硒的生物化學(xué)作用對(duì)競(jìng)技能力的影響的實(shí)驗(yàn)分析*

張選靜， 韓小純

(1.南通大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院，江蘇 南通226000;2.南京大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京210093)

硒是一種人體不可或缺的微量元素，人體不能合成硒，只有通過(guò)外界來(lái)吸收[1-2].1990年，國(guó)際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)盟召開(kāi)了關(guān)于人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)的微量元素作用的會(huì)議，根據(jù)基礎(chǔ)代謝率，推薦成年男性和女性的最低硒所需量是21 ng/d和16 ng/d.運(yùn)動(dòng)選手由于長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練有可能導(dǎo)致硒的缺乏，因此可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，同時(shí)也應(yīng)強(qiáng)調(diào)訓(xùn)練過(guò)程中身體的含有量的監(jiān)視，并排除不良影響，提高運(yùn)動(dòng)能力.

由于硒具有廣泛的生物學(xué)作用，所以存在大量的關(guān)于硒和運(yùn)動(dòng)能力之間關(guān)系的研究.各種研究資料、研究實(shí)驗(yàn)均表明，硒是影響身體免疫機(jī)能的重要因素，機(jī)體內(nèi)硒含量的不足會(huì)造成免疫功能的損害[3-4].我國(guó)籃球運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)血清硒水平明顯偏低.本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試證明了硒能夠影響運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力.此外，硒是身體抗氧化物質(zhì)上不可缺少的成分，能清除身體在代謝過(guò)程中生成的自由基.由于體內(nèi)的自由基清除系統(tǒng)的存在，體內(nèi)自由基的水平始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)下.然而，當(dāng)機(jī)體內(nèi)自由基過(guò)度生成，或自由基清除系統(tǒng)運(yùn)行速度變慢，都可能使體內(nèi)的自由基變高，使體內(nèi)的細(xì)胞受損.因此，為了保證機(jī)體內(nèi)硒的含量處于適當(dāng)?shù)乃?，需要從食物中攝入一定量的硒.

1 實(shí) 驗(yàn)

目前，已經(jīng)有一些關(guān)于國(guó)內(nèi)外運(yùn)動(dòng)員硒營(yíng)養(yǎng)狀況的研究報(bào)告.一項(xiàng)針對(duì)我國(guó)職業(yè)籃球運(yùn)動(dòng)員的血清硒水平的測(cè)試顯示，我國(guó)籃球運(yùn)動(dòng)員的血清硒水平僅為103.8 ng/mL.其中，一項(xiàng)關(guān)于美國(guó)成年人的健康調(diào)查報(bào)告顯示，美國(guó)成年人血清硒水平濃度為124.7 ng/mL.另外，國(guó)外某個(gè)分析研究所的研究表明，北歐人的血清硒水平濃度平均為140 ng / mL，日本男性的血清硒水平濃度為156.4 ng / mL.與之相比，我國(guó)部分籃球運(yùn)動(dòng)員的血清硒水平是明顯偏低的.相關(guān)研究已表明，運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技狀態(tài)與其體內(nèi)血清硒水平息息相關(guān)[5-6]，為此，我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證.

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及說(shuō)明

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為CUBA聯(lián)賽的12名籃球運(yùn)動(dòng)員，將12名受試者均勻分為兩組并進(jìn)行標(biāo)記，對(duì)其中一組進(jìn)行補(bǔ)硒.實(shí)驗(yàn)時(shí)兩組受試者首先分別跑步運(yùn)動(dòng)30 min，10 min后對(duì)這兩組受試者血乳酸含量進(jìn)行檢測(cè)，60 min后再進(jìn)行一次檢測(cè)，檢測(cè)方法為對(duì)羥基聯(lián)苯法.

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

對(duì)羥基聯(lián)苯法：(1) 對(duì)受試者在安靜狀態(tài)下取末梢血0.02 mL，然后在飲水300～400 mL后立即進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)10 min，后取末梢血0.02 mL；(2) 取運(yùn)動(dòng)前后末梢血后，立即吹入含有0.24 mol/L NaF 0.48 mL的試管中，加入0.6 mol/L的三氯醋酸1.5 mL，充分搖勻，在3 000 r/min下離心10 min，分離出上清液；(3)取6支試管進(jìn)行編號(hào)并標(biāo)記運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后樣品管，填加相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)乳酸應(yīng)用液、三氯醋酸和NaF的試劑，充分搖勻；(4) 加入0.16 mol/L的CuSO4·5H2O溶液4滴，混勻，然后在冰浴中加入濃H2SO46 mL，放置于沸水中加熱4 min，并冷卻至15 ℃；(5) 對(duì)各試管加對(duì)羥基聯(lián)苯6滴，立即搖勻，使白色絮狀物散失，置于30 ℃水浴0.5 h，每10 min搖動(dòng)試管一次；(6)用1 cm光徑比色杯，在560 nm波長(zhǎng)下進(jìn)行比色，用0號(hào)管做空白對(duì)照，讀取測(cè)定管光密度值.

1.3 結(jié)果與討論

兩組受試者血乳酸含量的檢測(cè)結(jié)果如表1所示，10 min與60 min后進(jìn)行檢測(cè)的兩組受試者中補(bǔ)硒組的血乳酸含量明顯低于不補(bǔ)硒組.兩組受試者平均血乳酸含量的原始值分別為18.0 mg/dl與18.1 mg/dl.補(bǔ)硒組平均值更高，但運(yùn)動(dòng)10 min后，非補(bǔ)硒組平均值為26.3 mg/dl，而補(bǔ)硒組平均值為24.0 mg/dl，運(yùn)動(dòng)60 min后的結(jié)果則分別為24.7 mg/dl與22.1 mg/dl.證明硒可加速乳酸的消除，而血乳酸含量直接影響運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力.

在大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練以及比賽中，當(dāng)機(jī)體超過(guò)所謂的“無(wú)氧閾”時(shí)，能量主要通過(guò)無(wú)氧酵解獲得[7-9].與此同時(shí)，機(jī)體內(nèi)將產(chǎn)生大量乳酸，從而導(dǎo)致肌肉中H+濃度上升，pH下降，導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生疲勞感.其過(guò)程為：

CH3COCOOH+2[H]→丙酮酸氫化酶→CH3CH (OH)COOH

(丙酮酸) (乳酸)

CH3CH (OH)COOH→脫氫酶→CH3COCOOH+[2H]

(乳酸) (丙酮酸)

表1 受試者血乳酸含量對(duì)比

生物體中存在的有機(jī)硒化合物主要有：硒代半胱氨酸(selenocysteine,HSe-CH2CH(NH2)-COOH)、硒甲基硒代半胱氨酸(se-methyselenocysteine,CH3Se-CH2-CH(NH2)-COOH)、硒蛋氨酸(selenomethionine，CH3-Se-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH)，硒代胱氨酸(selenocystine，HOOC-CH(NH2)-CH2-Se-Se-CH2-CH(NH2)-COOH)、二甲基二硒(DMDSe，CH3-Se-Se-CH3)等.機(jī)體內(nèi)的硒不僅能通過(guò)加速對(duì)乳酸的消除來(lái)影響競(jìng)技能力，還與身體免疫機(jī)能密切相關(guān)，通過(guò)參與機(jī)體的免疫功能影響體能狀態(tài).

2 體內(nèi)有機(jī)硒化合物參與免疫功能分析

硒是影響身體免疫機(jī)能的重要因素之一，對(duì)身體的免疫機(jī)能有各種各樣的影響.人類(lèi)主要是通過(guò)觀察硒缺乏動(dòng)物的免疫功能變化，來(lái)了解硒在免疫功能中的作用的.研究發(fā)現(xiàn)硒對(duì)免疫功能的影響非常廣泛復(fù)雜，硒參與細(xì)胞免疫過(guò)程，可以促進(jìn)干擾素和白介素等淋巴因子的分泌，還能夠影響淋巴細(xì)胞的增殖和分化.

各種研究資料、研究實(shí)驗(yàn)均表明，硒是影響身體免疫機(jī)能的重要因素，機(jī)體內(nèi)硒含量的不足會(huì)造成免疫功能的損害.在人類(lèi)的免疫學(xué)研究中，硒可以在一定程度上改善對(duì)寄生蟲(chóng)和感染性病原體的耐藥性.有機(jī)硒存在形式之一是可以解離的因子；另一種主要以結(jié)合硒的蛋白和硒代半胱氨酸形式存在，以氨基酸共價(jià)鍵結(jié)合形式.硒代半胱氨酸結(jié)構(gòu)式與比例模型見(jiàn)圖1.

組織中的硒蛋氨酸主要來(lái)自膳食，不能在體內(nèi)合成.硒蛋氨酸在各種蛋白質(zhì)中置換蛋氨酸，硒代半胱氨酸參與構(gòu)成谷胱甘肽過(guò)氧化物酶，清除體內(nèi)過(guò)多的活性氧自由基，被認(rèn)為是硒的生物活性形式.由于：

2GSH++2H2O2→酶→GSSH+2H2O

(還原型谷胱甘肽) (氧化型谷胱甘肽)

因此，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶存在時(shí)可有效防止過(guò)氧化氫對(duì)亞鐵血紅蛋白的破壞，從而保護(hù)機(jī)體免受活性氧的損傷和由活性氧所引發(fā)的多種疾病.

硒代半胱氨酸是多種酶輔基的必需成分，硒是谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的重要組分，每個(gè)酶分子含有4個(gè)硒原子.谷胱甘肽過(guò)氧化物酶能催化過(guò)氧化氫還原，并減少活性氧和自由基的產(chǎn)生，讓身體的自由基水平維持在穩(wěn)定狀態(tài)，其具有強(qiáng)大的抗氧化活性生物保護(hù)組織.谷胱甘肽過(guò)氧化物酶是抗過(guò)氧化物的重要酶，其主要功能是阻止過(guò)氧化物和自由基的形成(見(jiàn)圖2).

3 硒的補(bǔ)充

硒能防止運(yùn)動(dòng)中的酸化損傷，保護(hù)身體，提高運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)過(guò)程的免疫機(jī)能.硒的缺失，會(huì)影響機(jī)體的免疫功能，從而影響競(jìng)技能力，因此要從食物中攝入一定量的硒.但盲目的補(bǔ)給，不僅會(huì)促進(jìn)自由基生成，同時(shí)也會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)能力造成不良影響.研究結(jié)果顯示，經(jīng)常吸煙會(huì)造成血液中硒濃度的下降.因此，專(zhuān)家建議，肝臟疾病、心血管疾病、糖尿病患者、癌癥患者、胃腸疾病患者等有必要注意硒補(bǔ)給，保護(hù)機(jī)體免疫力.

究竟以何種劑量進(jìn)行補(bǔ)充才能使主要硒酶和硒蛋白活性達(dá)到最高，這是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界一個(gè)重要的研究課題.如表2所示為含硒類(lèi)食品添加劑中硒的最大允許使用量標(biāo)準(zhǔn)，該數(shù)據(jù)通過(guò)百度百科搜集得到.通過(guò)查閱涉及硒的最大允許使用量標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)博客發(fā)現(xiàn)，該數(shù)據(jù)與博客中給出的數(shù)據(jù)都是吻合的.表3為日常食物中硒的相對(duì)含量，數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[10].

表2 含硒類(lèi)食品添加劑中硒的最大允許使用量標(biāo)準(zhǔn)

表3 日常食物中硒的相對(duì)含量

4 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)12名CUBA籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行的測(cè)試實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)充足的硒含量能夠促進(jìn)乳酸的消除，緩解運(yùn)動(dòng)疲勞，這能減輕運(yùn)動(dòng)損耗，延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)壽命，提升運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力.通過(guò)對(duì)體內(nèi)有機(jī)硒化合物參與機(jī)體免疫功能的分析，進(jìn)一步證明了硒對(duì)身體的重要性.