营养补充品对抗运动性疲劳作用的研究进展_陈欢欢
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第12卷 第2期肠外与肠内营养Vol.12 No.2 2005年3月Parenteral＆EnteralNutritionMar.2005
·综 述·营养补充品对抗运动性疲劳作用的研究进展
陈欢欢综述, 蔡东联审校(第二军医大学附属长海医院营养科 临床营养中心,上海200433)
摘要: 运动性疲劳会影响机体的运动能力,大量的动物实验及人体试验证明,合理应用运动营养补充品可消除过度训练所导致的运动性疲劳,提高运动能力。本文作者对国内外文献中抗运动性疲劳的重要营养补充品的研究进展作一综述。关键词: 运动性疲劳; 营养补充品; 运动能力中图分类号: R459.3,R872.7 文献标识码: A 文章编号:1007-810X(2005)02-0117-04
TheeffectofthenutritionalsupplementationineliminatingsportfatigueCHENHuan-huanreviewing,CAIDong-lianchecking(DepartmentofNutritiology,ChanghaiHospitalofSecondMilitaryMedicalUniversity,Shanghai200433,China)
Abstract: Sportfatigueaffectsexerciseabilityofhumanbeing.Anumberofexperimentsofanimalsandhumanshaveprovedthattherationalusageofnutritionalsupplementationwilleliminatethefatguecausedbyover-exerise,andimproveexeriseability.Thisreviewisabouttheeffectofthenutritionalsupplemen-tationineliminatingsportfatigue.Keywords: Sportfatigue; Nutritionalsupplementation; Exerciseability
0 引 言随着体育科学的日益发展,体育竞争日趋激烈。因此,除了通过不断改进训练方法提高运动员的运动能力外,如何及时有效地补充运动后机体能源物质,消除运动性疲劳,帮助提高运动质量,从而提高运动能力,正日益成为国内外学者热切关注的焦点。如果运动员没有合理的营养保障,疲劳就得不到很好地恢复,运动能力也得不到提高。美国詹姆斯·希克森博士精辟地指出:“营养问题的解决将是人类体育运动的最后领域之一”。可见,运动营养在体育运动中的重要地位。在运动员的营养结构中,除糖类(CHO)、脂肪、蛋白质、水、无机盐和微量元素、维生素等基本营养素外,还有一些重要的营养补充品,与兴奋剂不同,不为国际奥委会所禁止。合理使用不仅不会对运动员的身心健康造成危害,反而会对运动员身体健康和运动能力提高有极大好处。作者对营养补充品能促进运动性疲劳的恢复作如下综述。
1 运动性疲劳概念运动性疲劳是指由于运动过程中机体生理生化的改变而导致人体运动能力暂时降低的现象。1982年,第五届国际运动生物化学会议上,将疲劳的概念
·117·收稿日期: 2004-11-29; 修订日期: 2005-02-26基金项目: 上海市体育局科研基金资助(批准号:04JT017)作者简介: 陈欢欢(1978-),女,浙江台州人,医师,临床营养学硕士,从事临床营养工作。
DOI:10.16151/j.1007-810x.2005.02.018统一定义为:运动性疲劳是“机体生理功能不能持续在一特定水平或(和)各器官不能维持预定的运动强度”。可以认为,运动性疲劳是指人体运动到一定时候,运动能力和身体器官功能下降,运动停止后又可恢复的生理过程。运动训练必须使运动员达到一定程度的疲劳,运动后才能获得较大的超量恢复,使机体从不适应到适应,从而提高竞技能力。所以,“没有恢复就没有提高”。恢复过程也就是机体消除疲劳的过程。如果对于运动性疲劳不加以重视,疲劳得不到及时消除,不仅会妨碍竞技能力的提高,而且长期积累还会诱发运动性损伤和疾病,危及运动员的身心健康。2 当前常用营养补充品及其作用机制2.1 糖类 是维持人体运动能力的主要能量物质,对三磷酸腺苷(ATP)合成速度影响极大。体内来源有血糖、肌糖原和肝糖原。CHO无论在氧供应充足或不足时都可以分解供能。系列研究表明,体内有充分可利用的CHO,这对于剧烈运动,尤其是长时间运动是必需的[1]。赛前高CHO饮食,有利于预防和推迟疲劳的发生[2]。血糖是运动的主要能源,血糖浓度降低和糖原耗损常与疲劳关联。因而补充外源性的CHO,可以增加肌肉对CHO的摄取利用,减少肝糖原的分解,从而减少肌糖原和肝糖原的利用,延缓疲劳的出现[3]。血糖指数(GI)在为训练补充CHO制订营养方案时,可提供训练中的优势。研究表明,低GI的含CHO丰富的食物,在持续锻炼之前是一种适合的CHO来源,目的是为了激发CHO可持续供能。相反,训练后高GI的含CHO丰富的饮食,通过动员更多的葡萄糖和引起胰岛素反应,对CHO储备有利。2.1.1 核糖 是合成ATP的起始分子,是核酸的重要组成部分。在体内,核糖主要通过磷酸戊糖途径生成。由于核糖是合成嘌呤核苷酸的重要前体物质,所以它是骨骼肌和心肌合成能量物质的重要原料。由于核糖可以加快骨骼肌和心肌磷酸核糖焦磷酸(PRPP)的合成速度,消除了磷酸戊糖途径中葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性低的限制,使嘌呤核苷酸的合成速度成倍增加,所以补充核糖可以提高运动能力。研究结果支持肌肉中可提供的核糖是再合成ATP速率的一个限制因素这个假说。此外,在高强度训练后观察到的肌肉ATP的减少,看来似乎对高强度锻炼能力没有限制性。由此可见,核糖是一种安全有效的运动营养补充品[4]。2.1.2 1,6-二磷酸果糖(FDP) 是糖代谢途径中重要的中间产物,除迅速参与糖代谢,合成ATP,提供能量外,还具有调节糖代谢过程中关键酶活性的作用。FDP不但是细胞内供能物质,还有通过改善和增强无氧代谢调节能力,加速产生ATP,改善细胞在缺氧后的生理功能和应激适应水平。FDP在运动中有许多积极作用,如小鼠短期连续服用FDP后,游泳的耐力显著提高,表明FDP具有明显的抗缺血、缺氧和抗疲劳作用[5]。其生理机制可能是:①
服用FDP能明显降低血浆脂质过氧化丙二酰二甲醛(MDA)增加的幅度,而MDA减少,可保护机体免遭自由基的损害,延缓疲劳;②服用FDP可使红细胞膜Na+-K+-ATP酶活性明显增加,从而调节能量
代谢,促进物质转运,保护细胞膜;③服用FDP能明显提高机体的代谢能力,减少乳酸堆积,维持内环境的相对稳定。此外,FDP对运动性肾损伤以及缺血性脑组织都有保护作用。运动实践证明,运动员赛前服用果糖比服用葡萄糖效果要好,果糖的摄入可分为赛前、赛中的促力性补糖以及赛后的恢复性补糖,单纯口服果糖可能引起胃肠不适,最好摄入内含果糖混合型饮料为宜。2.1.3 其他 最近,对壳聚糖的研究也取得了新进展。研究结果表明,壳聚糖可保持大鼠在无氧训练中的运动能力,促进大强度训练中糖原的合成,维持血液pH值稳定,加速机体在大强度训练后的恢复。长期小剂量服用壳聚糖,能增强红细胞对IC的黏附功能[6]。
2.2 肌酸 是肝、胰腺和肾的内源性天然合成物,在体内主要以游离性肌酸(Cr)和磷酸肌酸(PCr)两种形式存在于骨骼肌内,是能量储存的重要物质。在大强度运动中,ATP再合成主要通过PCr分解和肌糖原无氧酵解来实现。由于PCr分解极为迅速,使它成为再合成ATP的首选物质。应用大剂量口服肌酸补充品,对优秀的摔跤运动员无氧能力的影响进行研究[7],结果显示,短间歇大剂量口服肌酸
补充品对优秀摔跤运动员的无氧能力有功能增强的效果。短道速滑运动员在赛前大强度训练期间,补充大剂量肌酸后,与运动量和强度密切相关的血清LDH、AST活性和与肌肉损伤有关的CKMb酶活性,未出现明显升高的现象,血清BUN、UA等指标有明显下降。说明适量补充肌酸对预防或消除运动性疲劳,使运动员在大强度训练期间或赛前保持良好的身体功能状态具有积极的促进作用[8]。在年轻足
球运动员中,使用肌酸水化物补充品,可以提高他们运球能力、爆发力和原地纵跳力[9]。在举重运动员
的持续锻炼中,给予肌酸对增强肌肉力量更加有效。
·118·肠外与肠内营养 2005年3月 第12卷 可见,补充肌酸的主要目的是改善高强度运动员的运动能力[10〗。研究肌酸对女性垒球运动员肌肉力量和忍耐力时发现[11〗,每天口服20g肌酸,持续1周,对运动员而言,提高的不是最大静态力量和动态扭转力峰值,而是平均力量和重复收缩的耐力。然而,肌酸对于女运动员的作用不如男运动员明显,如果一旦被停用,这些作用将会在1周内消失。长期口服肌酸补充品不会对肝或肾造成伤害。而在少年运动员中,使用肌酸时必须慎重,因为它对成长和发育的作用是未知的,长期使用的安全性尚未得到证实。调查研究的多样性以及小样本设计,给长期使用肌酸的安全性和有效性留下了大量未知的问题。如在持久踏车训练中,长期使用肌酸不仅不会增加运动员肌肉或整个机体的氧化能力,不影响营养底物利用或运动力,而且还会增加自由脂肪的聚集[12〗。2.3 蛋白质和氨基酸2.3.1 乳清蛋白 是利用现代生产工艺由牛奶中提取出来的蛋白质,含各种游离氨基酸及易于吸收的蛋白质,对增强机体的抗氧化能力、提高肌肉耐力和工作能力及延缓疲劳的发生,都有非常重要的作用。其增加运动肌群的工作能力主要表现在几个方面:①提供易消化的优质蛋白 为提供额外能量,节约体内蛋白质,减少肌蛋白分解。②赖氨酸、精氨酸含量高 刺激合成代谢激素或分泌和释放肌肉生长因子,刺激肌肉生长和减少脂肪。③提供谷胱甘肽(GSH)等抗氧化剂 保护肌细胞膜、肌浆网、线粒体等结构,延缓肌肉疲劳产生。④富含支链氨基酸(BCAA) 其中亮氨酸及其氧化代谢物可抑制蛋白质水解酶的活性,减少肌蛋白分解[13]。2.3.2 支链氨基酸 是在骨骼肌中能被氧化的氨基酸。众所周知,锻炼促进BCAA氧化,在锻炼前后使用BCAA,对减轻锻炼造成的肌肉损伤是有益的,并可以促进肌蛋白合成,说明BCAA有可能成为一种对锻炼和运动有利的补充品。有研究发现,急性耐力运动可致大鼠脑5-羟色胺(5-HT)浓度的增加,并且导致血小板以及脑5-HT2A受体下调,在大鼠3周耐力训练期间,补充BCAA+CHO,有防止耐力运动引起的5-HT2A受体密度下调的作用。长期耐力训练期间补充BCAA+CHO,对延缓中枢疲劳有积极的作用[14]。2.3.3 谷氨酰胺 是一种条件必需氨基酸,也是人体内含量最高的自由氨基酸。在体内可以参加蛋白质的合成和毒性氨的储存、运输和解毒,在运动中参与氧化供能,与运动能力有密切的联系。运动前后给机体补充外源性谷氨酰胺,有助于提高心肌组织中的还原性谷胱甘肽含量,增强机体抗氧化能力,抑制细胞膜脂质过氧化反应,减少丙二醛的生成,对延缓疲劳发生,加速机体恢复有一定的意义[15]。
