生物態(tài)含鐵蛋白食品在預(yù)防運(yùn)動(dòng)性貧血中的應(yīng)用

康云娜

（周口師范學(xué)院體育學(xué)院，河南周口466000）

生物態(tài)含鐵蛋白食品在預(yù)防運(yùn)動(dòng)性貧血中的應(yīng)用

康云娜

（周口師范學(xué)院體育學(xué)院，河南周口466000）

運(yùn)動(dòng)性貧血是運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域重要關(guān)注的問題，嚴(yán)重影響運(yùn)動(dòng)員的身體健康和競技水平。為改善現(xiàn)狀，采用蚯蚓為原料，提取生物態(tài)含鐵蛋白，聯(lián)合黑木耳汁和紅棗汁開發(fā)一種功能性食品。通過小鼠和運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)性貧血改善實(shí)驗(yàn)分析這種食品的功能性，研究結(jié)果證實(shí)所制備的功能性食品可以有效緩解改善小鼠和運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀，并具有一定安全性。

蚯蚓；生物態(tài)含鐵蛋白；功能性食品；運(yùn)動(dòng)性貧血

運(yùn)動(dòng)性貧血是指運(yùn)動(dòng)員在競技體育訓(xùn)練過程中，由于運(yùn)動(dòng)劇烈導(dǎo)致紅細(xì)胞機(jī)械性損傷導(dǎo)致的貧血現(xiàn)象[1]。運(yùn)動(dòng)員患運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀，將會出現(xiàn)一系列身體不適癥狀，包括呼吸系統(tǒng)障礙、神經(jīng)系統(tǒng)障礙以及內(nèi)分泌失調(diào)，最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員身體狀態(tài)下降和運(yùn)動(dòng)能力減弱[2]。傳統(tǒng)治療運(yùn)動(dòng)性貧血的方法主要是使用補(bǔ)鐵藥物，雖然效果較好，但可能會引起一系列的副作用，包括消化功能障礙和食欲減退等[3]。因此，通過膳食補(bǔ)充的方式改善運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀具有更高的安全性，目前已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4]。生物態(tài)含鐵蛋白質(zhì)是優(yōu)秀的補(bǔ)血食材，以此為原料開發(fā)功能性食品具有較好的應(yīng)用前景[5]。無脊椎動(dòng)物由于飼養(yǎng)簡單，加工便捷，已經(jīng)成為食品加工領(lǐng)域的熱點(diǎn)。蚯蚓是無脊椎動(dòng)物中養(yǎng)殖最多的動(dòng)物，其富含蛋白質(zhì)、健康脂類、維生素和微量元素，特別是其獨(dú)有的生物態(tài)含鐵蛋白質(zhì)，其血紅素的含量與哺乳動(dòng)物血紅蛋白相接近，因此具有極高的開發(fā)價(jià)值[6]。本研究采用高效的提取方法制備蚯蚓生物體含鐵蛋白，以此為原料開發(fā)一種功能性食品，并選擇運(yùn)動(dòng)員參與實(shí)驗(yàn)分析其預(yù)防運(yùn)動(dòng)性貧血的作用。

1 材料與方法

1.1 原料

日本紅蚯蚓購買自當(dāng)?shù)仳球攫B(yǎng)殖戶；黑木耳汁和紅棗汁由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程實(shí)驗(yàn)室制備提供；白砂糖、酸味劑等食品添加劑購買自當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商；乙醇、甲醛等化學(xué)試劑均為進(jìn)口分析純。

1.2 主要儀器與試劑

1.2.1 儀器

Pro025型勻漿機(jī)：上海書俊儀器設(shè)備有限公司；DIP-1型高壓均質(zhì)機(jī)：PhD Technology；Optima XPN型低溫超速離心機(jī)：Beckman Coulter；DWG-7A型灌裝機(jī)：中國航空制造工廠研究所；DHG-9303型恒溫干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；LGJ-18S型真空冷凍干燥機(jī)：上海豫明儀器設(shè)備公司；Z2型血細(xì)胞計(jì)數(shù)器：Beckman Coulter；HemoCueWBC型全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀：美國雷度；Multiskan GO型酶標(biāo)儀：Thermo。

1.2.2 試劑

0.1mol/L無菌PBS和紅細(xì)胞稀釋液購買自鼎國生物；丙二醛（MDA）測試盒和肝臟超氧化物歧化酶（SOD）測試盒購買自南京建成生物工程研究所提供；膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和鐵調(diào)素蛋白ELISA檢測試劑盒購買自武漢博士德；人類血紅蛋白、血清鐵蛋白ELISA檢測試劑、人類紅細(xì)胞內(nèi)游離原卟啉檢測試劑盒購買自上海生工。

1.3 蚯蚓生物態(tài)含鐵蛋白質(zhì)的提取

取一定量新鮮蚯蚓，充分清洗，立即進(jìn)行勻漿，勻漿過程中緩慢加入蒸餾水，添加比例為蚯蚓量的十分之一，勻漿后立即進(jìn)行離心，收集上清液。采用飽和硫酸銨法沉淀上清液中的活性蛋白，小心收集沉淀，0.1mol/LPBS中透析過夜。蛋白復(fù)溶后，采用柱層析法進(jìn)一步純化，收集紅色的生物態(tài)含鐵蛋白，進(jìn)24 h透析，透析后采用真空冷凍干燥法制備生物態(tài)含鐵蛋白干粉，經(jīng)鑒定純度達(dá)到99.5%以上。

1.4 功能性食品的研制

將生物態(tài)含鐵蛋白使用蒸餾水溶解后調(diào)整濃度至3mg/mL，按照1∶1∶1（體積比）與木耳汁和紅棗汁共同混合，精心調(diào)配風(fēng)味，使用均質(zhì)機(jī)充分均質(zhì)，立即脫氣處理后開始灌裝（200mL/罐），超高溫滅菌后冷卻至室溫備用。

1.5 預(yù)防運(yùn)動(dòng)性貧血實(shí)驗(yàn)

1.5.1 運(yùn)動(dòng)性貧血小鼠模型

選擇40只8周齡雄性昆明鼠，隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組和對照組兩組，每組20只。實(shí)驗(yàn)組和對照組小鼠每日保持跑臺訓(xùn)練30min，同時(shí)實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行2%苯肼皮下注射處理，注射后所有48 h內(nèi)小鼠未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象，并進(jìn)行小鼠紅細(xì)胞含量測定，證明小鼠運(yùn)動(dòng)性貧血模型構(gòu)建完成。模型建立后，兩組小鼠仍然保持運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，同時(shí)實(shí)驗(yàn)組小鼠每日補(bǔ)充生物體含鐵蛋白飲品3次，每次2mL。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行7d，結(jié)束后處死所有小鼠，分離小鼠血液、血清、肝臟組織，進(jìn)行血細(xì)胞數(shù)量、血清MDA、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、鐵調(diào)素蛋白、肝臟SOD含量的檢測。

1.5.2 運(yùn)動(dòng)員實(shí)驗(yàn)

通過調(diào)查，招募具有運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀的運(yùn)動(dòng)員20人，隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組和對照組兩組，每組10人，一般資料如表1所示。

表1 運(yùn)動(dòng)員一般資料（±s）Table1 General information of athletes（±s）

表1 運(yùn)動(dòng)員一般資料（±s）Table1 General information of athletes（±s）

比例年齡/歲身高/cm體重/kg運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀實(shí)驗(yàn)組10 1∶1 23.15±0.23 172.56±0.12 61.24±0.03中度對照組10 1∶1 23.13±0.24 172.54±0.11 61.25±0.04中度組別n男女

兩組資料無顯著性差異，P＞0.05，具有可比性。兩組運(yùn)動(dòng)員均按照日常訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行訓(xùn)練，其中實(shí)驗(yàn)組人員連續(xù)服用生物體含鐵蛋白制品90 d，每日2罐，共400mL，早晚隨餐服用。實(shí)驗(yàn)開始前和開始后的10、30、60、90 d均進(jìn)行血液紅細(xì)胞數(shù)量、血紅蛋白、血清鐵蛋白、紅細(xì)胞內(nèi)游離原卟啉含量的檢測。

1.5.3 檢測指標(biāo)

小鼠運(yùn)動(dòng)性貧血和運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性貧血實(shí)驗(yàn)檢測指標(biāo)的具體檢測方法如下。

1.5.3.1 小鼠運(yùn)動(dòng)性疲勞相關(guān)指標(biāo)檢測

所有參與實(shí)驗(yàn)的小鼠斷頸采集血液，首先采用細(xì)胞計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)法測定血液中的紅細(xì)胞含量，隨后取10μL使用血液稀釋液進(jìn)行10倍稀釋，再采用全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀、硫代巴比妥酸比色法和ELISA，進(jìn)行血清MDA、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、鐵調(diào)素蛋白、肝臟SOD含量檢測，所有操作均按照試劑盒說明書要求完成。

1.5.3.2 人體運(yùn)動(dòng)性貧血相關(guān)指標(biāo)檢測

根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測日期，分別采集參與實(shí)驗(yàn)人員血液樣本，采用ELISA法和亞鐵嗪法分別檢測人體血紅蛋白、血清鐵蛋白、紅細(xì)胞內(nèi)游離原卟啉含量。

1.5.3.3 不良反應(yīng)事件

在運(yùn)動(dòng)性貧血實(shí)驗(yàn)過程中，對小鼠和運(yùn)動(dòng)員的健康狀態(tài)進(jìn)行緊密觀察，并與當(dāng)?shù)厝揍t(yī)院聯(lián)系，對運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行定期常規(guī)體檢。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS19軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P＜0.05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 小鼠實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果

在小鼠運(yùn)動(dòng)性貧血模型中測試結(jié)果見表2。

表2 小鼠檢測結(jié)果（±s）Table2 Them ice test resu lt（±s）

表2 小鼠檢測結(jié)果（±s）Table2 Them ice test resu lt（±s）

注：*表示P＜0.05，差異顯著。

鐵調(diào)素蛋白/（ng/mL）實(shí)驗(yàn)組3.26±0.12*6.42±0.04*3.39±0.14 15.52±0.11*19.44±0.01*對照組1.25±0.11 2.78±0.05 1.26±0.13 3.79±0.12 7.65±0.01組別血紅細(xì)胞數(shù)/（T/L）丙二醛/（ng/mL）SOD/（ng/mL）膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白/（ng/mL）

由表2可知，實(shí)驗(yàn)組小鼠血液中血紅細(xì)胞數(shù)、丙二醛、SOD、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和鐵調(diào)素蛋白的含量均高于對照組小鼠，其中血紅細(xì)胞數(shù)、丙二醛、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和鐵調(diào)素蛋白的含量出現(xiàn)顯著性差異，P＜0.05。

2.2 運(yùn)動(dòng)員實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果

同樣對患有運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行觀察，研究結(jié)果見表3和表4。

表3 運(yùn)動(dòng)員血紅細(xì)胞數(shù)檢測結(jié)果（±s）Table3 The red blood cellcountof ath letes testing results（±s）

表3 運(yùn)動(dòng)員血紅細(xì)胞數(shù)檢測結(jié)果（±s）Table3 The red blood cellcountof ath letes testing results（±s）

注：*表示P＜0.05，差異顯著。

90 d/（T/L）實(shí)驗(yàn)組1.15±0.02 1.44±0.11 2.61±0.05*3.37±0.03*5.49±0.02*對照組1.14±0.03 1.19±0.10 1.35±0.04 1.93±0.04 2.23±0.03組別0 d/（T/L）10 d/（T/L）30 d/（T/L）60 d/（T/L）

表4 運(yùn)動(dòng)員血液樣本檢測結(jié)果（±s）Table4 Theblood samp leofathletes tesing results（±s）

表4 運(yùn)動(dòng)員血液樣本檢測結(jié)果（±s）Table4 Theblood samp leofathletes tesing results（±s）

注：*表示P＜0.05，差異顯著。

游離原卟啉/（ng/mL）實(shí)驗(yàn)組開始1.12±0.03 2.14±0.02 2.67±0.05結(jié)束4.47±0.03*7.33±0.01*5.13±0.04*對照組開始1.13±0.04 2.15±0.03 2.66±0.04結(jié)束1.89±0.03 3.32±0.02 3.15±0.03組別階段血紅蛋白/（ng/mL）血清鐵蛋白/（ng/mL）

由表3和表4可得，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員連續(xù)服用生物態(tài)含鐵蛋白食品10 d后即出現(xiàn)血細(xì)胞數(shù)量明顯增多，30 d后已經(jīng)顯著高于對照組運(yùn)動(dòng)員，在第90天，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員血細(xì)胞數(shù)量已經(jīng)高于對照組運(yùn)動(dòng)員2倍以上。實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員在血紅細(xì)胞數(shù)量增多的同時(shí)，血紅蛋白、血清鐵蛋白和血液中游離原卟啉的含量也發(fā)生顯著改善，在實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束階段，組內(nèi)和組間均發(fā)生顯著性增強(qiáng)，P＜0.05。

2.3 不良反應(yīng)事件

參與實(shí)驗(yàn)的小鼠和運(yùn)動(dòng)員整個(gè)過程中均為發(fā)生任何不良反應(yīng)事件，證實(shí)制備的生物態(tài)含鐵蛋白制品具有明顯的安全性。

3 討論

運(yùn)動(dòng)性貧血普遍存在于我國體育運(yùn)動(dòng)員中，嚴(yán)重影響我國體育水平提高。目前引起運(yùn)動(dòng)性貧血的原因較多，主要是由于以下5點(diǎn)原因造成：（1）血液稀釋，由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致激素失調(diào)，出現(xiàn)抗利尿激素表達(dá)水平上調(diào)，引起體內(nèi)水含量大幅度提高[7]；（2）血管內(nèi)溶血，劇烈的體育運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致紅細(xì)胞存活時(shí)間減少或出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，導(dǎo)致溶血現(xiàn)象發(fā)生；（3）消化道出血，運(yùn)動(dòng)員長期的耐力訓(xùn)練，可能導(dǎo)致胃腸道局部出血現(xiàn)象，將會導(dǎo)致貧血癥狀發(fā)生[8]；（4）女性月經(jīng)紊亂，研究指出女性運(yùn)動(dòng)員存在由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的月經(jīng)不調(diào)現(xiàn)象，特別是在備賽期間出血流量增大的現(xiàn)象，可能會導(dǎo)致貧血的發(fā)生；（5）營養(yǎng)攝入缺乏，膳食補(bǔ)充錯(cuò)誤將直接或間接導(dǎo)致鐵元素的攝入不足，最終引起運(yùn)動(dòng)性貧血[9]。這一系列的發(fā)生原因基本與鐵色素缺乏有關(guān)，因此及時(shí)補(bǔ)充生物態(tài)含鐵蛋白可以快速補(bǔ)充鐵色素，修復(fù)受損紅細(xì)胞，預(yù)防并緩解運(yùn)動(dòng)性貧血癥狀。蚯蚓一直是優(yōu)秀的食品原料，但是受到傳統(tǒng)觀念和外觀的影響，蚯蚓制品通常難以令人接受。但是由于蚯蚓養(yǎng)殖技術(shù)簡單易學(xué)，飼養(yǎng)成本低，導(dǎo)致蚯蚓養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，采用先進(jìn)的提取方法，制備蚯蚓功能活性成分，并以此為原料開發(fā)食品已經(jīng)成為主流。蚯蚓的生物態(tài)鐵蛋白由200多個(gè)亞基組成，屬于大分子活性物質(zhì)，以生物態(tài)的形式大量分布在蚯蚓全身，因此具有已提取的基礎(chǔ)[6，10]。

本研究采用蚯蚓生物態(tài)含鐵蛋白為原料，開發(fā)一種功能性食品，在預(yù)防緩解小鼠和運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)性貧血實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組小鼠血細(xì)胞數(shù)量、丙二醛、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、鐵調(diào)素蛋白、肝臟SOD含量均優(yōu)于對照組小鼠，其中血細(xì)胞數(shù)量、丙二醛、膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、鐵調(diào)素蛋白數(shù)值差異顯著，P＜0.05；實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員血細(xì)胞數(shù)在從30 d開始增長量均顯著高于對照組運(yùn)動(dòng)員（P＜0.05），在60 d后，實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員血細(xì)胞數(shù)已到達(dá)正常數(shù)值；而實(shí)驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)員血紅蛋白、血清鐵蛋白、紅細(xì)胞內(nèi)游離原卟啉數(shù)值均顯著高于對照組，P＜0.05。研究結(jié)果證實(shí)這種生物體含鐵蛋白食品具有優(yōu)秀的抗貧血功能，在食品研發(fā)層面對人類健康和體育產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

[1]張纓,文茹.運(yùn)動(dòng)性貧血的發(fā)生機(jī)制與監(jiān)測[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2001,24(3)：331-334

[2]趙杰修,田野,曹建民,等.不同運(yùn)動(dòng)方式對大鼠血紅蛋白濃度的影響--大鼠運(yùn)動(dòng)性貧血模型建立方法探討[J].中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志,2004,23(4)：436-440

[3]金麗,田野,趙杰修,等.抗運(yùn)動(dòng)性貧血?jiǎng)\(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞形態(tài)的影響[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào),2009,43(8)：46-50

[4]曹建民,田野,趙杰修,等.營養(yǎng)干預(yù)對運(yùn)動(dòng)性貧血運(yùn)動(dòng)員血清鐵蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白影響的研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2007,30(10)：1350-1351,1360

[5]汪學(xué)榮,王飛.生物態(tài)補(bǔ)鐵劑-血紅素鐵的研究進(jìn)展[J].中國食品添加劑,2007(3)：82-87

[6]李任強(qiáng),徐思光,莫伍興,等.以蚯蚓為原料制備生物態(tài)含鐵蛋白質(zhì)純品[J].食品科學(xué),2005,26(8)：170-173

[7]王琦,黃鶴.運(yùn)動(dòng)性貧血運(yùn)動(dòng)員鐵代謝狀況的研究[J].廣州體育學(xué)院學(xué)報(bào),2010,30(3)：92-95

[8]金麗,田野,趙杰修,等.大鼠運(yùn)動(dòng)性貧血時(shí)以及營養(yǎng)干預(yù)對紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的影響[J].體育科學(xué),2005,25(8)：75-78

[9]唐暉,姚績偉,謝敏豪,等.運(yùn)動(dòng)性貧血的研究進(jìn)展[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào),2007,41(8)：45-51

[10]韋曙東,汪德尚,姚自鳴,等.蚯蚓養(yǎng)殖研究的效益分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào),2010,16(17)：177-178,191

Application of Biologic Ferritin-containing Food in the Prevention of Sports Anem ia

KANGYun-na
（Physical Education Collegeof Zhoukou NormalUniversity，Zhoukou 466000，Henan，China）

Sportsanemiawasan importantconcern problem in the field of sports，affecting the athletes'physicalhealth and competitive levelseriously.In order to change the status，earthwormswere used as rawmaterials to extract ferritin from biomass，and a functional food wasdeveloped in combination with black fungus juice and jujube juice.The results showed that the functional food prepared by our study can effectively alleviate the symptomsofexerciseanemia inmiceand athletes，and had certain safety.

earthworm；biology-containing ferritin；functional food；sportsanemia

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.07.038

2016-12-15

康云娜（1981—），女（漢），講師，碩士，研究方向：運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)。