灵芝、青海枸杞与红参协同植物复合物制剂通过协同调节能量代谢、氧化应激及肠道菌群缓解小鼠运动性疲劳

《Food Bioscience》：A Synergistic Botanical Compound Preparation of Ganoderma lucidum, Lycium ruthenicum, and Red Ginseng Alleviates Exercise-Induced Fatigue via Coordinated Regulation of Energy Metabolism, Oxidative Stress, and Gut Microbiota in Mice

　　

摘要

一种此前利用斑马鱼筛选模型进行配方优化和改良的新型协同抗疲劳复方制剂（CP），在运动诱导疲劳的C57BL/6小鼠中进行了系统评估，以考察其疗效及潜在的分子机制。72只小鼠被随机分为六组：正常对照组（CON）、阴性对照组（NC；运动诱导疲劳）、阳性对照组（PC；红牛?）以及三个CP剂量组（低、中、高）。每日连续灌胃给药30天后，进行负重耗竭游泳测试和全面的生化检测。CP处理显著延长了耗竭游泳耐力。中剂量组（CP-M）相较于NC组表现出1.66倍的增加，该效果与PC组相当。在生化方面，CP-M显著降低了血清疲劳标志物，包括乳酸（LA，-31.8%）和血尿素氮（BUN，-17.4%），同时显著补充了肌肉三磷酸腺苷（ATP，+34.3%）、肝糖原（+33.0%）和肌糖原（+39.5%）。CP-M通过提高超氧化物歧化酶（SOD，+27.2%）和过氧化氢酶（CAT，+48.2%）的活性，以及降低丙二醛（MDA，-16.6%）和乳酸脱氢酶（LDH，-12.4%）水平，进一步增强了抗氧化能力。在机制上，整合转录组学分析和western blot分析表明，CP在骨骼肌中激活了pAMPK/PGC-1α/NRF1和NRF2/HO-1信号通路。此外，16S rRNA测序和靶向代谢物分析揭示，CP有益地重塑了肠道微生物群，并显著提高了盲肠短链脂肪酸（SCFAs）浓度。综上所述，这些发现表明，CP通过优化能量代谢、缓解氧化应激和调节肠道微生物群的协同作用，发挥强大的抗疲劳作用，为其作为多靶点功能性食品原料的开发提供了令人信服的临床前基础。

引言

疲劳是一种复杂的多因素生理综合征，其特征是在持续的工作负荷或病理应激下，体力和认知功能出现暂时性或持久性下降1, 2。在高强度体力消耗的背景下，运动诱导的疲劳表现为渐进性的骨骼肌耗竭和作业效率的显著降低。未能充分恢复的长期疲劳运动员可能会发展为过度训练综合征，该病症与内分泌失调、全身免疫抑制以及运动表现和健康可持续性的长期损害有关³。在生理水平上，疲劳的发生主要由内源性能量储备的快速消耗驱动，包括肌肉三磷酸腺苷（ATP）和组织糖原，同时伴随有害代谢物如乳酸（LA）和血尿素氮（BUN）的积累⁴。此外，剧烈运动大大增加了耗氧量，触发活性氧（ROS）的过量产生。这种氧化还原失衡破坏了细胞膜完整性，导致严重的氧化应激和随后的骨骼肌损伤¹。因此，开发基于证据、能够同时恢复能量稳态和减轻氧化损伤的多靶点营养策略具有重要的科学和公共卫生意义。

传统的单靶点药物或营养干预往往不足以管理运动诱导的疲劳，因为底层的代谢和氧化扰动高度相互关联。因此，近期的研究日益向多成分膳食干预转移。源自食物的功能性植物，包括红参⁵、枸杞⁶和灵芝⁷，各自通过不同的机制通路表现出可重复的抗疲劳活性。受“药食同源”概念的启发，这些植物的战略配方被认为能够通过同时解决导致疲劳的多个生理瓶颈而带来协同益处。消费者对这种健康促进功能性饮料的日益增长的需求推动了全球功能食品行业的快速扩张8, 9。同时，疲劳管理的科学范式已扩展至肠道微生物群。新兴的“肠-肌轴”现在被认为是宿主能量代谢和全身炎症水平的关键调节因子²。平衡的肠道微生物组将膳食纤维发酵为短链脂肪酸（SCFAs），这不仅作为结肠细胞的局部能量底物，而且在持续的膳食或补充剂暴露过程中进入全身循环，据报道可支持骨骼肌代谢信号并减轻氧化应激；我们指出，这反映了一种长期的、依赖于微生物群重塑的信号作用，而非急性的、单次运动期间的供能机制¹⁰。因此，能够同时调节全身代谢信号和肠道微环境的干预措施代表了当前抗疲劳研究的前沿。

为了利用协同植物配方的潜力，我们前期的研究采用联合指数（CI）方法优化了一种包含灵芝、枸杞和红参提取物的新型复方制剂（CP）。在亚硫酸钠（Na₂SO₃）诱导的运动疲劳斑马鱼模型中，CP表现出强效且协同的抗疲劳活性¹¹。然而，关键的转化研究空白依然存在：虽然斑马鱼是高通量表型筛选的优秀平台，但它们与哺乳动物在解剖学和代谢学上的显著差异阻碍了将研究结果直接外推至哺乳动物生理学。具体而言，CP在哺乳动物生理条件下的抗疲劳功效仍有待确立。更重要的是，调节其抗疲劳特性的精确分子网络，特别是其对中心能量感知通路（如AMPK/PGC-1α）和抗氧化防御系统（如Nrf2/HO-1）的调节作用，尚未阐明⁴。此外，CP在哺乳动物中的功效是否部分通过重塑肠道微生物生态来介导仍完全未知。

为了解决这些知识空白并提供严格的临床前证据，本研究采用C57BL/6小鼠的负重耗竭游泳模型系统地评估了CP的协同抗疲劳功效。具体目标是：(i) 验证分级CP剂量的行为和生化抗疲劳效果；(ii) 通过整合转录组学和western blot分析阐明其潜在的分子机制，特别关注AMPK/PGC-1α/NRF1和Nrf2/HO-1信号轴；(iii) 量化CP对肠道微生物群组成和SCFA产生的影响。通过全面解码这些相互关联的生理通路，本研究旨在阐明CP抗疲劳功效的核心机制，为其转化为用于疲劳管理的下一代多靶点功能食品提供令人信服的科学蓝图。

部分摘要

材料与化学品

枸杞提取物（LR；标称花青素含量：3.34%，经国家标准（GB/T 22244-2008）验证为3.25%）、灵芝提取物（GL；标称多糖含量：≥30%，经《中国药典》（2020年版，第一卷，灵芝项下）验证为35.5%）和红参提取物（RG；标称皂苷含量：≥5%，经GB/T 22996-2008验证为5.74%）购自宁波时代贸易有限公司（中国宁波）和浙江圣议生物科技有限公司，

CP维持生理稳态并增强运动表现

在连续灌胃给药30天后，各组在最终体重或器官指数（心、肝、脾、肾，图1A–E）之间未观察到统计学显著差异，这表明在任何测试剂量下，CP处理均未引起明显的全身毒性或对器官发育的不良反应。本研究未记录每日的进食/饮水量和自发性运动活动（如旷场测试）；因此，我们不能完全排除该

讨论

随着现代生活方式的强化，慢性疲劳已成为影响约三分之一全球成年人口的普遍公共卫生问题13, 14。目前的药物干预和高咖啡因能量饮料虽然能提供暂时的缓解，但往往与不良反应、依赖风险和反弹性疲劳有关¹⁵。我们前期的研究成功配方了一种具有强大抗疲劳活性的协同多植物CP在

结论

协同植物复方制剂CP在小鼠模型中表现出强大而全面的抗疲劳功效，通过协调的多靶点机制起作用（图7）。本工作得出了三个主要结论。首先，CP通过加速代谢废物（LA和BUN）的清除并同时保存关键能量储备（ATP、肝糖原和肌糖原），显著延长了耗竭游泳耐力，证明了

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数据和材料的可用性

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利益冲突

作者声明不存在竞争性财务或非财务利益。

资金

本研究由浙江省农业科技计划（2025SNJF007）和龙泉灵芝和木耳全产业链品质提升关键技术研究（项目编号2024C4H01002）提供资助。

利益冲突声明

作者声明不存在竞争性财务或非财务利益。

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翔湖实验室，生物制造研究院，杭州 311231，浙江省，中华人民共和国