基于核磁共振代谢组学揭示黄精通过调控苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的生物合成发挥抗疲劳作用机制

目的:运用核磁共振(1H NMR)代谢组学方法,研究黄精的抗疲劳作用及可能的作用机制。方法:30只雄性ICR小鼠随机分为对照组、黄精低、高剂量组,每组10只。低、高剂量组分别灌胃给予剂量为1.125 g/kg、2.5 g/kg的黄精水提物,对照组给予相同体积蒸馏水,灌胃1次/d,连续3周。灌胃结束后进行负重力竭游泳实验,小鼠达到疲劳状态后,测试体质量变化肝脏肝糖原含量、血清乳酸及尿素氮(BUN)水平。进一步采用1H NMR代谢组学技术寻找小鼠腓肠肌内源性代谢物的变化,并进行接收者操作特征曲线(ROC)分析,筛选ROC曲线下面积>0.7的差异代谢物输入MetaboAnalyst网站中进行通路富集分析。结果:3组小鼠体质量均增加,但差异无统计学意义(P>0.05);与对照组比较,黄精高、低剂量组小鼠力竭游泳时间提高,肝糖原含量明显增高,血乳酸含量明显下降,差异均有统计学意义(P<0.01,P<0.001);黄精高、低剂量组小鼠血清BUN水平均下降,但差异无统计学意义(P>0.05)。在小鼠腓肠肌组织提取物中共指认34种代谢物,其中21个差异代谢物在黄精干预后发生显著变化,结合ROC曲线,筛选出17个差异代谢物。通路分析发现,黄精主要通过调控苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的生物合成途径来发挥抗疲劳作用。结论:本研究采用1H NMR代谢组学技术结合多元统计分析阐明黄精的抗疲劳作用机制,为黄精抗疲劳应用以及相关产品研发提供理论依据。