白藜蘆醇的生物作用及其對運(yùn)動(dòng)性疲勞的影響研究進(jìn)展

王 蘭,王 梅,李 勇

(1]3]遵義醫(yī)學(xué)院 體育工作部 563003;2]貴陽第三人民醫(yī)院 神經(jīng)科,貴陽 550001)

白藜蘆醇的生物作用及其對運(yùn)動(dòng)性疲勞的影響研究進(jìn)展

王 蘭1],王 梅2],李 勇3]

(1]3]遵義醫(yī)學(xué)院 體育工作部 563003;2]貴陽第三人民醫(yī)院 神經(jīng)科,貴陽 550001)

運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生是制約運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練水平的重要因素,如何延緩、減輕和消除運(yùn)動(dòng)性疲勞已成為提高運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)鍵。白藜蘆醇具有清除自由基、強(qiáng)抗氧化等生物學(xué)作用,被廣泛運(yùn)用于藥物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、營養(yǎng)學(xué)中的研究,但在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,特別是抗疲勞作用方面研究較少。對白藜蘆醇的生物作用及其對運(yùn)動(dòng)性疲勞的影響研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

白藜蘆醇;生物作用;抗氧化;運(yùn)動(dòng)性疲勞

白藜蘆醇的化學(xué)性質(zhì)、來源

1.1 白藜蘆醇的化學(xué)性質(zhì)

白藜蘆醇(Resveratrol,Res)別名虎杖甙元,化學(xué)名稱為芪三酚,屬于非黃酮類多酚化合物。白藜蘆醇是無色針狀結(jié)晶,較難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。在366nm的紫外線照射下產(chǎn)生紫色熒光,遇氨水等堿性溶液顯紅色,遇醋酸鎂的甲醇溶液顯粉紅色,并能和三氯化鐵、一鐵氰化鉀起顯色反應(yīng)[1]。在低溫、避光條件下較為穩(wěn)定,堿性環(huán)境中不穩(wěn)定。

1.2 白藜蘆醇的來源

白藜蘆醇廣泛存在于種子植物中,已經(jīng)在21個(gè)科,31個(gè)屬的72種植物中發(fā)現(xiàn)了白藜蘆醇。如:葡萄科的葡萄屬、蛇葡萄屬,豆科的落花生屬、決明屬、槐屬等等[2],有許多是藥用植物,如決明、藜蘆、虎杖等,有的甚至就是食物,如葡萄、花生、桑葚、鳳梨等。白藜蘆醇在未經(jīng)釀酒的葡萄籽、葡萄皮中含量相當(dāng)高,分別為l2.45 mg/s和3.44 mg/s,花生種子中白藜蘆醇的含量為0.02～1.79 g/g。此外,中藥虎杖也是白藜蘆醇重要的天然資源,含量高達(dá)0.1%,高于葡萄和花生中白藜蘆醇的含量[3]。

白藜蘆醇( )抗氧化作用研究進(jìn)展

Brito P等發(fā)現(xiàn)“白藜蘆醇可抑制由生理性氧化劑(如轉(zhuǎn)運(yùn)肌紅蛋白、過氧化亞硝酸鹽)引起的脂質(zhì)過氧化和脂蛋白修飾。由于白藜蘆醇能保護(hù)脂質(zhì)和載脂蛋白免受氧化損傷從而使得LDL能通過天然的受體途徑進(jìn)入CHO-K1細(xì)胞。而氧化的LDL與未受調(diào)節(jié)的清道夫受體結(jié)合則會形成泡沫細(xì)胞,導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)”[4]。田京偉等人研究表明,白藜蘆醇苷對氧自由基所致大鼠腦線粒體損傷有明顯保護(hù)作用,其機(jī)制與清除自由基、抑制脂質(zhì)過氧化有關(guān)[5]。Leonard SS等的實(shí)驗(yàn)證實(shí)白藜蘆醇是一個(gè)有效的羥基、超氧化物和金屬誘導(dǎo)基團(tuán)的清除劑。白藜蘆醇還對細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化和活性氧導(dǎo)致的DNA損傷顯示出保護(hù)作用[6]。梁榮能等研究報(bào)道,“白藜蘆醇苷能不同程度地降低腦組織的過氧化脂質(zhì)含量,提高SOD、CAT和 GSH-Px活性,降低腦含水量,減輕自由基反應(yīng)對腦組織的損害,對缺血的腦組織具有保護(hù)作用”[7]。羅莉等研究發(fā)現(xiàn),“白藜蘆醇能夠抑制去卵巢大鼠心、肝、腦組織SOD活力的下降,以及MDA和脂褐質(zhì)含量的升高,起到抗脂質(zhì)過氧化的作用。說明白藜蘆醇能對抗內(nèi)源性雌激素下降引起的抗氧化能力減弱,具有抗氧化作用?！盵8]

白藜蘆醇與運(yùn)動(dòng)性疲勞

運(yùn)動(dòng)性疲勞是指:“在運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)了機(jī)體工作(運(yùn)動(dòng))能力暫時(shí)性降低,但經(jīng)過適當(dāng)?shù)男菹⒑驼{(diào)整以后,可以恢復(fù)原有機(jī)能水平”的一種生理現(xiàn)象[9]。

3.1 白藜蘆醇(Res)對自由基的作用與運(yùn)動(dòng)性疲勞

自由基(free radical)是在外層電子軌道上含有單個(gè)不配對電子的原子、原子團(tuán)和分子的總稱,化學(xué)性質(zhì)極為活潑,特別是氧化作用極強(qiáng),具有強(qiáng)烈的引發(fā)脂質(zhì)過氧化的作用。在生理?xiàng)l件下,體內(nèi)貯存有足夠的抗氧化劑以抵抗活性氧產(chǎn)生和清除自由基,使之保持一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡,對機(jī)體不會造成損害;而大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,機(jī)體抗氧化能力降低,導(dǎo)致機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)不足以消除過剩的自由基,使體內(nèi)產(chǎn)生大量的自由基。研究發(fā)現(xiàn):力竭運(yùn)動(dòng)引起機(jī)體內(nèi)自由基大量增加,從而造成自由基堆積,破壞細(xì)胞膜的脂質(zhì)雙結(jié)構(gòu),引起超氧化反應(yīng),使生物大分子出現(xiàn)交聯(lián)或斷裂,破壞細(xì)胞膜的流動(dòng)性,使膜的孔隙擴(kuò)大,通透性增大,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、線粒體膜等膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能受損,導(dǎo)致細(xì)胞廣泛性損害,使細(xì)胞難以維持正常的結(jié)構(gòu)和功能,進(jìn)而引發(fā)運(yùn)動(dòng)性損傷和運(yùn)動(dòng)性疲勞[10-13]。

大量研究表明,白藜蘆醇(Res)具有清除自由基、抗脂質(zhì)過氧化的作用[14]。長期超負(fù)荷訓(xùn)練可引起機(jī)體自由基產(chǎn)生增加,降低機(jī)體的抗氧化能力,因而導(dǎo)致組織細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)損傷或機(jī)體疲勞。因此,過度訓(xùn)練后,增加白藜蘆醇的攝入,可以清除運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的自由基,降低自由基對細(xì)胞的損害,維持正常的結(jié)構(gòu)和功能,從而延緩疲勞的發(fā)生或有助于運(yùn)動(dòng)后疲勞的消除,一定程度上有助于消除因過度訓(xùn)練引起的不適、疲勞與免疫功能下降等問題。

3.2 白藜蘆醇(Res)對線立體的影響與運(yùn)動(dòng)性疲勞

線粒體不僅是細(xì)胞內(nèi)氧化代謝的重要場所,而且也是細(xì)胞內(nèi)鈣攝取、釋放和調(diào)節(jié)的重要器官。正常情況下,線粒體維持較高的鈣濃度,有利于肌肉的正常興奮、收縮和舒張;減少細(xì)胞漿鈣升高對骨骼肌超微結(jié)構(gòu)的破壞,同時(shí)也是敏感性線粒體酶所必需的。眾多研究已證實(shí),大強(qiáng)度負(fù)荷訓(xùn)練后,機(jī)體由于氧消耗量過多導(dǎo)致線粒體呼吸爆發(fā)、組織缺血后再灌注導(dǎo)致氧化損傷,以及兒茶酚胺的大量分泌等原因而使自由基生成增多和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增強(qiáng),引發(fā)細(xì)胞代謝和功能紊亂,肌肉工作能力下降,最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,Res可抑制ADP和NADPH引起的線立體脂質(zhì)過氧化;王超云等研究證明,白藜蘆醇對氧自由基所致的大鼠腦線粒體有明顯的保護(hù)作用,能抑制膜磷脂降解、線粒體腫脹,增加膜流動(dòng)性,改善線粒體能量代謝狀態(tài),增加抗氧化能力[15]。

3.3 白藜蘆醇(Res)對神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用與運(yùn)動(dòng)性疲勞

大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)后,機(jī)體產(chǎn)生的活性氧自由基不僅參與脂質(zhì)過氧化、斷裂、蛋白質(zhì)修飾變性及影響細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和基因表達(dá),而且引起神經(jīng)細(xì)胞、組織的能量代謝系統(tǒng)發(fā)生障礙,由于腦內(nèi)中樞興奮性神經(jīng)遞質(zhì)和抑制性遞質(zhì)的調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)機(jī)能失調(diào),導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力下降,疲勞產(chǎn)生。白藜蘆醇通過抑制自由基反應(yīng)保護(hù)腦損傷后神經(jīng)細(xì)胞的功能。體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可以有效保護(hù)細(xì)胞中遺傳物質(zhì)等免受氧化反應(yīng)的侵害,從而保證細(xì)胞增殖與分化及維持功能的正常。利用電子副磁共振回波技術(shù),在大鼠中腦細(xì)胞培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可以直接捕獲羥自由基。GH8H等發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇通過與輔酶 I競爭抑制復(fù)合物的活性而影響腦線粒體呼吸鏈,而復(fù)合物是自由基產(chǎn)生的部位。因此,白藜蘆醇可能作用于上述某個(gè)環(huán)節(jié)或幾個(gè)環(huán)節(jié)而保護(hù)腦細(xì)胞免受氧化反應(yīng)增殖,從而產(chǎn)生抗血管生成的作用。

3.4 白藜蘆醇(Res)的免疫作用與運(yùn)動(dòng)性疲勞

Res是植物受到病原性進(jìn)攻和環(huán)境惡化時(shí)產(chǎn)生的植物抗毒素。研究表明,葡萄受到葡萄霜霉菌侵染后,離壞死果實(shí)較近且沒有受到侵染的部位,白藜蘆醇的含量很高,能有效地抑制壞死區(qū)的擴(kuò)展。Res的含量與其抗菌能力呈正相關(guān)。

長期大強(qiáng)度訓(xùn)練可因營養(yǎng)物質(zhì)的耗竭、機(jī)體神經(jīng)內(nèi)分泌功能的改變及自由基對免疫細(xì)胞膜的攻擊使淋巴細(xì)胞調(diào)亡,最終導(dǎo)致機(jī)體免疫功能的下降,進(jìn)一步促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生。在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中,抗氧化劑VE、VC等都對機(jī)體有明顯的保護(hù)作用。研究還發(fā)現(xiàn),運(yùn)動(dòng)前給機(jī)體補(bǔ)充抗氧化劑能夠有效的降低運(yùn)動(dòng)后的脂質(zhì)過氧化程度,延緩疲勞出現(xiàn)的時(shí)間。

陳莉娜等對白藜蘆醇心血管保護(hù)作用的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述,“白藜蘆醇是一種有效抗氧化劑,它能抑制低密度脂蛋白(LDL)的類脂過氧化作用,防止氧化LDL的細(xì)胞毒性,保護(hù)細(xì)胞免遭類脂過氧化”[16]。由于它具有親脂和親水雙重性質(zhì),可以提供比其他抗氧化劑(如維生素C和維生素 E等)更為有效的保護(hù)作用。Hung等研究證實(shí)“白藜蘆醇的抗氧化作用強(qiáng)于維生素E及維生素C,并能清除自由基,尤其是羥自由基,使DNA免受損傷,對脂質(zhì)過氧化作用和細(xì)胞死亡具有抵抗作用”[17]。

Robson等的研究觀察抗氧化維生素補(bǔ)充品 (18mgβ-胡蘿卜素,900mg維生素C和90mg維生素E)對持續(xù)鍛煉后免疫細(xì)胞的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果間接地表明,在持續(xù)服用抗氧化補(bǔ)充品7 d后,對增進(jìn)運(yùn)動(dòng)員維持內(nèi)在免疫系統(tǒng)的特殊功能是有利的。Rotondo研究認(rèn)為,白黎蘆醇具有抗炎癥作用。高路等從特異性免疫和非特異性免疫兩方面進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)“不同劑量的白藜蘆醇均能顯著提高免疫抑制模型鼠的巨噬細(xì)胞吞噬率,血清半數(shù)溶血值,機(jī)體抗體形成的細(xì)胞數(shù)量,淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率”等[18]。唐明增等研究報(bào)道,“白藜蘆醇30mg/ kg和15mg/kg劑量對環(huán)磷酰胺致小鼠細(xì)胞免疫抑制有對抗作用,能使免疫功能低下的小鼠吞噬指數(shù)和吞噬系數(shù)得到恢復(fù)”[19]。

綜上所述,在運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)充外源性白藜蘆醇Res能有助于延緩疲勞的出現(xiàn),提高運(yùn)動(dòng)能力。

3.5 白藜蘆醇(Res)對有氧耐力運(yùn)動(dòng)的影響與運(yùn)動(dòng)性疲勞

有氧耐力是機(jī)體在氧氣供應(yīng)比較充足的情況下,堅(jiān)持長時(shí)間工作的能力。耐力素質(zhì)越高,機(jī)體抗疲勞的能力就越強(qiáng),延緩了運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生。研究認(rèn)為耐力訓(xùn)練一方面明顯提高機(jī)體的抗氧化能力,一般認(rèn)為,與其他組織相比,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起的抗氧化能力的改變在肌肉表現(xiàn)最為明顯;另一方面使細(xì)胞機(jī)能節(jié)省化,耗氧量相對下降而減少了自由基的產(chǎn)生。

一個(gè)國際科研小組在實(shí)驗(yàn)鼠身上的研究顯示,紅酒中富含的白藜蘆醇可改善能量消耗。來自法國路易·巴斯德大學(xué)、美國哈佛大學(xué)、芬蘭庫奧皮奧大學(xué)等的研究人員在研究中發(fā)現(xiàn),在飲食中補(bǔ)充白藜蘆醇對實(shí)驗(yàn)鼠的肌肉發(fā)育有相當(dāng)大的影響。在白藜蘆醇作用下,在運(yùn)動(dòng)中和在不活動(dòng)期間都能消耗更多能量。實(shí)驗(yàn)鼠在運(yùn)動(dòng)中還表現(xiàn)出驚人的耐力。法國的研究員們發(fā)現(xiàn),紅酒中的一種提煉物可以幫助小鼠減少體重,增加體力和耐力。因此,大強(qiáng)度訓(xùn)練期間補(bǔ)充外源性白藜蘆醇有望提高有氧耐力水平,從而提高運(yùn)動(dòng)員的高運(yùn)動(dòng)能力。

結(jié)論與建議

運(yùn)動(dòng)性疲勞是制約運(yùn)動(dòng)能力高低的重要因素,也是廣大學(xué)者致力研究的問題之一,白藜蘆醇的生物學(xué)作用給了我們許多啟發(fā)。許多植物中都含白藜蘆醇,如葡萄、花生、桑葚、鳳梨等。我們可嘗試在運(yùn)動(dòng)員的膳食中增加含白藜蘆醇的食物,讓運(yùn)動(dòng)員經(jīng)常食用含白藜蘆醇較多的水果,以減輕在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中運(yùn)動(dòng)疲勞對機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的影響;也可嘗試運(yùn)用科學(xué)手段研發(fā)相關(guān)的白藜蘆醇營養(yǎng)制劑,改善運(yùn)動(dòng)員的膳食營養(yǎng),積極消除運(yùn)動(dòng)性疲勞,減小運(yùn)動(dòng)疲勞對運(yùn)動(dòng)成績造成的影響。

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Biological function of resveratrol and its influence on sports fatigue

WANGLan,WANG Mei,LI Yong

The resveratrol has the biological functions of removing the radicals and antioxidation and the research about its influence on the sports fatigue is rare in the field of sports medicine.The paper discusses the biological function of resveratrol and its influence on the sports fatigue.

resveratrol;biological function;antioxidation;sports fatigue

’s addressSport Dept.,Zunyi Medical School,563003,China

G804.23

A

1672-268X(2010)06-0033-02

(2010-09-19 收稿)