維生素與運動研究進展

邱烈峰

(信陽師范學(xué)院體育學(xué)院，河南　信陽　464000)

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維生素與運動研究進展

邱烈峰

(信陽師范學(xué)院體育學(xué)院，河南信陽464000)

〔關(guān)鍵詞〕維生素；運動；營養(yǎng)補充

維生素是一類調(diào)節(jié)人體生物學(xué)功能、維持健康所必需的低分子有機化合物。維生素不僅是保證運動員身體健康的必需物質(zhì)，而且是獲得良好運動能力的促進因素，同時運動過程中維生素在體內(nèi)的代謝會發(fā)生一些變化〔1〕。因此關(guān)于運動與維生素的研究較多。然而，以往的文獻大多是從某種維生素與運動的關(guān)系或運動的某一方面與維生素的關(guān)系這兩個角度進行研究，不夠系統(tǒng)全面。為此，本文從多個視角對運動與維生素的關(guān)系進行系統(tǒng)分析和闡述，以期為運動營養(yǎng)補充提供理論依據(jù)，為維生素補充的深入研究提供參考。

1維生素與抗氧化

急性大強度運動會引起機體產(chǎn)生大量自由基，進而誘發(fā)脂質(zhì)過氧化損傷。關(guān)于維生素抗氧化方面的研究主要集中在兩個方面：①維生素抗氧化效果及抗氧化機制研究；②補充抗氧化維生素提高運動能力效果的研究。

1.1維生素抗氧化效果目前普遍認為具有抗氧化能力的維生素主要包括維生素(V)E、VC、VA及β-胡蘿卜素等。VE是體內(nèi)重要的抗氧化劑。VE不僅可以清除活性自由基〔2〕，還可抑制細胞的脂質(zhì)氧化〔3〕。由于脂溶性使其主要存在于生物膜上，進而可維持生物膜的正常結(jié)構(gòu)和功能。Liu等〔4〕證明天然VE抗氧化作用的機制有：①通過釋放活潑氫與過氧自由基(ROO·)結(jié)合，抑制脂質(zhì)過氧化的自由基鏈式反應(yīng)；②防止生物膜和脂蛋白中多不飽和脂肪酸、細胞骨架及其他蛋白質(zhì)的巰基受自由基和氧化劑的攻擊。汪求真等〔5〕認為VE清除自由基的機制可能是：①VE打斷脂質(zhì)過氧化鏈式反應(yīng)，清除脂質(zhì)過氧化物和烷氧自由基；②抑制核酸內(nèi)切酶的活化，該酶可被細胞內(nèi)的氧化應(yīng)激觸發(fā)；③促進受損DNA的清除。補充VE可提高抗氧化酶活性，增進抗氧化能力，起到預(yù)防和減輕運動性自由基損傷的作用〔6〕。

VC是一種水溶性、廣譜抗氧化物，能有效清除細胞外液和內(nèi)液中的超氧陰離子(O2-)、過氧化氫(H2O2)、次氯酸(HClO)、羥自由基(OH·)、烷過氧基(LOO·)和單線態(tài)氧(1O2)等自由基，但清除的過程、能力和速度并不相同。VC可以從其共軛雙鍵中提供2個電子而作為電子供體，進而發(fā)揮清除自由基的作用。Ashton等〔7〕報道補充VC可減輕運動后體內(nèi)自由基、脂質(zhì)過氧化物及丙二醛含量的升高。但Childs等〔8〕報道高劑量的VC會引起脂類過氧化。

VA側(cè)鏈中含4個雙鍵，化學(xué)性質(zhì)活潑，易被氧化，可保護其他生物大分子不被氧化。β-胡蘿卜素既是VA的前體，其本身也是一種抗氧化劑。VA和β-胡蘿卜素主要通過電子轉(zhuǎn)移、脫氫反應(yīng)和加合反應(yīng)3種途徑發(fā)揮抗氧化作用〔9〕。與VC類似，大劑量VA和β-胡蘿卜素可能引發(fā)促氧化反應(yīng)〔10〕。

VB2雖然沒有直接的抗氧化作用，但黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對維持還原性谷胱甘肽的濃度具有重要意義〔11〕。

1.2補充抗氧化維生素提高運動能力Dawson等〔12〕報道補充抗氧化維生素可以提高運動能力?？赡苁且驗榍宄杂苫泳徚似?；也可能是降低氧化應(yīng)激，減輕了骨骼肌損傷〔13〕。減輕骨骼肌損傷可能與抗氧化維生素可維持生物膜完整性和穩(wěn)定性有關(guān)〔14〕。運動中產(chǎn)生的自由基被VC和VE等抗氧化劑及時消除后才能使骨骼肌發(fā)揮正常功能〔15〕。因此，有研究者認為VC和VE均應(yīng)包含到飲料中，并在運動過程中飲用〔16〕。與之不同，Beaton等〔17〕報道補充VE可以提高血清中VE的濃度，但不能減輕運動引起的肌肉損傷。亦有研究表明，補充同一種抗氧化維生素對不同運動能力的影響效果不一；補充不同抗氧化維生素對同一種運動能力的影響效果也不一致。梁煥國等〔18〕報道適當服用VE可提高小白鼠的有氧耐力，但對無氧耐力無明顯作用。余斌等〔19〕報道單獨補充VE能有效減輕氧化應(yīng)激對大鼠骨骼肌細胞的損傷，進而增加骨骼肌質(zhì)量和提高運動能力；單獨補充VC可減輕氧化應(yīng)激對大鼠骨骼肌細胞的損傷但不足以提高運動能力。可見，補充抗氧化劑能否在延長運動時間方面提高運動能力，尚需更多實驗來證明。

1.3運動補充抗氧化維生素研究趨勢運動補充抗氧化維生素的早期研究大多是補充單一的維生素。在“抗氧化劑復(fù)合鏈”假說提出后該領(lǐng)域的研究逐步轉(zhuǎn)向聯(lián)合使用多種抗氧化劑。主要包括3方面：①維生素間協(xié)同抗氧化的研究。大多認為VE與VC、VA和β-胡蘿卜素之間具有協(xié)同作用；②維生素與無機鹽協(xié)同抗氧化的研究。集中在抗氧化維生素與硒或鋅的協(xié)同研究〔20,21〕；③維生素與其他有機成分協(xié)同抗氧化的研究。如夏云建〔22〕進行VC與蘆丁協(xié)同抗氧化研究，黃力平等〔23〕進行VE和復(fù)方刺五加液協(xié)同抗氧化研究，張軍等〔24〕進行維生素與槐米協(xié)同抗氧化研究，韓雪等〔25〕對VE、VC、茶多酚及微生物抗氧化劑組成的復(fù)合抗氧化劑的抗氧化性進行了研究。

2維生素與造血

貧血會使氧的運輸和能量代謝受阻，進而降低運動能力。而運動訓(xùn)練常常會導(dǎo)致運動性貧血/運動性血紅素低下的發(fā)生。目前的研究表明，維生素在鐵代謝、血紅蛋白(Hb)合成及紅細胞成熟幾個環(huán)節(jié)參與造血。

2.1維生素與鐵代謝Hb濃度決定著血液運輸氧的能力，鐵是構(gòu)成Hb的重要成分。因而鐵代謝與身體功能、運動能力關(guān)系密切，與鐵代謝相關(guān)的維生素主要有VC、VA、VE、VB2及VB6。VC促進鐵的吸收〔26〕，可能通過2個環(huán)節(jié)實現(xiàn)：①在胃中VC使3價鐵離子(Fe3+)轉(zhuǎn)變?yōu)?價鐵離子(Fe2+)；②在胃與小腸上段VC與鐵鰲合，以維持或提高鐵的溶解狀態(tài)〔11〕。Semba等〔27〕報道血清VA水平與Hb呈顯著正相關(guān)。劉永芳等〔28〕報道VA缺乏，貧血的發(fā)生率提高。并認為VA可能通過調(diào)節(jié)機體鐵代謝、影響造血微環(huán)境、增強對傳染性疾病的免疫力而降低感染性貧血等途徑影響貧血的發(fā)生〔29〕。VB2也參與鐵的代謝。周瑞華等〔30〕報道VB2缺乏，鐵吸收利用下降、丟失增加。VE等抗氧化維生素可以清除運動產(chǎn)生的自由基，起到保護紅細胞膜、減少溶血、防止運動性貧血的作用。

2.2維生素與Hb合成VB6是δ-氨基γ-酮戊酸(ALA)合成酶的輔因子，該酶是合成血紅素的關(guān)鍵酶〔31〕。VE能夠提高ALA合成酶和ALA脫水酶的活性，對血紅素的合成有促進作用〔31〕。葉酸是一碳單位轉(zhuǎn)移酶系的輔酶，進而參與Hb合成〔11〕。

2.3維生素與紅細胞成熟葉酸和VB12可以促進紅細胞成熟，提高耐力運動水平〔32〕。而女運動員更容易引起VB12和葉酸缺乏〔33〕。因此在大強度訓(xùn)練前應(yīng)適當補充VB12和葉酸〔34〕。

3維生素與能量代謝

運動會增加能量消耗，維生素本身不能氧化供能，但參與能量代謝調(diào)節(jié)。維生素調(diào)節(jié)能量代謝的機制包括：①作為能量代謝所需酶的輔酶或輔基起作用；②作為抗氧化劑在維持生物膜結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定上發(fā)揮作用；③與運輸氧有關(guān)。以輔酶或輔基參與能量代謝的維生素主要是B族，主要包括VB1、B2、B6及煙酸。VB1的活性形式是焦磷酸硫胺素(TPP)，在體內(nèi)構(gòu)成α-酮酸脫氫酶體系和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，主要參與糖和支鏈氨基酸的代謝〔1〕。VB2在體內(nèi)以黃素單核苷酸(FMN)、FAD輔酶形式與特定蛋白結(jié)合，廣泛參與代謝中的氧化還原反應(yīng)。由于FAD是呼吸鏈的組成部分，因此，VB2是能量產(chǎn)生的中心環(huán)節(jié)〔1〕。VB6以其活性形式吡哆醛5’-磷酸鹽(PLP)作為許多酶(如轉(zhuǎn)氨酶、脫羧酶)的輔酶參與氨基酸代謝〔1〕。PLP也是糖原磷酸化的輔助因子〔11〕。煙酸對形成輔酶Ⅰ(NAD+)和輔酶Ⅱ(NADP+)是必需的。NAD+在呼吸鏈中發(fā)揮電子載體的作用，并參與乳酸、丙酮的氧化供能〔31〕。史紅超等〔35〕從三羧酸循環(huán)反應(yīng)過程著手對參與的維生素及其對運動能力的影響進行分析，最后提出維生素缺乏會影響三羧酸循環(huán)運轉(zhuǎn)，阻礙能量的生成。B族維生素缺乏或邊緣性缺乏可導(dǎo)致運動能力下降〔36〕。因此，高強度、大運動量訓(xùn)練時，B族維生素需要量成倍增加〔37〕。VC除作為抗氧化劑參與能量代謝外，還可能通過其他途徑參與能量代謝。如劉衛(wèi)等〔38〕報道補充VC能夠提高有氧耐力，可能是由于VC有氧化型和還原型兩種結(jié)構(gòu)，在體內(nèi)起著“遞氫體”作用，進而增強有氧氧化能力。張軍等〔24〕認為補充VC促進糖原的合成；王元勛等〔39〕認為補充VC可能抑制血糖的下降。

4維生素與免疫

長期高強度、大運動量的運動訓(xùn)練，造成免疫功能低下。Hemil?〔40〕認為適當補充維生素可防止或減輕機體的易感性。與免疫功能有關(guān)的維生素主要有VC、VE、VA及部分B族維生素。VC不僅抗氧化可以提高免疫，還可以促進抗體形成〔11〕。Mooren等〔41〕研究表明，補充VC能提高動物外周血液B細胞的絲裂原反應(yīng)，影響B(tài)淋巴細胞的增殖。所以，補充VC可減弱運動引起的免疫抑制〔42〕，降低感染〔43〕。VC和VE在免疫上還有聯(lián)合作用〔44〕。當然也有不同報道，Nieman等〔45〕報道補充VC對機體的免疫功能無顯著影響。補充VE能夠促進免疫應(yīng)答〔46〕。VE提高免疫能力可能是因為：①保護生物膜免受氧化破壞，以保證其正常的功能；②調(diào)節(jié)細胞調(diào)節(jié)素、凝血素、前列腺素及促細胞生長素的合成〔47〕。VA可以通過促進免疫器官生長發(fā)育、維持皮膚黏膜的完整性、改變細胞膜和免疫細胞溶菌膜的穩(wěn)定性、促進免疫球蛋白的生成及增強吞噬細胞和自然殺傷細胞(NK)的功能等途徑提高非特異性免疫功能；通過促進抗體生成、調(diào)節(jié)白細胞介素(IL)-2和干擾素(IFN)-γ等相關(guān)細胞因子的表達來促進T淋巴細胞的活化和增殖等途徑參與調(diào)節(jié)機體的特異性免疫〔48〕。此外，VB6、VB12、葉酸對機體的正常免疫功能也有重要作用〔49〕。

5維生素與運動性疲勞

維生素與運動性疲勞的研究包括維生素預(yù)防和消除運動性疲勞兩個方面。Richardson等〔50〕早在1981年就報道維生素可以延緩運動疲勞。呂東平〔51〕提出參與能量代謝的維生素和具有抗氧化能力的維生素，均可延緩運動性疲勞。李忠山〔52〕提出VC、VE及VB6對消除疲勞具有積極作用。許在華〔53〕認為VC、VE及VA具有抗氧化性，既可延緩運動性疲勞的產(chǎn)生，又可促進運動性疲勞的消除。

6維生素與視力

此方面的研究集中在VA上。VA是構(gòu)成視桿細胞內(nèi)感光物質(zhì)(視紫紅質(zhì))的原料。故對視覺要求高的運動員，如射擊、擊劍、乒乓球、羽毛球、排球、拳擊等項目的運動員，應(yīng)注意補充VA〔1〕。有研究者認為冰雪項目的運動員也應(yīng)補充VA以保護眼睛〔54〕。

7維生素與運動損傷

關(guān)于維生素與運動損傷的研究不多，并且主要是抗氧化維生素與肌肉微細損傷的研究〔55〕。而關(guān)于維生素對運動損傷病情和預(yù)后影響的研究還很少，并且大多是基于維生素抗氧化保護細胞膜的角度進行〔56〕。當然也有補充維生素降低骨骼肌蛋白質(zhì)分解，防止肌肉萎縮的研究〔57〕。

綜上，維生素在維持和提高運動能力、消除運動性疲勞、提高免疫及預(yù)防運動損傷等方面均起著重要作用。維生素缺乏可導(dǎo)致身體功能下降、運動能力降低。運動引起機體對維生素需求的增加，因此運動員比普通人需要更多的維生素。對維生素攝入不足的運動員進行適度補充可以提高運動能力。然而，當體內(nèi)維生素營養(yǎng)良好時，額外補充維生素的效果并不明顯。過多補充某一種維生素時，還會造成維生素之間的不平衡。超量攝入脂溶性維生素甚至?xí)鹬卸尽Ｒ虼?，補充維生素要根據(jù)運動員的營養(yǎng)狀況、運動實際及膳食特點進行。其中運動員維生素營養(yǎng)狀況的評定、不同運動對維生素代謝的影響、適宜的補充劑量將是該領(lǐng)域研究的重點和趨勢。

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〔2015-03-27修回〕

(編輯苑云杰/王一涵)

基金項目：河南省科技發(fā)展計劃項目(162400410474)；河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點項目(13B890229)

〔中圖分類號〕G804.7

〔文獻標識碼〕A

〔文章編號〕1005-9202(2016)09-2287-04；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.113

第一作者：邱烈峰(1970-)，男，副教授，碩士，主要從事運動人體科學(xué)研究。