]。ATP是机体运动的直接供能物质，是一切能量代谢的核心。线粒体是产生ATP的主要场所，肝脏细胞内含有大量线粒体，肝脏不仅仅是一个重要器官，还是一个能量代谢系统，可以将糖类、脂肪和蛋白质等物质通过氧化磷酸化合成大量ATP，维持着机体的能量平衡。腺苷酸活化蛋白激酶（Adenylate-activated protein kinase，AMPK）不仅是细胞能量代谢的关键调控因子，还是启动氧化应激调控的重要因子[5]。当细胞内AMP/ATP比值升高时，AMPK因子会被激活，进而刺激肝脏细胞对营养元素的摄取，促进糖原、脂肪、蛋白质的分解代谢，同时激活的AMPK会正向调控线粒体中过氧化物酶体增殖物激活受体α（Peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator 1α，PGC-1α）和线粒体转录因子A（Mitochondrial transcription factor A，TFAM）的表达，提高线粒体DNA的复制和转录，增强线粒体的合成，为机体提供源源不断的能量[6]。沉默调节因子1（Silent mating type information regulation 2 homolog 1，SIRT1）是肝脏内一种具有感知细胞能量水平和调节糖脂代谢、氧化应激作用的一种组蛋白脱乙酰酶，且与PGC-1α紧密联系，形成的复合体具有促进线粒体生物合成的作用[7]。同时SIRT1还是AMPK信号调节的重要下游因子，在降低细胞氧化应激水平中发挥着重要作用。
甜菊糖苷（Stevia glycoside，SG）是从甜叶菊中提取到的一种高活性二萜苷，具有高甜度、低热量等特点，不仅可以作为天然的甜味添加剂，还是一种具有多种药理活性的营养补充剂[8]。研究表明，甜菊糖苷的甜度为蔗糖的200~300倍，而其热量仅为蔗糖的1/300[9]。现代药理学研究表明，甜菊糖苷具有抗氧化、降血糖、降血压、抑制肿瘤等作用[10]。随着人们对低糖饮食结构的转变，甜菊糖苷的重要应用价值和广阔市场前景逐渐被凸显出来。目前，关于甜菊糖苷的研究还集中在提取、分离及其抗氧化作用上，而关于抗运动疲劳的相关研究还鲜有报道。因此，本研究首先从甜叶菊叶片中提取并分离得到甜菊糖苷，其次通过高效液相色谱检测甜菊糖苷的糖苷组成，最后建立大鼠运动疲劳模型，测定疲劳相关生化指标，并结合肝脏细胞内AMPK/PGC-1α信号通路相关基因mRNA表达水平，探析甜菊糖苷对过度运动疲劳所致大鼠肝脏氧化损伤的保护作用。以期为甜菊糖苷的深入开发应用提供理论参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
甜叶菊（品种：同心） 甘肃省酒泉市肃州区上坝镇甜叶菊种植基地（E：98.70578°，N：39.607143°）；乙腈（HPLC级）、磷酸钠缓冲液（HPLC级） 成都市科隆化学品有限公司；甲醇、乙醇、磷酸二氢钠 国药集团化学试剂有限公司；甜菊糖苷标准品（≥99.0%） 南京晟宣生物科技有限公司；SPF级大鼠 中牧实业股份有限公司兰州生物药厂，生产许可证号：SCXK（甘）2022-0002，实验动物管理和伦理委员会批准号：202204501；大鼠维持饲料 江苏省协同医药生物工程有限公司；生化指标测定试剂盒 南京建成生物工程研究所；线粒体ATP酶活性测定试剂盒 苏州科铭生物技术有限公司；线粒体呼吸链复合体酶活性检测试剂盒 美国Kamiya公司；引物合成 生工生物工程（上海）股份有限公司。
1260 Infinity II液相色谱仪 美国安捷伦公司；FD-1A-50真空冷冻干燥仪 上海舜制仪器制造有限公司；RE-201D旋转蒸发仪 河南豫华仪器科技有限公司；SpectraMax L酶标仪 美国Molecular Devices公司；UV-8000紫外-可见分光光度仪 上海精密仪器仪表有限公司；SYZD-4Z恒温水浴摇床 常州金坛良友仪器有限公司；5425R高速冷冻低温离心机 德国eppendorf；DB080恒温游泳仪 北京智鼠多宝生物科技有限责任公司。
1.2 实验方法
1.2.1 甜叶菊糖苷提取
将2年生新鲜甜叶菊叶片在110 ℃下杀青30 min，再在50 ℃恒温烘箱烘干，粉碎后过0.2 mm滤筛。称取100 g粉末，加入体积分数为80%的甲醇500 mL，避光80 ℃水浴锅中浸泡水浴1 h，然后放入超声波破碎仪中，设置超声功率245 W，超声处理30 min，温度60 ℃，5000 r/min离心10 min，分离上层清液[11]。沉淀再次加入甲醇并重复操作一次，最后合并上清液，上清液经8000 r/min离心10 min，上清液再经滤纸抽滤，最后将过滤液在60 ℃恒温水浴中旋转蒸发浓缩，浓缩到一定体积后，真空冷冻干燥得到甜菊糖苷粉末。
1.2.2 甜叶菊糖苷中糖苷组成测定
高效液相色谱法测定糖苷组成，采用C18反相色谱柱，色谱柱尺寸250 mm×4.6 mm，粒径5 μm。流动相采用乙腈（A）和磷酸钠缓冲液（B），采用梯度洗脱，0~10 min为25%A、75%B；10~15 min为32%A、68%B；15~40 min为35%A、65%B；40~45 min为25%A、75%B。进样体积15 μL，控制流速0.8 μL/min，柱温40 ℃，检测波长210 nm[12]。
分别称取瑞鲍迪苷D（Rebaudioside D，RD）、瑞鲍迪苷A（Rebaudioside A，RA）、甜菊苷（Stevioside，STV）、瑞鲍迪苷F（Rebaudioside F，RF）、瑞鲍迪苷C（Rebaudioside C，RC）、杜克苷A（Dulcoside A，DA）、甜茶苷（Rubusoside，RU）、瑞鲍迪苷B（Rebaudioside B，RB）、甜菊双糖苷（Steviolbioside，ST）等9个标准品糖苷各0.01 g，吸取10 mL体积分数30%的乙腈水溶液溶解，制成质量浓度为1 mg/mL的标准糖苷溶液，再分别稀释成质量浓度为500、200、100、50、25、10、5 μg/mL的标准溶液。以标准品溶液浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，建立各标准品的线性回归方程。称取甜菊糖苷冻干粉末样品0.1 g，加10 mL体积分数30%的乙腈水溶液溶解，所有标准品和样品溶液均过0.45 μm滤膜过滤，依据各标准品糖苷回归方程计算甜叶菊样品中各糖苷含量。
1.2.3 大鼠运动疲劳模型建立
将大鼠进行游泳预实验，将大鼠从笼中轻轻抓住后缓慢放入水中，大鼠身体慢慢浸入水中且能够在水中保持平衡3 min。选取50只质量不存在显著差异的大鼠，随机分成5组，每组10只。试验设计5个处理，分别为安静对照组（SC）、运动疲劳模型组（EC）、运动+甜菊糖苷低剂量组（SG-L）、运动+甜菊糖苷中剂量组（SG-M）、运动+甜菊糖苷高剂量组（SG-H）。SC组不进行干预，SC、SG-L、SG-M、SG-H组均进行力竭游泳干预。在实验期间每天上午9点开始对大鼠进行灌胃处理，SC、EC组每天灌胃无菌生理盐水，SG-L、SG-M、SG-H每天灌胃甜菊糖苷溶液，根据前期预实验，灌胃的低、中、高剂量分别为50、100、200 mg/kg，根据大鼠质量确定灌胃体积为20 mL/kg。实验连续处理5周，游泳方案为：第一周，大鼠每天下午14点开始持续无负重游泳60 min；第二周，在大鼠尾根处系上3%体质量铅块，每天下午持续游泳30 min；第三周和第四周，在大鼠尾根处系上5%体质量铅块，每天下午游泳至力竭；第五周，大鼠每天下午持续无负重游泳60 min。实验期间如有大鼠未游泳到规定时间，则游泳至力竭[13]。
1.2.4 大鼠生化指标测定
实验连续处理5周后的第2 d对所有大鼠进行60 min无负重游泳，休息60 min，麻醉大鼠，静脉抽血，3000 r/min低温离心5 min，将上清液−80 ℃冰箱保存，备用。解剖大鼠，取肝脏和后腿肌肉，预冷的生理盐水清洗干净，并剔除附着的结蹄组织，称重并计算肝脏指数，见式（1）。肝脏液氮速冻，−80 ℃冰箱保存。
y(%)=mM×100 (1) 式中：y为肝脏指数（%），m为肝脏质量（g），M为大鼠质量（g）。
将肝脏和肌肉组织剪成0.5 cm小块，分别称取1 g组织，加入9 mL冰生理盐水，电动研磨，3000 r/min离心10 min，吸取上层清液，−80 ℃保存，备用。采用试剂盒比色法分别测定血清中乳酸、尿素氮含量以及肝脏组织中肝糖原和肌肉组织中肌糖原含量。
1.2.5 肝脏线粒体呼吸链酶复合物活性和氧化应激水平测定
取1.2.4中保存的肝脏上清液，低温解冻后，参考陈莉[14]的方法并结合线粒体提取试剂盒制备肝脏线粒体悬液，备用。采用试剂盒测定肝脏线粒体ATP酶活性和线粒体呼吸链酶复合物Ⅰ（NADH脱氢酶，CⅠ）、复合物Ⅱ（琥珀酸脱氢酶，CⅡ）、复合物Ⅲ（细胞色素C还原酶，CⅢ）、复合物Ⅳ（细胞色素C氧化酶，CⅣ）活性。同时根据试剂盒测定肝脏线粒体中丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性。
1.2.6 RT-PCR检测肝脏AMPK/PGC-1α信号通路相关基因表达
取−80 ℃保存的肝脏组织，冻融后，称取50 g肝脏组织，加入裂解液，研磨后，12000 r/min低温离心5 min，取上清液根据试剂盒操作提取肝脏组织RNA。取1 μg DNA加入1 μL gDNA Eraser和2 μL gDNA Eraser Buffer，30 ℃放置15 min，以去除RNA中的DNA，后续操作参考任盼红等[15]的方法，将RNA反转录成cDNA，再使用实时荧光定量PCR检测AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1基因mRNA表达情况，目的基因选择参考王崔[16]的方法，采用2−△△CT法计算目的基因相对表达量。采用TaKaRa试剂盒，根据试剂盒说明书配制试剂体系20 μL，反转录DNA，程序：42 ℃条件下15 min，85 ℃条件下 5 s，−20 ℃保存备用。配制RT-PCR反应体系20 μL，三部程序法，Step1：预变性95 ℃条件下30 s；Step2：PCR反应95 ℃条件下5 s，56 ℃条件下30 s，40个循环；Step3：95 ℃条件下15 s，60 ℃条件下30 s，95 ℃条件下1 s，4 ℃保存。各基因引物序列见表1。
表 1 RT-PCR引物序列Table 1. Primer sequences引物名称 正向引物（5’→3’） 反向引物（5’→3’） 产物大小（bp） AMPK GGTGTACGGAAGGCAAAATGGC CAGGATTCTTCCTTCGTACACGC 131 PGC-1α CAAGGTCCCCAGGCAGTAGAT CTTTCGTGCTCATTGGCTTCATA 169 SIRT1 CGCCTTATCCTCTAGTTCCTGT GTCAGCATCATCTTCCAAGCC 97 TFAM AACACCCAGATGCAAAACTTTCA GACTTGGAGTTAGCTGCTCTTT 119 GAPDH AGTGCCAGCCTCGTCTCATA GATGGTGATGGGTTTCCCGT 132 1.3 数据处理
每个实验数据均测定3次以上，数据使用平均值+标准差（x±s）表示，采用软件SPSS 22.0对数据进行单因素方差分析，P<0.05表示差异显著，P<0.01表示差异极显著，Origin 2019、Graphpad prism 9.0作图。
2. 结果与分析
2.1 甜叶菊糖苷组成分析
9个糖苷标准品及甜叶菊样品中糖苷组成色谱图见图1。从图中可知，甜叶菊叶片中提取到的糖苷中不仅含有9个标准品糖苷还含有未知糖苷成分。样品色谱图中共检测到26个较明显的峰，其中9个糖苷标准品的峰面积占总峰面积的91.76%，可以较好的解析甜叶菊叶片的糖苷组成。9个标准品糖苷线性方程见表2，糖苷标准品线性关系良好，R2值均大于0.998，相对标准偏差均小于2%。经检测发现甜叶菊叶片中总苷占比17.82%，其中STV含量最高为0.16124 mg/g，占总苷比例24.26%，其含量高低顺序依次为RA占比21.85%；RC占比14.67%；RD占比14.46%；DA占比11.75%；RU占比7.78%；ST占比0.57%；RF占比0.52%；RB占比0.38%。样品中各糖苷摩尔比为RD:RA:STV:RF:RC:DA:RU:RB:ST=1:1.503:1.657:0.004:1.012:0.838:0.538:0.003:0.004。
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图 1 糖苷标准品和样品色谱图Figure 1. Steviol glycoside standard and sample chromatograms注：A. RD；B. RA；C. STV；D. RF；E. RC；F. DA；G. RU ；H. RB；I. ST。表 2 糖苷标准品线性方程及样品各糖苷含量Table 2. Linear equation of glycoside standard and steviol glycoside content编号 糖苷 线性方程 R2 峰面积 相对标准偏差（%） 样品检测质量（mg/g） A RD y=256.747x+9.156 0.9996 312.54±8.65 1.47 0.09732±0.00004 B RA y=328.415x+10.184 0.9997 243.18±7.65 1.84 0.14625±0.00025 C STV y=674.184x−12.584 0.9989 358.47±6.18 1.58 0.16124±0.00007 D RF y=1024.257x−27.486 0.9992 42.36±2.47 1.72 0.00037±0.00002 E RC y=352.862x+15.473 0.9996 184.36±4.16 0.86 0.09847±0.00011 F DA y=451.278x+22.154 0.9998 214.16±5.48 0.71 0.08154±0.00005 G RU y=518.247x−26.472 0.9988 124.78±6.54 1.26 0.05238±0.00006 H RB y=325.178x+14.159 0.9995 154.96±7.22 1.34 0.00027±0.00005 I ST y=1242.534x+12.405 0.9997 161.74±8.25 1.47 0.00042±0.00002 2.2 甜叶菊糖苷对大鼠体重和肝脏指数的影响
从表3可知，在连续5周的实验中，各组大鼠体重均呈现逐渐增长趋势。在实验前和实验第1周、2周、3周时，各处理组之间大鼠体重均不存在显著差异（P>0.05），在实验第4周、5周时，EC大鼠体重相比SC组显著降低了7.49%（P<0.05），而SG-L、SG-M、SG-H大鼠体重虽然低于SC组，但不存在显著差异（P>0.05）。在实验结束后观察到EC大鼠精神状态明显低于其他组，出现了目光呆滞，行动缓慢情况。SG-L、SG-M、SG-H大鼠精神状态、行动状况、排泄情况都较正常，与SC组无明显差异。从大鼠肝脏指数上可看出，与EC相比，SC、SG-L、SG-M、SG-H大鼠肝脏指数显著降低了8.56%、6.65%、7.22%、6.27%（P<0.05），而SC、SG-L、SG-M、SG-H之间大鼠肝脏指数则不存在显著差异（P>0.05）。结果说明每天的游泳运动对大鼠有一定减脂作用，连续5周的运动使得EC大鼠出现了明显的过度疲劳症状，其肝脏可能出现了充血或肥大现象。在灌胃甜叶菊糖苷后，明显改善了大鼠的疲劳症状。可见甜叶菊糖苷对大鼠没有毒副作用，可明显改善运动疲劳对大鼠的生长影响。
表 3 大鼠体重及肝脏指数Table 3. Body weight and liver index of rats处理 大鼠质量（g） 肝脏指数（%） 实验前 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 SC 218.32±7.25a 253.47±8.54a 315.85±8.12a 342.17±10.35a 368.72±9.58a 387.24±8.36a 4.81±0.26b EC 222.74±4.68a 245.78±6.42a 299.87±9.24a 330.84±11.45a 344.84±10.35b 358.24±7.48b 5.26±0.17a SG-L 212.65±5.74a 249.28±7.56a 307.53±10.74a 336.72±9.39a 351.82±12.68a 368.05±9.12a 4.91±0.11b SG-M 214.39±5.19a 251.74±5.98a 311.45±8.26a 339.62±8.04a 354.77±13.47a 371.35±11.24a 4.88±0.16b SG-H 217.18±6.22a 256.83±6.53a 312.84±9.45a 341.08±7.47a 358.18±11.08a 379.26±12.74a 4.93±0.24b 注：同列数字后不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。 2.3 甜叶菊糖苷对大鼠体内糖原储备和血清代谢产物的影响
从表4可知，与安静对照组（SC）相比，运动疲劳模型组（EC）大鼠体内肝糖原（HG）、肌糖原（MG）均极显著降低（P<0.01），血乳酸（BLA）、血尿素氮（BUN）含量则极显著升高（P<0.01）。说明经过5周的游泳实验，疲劳模型建立成功，游泳运动加速了大鼠体内HG和MG的消耗，且增加了脂肪、蛋白质和氨基酸的分解代谢，积累了较多的BLA和BUN。与EC相比，补充甜叶菊糖苷的低（SG-L）、中（SG-M）、高剂量（SG-H）大鼠体内HG、MG均显著提高（P<0.05），分别提高了12.34%、56.07%、91.42%和33.77%、76.62%、131.17%；BLA、BUN水平则显著降低（P<0.05），分别降低16.75%、31.19%、44.81%和19.42%、28.42%、40.38%。另外，与SG-L相比，SG-M、SG-H大鼠体内HG、MG含量均极显著提高（P<0.01），BLA、BUN水平显著降低（P<0.05），且SG-H大鼠糖原的提高幅度和代谢产物的降低幅度均显著大于SG-M组。结果表明，补充甜叶菊糖苷可提高大鼠糖原的储备和降低氮素的生成速度，这可能是由于甜菊糖苷在体内代谢分解后改善了肠道微生物菌群，提高了营养物质的糖原转化，降低了脂肪和蛋白的消化率，从而提高大鼠的运动耐力[17]。
表 4 甜叶菊糖苷对大鼠HG、MG和血清BLA、BUN的影响Table 4. Effect of steviol glycosides on HG, MG and serum BLA, BUN in rats处理 HG（mg/g） MG（mg/g） BLA（mmol/L） BUN（mmol/L） SC 12.35±0.65 2.39±0.15 6.78±0.87 16.55±1.78 EC 4.78±0.47** 0.77±0.06** 17.25±1.02** 32.44±2.45** SG-L 5.37±0.39**Δ 1.03±0.04**ΔΔ 14.36±0.96**Δ 26.14±2.23**Δ SG-M 7.46±0.42**ΔΔ## 1.36±0.08**ΔΔ## 11.87±1.14**ΔΔ# 23.22±3.15**ΔΔ# SG-H 9.15±0.51**ΔΔ##ƟƟ 1.78±0.06**ΔΔ##ƟƟ 9.52±1.32**ΔΔ##Ɵ 19.34±1.85*ΔΔ##Ɵ 注：与SC相比，*表示差异显著（P<0.05），**表示差异极显著（P<0.01）；与EC相比，Δ表示差异显著（P<0.05），ΔΔ表示差异极显著（P<0.01）；与SG-L相比，#表示差异显著（P<0.05），##表示差异极显著（P<0.01）；与SG-M相比，Ɵ表示差异显著（P<0.05），ƟƟ表示差异极显著（P<0.01）；图2、表5~表7同。 2.4 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏ATP酶活性的影响
从表5可知，与SC相比，EC大鼠肝脏Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性显著下降，说明过度运动提高了ATP的消耗速度，使得ATP酶活性受到抑制，细胞膜上Na+、K+、Ca2+、Mg2+的运转受限。与EC相比，SG-L、SG-M、SG-H大鼠肝脏细胞Na+-K+-ATPase活性分别极显著提高33.01%、50.00%、68.59%（P<0.01），Ca2+-Mg2+-ATPase活性分别极显著提高31.40%、48.17%、71.34%（P<0.01）；与SG-L相比，SG-M、SG-H大鼠肝脏细胞Na+-K+-ATPase活性分别显著提高了12.77%、26.74%（P<0.05），Ca2+-Mg2+-ATPase活性分别显著提高了12.76%、30.39%（P<0.01）；与SG-M相比，SG-H大鼠肝脏细胞Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase活性分别显著提高了12.39%、15.64%。在本研究中，甜叶菊糖苷可以正向调节肝脏细胞内Na+、K+、Ca2+、Mg2+的运转，对维持细胞膜的完整性具有促进作用，从而提高了大鼠肝脏ATP酶活性，为大鼠的过度运动提供更多能量。PHILIPPAERT等[18]研究表明，甜菊糖苷具有激活细胞膜上Ca2+活性，而Ca2+活性与跨膜ATPase活性直接相关，跨膜ATPase可以为细胞新陈代谢输入新物质同时输出有害物质，对维持细胞稳态和提高细胞内ATP磷酸化水平具有重要作用。
表 5 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏ATP酶活性的影响Table 5. Effects of steviol glycosides on ATPase activity in rats liver处理 Na+-K+-ATPase（U/mg） Ca2+-Mg2+-ATPase（U/mg） SC 5.68±0.35 6.11±0.68 EC 3.12±0.24** 3.28±0.24** SG-L 4.15±0.31**ΔΔ 4.31±0.36**ΔΔ SG-M 4.68±0.45*ΔΔ# 4.86±0.41**ΔΔ# SG-H 5.26±0.58*ΔΔ##Ɵ 5.62±0.48*ΔΔ##Ɵ 2.5 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏线粒体呼吸链酶复合物（CⅠ~CⅣ）活性的影响
从表6可知，与SC相比，EC大鼠肝脏线粒体呼吸链酶复合物（CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣ）活性均显著降低（P<0.05），说明过度运动疲劳只是降低了大鼠肝脏呼吸链酶复合物活性，抑制了ATP的合成，线粒体电子传递链结构并没有损坏。与EC相比，SG-L、SG-M、SG-H大鼠肝脏线粒体CⅠ~Ⅳ活性均得到显著提高（P<0.05），其中SG-L大鼠肝脏线粒体CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣ分别显著提高了5.22%、13.51%、5.00%、6.57%（P<0.05），SG-M大鼠肝脏线粒体CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣ分别显著提高了23.88%（P<0.05）、24.32%（P<0.05）、90.90%（P<0.01）、105.71%（P<0.01），SG-H大鼠肝脏线粒体CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣ分别显著提高了46.27%、30.95%、150.00%、225.71%（P<0.01）。与SG-L相比，SG-M、SG-H大鼠肝脏线粒体CⅠ~Ⅳ活性均显著提高（P<0.05）；与SG-M相比，SG-H大鼠肝脏线粒体CⅠ~Ⅳ活性进一步显著提高（P<0.05）。上述结果表明，补充甜叶菊糖苷可以提高运动疲劳大鼠肝脏线粒体呼吸链酶复合物活性，增强线粒体电子传递功能，促进能量合成，为大鼠运动提供更多的能量，缓解运动疲劳。甜菊糖苷可能是通过调节机体的能量代谢来影响线粒体功能，通过促进葡萄糖代谢和线粒体内氧化磷酸化过程，增强肝脏线粒体呼吸链酶复合物活性，从而提高线粒体生成ATP的效率[19]。
表 6 大鼠肝脏线粒体呼吸链酶复合物活性变化Table 6. Changes in enzyme activity of mitochondrial respiratory chain complex in rat liver处理 CⅠ活性（mmol/
（mg·min））CⅡ（mmol/
（mg·min））CⅢ（mmol/
（mg·min））CⅣ（mmol/
（mg·min））SC 1.75±0.21 0.53±0.07 0.27±0.06 0.42±0.05 EC 1.34±0.17** 0.37±0.04** 0.22±0.07* 0.35±0.11* SG-L 1.37±0.22*Δ 0.42±0.11*Δ 0.33±0.10**Δ 0.58±0.16**ΔΔ SG-M 1.46±0.14*Δ# 0.46±0.07*Δ# 0.42±0.04**ΔΔ## 0.72±0.08**ΔΔ# SG-H 1.96±0.35*ΔΔ##Ɵ 0.55±0.06ΔΔ##Ɵ 0.55±0.08**ΔΔ##ƟƟ 1.14±0.23**ΔΔ##ƟƟ 2.6 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏线粒体氧化应激的影响
从表7可知，运动疲劳组（EC、SG-L、SG-M、SG-H）大鼠肝脏线粒体MDA含量均显著高于安静对照组（SC）（P<0.05），与SC相比，EC大鼠肝脏线粒体MDA含量极显著升高（P<0.01），抗氧化酶（SOD、CAT、GSH-Px）活性则显著降低（P<0.05）。说明过度运动使得大鼠肝脏线粒体产生了大量的氧自由基，其受到了严重的氧化应激损伤。与EC相比，补充甜叶菊糖苷的SG-L、SG-M、SG-H大鼠肝脏线粒体内MDA含量均显著降低，分别降低了7.75%、17.57%、28.15%（P<0.05），而抗氧化酶活性均显著升高，其中SOD活性分别显著升高了28.92%、52.03%、71.62%，CAT活性分别显著升高了13.78%、34.41%、63.63%，GSH-Px活性分别显著升高了28.26%、40.28%、61.48%。另外，与SG-L相比，SG-M、SG-H大鼠肝脏线粒体MDA含量均显著降低，抗氧化酶活性均显著升高（P<0.05）；与SG-M相比，SG-H大鼠肝脏线粒体MDA含量进一步显著降低，抗氧化酶活性则进一步显著升高（P<0.05）。研究认为肝脏线粒体稳态与细胞的氧化应激水平有关，氧化应激水平升高会抑制线粒体机能，从而抑制电子传递效率，使得线粒体的结构完整性和功能活性降低[20]。过度运动疲劳使得大鼠肝脏线粒体受到了严重的氧化应激作用，补充甜叶菊糖苷加速了线粒体氧自由基的清除速度，其脂质过氧化物水平随之显著降低，从而减轻了细胞的氧化损伤。可见，甜叶菊糖苷具有明显缓解大鼠过度疲劳作用，且这种作用效果与剂量呈正比。
表 7 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏线粒体MDA含量和抗氧化酶活性的影响Table 7. Effect of stevia glycosides on MDA content and antioxidant enzyme activity in rat liver mitochondria处理 MDA（nmol/mg） SOD（U/mg） CAT（U/mg） GSH-Px（U/mg） SC 13.46±1.21 88.64±7.25 16.27±2.35 186.24±15.32 EC 19.75±1.84** 65.29±10.14** 13.28±3.14* 153.07±14.65* SG-L 18.22±1.33**Δ 84.17±9.32*ΔΔ 15.11±2.74*Δ 196.33±17.84*ΔΔ SG-M 16.28±0.87*Δ# 99.26±8.42*ΔΔ# 17.85±2.84*ΔΔ# 214.72±16.52*ΔΔ# SG-H 14.19±1.36*ΔΔ#Ɵ 112.05±7.08**ΔΔ##Ɵ 21.73±1.95**ΔΔ##Ɵ 247.18±18.43**ΔΔ##Ɵ 2.7 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏能量代谢基因mRNA表达的影响
从图2可知，与SC相比，EC大鼠肝脏能量代谢相关基因AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平均显著降低（P<0.05）。提示过度运动疲劳使得大鼠肝脏能量代谢基因表达受到抑制，减弱了线粒体的生物发生，ATP生成受阻。与EC相比，SG-L、SG-M、SG-H大鼠肝脏AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平均显著增强，其中AMPK的mRNA表达水平分别显著提高了59.27%、124.07%、185.97%（P<0.01），PGC-1α的mRNA表达水平分别显著提高了80.07%、137.34%、156.53%（P<0.01），TFAM的mRNA表达水平分别显著提高了38.57%、80.95%、149.52%（P<0.01），SIRT1的mRNA表达水平分别显著提高了47.66%、147.66%、250.47%（P<0.01），另外，与SG-L相比，SG-M、SG-H大鼠肝脏AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平均显著升高（P<0.01）；与SG-M相比，SG-H大鼠肝脏AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平进一步显著升高（P<0.05）。上述结果表明，补充甜叶菊糖苷可以增强运动疲劳大鼠肝脏能量代谢基因mRNA的表达水平，具有促进线粒体生成，改善线粒体能量代谢作用，从而缓解了大鼠的运动疲劳。
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图 2 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏能量代谢基因mRNA表达的影响Figure 2. Effect of steviol glycosides on mRNA expression of energy metabolism genes in rat liver3. 讨论
天然甜味剂通常被认为更符合健康和天然饮食的趋势。对于食品和饮料行业中天然来源的糖分需求急剧增加，具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗糖尿病等功效活性的植物来源甜味剂已成为糖和人工甜味剂的替代品。甜叶菊糖苷是目前已知甜度最高且安全可靠的天然糖料，可作为孕妇、儿童、老年人和糖尿病人的天然甜味剂。甜菊糖苷是由不同含量和不同成分的糖苷所组成，研究表明瑞鲍迪苷A（RA）、瑞鲍迪苷D（RD）是甜度最高的2种糖苷，且无苦涩味，是最佳甜度剂，其在甜菊糖苷中含量高低将直接影响到总糖苷品质[21]。另外，甜菊苷（STV）含有较多的活性基团，不仅稳定性强还是优质的天然抗氧化剂，在功能营养食品上有广泛的应用。因此，研究甜叶菊糖苷的糖苷组成对其在食品领域的应用有着重要作用。赵聪敏[22]研究发现从甜叶菊中分离的总糖苷中RA含量占比最大，其次为RB。张虹等[23]研究从甜叶菊不同品种不同部分提取分离得到的总糖苷中，甜菊糖苷单体组成各不相同，但是RA、RD在所有提取的总糖苷中占比均较大，甜菊双糖苷（ST）、瑞鲍迪苷C（RC）、杜克苷A（DA）占比均较低。本研究从甜叶菊叶片提取分离得到的总糖苷，其STV占比最高，达到24.26%，其次是RA、RC、RD，而ST、RF、RB占比较少，这与赵永平等[24]、郭志龙等[25]研究结果相似，这些甜叶菊糖苷中RA、RC的占比均较大。
在剧烈运动下，机体优先利用肝脏储存的肝糖原（HG）和肌肉组织中储存的肌糖原（MG）来提供能量，当机体的糖原难以满足运动所需能量时，蛋白质和氨基酸在肝脏作用下转化成糖原，同时产生大量代谢废弃物血乳酸（BLA）和血尿素氮（BUN）。机体储存的HG和MG越多，产生的BLA和BUN越少，其为机体提供能量越持久，运动耐力越好[26]。黄宝亮等[27]研究表明补充双糖苷显著提高了HG、MG水平，使得小鼠的力竭游泳时间大幅提高。在本研究中，与安静对照组相比，运动疲劳模型组大鼠体内HG和MG含量均极显著降低，血清中BLA和BUN水平极显著升高，通过补充甜叶菊糖苷后，低、中、高剂量组大鼠体内HG、MG含量均显著升高，BLA和BUN水平均显著降低，且呈现较好的剂量依赖性。
机体在进行糖原转化时，主要靠线粒体进行氧化磷酸化，产生直接供能物质ATP。近年来，越来越多的研究表明过度运动性疲劳与肝脏线粒体能量代谢障碍紧密相关[28−29]。肝脏细胞内线粒体的稳态对于细胞发挥正常生理功能起着重要作用。本研究中，与安静对照组相比，运动疲劳模型组大鼠肝脏Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase以及线粒体呼吸链酶复合物（CⅠ~CⅣ）活性急剧降低，同时肝脏能量代谢相关基因AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平均显著降低，这表明过度的运动疲劳可能使得线粒体的形态和结构受到不同程度的损伤，线粒体的能量代谢水平降低，ATP供应难以满足机体运动的需求。在通过补充低、中、高剂量的甜叶菊糖苷后，大鼠肝脏ATP酶活性和线粒体呼吸链酶复合物（CⅠ~CⅣ）活性均显著升高，肝脏能量代谢相关基因AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平同样显著提高，且均对甜叶菊糖苷剂量呈现显著正相关，可能原因是由于补充的甜叶菊糖苷激活了肝脏细胞内AMPK/PGC-1α能量代谢调控通路，促进了线粒体生物发生，提高了其氧化磷酸化水平，产能增加，从而提高了大鼠的抗运动疲劳作用。本研究结果与王冬[30]、庞伊婷等[31]、张芳荣等[32]研究结果相似，这些研究结果共同表明，运动疲劳会使得肝脏内ATP酶和线粒体呼吸链酶复合物（CⅠ~CⅣ）活性降低，同时抑制线粒体能量代谢相关基因的表达。线粒体能量代谢酶活性的降低会直接影响线粒体能量代谢水平，导致机体疲劳程度加剧，而通过补充外源甜叶菊糖苷后，这些酶活性会得到显著提高，保持了肝脏细胞内外环境的稳定，增强了线粒体能量动力功能，从而缓解运动疲劳。
研究表明肝脏线粒体的氧化应激水平是导致线粒体功能异常的重要原因，氧化应激引起的细胞损伤是影响机体运动性疲劳的重要机制[33]。机体在运动过程中会伴随着活性氧（ROS）大量的产生，肝脏细胞内积累的ROS会诱导细胞膜脂质过氧化产生丙二醛（MDA），使得细胞膜通透性增大。研究表明在过度运动疲劳下，肝脏细胞内MDA含量会显著升高，抗氧化酶活性则显著降低，致使氧化应激水平明显升高，肝脏细胞出现严重的炎症反应[34]。肝脏是最易受到氧化应激损伤的主要组织之一，其细胞内含有丰富的线粒体，而细胞中堆积负荷的MDA会直接影响线粒体活性和功能，导致线粒体在氧化磷酸化过程中产生大量的ROS，使其出现能量代谢障碍，从而加剧机体疲劳。近年来，大量研究表明，补充外源营养活性物质可以显著提高细胞的抗氧化酶活性，降低氧化应激水平，对缓解肝脏细胞受到运动疲劳导致的氧化应激损伤具有重要作用[35−36]。袁彬等[37]、贾前生等[38]分别研究表明红芸豆多糖和黑豆多肽可以通过提高肝脏细胞抗氧化酶活性，激活线粒体的能量代谢来提高小鼠的运动耐力。在本研究中，过度运动疲劳模型组大鼠肝脏线粒体MDA含量急剧升高，SOD、CAT、GSH-Px活性大幅下降，线粒体的氧化应激水平显著高于安静对照组，补充甜叶菊糖苷后，大鼠肝脏线粒体MDA含量显著降低，抗氧化酶活性显著升高，表明甜叶菊糖苷具有降低运动疲劳大鼠肝脏线粒体氧化应激水平的作用，且其作用效果与剂量呈现明显的依赖效应。
4. 结论
从甜叶菊中提取分离得到甜叶菊糖苷，经HPLC分析甜叶菊糖苷主要由RD、RA、STV、RF、RC、DA、RU、RB、ST组成，它们的摩尔比为1:1.503:1.657:0.004:1.012:0.838:0.538:0.003:0.004。在过度运动疲劳实验中，甜叶菊糖苷显著提高了大鼠的糖原（HG、MG）储备，降低了血清代谢废弃物（BLA、BUN）含量，同时激活了肝脏AMPK/PGC-1α能量代谢调控通路，显著提高了AMPK、PGC-1α、TFAM、SIRT1的mRNA表达水平，线粒体ATPase及呼吸链酶复合物（CⅠ~CⅣ）活性显著提高，进而提高了线粒体的生物发生和促进了ATP的生成。此外，甜叶菊糖苷还显著降低了运动疲劳大鼠肝脏线粒体MDA含量，显著提高了SOD、CAT、GSH-Px活性。综上，甜叶菊糖苷可通过激活肝脏线粒体能量代谢通路和降低肝脏氧化应激水平来提高大鼠的抗运动疲劳作用，且其作用效果与剂量具有正相关性。表明甜叶菊糖苷不仅可以作为天然甜味剂，还可以作为新型天然抗氧化剂来缓解大鼠的过度运动疲劳，该研究为甜叶菊糖苷在功能食品领域的深入开发利用提供了理论依据。
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图 1 糖苷标准品和样品色谱图
Figure 1. Steviol glycoside standard and sample chromatograms
注：A. RD；B. RA；C. STV；D. RF；E. RC；F. DA；G. RU ；H. RB；I. ST。
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图 2 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏能量代谢基因mRNA表达的影响
Figure 2. Effect of steviol glycosides on mRNA expression of energy metabolism genes in rat liver
表 1 RT-PCR引物序列
Table 1 Primer sequences
引物名称 正向引物（5’→3’） 反向引物（5’→3’） 产物大小（bp） AMPK GGTGTACGGAAGGCAAAATGGC CAGGATTCTTCCTTCGTACACGC 131 PGC-1α CAAGGTCCCCAGGCAGTAGAT CTTTCGTGCTCATTGGCTTCATA 169 SIRT1 CGCCTTATCCTCTAGTTCCTGT GTCAGCATCATCTTCCAAGCC 97 TFAM AACACCCAGATGCAAAACTTTCA GACTTGGAGTTAGCTGCTCTTT 119 GAPDH AGTGCCAGCCTCGTCTCATA GATGGTGATGGGTTTCCCGT 132 
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表 2 糖苷标准品线性方程及样品各糖苷含量
Table 2 Linear equation of glycoside standard and steviol glycoside content
编号 糖苷 线性方程 R2 峰面积 相对标准偏差（%） 样品检测质量（mg/g） A RD y=256.747x+9.156 0.9996 312.54±8.65 1.47 0.09732±0.00004 B RA y=328.415x+10.184 0.9997 243.18±7.65 1.84 0.14625±0.00025 C STV y=674.184x−12.584 0.9989 358.47±6.18 1.58 0.16124±0.00007 D RF y=1024.257x−27.486 0.9992 42.36±2.47 1.72 0.00037±0.00002 E RC y=352.862x+15.473 0.9996 184.36±4.16 0.86 0.09847±0.00011 F DA y=451.278x+22.154 0.9998 214.16±5.48 0.71 0.08154±0.00005 G RU y=518.247x−26.472 0.9988 124.78±6.54 1.26 0.05238±0.00006 H RB y=325.178x+14.159 0.9995 154.96±7.22 1.34 0.00027±0.00005 I ST y=1242.534x+12.405 0.9997 161.74±8.25 1.47 0.00042±0.00002
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表 3 大鼠体重及肝脏指数
Table 3 Body weight and liver index of rats
处理 大鼠质量（g） 肝脏指数（%） 实验前 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 SC 218.32±7.25a 253.47±8.54a 315.85±8.12a 342.17±10.35a 368.72±9.58a 387.24±8.36a 4.81±0.26b EC 222.74±4.68a 245.78±6.42a 299.87±9.24a 330.84±11.45a 344.84±10.35b 358.24±7.48b 5.26±0.17a SG-L 212.65±5.74a 249.28±7.56a 307.53±10.74a 336.72±9.39a 351.82±12.68a 368.05±9.12a 4.91±0.11b SG-M 214.39±5.19a 251.74±5.98a 311.45±8.26a 339.62±8.04a 354.77±13.47a 371.35±11.24a 4.88±0.16b SG-H 217.18±6.22a 256.83±6.53a 312.84±9.45a 341.08±7.47a 358.18±11.08a 379.26±12.74a 4.93±0.24b 注：同列数字后不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。
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表 4 甜叶菊糖苷对大鼠HG、MG和血清BLA、BUN的影响
Table 4 Effect of steviol glycosides on HG, MG and serum BLA, BUN in rats
处理 HG（mg/g） MG（mg/g） BLA（mmol/L） BUN（mmol/L） SC 12.35±0.65 2.39±0.15 6.78±0.87 16.55±1.78 EC 4.78±0.47** 0.77±0.06** 17.25±1.02** 32.44±2.45** SG-L 5.37±0.39**Δ 1.03±0.04**ΔΔ 14.36±0.96**Δ 26.14±2.23**Δ SG-M 7.46±0.42**ΔΔ## 1.36±0.08**ΔΔ## 11.87±1.14**ΔΔ# 23.22±3.15**ΔΔ# SG-H 9.15±0.51**ΔΔ##ƟƟ 1.78±0.06**ΔΔ##ƟƟ 9.52±1.32**ΔΔ##Ɵ 19.34±1.85*ΔΔ##Ɵ 注：与SC相比，*表示差异显著（P<0.05），**表示差异极显著（P<0.01）；与EC相比，Δ表示差异显著（P<0.05），ΔΔ表示差异极显著（P<0.01）；与SG-L相比，#表示差异显著（P<0.05），##表示差异极显著（P<0.01）；与SG-M相比，Ɵ表示差异显著（P<0.05），ƟƟ表示差异极显著（P<0.01）；图2、表5~表7同。
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表 5 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏ATP酶活性的影响
Table 5 Effects of steviol glycosides on ATPase activity in rats liver
处理 Na+-K+-ATPase（U/mg） Ca2+-Mg2+-ATPase（U/mg） SC 5.68±0.35 6.11±0.68 EC 3.12±0.24** 3.28±0.24** SG-L 4.15±0.31**ΔΔ 4.31±0.36**ΔΔ SG-M 4.68±0.45*ΔΔ# 4.86±0.41**ΔΔ# SG-H 5.26±0.58*ΔΔ##Ɵ 5.62±0.48*ΔΔ##Ɵ
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表 6 大鼠肝脏线粒体呼吸链酶复合物活性变化
Table 6 Changes in enzyme activity of mitochondrial respiratory chain complex in rat liver
处理 CⅠ活性（mmol/
（mg·min））CⅡ（mmol/
（mg·min））CⅢ（mmol/
（mg·min））CⅣ（mmol/
（mg·min））SC 1.75±0.21 0.53±0.07 0.27±0.06 0.42±0.05 EC 1.34±0.17** 0.37±0.04** 0.22±0.07* 0.35±0.11* SG-L 1.37±0.22*Δ 0.42±0.11*Δ 0.33±0.10**Δ 0.58±0.16**ΔΔ SG-M 1.46±0.14*Δ# 0.46±0.07*Δ# 0.42±0.04**ΔΔ## 0.72±0.08**ΔΔ# SG-H 1.96±0.35*ΔΔ##Ɵ 0.55±0.06ΔΔ##Ɵ 0.55±0.08**ΔΔ##ƟƟ 1.14±0.23**ΔΔ##ƟƟ
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表 7 甜叶菊糖苷对大鼠肝脏线粒体MDA含量和抗氧化酶活性的影响
Table 7 Effect of stevia glycosides on MDA content and antioxidant enzyme activity in rat liver mitochondria
处理 MDA（nmol/mg） SOD（U/mg） CAT（U/mg） GSH-Px（U/mg） SC 13.46±1.21 88.64±7.25 16.27±2.35 186.24±15.32 EC 19.75±1.84** 65.29±10.14** 13.28±3.14* 153.07±14.65* SG-L 18.22±1.33**Δ 84.17±9.32*ΔΔ 15.11±2.74*Δ 196.33±17.84*ΔΔ SG-M 16.28±0.87*Δ# 99.26±8.42*ΔΔ# 17.85±2.84*ΔΔ# 214.72±16.52*ΔΔ# SG-H 14.19±1.36*ΔΔ#Ɵ 112.05±7.08**ΔΔ##Ɵ 21.73±1.95**ΔΔ##Ɵ 247.18±18.43**ΔΔ##Ɵ
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-
[1] BAI L D, TAN C J, REN J, et al. Cordyceps militaris acidic polysaccharides improve learning and memory impairment in mice with exercise fatigue through the PI3K/NRF2/HO-1 signalling pathway[J]. Int J Biol Macromol,2023,227:158−172. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.12.071
[2] WONG Y C, CHEN Y J, LI P H, et al. Enhanced anti-fatigue and exercise performances due to Huangqi polysaccharide supplementation in mice[J]. Arabian Journal of Chemistry,2024,17(3):105583. doi: 10.1016/j.arabjc.2023.105583
[3] ZHANG D K, DENG X, LI M Q, et al. Thermal treatment enhances the resisting exercise fatigue effect of Phyllanthus emblica L.:Novel evidence from tannin conversion in vitro, metabolomics, and gut microbiota community analysis[J]. Chin Med,2023,18(1):127. doi: 10.1186/s13020-023-00835-4
[4] 高照, 段锐. 运动性疲劳的分子生物学机制及相关特异性基因靶点的研究进展[J]. 生理科学进展,2024,55(1):13−20. [GAO Z, DUAN R. Research progress on the molecular biology mechanism and related specific gene targets of exercise-induced fatigue[J]. Progress in Physiology Science,2024,55(1):13−20.] GAO Z, DUAN R. Research progress on the molecular biology mechanism and related specific gene targets of exercise-induced fatigue[J]. Progress in Physiology Science, 2024, 55（1）: 13−20.
[5] WANG N, WANG B F, MASWIKITI E P, et al. AMPK-a key factor in crosstalk between tumor cell energy metabolism and immune microenvironment?[J]. Cell Death Discov,2024,10(1):237. doi: 10.1038/s41420-024-02011-5
[6] FENG L C, LIN Z Q, TANG Z Y, et al. Emodin improves renal fibrosis in chronic kidney disease by regulating mitochondrial homeostasis through the mediation of peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1 alpha (PGC-1α)[J]. Eur J Histochem,2024,68(2):3917.
[7] HOU D Y, LIAO H T, HAO S A, et al. Curcumin simultaneously improves mitochondrial dynamics and myocardial cell bioenergy after sepsis via the SIRT1-DRP1/PGC-1α pathway[J]. Heliyon,2024,10:28501. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e28501
[8] BISWAS P, KUMARI A, MODI A, et al. Improvement and regulation of steviol glycoside biosynthesis in Stevia rebaudiana bertoni[J]. Gene,2024,891:147809. doi: 10.1016/j.gene.2023.147809
[9] 徐新娟, 罗庆云. 我国甜叶菊生产现状及未来展望[J]. 中国糖料,2024,46(2):84−91. [XU X J, LUO Q Y. Current status and future prospects of stevia production in China[J]. Sugar Crops of China,2024,46(2):84−91.] XU X J, LUO Q Y. Current status and future prospects of stevia production in China[J]. Sugar Crops of China, 2024, 46（2）: 84−91.
[10] HUBER B M, WEHNER T C. Heritability and genetic variance estimates for agronomic traits and glycoside yield in four elite stevia breeding populations[J]. Crop Science,2023,63:1234−1245. doi: 10.1002/csc2.20940
[11] 陈虎, 侯丽娟, 路付勇, 等. 响应面法优化超声溶剂法提取甜菊糖苷工艺[J]. 食品工业,2022,43(5):6−9. [CHEN H, HOU L J, LU F Y, et al. Optimization of ultrasonic solvent extraction process for stevia glycosides using response surface methodology[J]. Food Industry,2022,43(5):6−9.] CHEN H, HOU L J, LU F Y, et al. Optimization of ultrasonic solvent extraction process for stevia glycosides using response surface methodology[J]. Food Industry, 2022, 43（5）: 6−9.
[12] 张苹苹, 王立勋, 吉桂珍, 等. 高效液相色谱法同时测定甜叶菊中9种甜菊糖苷类化合物[J]. 中国食品添加剂,2020,31(6):105−111. [ZHANG P P, WANG L X, JI G Z, et al. Simultaneous determination of 9 steviol glycoside compounds in stevia by high-performance liquid chromatography[J]. China Food Additives,2020,31(6):105−111.] ZHANG P P, WANG L X, JI G Z, et al. Simultaneous determination of 9 steviol glycoside compounds in stevia by high-performance liquid chromatography[J]. China Food Additives, 2020, 31（6）: 105−111.
[13] 娄旭佳, 阮蓉, 金其贯, 等. 白藜芦醇干预运动性疲劳模型大鼠线粒体动力学的变化[J]. 中国组织工程研究,2023,27(17):2625−2630. [LOU X J, RUAN R, JIN Q G, et al. Effects of resveratrol on mitochondrial dynamics in rats with exercise-induced fatigue[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research,2023,27(17):2625−2630.] LOU X J, RUAN R, JIN Q G, et al. Effects of resveratrol on mitochondrial dynamics in rats with exercise-induced fatigue[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2023, 27（17）: 2625−2630.
[14] 陈莉. 外源性补充L-肉碱对运动大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性及自由基代谢的影响[D]. 兰州:西北师范大学, 2010. [CHEN L. Effect of exogenous supplementation of L-carnitine on mitochondrial respiratory chain enzyme activity and free radical metabolism in the liver of exercise rats[D]. Lanzhou:Northwest Normal University, 2010.] CHEN L. Effect of exogenous supplementation of L-carnitine on mitochondrial respiratory chain enzyme activity and free radical metabolism in the liver of exercise rats[D]. Lanzhou: Northwest Normal University, 2010.
[15] 任盼红, 聂梦俭. 鱼腥草黄酮对运动疲劳大鼠骨骼肌能量代谢的影响[J]. 食品安全质量检测学报,2023,14(11):302−312. [REN P H, NIE M J. Effects of Houttuynia cordata flavonoids on skeletal muscle energy metabolism in exercise fatigued rats[J]. Journal of Food Safety and Quality,2023,14(11):302−312.] REN P H, NIE M J. Effects of Houttuynia cordata flavonoids on skeletal muscle energy metabolism in exercise fatigued rats[J]. Journal of Food Safety and Quality, 2023, 14（11）: 302−312.
[16] 王崔. 参姜饮通过AMPK/PGC-1α通路调控自噬抗疲劳的实验研究[D]. 昆明:云南中医药大学, 2023. [WANG C. Experimental study on the regulation of autophagy and anti fatigue by ginseng ginger through AMPK/PGC-1α pathway[D]. Kunming:Yunnan University of Traditional Chinese Medicine, 2023.] WANG C. Experimental study on the regulation of autophagy and anti fatigue by ginseng ginger through AMPK/PGC-1α pathway[D]. Kunming: Yunnan University of Traditional Chinese Medicine, 2023.
[17] JIANG J L, QI L N, LÜ Z P, et al. Dietary stevioside supplementation increases feed intake by altering the hypothalamic transcriptome profile and gut microbiota in broiler chickens[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2021,101(5):2156−2167. doi: 10.1002/jsfa.10838
[18] PHILIPPAERT K, PIRONET A, MESUERE M, et al. Steviol glycosides enhance pancreatic beta-cell function and taste sensation by potentiation of TRPM5 channel activity[J]. Nature Communications,2017,8(1):14733. doi: 10.1038/ncomms14733
[19] 宋张灵儿. 甜叶菊药材标准建立及改善糖脂代谢活性研究[D]. 长春:吉林农业大学, 2023. [SONG Z L E. Establishment of standards for stevia medicinal materials and improvement of glucose and lipid metabolism activity[D]. Changchun:Jilin Agricultural University, 2023.] SONG Z L E. Establishment of standards for stevia medicinal materials and improvement of glucose and lipid metabolism activity[D]. Changchun: Jilin Agricultural University, 2023.
[20] GARCIA S M, PAULO N, PAULO O, et al. Long-term aerobic training improves mitochondrial and antioxidant function in the liver of wistar rats preventing hepatic age-related function decline[J]. Biology,2022,11(12):1750. doi: 10.3390/biology11121750
[21] HUANG C X, WANG Y, ZHOU C S, et al. Properties, extraction and purification technologies of Stevia rebaudiana steviol glycosides:A review[J]. Food Chem,2024,453:139622. doi: 10.1016/j.foodchem.2024.139622
[22] 赵聪敏. 甜菊糖苷单体分离、甜味特性及应用研究[D]. 邯郸:河北工程大学, 2022. [ZHAO C M. Separation of steviol glycoside monomers, sweetness characteristics and application research[D]. Handan:Hebei University of Engineering, 2022.] ZHAO C M. Separation of steviol glycoside monomers, sweetness characteristics and application research[D]. Handan: Hebei University of Engineering, 2022.
[23] 张虹, 路国栋, 袁春春, 等. 甜叶菊中9种甜菊醇糖苷积累与其生物合成关键基因表达量的相关性[J]. 核农学报, 2022, 36(1):75-82. [ZHANG H, LU G D, YUAN C C, et al. Correlation between the accumulation of 9 steviol glycosides the expressions of the key genes involved in their biosynthesis in Stevia rebaudiana[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2022, 36(1):0075-0082.] ZHANG H, LU G D, YUAN C C, et al. Correlation between the accumulation of 9 steviol glycosides the expressions of the key genes involved in their biosynthesis in Stevia rebaudiana[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences, 2022, 36（1）: 0075-0082.
[24] 赵永平, 何庆祥, 朱亚, 等. 不同基因型甜叶菊产量和甜叶菊糖苷含量研究[J]. 中国农学通报,2010,26(19):73−75. [ZHAO Y P, HE Q X, ZHU Y, et al. Study on yield and steviol glycoside content of different genotypes of stevia[J]. Chinese Agriculture Science Bulletin,2010,26(19):73−75.] ZHAO Y P, HE Q X, ZHU Y, et al. Study on yield and steviol glycoside content of different genotypes of stevia[J]. Chinese Agriculture Science Bulletin, 2010, 26（19）: 73−75.
[25] 郭志龙, 陈任, 马茜, 等. 甜叶菊中莱苞迪苷D、莱苞迪苷A含量测定方法的优化及应用[J]. 核农学报,2020,34(11):2533−2540. [GUO Z L, CHEN R, MA Q, et al. Optimization and application of the determination method for the content of rebaudioside D and rebaudioside A in Stevia rebaudiana[J]. Journal of Nuclear Agriculture Sciences,2020,34(11):2533−2540.] GUO Z L, CHEN R, MA Q, et al. Optimization and application of the determination method for the content of rebaudioside D and rebaudioside A in Stevia rebaudiana[J]. Journal of Nuclear Agriculture Sciences, 2020, 34（11）: 2533−2540.
[26] HATTORI S, OMI N, YANG Z, et al. Effect of ginger extract ingestion on skeletal muscle glycogen contents and endurance exercise in male rats[J]. Phys Act Nutr,2021,25(2):15−19. doi: 10.20463/pan.2021.0010
[27] 黄宝亮, 丁传波, 王佳奇, 等. 红参中精氨酸双糖苷对小鼠的抗疲劳作用[J]. 吉林大学学报(医学版),2017,43(5):897−902. [HUANG B L, DING C B, WANG J Q, et al. The anti fatigue effect of arginine disaccharide in red ginseng on mice[J]. Journal of Jilin University (Medical Edition),2017,43(5):897−902.] HUANG B L, DING C B, WANG J Q, et al. The anti fatigue effect of arginine disaccharide in red ginseng on mice[J]. Journal of Jilin University （Medical Edition）, 2017, 43（5）: 897−902.
[28] LOU X J, HU Y L, RUAN R, et al. Resveratrol promotes mitochondrial energy metabolism in exercise-induced fatigued rats[J]. Nutrition Research and Practice,2023,17:660−669. doi: 10.4162/nrp.2023.17.4.660
[29] ZHANG H J, ZHAO C H, HOU J L, et al. Red ginseng extract improves skeletal muscle energy metabolism and mitochondrial function in chronic fatigue mice[J]. Frontiers in Pharmacology,2022,13:10259.
[30] 王冬. 黑灵芝多糖对运动训练大鼠抗氧化水平与运动能力的影响[J]. 中国食用菌, 2020, 39(9):65. [WANG D. Effect of Ganoderma sinense polysaccharides on antioxidant levels and exercise ability in exercise training rats[J]. Chinese Edible Fungi, 2020, 39 (9):65.] WANG D. Effect of Ganoderma sinense polysaccharides on antioxidant levels and exercise ability in exercise training rats[J]. Chinese Edible Fungi, 2020, 39 （9）: 65.
[31] 庞伊婷, 麻飞. 基于AMPK/PGC-1α信号通路探讨菟丝子多糖改善大鼠运动能力的作用及机制[J]. 云南农业大学学报(自然科学),2024,39(2):53−59. [PANG Y T, MA F. Exploring the effect and mechanism of dodder seed polysaccharide on improving motor ability in rats based on the AMPK/PGC-1α signaling pathway[J]. Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science),2024,39(2):53−59.] PANG Y T, MA F. Exploring the effect and mechanism of dodder seed polysaccharide on improving motor ability in rats based on the AMPK/PGC-1α signaling pathway[J]. Journal of Yunnan Agricultural University （Natural Science）, 2024, 39（2）: 53−59.
[32] 张芳荣, 杜俊民, 康建玲, 等. 欧李复合棒对小鼠抗疲劳能力及能量代谢的影响[J/OL]. 食品工业科技:1−10[2024-05-30]. https://doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.2023120121. [ZHANG F R, DU J M, KANG J L, et al. Effects of Cerasus humilis composite rod on anti-fatigue capacity and energy metabolism in mice[J/OL]. Science and Technology of Food Industry: 1−10[2024-05-30]. https://doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.2023120121.] ZHANG F R, DU J M, KANG J L, et al. Effects of Cerasus humilis composite rod on anti-fatigue capacity and energy metabolism in mice[J/OL]. Science and Technology of Food Industry: 1−10[2024-05-30]. https://doi.org/10.13386/j.issn1002-0306.2023120121.
[33] ZHU H K, XU W Q , WANG N, et al. Anti-fatigue effect of Lepidium meyenii Walp. (Maca) on preventing mitochondria-mediated muscle damage and oxidative stress in vivo and in vitro[J]. Food Funct,2021,12(7):3132−3141.
[34] ZHOU Y P, WU Q, YU W, et al. Gastrodin ameliorates exercise-induced fatigue via modulating Nrf2 pathway and inhibiting inflammation in mice[J]. Food Bioscience,2023,51:102262. doi: 10.1016/j.fbio.2022.102262
[35] YIN X C, SONG J, XUE R, et al. Novel herbal beverage ameliorates exercise-induced fatigue in mice by modulating oxidative stress and reshaping the gut microbiota[J]. Food Bioscience,2023,56:103135. doi: 10.1016/j.fbio.2023.103135
[36] ZOU X X, WALLACE Y, LIU X H, et al. Milk fat globule membrane relieves fatigue via regulation of oxidative stress and gut microbiota in BALB/c mice[J]. Antioxidants,2023,12:712. doi: 10.3390/antiox12030712
[37] 袁彬, 杨永红, 周海洋. 红芸豆多糖联合运动改善饮食诱导的肥胖小鼠糖脂代谢紊乱[J]. 食品工业科技,2023,44(16):427−433. [YUAN B, YANG Y H, ZHOU H Y. The combination of Phaseolus vulgaris polysaccharides and exercise improves glucose and lipid metabolism disorders in diet induced obese mice[J]. Science and Technology of Food Industry,2023,44(16):427−433.] YUAN B, YANG Y H, ZHOU H Y. The combination of Phaseolus vulgaris polysaccharides and exercise improves glucose and lipid metabolism disorders in diet induced obese mice[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44（16）: 427−433.
[38] 贾前生, 刘远洋. 黑豆多肽对超负荷训练小鼠肝细胞损伤影响的研究[J]. 食品工业科技,2021,42(11):309−313. [JIA Q S, LIU Y Y. Study on the effect of Glycinemax merr peptides on liver cell damage in overloaded training mice[J]. Science and Technology of Food Industry,2021,42(11):309−313.] JIA Q S, LIU Y Y. Study on the effect of Glycinemax merr peptides on liver cell damage in overloaded training mice[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42（11）: 309−313.
-
期刊类型引用(2)
1. 常逍柯，田潇凌，林顺顺，李梦琴，田争争，高恩红. 不同制粉方式对黑小麦全麦粉及饼干品质影响. 食品与发酵工业. 2024(21): 266-272 . 
百度学术
2. 王冬，任健，王志鹏，宋春丽. 酶预处理对黑珍珠糯玉米粉分散性的影响研究. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2023(05): 69-75 . 百度学术
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