抗疲劳功能成分研究进展1880年,黄桑(Mosso就开始了对人类疲劳的研究,他在1915年就提出了疲劳是细胞内化学变化衍生物导致的一种中毒现象;1980年Karlsson提出,疲劳是丧失保持所需或预想的输出功率,在1982年的第5届国际运动生物化学会议上将疲劳定义为:“机体生理不能保持其机能在一特定水平上和不能维持预定的运动强度”[1]。

运动性疲劳,即生理性疲劳是由于工作或活动本身引起的,以区别于诸如疾病,环境和营养等原因所致的疲劳,我国学者把人运动到一定时候,运动能力及身体功能辐射下降的现象,叫做运动性疲劳[2]。

“运动性疲劳”是指机体生理过程不能维持其机能在特定水平上和(或不能维持预定的运动强度,即由于运动引起机体生理生化改变而导致机体运动能力暂时降低的现象[3]。

1疲劳产生的原因及机制[4]1.1能源耗竭学说磷酸原储备减少与疲劳在激烈运动的30秒内,肌肉中大量消耗ATP和CP供能。

肌肉中储量明显下降,维持运动时,则ATP和CP保持在低水平下,短时间精疲力竭的运动后,ATP和CP都不会耗尽;糖储备减少和疲劳当达到或超过50%~60%,最大吸氧80%~90%最大吸氧量强度运动时,首先是慢肌中糖原下降,继而快肌中糖原也下降。

以80%~90%最大吸氧量强度运动时。

肌糖原下降速度较快;脂肪的作用和疲劳运动时脂肪组织水解为甘油和脂肪酸进入血液。

当脂肪酸利用增加时,葡萄糖和糖原利用速度下降。

但脂肪不能代替供能,因为氧化脂肪供能时,输出功率将比糖低50%,运动能力必将下降;蛋白质的消耗和疲劳当长时间耐力运动时,蛋白质分解增多,而食物按常人量供应时则会引起蛋白质营养不足而表现为负氮平衡。

当肌体长时间处于负氮平衡状态时,很容易造成肌体疲劳水分和无机盐与疲劳当体液减少量达到体重的30%时,运动能力便显著下降,体液减少达到10%时,将引起代谢紊乱,循环血量减少,中枢神经系统机能降低,肌肉出现抽筋,四肢无力,工作能力下降等现象。

1.2代谢产物堆积学说乳酸是糖原无氧代谢产物,在激烈的动力或静力性运动时,肌肉中乳酸中增加约30倍,乳酸易于积累,由于乳酸在肌肉中大量堆积,使肌肉中酸性物质增多,而导致疲劳。

氨是蛋白质的代谢产物,人体运动后血氨升高。

在肌肉中,氧主要是以氨离子存在。

它可以增加磷酸果糖激酶的活性。

从而提高糖酵解的活性,使肌肉中丙酮酸和乳酸增多,铵离子还可抑制拧们柠檬酸脱氢酶的活性,从而降低有氧氧化过程。

不利于有氧代谢和糖异生过程,这些都是导致疲劳和影响疲劳消除的因素。

1.3 内分泌调解紊乱学说在长时间运动中,运动负荷强度和量度过大时,使皮质醇分泌持续增加,对下丘脑一垂体一性线轴有广泛的抑制作用,对免疫系统也起抑制作用。

加之雄性激素在肝中活性作用,造成血清睾酮下降,出现运动性低血睾酮症状,血清睾酮与皮质醇比值也随之下降。

1.4 免疫功能紊乱学说运动疲劳时表现为机能下降和紊乱,主要有免疫球蛋白和TB细胞自然杀伤细胞和细胞因子。

l.5 中枢神经失调学说在运动中,当出现ATP减少,氨基酸、儿茶酚氨增加,血糖下降等都会引起兴奋抑制失调。

疲劳时,色氮酸进入脑中过多,生产5一羟色氨,造成困倦、嗜睡,食欲减退。

1.6 离子代谢紊乱学说这种观点认为,运动性疲劳主要是由于离子代谢紊乱(如钙离子、钾离子、钠离子等而影响骨骼肌的收缩,造成骨骼肌疲劳。

1.7 保护性抑制学说氨基丁酸是形成中枢保护性抑制的重要因素之一,白鼠实验证明,持续10 h 游泳至力竭时,大脑中r一氨基丁酸增加。

这是由于长时间运动导致能量消耗过多,当消耗达到一定程度时抑产生抑制,这时大脑皮层具有保护作用。

1.8 突变理论学说在疲劳的发展过程中,在能量消耗和兴奋性和活动性衰减的过程中,有一个突然下降的阶段一一突变阶段,以避免能量储备消耗兴奋性、活动性丧失,使肌肉在僵之前停止或降低运动速率。

1.9 自由基学说运动性疲劳主要是由于自由基攻击细胞膜及线粒体等其它生物膜。

有机体生成ATP的主要场所是线粒体,因此疲劳状态下线粒体氧化代谓}能力应该有所下降。

ATP生成减少,使得线粒肿胀、脊断裂,而线粒体形态的改变进一步抑制自身的氧化磷酸过程,加速离子代谢紊乱.从而导致运动性疲劳的产生。

2 已开发抗疲劳功能食品2.1 富含维生素类功能性食品[5]研究表明,机体内存在着两种清除自由基的系统,即酶系统和非酶系统。

前者有超氧化物歧化酶(SOI,清除超氧自由基和过氧化氢,谷胱甘肽过氧化物酶(GPX,清除脂质过氧化物和过氧化氢酶(CAT,清除过氧化氢;后者主要是维生素E、维生素C、B一胡萝卜素,还原型谷胱甘肽和辅酶Q等。

机体的抗氧化能力与非酶抗氧化剂有着密切的关系,机体组织器官细胞内各种抗氧化剂是否能保持在一个充足的水平,对机体应付各种氧化应激,及时清除自由基,保护脂质、蛋白质和核酵等大分子免遭自由基攻击,具有十分重要的意义。

2.2 富含氨基酸的功能性食品[6]如果体内缺乏相关的氧基酸,就会使合成抗氧化酶和抗氧化剂的原料不足,当人体内源性抗氧化酶或外源性抗氧化剂缺少时,自由基的生成增多,一些促进代谢过程中转物质的重要载体的大量消耗是造成代谢障碍而引起疲劳的重要原因,例如脂肪的氧化,必须通过肉毒碱作为脂肪酸的载体才能通过线粒体的氧化。

肉毒碱(1,3—羟—4—三甲基氨基丁酸是从赖氧酸和蛋氧酸的代谢中生成的。

肉毒碱对丙酮酸支链氨基酸的氧化有促进作用,肉毒碱还具清除过量脂肪酰CoA 的作用。

疲劳时尿中排出肉毒碱的总量明显增加,体内肉毒碱的含量减少,使人体氧化利用脂肪酸的能力下降,易引起疲劳。

因此补充肉毒碱对于增强肌肉的工作能力,延续疲劳的产生和加快疲劳恢复,非常重要。

2.3 富含微量元素的功能性食品含镁的食物来源比较丰富(肉类、鱼类、绿色蔬菜,豌豆及大部分水果均有丰富的镁,但是长期偏食,节食和消化功能紊乱的人会出现镁缺乏。

值得一提的是,粮食加工过于精细使镁的损失很大,如小麦每千克含镁1586mg,精加工之后只剩下251mg/L[7]。

研究表明Mg2+是细胞中许多关键酶的辅助因子,可参与体内糖、脂肪,蛋白质等多种代谢过程,它可激活磷酸酶,使得包括ATP在内的所有。

磷酸基团水解,转移和反应,在能量的产生,转移储存和利用中发挥着轻重要的作用,颜海泉[8]测定了儿童(包括易疲劳儿童血清中Zn,Fe,Cu,Ca, Mn和Pb的含量。

研究发现,易疲劳儿童血清Ca含量显著低于对照组儿童;Fe含量显著高于对照组儿童;Mn的含量非常显著高于对照组儿童。

2.4 蛋白质和多肽类食品[9]现在人们对食品非常重视其对人体的生理调节功能,即所谓的第三功能。

蛋白质作为食品中的第一大营养素也不例外,由其降解得到的生物活性的肽引起人的广泛关注。

如已从大豆蛋白中分离得到的大豆多肽,除具有消化,易吸收等营养效果外,还具有促进并改善脂质代谢,抗过敏,使疲劳恢复等生理功能。

另外,如牛乳蛋白质来源的生理活性的肽d-LA(F50—51,a-LA(F18—19,I3-LG(F193—209等都具有免疫调节活性。

蜂产品是我国传统中药和食疗佳品,具有增强免疫功效。

蜂王浆化学成分十分复杂,含蛋白质、氨基酸、维生素、激素、酶及微量元素,具有较高的营养和药用价值。

蜂王浆缓解体力疲劳的作用已有不少报道。

曾星凯等人采用无机陶瓷膜对蜂王浆不同活性组分进行初步分离并测定癸烯酸和氨基酸含量,观察比较蜂王浆不同活性组分在缓解体力疲劳方面的作用,证明癸烯酸是其主要活性成分。

另有文献表明霞水母糖蛋白[10],大豆寡肽[11],东北林蛙蛋白[12]也具有抗疲劳活性。

2.5 活性多糖食品黄清荣[13]等采用脉冲式电流刺激离体腓肠肌作为疲劳模型,研究黄伞多糖对离体肌肉疲劳的影响。

结果中浓度组(0.2 mg/mL多糖和低浓度组(0.02mg/mL多糖能明显延缓离体骨骼肌疲劳的发生。

所以为多糖具有抗疲劳作用。

真菌多糖是目前最有开发前途的保健食品和药品资源之一,而黑木耳中主要的活性成分一黑木耳多糖是真菌多糖的一种,科学试验表明黑木耳多糖具有调节机体免疫力,抗肿瘤,抗衰老,降血脂等。

朱磊[14]等人的实验又得出了黑木耳抗疲劳活性的生理作用。

彭晓东等采用脉冲式电流直接刺激蟾蜍离体腓肠肌作为疲劳模型,研究枸杞多糖对离体肌肉的收缩能力,耗竭肌肉组织内脂质过氧化物以及乳酸产生的影响。

结果表明,6.4~25.6 mg/ml枸杞多糖可使肌肉收缩持续时间下降,肌乳酸含量下降,对肌肉收缩幅度没有影响,对脂质过氧化的含量无明显影响,提示枸杞多糖对离体蟾蜍腓肠在电刺激条件下引发的收缩疲劳有促进作用。

刘诗琼[15]等人从黄精根茎中提取黄精多糖,建立对小鼠体力性疲劳模型,进行了游泳,爬杆实验,并测定了血尿素,血乳酸,肝糖原,肌糖原,表明黄精可能通过抑制血清尿素氮的产生起到抗疲劳的作用。

黄精多糖具有调整体内代谢和快速加强体质恢复.消除疲劳的作用。

李其久[16]等通过热水抽提、乙醇沉淀等方法制备香菇多糖配制不同计量口服液,给小鼠灌胃,对照组为生理盐水。

30d后比较各组小鼠体质量、负重游泳时间、血清尿素氮、血乳酸浓度及肝糖原水平的变化.表明:香菇多糖口服液具有抗疲劳生理活性。

还有文献表明鹰嘴豆多糖,枸杞多糖也具有抗疲劳活性。

2.6 抗疲劳的中药材2.6.1 黄芪黄芪提取物是一种名贵中药的有效部位,具有免疫调节、抗炎、镇痛以及抗氧化等作用。

为进一步探索黄茂提取物的药理作用,探讨其在防治心脑血管疾病和延年益寿方面的应用。

王迎新[17]等人建立了常压缺氧和KCN中毒缺氧模型,证明了,黄蔑提取物可延长常压缺氧小鼠的存时间,也可延长KCN中毒小鼠存活时间,且具明显的抗疲劳作用,呈现一定的剂量依赖性。

2.6.2 冬虫夏草冬虫夏草,是我国名贵药材,性甘,味温,归肺,肾经;有补肺益肾、止血化痰之效。

陈新霞[18]等人采用雄性ICR小鼠每天灌胃给予冬虫夏草菌丝体,30d 后测定负重游泳时间、运动后血乳酸、肝糖原和尿素氮含量,证明冬虫夏草菌丝体能显著延长小鼠负重游泳时间(P<0.05,增加小鼠肝糖原储备量(P<0.01,降低运动后小鼠血乳酸含量(P<0.01。

表明冬虫夏草菌丝体具有抗疲劳作用。

2.6.3 乌药[19]文献报道,乌药提取物能延长小鼠负重游泳时间,降低运动后小鼠血清尿素含量,增加肝糖原水平,具有显著抗疲劳作用[20]。

由乌药作为主要成分的已上市保健食品“乌药精茶”,有人进行抗疲劳临床观察研究,认为乌药精茶制剂能明显改善疲乏无力、关节酸痛等疲劳症状,能增加血红蛋白量,减少血乳酸含量,可以用以抗疲劳[21]。

2.6.4 人参花服用人参在我国已有悠久的历史,而近年研究表明,人参花蕾总皂苷含量比人参根高5倍以上,且不含易使人上火的人参皂苷Rfl,并含有2O余种矿物质和微量元素，其挥发油含量亦高于茎叶和根。