石菖蒲及其活性成分抗运动性疲劳的中枢作用机制研究

项目申请者前期研究表明石菖蒲具有较强的抗运动性疲劳作用，并从石菖蒲中分离到7个体外具有一定抗疲劳作用的化合物，其中包括一个新化合物。那么这7个化合物是不是石菖蒲抗运动性疲劳的活性成分，其作用机制是什么？本项目拟运用大鼠运动性疲劳模型，研究这7个化合物的抗运动性疲劳作用。应用微透析、HPLC-ECD、免疫组化等技术研究石菖蒲和活性成分对纹状体DA和5-HT代谢的影响；应用免疫组化法等研究石菖蒲和活性成分对纹状体DA和5-HT受体表达水平的影响；应用原位杂交、免疫印迹和RT-PCR等技术研究石菖蒲和活性成分对纹状体Rhes/Golf/cAMP/PKA/DARPP-32多巴胺信号转导通路的影响；应用神经电生理研究石菖蒲和活性成分对纹状体自发放电频率的影响；拟从以上四方面较系统阐明石菖蒲和其中活性较强的1个化合物抗运动性疲劳的中枢作用机制。本项目将为石菖蒲在运动医学中的运用提供理论和实验依据。

随着竞技运动水平的提高，大众健身热的兴起和生活节奏的加快，疲劳的发生率越来越高。由于受传统观念和研究手段的限制，目前抗疲劳的方法主要是抗外周疲劳。随着新技术的应用和神经生物学研究的发展，中枢神经系统在运动性疲劳发生发展中处于主导地位。但至目前止，具有调节中枢兴奋性的抗疲劳中药甚少。石菖蒲（Acorus tatarinowii Schott)为天南星科菖蒲属植物石菖蒲的干燥根茎，其主要药理作用是对中枢神经系统的调节。研究表明石菖蒲具有抗运动性疲劳作用。但其抗疲劳的作用机制和活性成分不清楚。为此我们进行了以下研究。.1、石菖蒲中分离得到的11个化合物的体外抗疲劳研究结果表明：α-细辛醚和5-羟甲基糠醛这二个化合物具有一定的体外抗疲劳活性。石菖蒲提取物、α-细辛醚和5-羟甲基糠醛的体内抗运动性疲劳作用研究结果表明：石菖蒲具有较明显的体内抗运动性疲劳作用，但α-细辛醚和5-羟甲基糠醛的体内抗运动性疲劳的效果不明显。.2、石菖蒲对运动性疲劳大鼠纹状体5-HT和DA代谢及其受体表达的影响研究结果表明：疲劳运动后大鼠纹状体5-HT、DOPAC和HVA的含量明显升高，5-HIAA和DA含量明显降低；TPH2、MAO-B、D2R的蛋白表达水平明显升高而MAO-A、TH、5-HT1B和DR1的蛋白表达水平明显降低；5-HT1A的蛋白表达水平无显著性改变。石菖蒲提取物可显著降低疲劳运动后大鼠纹状体5-HT、DOPAC和HVA的含量和TPH2、MAO-B、D2R的蛋白表达水平，增加5-HIAA和DA的含量，提高MAO-A、TH、5-HT1B和DR1的蛋白表达水平；并呈一定的剂量依赖性。对5-HT1A的蛋白表达水平无明显影响。.3、运动性疲劳大鼠纹状体Rhes/Golf/cAMP/PKA/DARPP-32多巴胺信号转导通路的变化及其石菖蒲的调节研究结果表明：疲劳运动后大鼠纹状体Rhes、Golf和phospho-Thr75-DARPP-32的蛋白表达水平明显升高，而DARPP-32和phospho-Thr34-DARPP-32的蛋白表达水平显著降低。石菖蒲提取物可明显降低疲劳运动后大鼠纹状体Rhes、Golf、和phospho-Thr75-DARPP-32的蛋白表达水平，提高DARPP-32和phospho-T hr34-DARPP-32的蛋白表达水平，并呈一定的剂量依赖性。其作用与咖