抗運動疲勞食源性活性成分的研究進展

李國鋒

(武威職業(yè)學(xué)院,甘肅武威 733000)

人類可食的動植物中含有多種生物活性成分,如茶葉中的茶多酚、玉米中的玉米肽、黑木耳中的黑木耳多糖、牛肉中的牛磺酸等。從可食的動植物食物中尋找抗運動疲勞活性物質(zhì)是當前抗運動疲勞產(chǎn)品研究熱點。國內(nèi)外許多學(xué)者對食物中活性成分抗運動疲勞進行了許多動物實驗研究,如Yu[1]等對大豆多肽、Siluaj等[2]對精氨酸、李晶等[3]對姬松茸多糖、肖鳳艷等[4]對五加果多酚、Wool等[5]對維生素B、王茵等[6]對蝦青素的抗運動疲勞效果,采用小鼠負重實驗進行了研究。運動疲勞的產(chǎn)生往往伴隨著能量物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、細胞代謝調(diào)節(jié)酶、抗氧化系統(tǒng)酶類等的變化,造成機體內(nèi)環(huán)境平衡失去穩(wěn)態(tài)引起了機體的不適感[7]。目前,運動疲勞產(chǎn)生的機制主要包括能量耗竭、代謝產(chǎn)物蓄積和氧化應(yīng)激[8-10],并且它們之間有共同的信號調(diào)控途徑激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)[11]。研究發(fā)現(xiàn)食源性食物中一些天然活性成分活性肽、氨基酸、多糖、寡糖、多酚、維生素、胡蘿卜素等都具有抗運動疲勞的作用,這為研發(fā)新型抗運動疲勞功能產(chǎn)品遴選綠色、有效、安全的食源性活性成分奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 抗運動疲勞的食源性活性成分研究

1.1 食源性生物活性肽

肽具有吸收快、吸收全面、不耗能及起載體的作用等特點[12]。食源性生物活性肽主要是動植物蛋白酶解、分離、純化而來。近些年來,許多研究者嘗試用不同的動植物食用原料,研究具有抗運動疲勞的生物肽活性。水產(chǎn)物、昆蟲和哺乳動物等是動物食源性抗運動疲勞生物活性肽的主要來源,大豆、玉米和花生等是植物食源性抗運動性生物活性肽的主要來源。研究發(fā)現(xiàn)了草魚蛋白活性肽、泥鰍四肽、十肽CMS001、復(fù)合酶水解肽、海參肽、二肽(GL、LG)、低聚肽、咪唑二肽、大鯢低聚糖肽、蠶蛹蛋白多肽等食源性動物生物活性肽;大豆多肽、玉米肽、花生肽、米渣肽、小米多肽、谷氨酰胺活性肽等食源性植物生物活性肽,都具有抗運動疲勞的作用(見表1)。

表1 食源性生物活性肽抗運動疲勞研究

王洪濤等[13]的研究究表明,連續(xù)30 d給小鼠灌胃復(fù)合酶水解肽溶液后進行負重游泳實驗,高劑量組9.0 mL/kg/d小鼠的肝糖原含量顯著增加、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活力顯著增強、血清尿素氮(Blood urea nitrogen,BUN)含量顯著降低、血乳酸(Blood lactic acid,BLA)含量顯著降低,負重游泳時間顯著延長和低壓耐缺氧能力顯著增強。Yu等[1]的研究表明,連續(xù)給小鼠灌胃大豆多肽20 d后進行負重游泳實驗,測試發(fā)現(xiàn)小鼠鼠游泳耐力時間最大延長達到了70%,顯著的增加了糖原含量和降低了BLA。李茂輝等[25]的研究證實,小鼠連續(xù)灌胃大豆多肽25 d后進行負重游泳,小鼠的BLA顯著降低和負重游泳時間顯著延長,大鼠灌胃高劑量大豆多肽(6.0 g/kg/d)60 d后紅細胞中SOD和谷胱甘肽過氧化物酶(Glutathione peroxidase,GSH-Px)的活性增強和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量降低。

目前,食源生物活性肽抗運動疲勞的研究,主要是針對小鼠機體生理方面運動性疲勞緩解、提高及功能評價方面進行研究,對于生物活性肽抗運動疲勞結(jié)合人體實際及量效與構(gòu)效關(guān)系的研究比較少,對于生物活性肽抗運動疲勞在心理或精神方面的作用研究尚未涉獵。研究表明食源生物活性肽能夠抗運動疲勞,是由于食源生物活性肽可以機使體內(nèi)的糖原增加、SOD活性增強、BLA堆積減少、BUN氮含量降低及促進組織損傷恢復(fù),食源生物性活性肽抗運動疲勞潛在的分子機理尚未進行深入的研究,這都是生物活性肽抗運動疲勞功效方面需要進一步深入探究的方面。

1.2 食源性氨基酸

人體內(nèi)的氨基酸在人體運動時能夠提供能量。因此,在運動時及時、科學(xué)、適量的給人體補充氨基酸,對于緩減運動疲勞有重要的作用。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)支鏈氨基酸、纈氨酸、?；撬帷⒕彼?、谷氨酰等,都具有一定的抗運動疲勞的作用。林靜[34]的實驗表明,給小鼠連續(xù)10 d補充0.5 mL/d的支鏈氨基酸,升高腦 5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),可使小鼠定量負荷運動后的活動量增強和運動時力竭時間明顯延長。金宏等[35]的實驗研究發(fā)現(xiàn),給大鼠連續(xù)10 d補充5%的支鏈氨基酸并每天游泳1 h,10 d后游泳6 h,大鼠存活率明顯的提高,骨骼肌乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase,LD)活力、線粒體脂質(zhì)過氧化物(Lipid peroxide,LPO)水平、BLA濃度升高的幅度被抑制,骨骼肌線粒體功能得到改善。歐陽儒穎[36]的實驗研究證實,運動時為小鼠補充支鏈氨基酸可以緩解精神疲勞。Tsuda等[37]的研究表明,大鼠在進行游泳前30 min補充食用纈氨酸,運動1 h后自發(fā)性活動增加,劉建紅等[38]的研究表明,劃船運動員在冬訓(xùn)期間連續(xù)28 d補充支鏈氨基酸,血睪酮水平處在一個較高的水平。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)?；撬崮軌虼龠M脂肪酸氧化、增強糖原儲存、調(diào)節(jié)胞內(nèi) Ca2+濃度而促進肌肉損傷恢復(fù),加快疲勞恢復(fù)[39-41]。黃廣良等[42]通過給訓(xùn)練中的游泳運動員連續(xù)30 d補充含0.5%?；撬岬膹?fù)合功能飲料,能夠避免游泳運動員運動過度疲勞的發(fā)生。楊曉等[43]通過給小鼠連續(xù)灌胃30 d牛磺酸和大豆肽的復(fù)合粉,能夠緩解小鼠運動疲勞且優(yōu)于大豆肽。瞿東楊等[44]進行的小鼠實驗表明,連續(xù)給小鼠補充30 d牛磺酸和咖啡因的復(fù)合功能飲料,抗運動疲勞效果要比單獨補充好。Siluaj等[2]的研究表明小鼠補充精氨酸后,由于抗氧化酶活力增強和抑制自由基產(chǎn)生,提高了小鼠的運動能力。盧向陽等[45]的實驗研究證實,給大鼠單獨補充谷氨酰胺及協(xié)同補充谷氨酰胺和番茄紅素8周,并每天進行4 h的訓(xùn)練,單獨補充谷氨酰胺提高大鼠力竭性游泳的運動能力與番茄紅素相當,谷氨酰胺和番茄紅素協(xié)同聯(lián)合補充提高大鼠力竭性游泳運動能力的效果要優(yōu)于單獨補充。

近年來,對于氨基酸抗運動疲勞功效方面的研究已為學(xué)術(shù)研究的熱點,其中結(jié)合動物實驗進行生理研究的較多而結(jié)合人體實際運動項目的研究較少,對于動物精神的研究已涉獵而動物心理及人精神和心理的研究未涉及,一種氨基酸和另一種食源性成分搭配抗運動疲勞功效的研究也有報道,而氨基酸不同補充方法效果的研究較少,對于補充氨基酸延緩中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疲勞已初步進行了研究,人在運動時攝入氨基酸的副作用以及不同運動項目、強度運動員補充劑量、時間尚未研究,這都有待研究者做更多的探索。

1.3 食源性多糖和寡糖

食源性多糖在一些植物和微生物的細胞壁中。研究發(fā)現(xiàn)食源性果實類如枸杞子、藏藥黑果枸杞、火棘、化橘紅、木棗、山楂、鷹嘴豆、五味子、蛇菰、榛仁、松茸、桑葚、板栗、山刺玫果、刺梨、苦瓜、無梗五加果、藍莓、獼猴桃、芡實、藜麥、龍眼、荔枝中的多糖,食源性根莖葉類如黃精、黃芪、淫羊藿、百合、巴戟天、人參、竹節(jié)參、玄參、紅景天、魔芋、肉蓯蓉、黑大蒜、霍山石斛、何首烏、蕪菁、鎖陽、瓦松、竹葉、卷柏、蘆薈、蒲公英、杜仲、生姜、菊苣、桔梗、牛大力、富硒茶、黨參、鐵棍山藥、魔芋、蓮藕、紫心甘薯、敗醬草、普洱茶、苦菜中的多糖,食源性真菌類如冬蟲夏草、猴頭菇、黃傘菇、金針菇、香菇、木耳、紅托竹蓀、羊肝菌、杏鮑菇、黑靈芝白靈菇、樺褐孔菌中的多糖,食源性海洋動植物類如海帶、蜈蚣藻、羊棲菜、螺旋藻、海藻、方格星蟲中的多糖,都能夠顯著的提高大鼠或小鼠運動前后體內(nèi)糖原儲備、LD活力和降低BUN、BLD含量,加速大鼠或小鼠體運動后機體內(nèi)產(chǎn)生的自由基,延緩機體運動疲勞的產(chǎn)生和促進機體運動疲勞的恢復(fù),在抗運動疲勞方面有比較好的效果。如姚樂輝[46]進行的鼠負重游泳實驗證實,連續(xù)給小鼠灌胃35 d不同劑量(中100 mg/kg、高200 mg/kg)的化橘紅多糖,能夠顯著的使小鼠糖原增加和BUN、BLD降低,SOD、LD活性增強。李晶等[3]的研究表明,持續(xù)給小鼠灌胃100、150、200 mg/kg的姬松茸多糖,能夠顯著的增強小鼠SOD活性和降低MDA含量,增加小鼠血清中的白介素-6的含量。對于多糖的研究都以動物為實驗研究對象,采用單一的游泳負重評價模型,重復(fù)的把糖原、BLA、BUN、MDA、SOD作為抗運動疲勞效果評價的指標。對于多抗抗運動疲勞的研究,應(yīng)深入的對多類研究對象(特別是人)、多指標評價、多種動物模型及構(gòu)效、量效關(guān)系進行分析。

研究者發(fā)現(xiàn)寡糖也具有抗運動疲勞的功效,但是對于寡糖抗運動疲勞功效的研究比較少,主要對甲殼寡糖、殼寡糖和β-葡聚糖索拉膠進行了研究。陳筱春等[47]給4周齡的小鼠連續(xù)灌胃甲殼寡糖(0.3 g/kg/d)四周,并進行負重游泳訓(xùn)練(每周6 d,第一周每天訓(xùn)練30 min,第二周每天訓(xùn)練1 h,第三周每天訓(xùn)練1.5 h,第四周每天訓(xùn)練2 h),第四周的周末最后一次訓(xùn)練進行力竭性游泳訓(xùn)練后并測試,血糖、肝糖原、肌糖原顯著增加,游泳力竭時間顯著延長。尹雨芳等[48]進行的實驗研究表明,給七周年齡大鼠持續(xù)42 d灌胃不同劑量(低100 g/kg/d、中200 g/kg/d、高600 g/kg/d)的殼寡糖,并負重游泳訓(xùn)練(每周6 d,第一周不給負重,第二周負重2%的體重,第三周負重4%的體重,第四、五、六周負重5%的體重并每次訓(xùn)練到力竭,極顯著性(P<0.01)延長大鼠游泳力竭時間,大鼠的SOD活性和白細胞介素-10的含量顯著升高(P<0.05),MDA和白介素-6含量顯著下降,高劑量組尤為明顯。Xu等[49]給小鼠連續(xù)4周灌胃不同劑量的β-葡聚糖索拉膠并進行游泳模型試驗,發(fā)現(xiàn)每天劑量為50和100 mg/kg的β-葡聚糖索拉膠,相比對照組力竭時間分別延長了63.4%和89.2%,肝臟和肌肉中核轉(zhuǎn)錄因子(Nuclear factor-erythroid 2 p45-related factor 2,Nrf2)的表達水平以及Nrf2下游信號分子血紅素加氧酶1(Heme oxygenase 1,HO-1)及硫氧還蛋白(Thioredoxin,Trx)的轉(zhuǎn)錄表達水平增強,β-葡聚糖索拉膠通過調(diào)控 Nrf2/HO-1/Trx 信號通路,緩解由運動產(chǎn)生的氧化應(yīng)激對機體造成的疲勞感。

表2 食源性多酚化合物在體外抗氧化的研究

Nrf2是機體內(nèi)一種重要的應(yīng)對氧化損傷的轉(zhuǎn)錄因子,影響機體內(nèi)線粒體脂肪酸氧化速率。但目前,多糖和寡糖是怎樣通過Nrf2 調(diào)節(jié)線粒體氧化脂肪酸而抗運動疲勞潛在的分子機制尚不清楚,多糖和寡糖都有增強機體免疫調(diào)節(jié)的功能,機體免疫力的增強是否對減輕或緩解運動疲勞有效果,這都值得進一步的探討。

1.4 食源性多酚類

多酚是在植物性食物如深色蔬菜、水果等中的天然化合物。多酚化合物能夠清除或減少機體內(nèi)的自由基,具有強的抗氧化性,有較好的抗運動疲勞的效果。對于多酚抗運動疲勞的研究主要在體外抗氧化性方面,能量的耗竭、代謝產(chǎn)物蓄積研究已涉獵到,但尚在起步階段,具有很大的研究空間。肖鳳艷等[4]連續(xù)15 d給小鼠灌胃不同劑量(低100 mg/kg/d、高200 mg/kg/d)的短梗五加果多酚,第15 d灌胃短梗五加果多酚后30 min,挑選10只小鼠進行負重5%體重的重量物進行游泳力竭實驗,挑選10只小鼠進行負重2%體重的重量物進行1 h游泳,研究表明低、高劑量組小鼠游泳力竭時間分別比對照組延長14.35、17.38 min,肌糖原分別提高28.82%、35.08%(P<0.01),BLA分別降低10.96%、17.44%,肌酸激酶(Creatine kinase,CK)分別降低到26.43、26.57 ng/mL,GSH-Px活力分別增加到114.67、109.62 U/mL,具有顯著性的差異。陳蓉等[50]的研究證實芡實種皮多酚具有抗運動疲勞的作用,杜云[51]的研究也證實茶多酚具有抗運動疲勞的作用。一些學(xué)者對多酚化合物在體外抗氧化性進行了研究,發(fā)現(xiàn)腰果葉、紅豆皮、洋蔥、海藻、蘋果、蔓越莓、石榴籽、柑橘多酚等天然植物中提取的多酚類化合物,可以增強機體內(nèi)自由基清除能力,具有較強的體外抗氧化活性(見表2)。應(yīng)深入對多酚化合物在體內(nèi)抗氧化性的作用機理,與其他食源性活性物質(zhì)混合抗運動疲勞的效果進行分析,提高食源性多酚類化合物的利用率,促進食源性多酚類化合物的進一步開發(fā)應(yīng)用。

1.5 食源性維生素類

維生素是人體不能合成而依靠外源補充的必須營養(yǎng)素。研究認為維生素A、維生素B、維生素E和維生素C都有可以有效抑制細胞的脂質(zhì)氧化,具有強的抗氧化性和自由基清除能力。維生素A是通過調(diào)控機體硒蛋白TrxR的基因表達及信號通路MAPK調(diào)節(jié)花生四烯酸(Arochidonic acid oil,ARA)釋放,通過調(diào)控硒蛋白TrxR的基因表達調(diào)節(jié)NO的合成以發(fā)揮其抗氧化功能[73]。適量補充維生素A有利于機體運動疲勞恢復(fù),韓磊等[74]連續(xù)8周給大鼠補充不同劑量(低11.43 μgRE/kg/d、中42.86 μgRE/kg/d、高142.86 μgRE/kg/d)的維生素A,結(jié)果表明高劑量維生素A增加大鼠DNA的損傷,中劑量維生素A能夠使大鼠的烷化損傷和DNA抗氧化能力增強。維生素B的缺乏可使人體運動能力下降[75],Wool等[5]的研究表明,維生素B族能夠明顯的延長小鼠的游泳時間、增加肝糖原含量和降低BLA含量。研究發(fā)現(xiàn)給45歲以上健康人持續(xù)12周補充6 mg/d或25 mg/d的維生素B2能夠改善血漿酸吡哆醛水平和紅細胞內(nèi)GSH-Px的活性[73],Smith等[76]的研究表明維生素B2對于提高運動耐久力有較好的效果。有研究發(fā)現(xiàn)限制維生素B6攝入,機體紅細胞內(nèi)的谷胱甘肽合成速度受到到影響[77],谷胱甘肽下降會引起AMPK活性降低[78]。顧洪雁等[79]的動物實驗證實,連續(xù)15 d給小鼠補充8 mg/d的維生素C,小鼠機體的SOD活性增強、MDA含量降低及脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的自由基減少。金其貫等[80]實驗研究發(fā)現(xiàn),連續(xù)8周給大鼠灌胃50 mg的維生素E并進行游泳訓(xùn)練,大鼠的血漿內(nèi)皮素下降和一氧化氮升高。Tauler和余斌等[81-82]研究表明,復(fù)合維生素能夠顯著提高運動員機體的抗氧化性及抑制運動中產(chǎn)生氧自由基。有研究發(fā)現(xiàn)高劑量外源性抗氧化劑由于干擾機體自由基介導(dǎo)的信號,不利于運動能力提高[83-87]。當機體的維生素不足和過量時,都會引起運動能力下降,如何根據(jù)運動量和強度補充適量維生素,維生素如何復(fù)合以及如何與其他有機成分復(fù)合聯(lián)合提高機體運動能力的機制,都需進行更多的探索研究。

1.6 食源性類胡蘿卜素

研究發(fā)現(xiàn)蝦青素、番茄紅素、β-胡蘿卜素、葉黃素等胡蘿卜素,是天然綠色的抗氧化物,是抗運動疲勞極有潛力的食源性活性物質(zhì)。一些抗氧化劑具有緩解運動疲勞的效果[88-89],最重要的一個因素是由于運動時氧自由基的增加[90-91]。類胡蘿卜素共軛雙鍵的結(jié)構(gòu)特點決定其具有較好清除機體自由基能力[92],可以清除機體自由基、猝滅單線態(tài)氧和防止低密度脂蛋白氧化[93]。類胡蘿卜素容易發(fā)生自由基反應(yīng)是由于自由基加成反應(yīng),番茄紅素和自由基反應(yīng)中活性力和抗氧化能力強于β-胡蘿卜素[94]。王茵等[6]進行的小鼠負重游泳研究實驗證實,連續(xù)給小鼠灌胃不同劑量(低50 mg/kg、中50 mg/kg、高250 mg/kg)的蝦青素蔗糖酯水溶液,高劑量組游泳力竭時間明顯延長,血糖濃度、肝糖原、肌糖原及總抗氧化能力(Total antioxidant capacity,T-AOC)、SOD、DSH-Px等活性指標均提高,BUN、BLA、MDA、NO的濃度都降低。劉鈺華等[95]進行的研究表明圣女果番茄紅素具有強的抗氧化活性。劉國安等[96]的研究表明番茄紅素具有較強的抗氧化活性且要比槲皮素強。劉秀萍等[97]對在校70名大學(xué)生的實驗研究證實,番茄紅素能夠明顯使人體高強度耐力后血液中的SOD和T-ACO升高而MDA降低,對于人體運動后的抗氧化能力增強有比較好的效果。吳麗君等[98]的研究表明,給定量運動負荷的體院學(xué)生連續(xù)14 d每天服用25 mg的番茄紅素膠囊,可使急性大強度運動后大學(xué)生血液內(nèi)的MDA增高幅度減小,抗氧化酶減少,蘇卿等[99]的實驗研究表明葉黃素可清除二苯基-2-三硝基苯肼自由基(DPPH·)、二銨鹽陽離子自由基(ABTS+·)自由基及猝滅單線態(tài)氧。對于類胡蘿卜素活性成分抗運動疲勞的研究,主要是采用體外抗氧化法進行類胡蘿卜素抗氧化活性研究,但沒有從微觀上對類胡蘿卜素的抗氧化具體過程進行分析。未來將從微觀上對類胡蘿卜素的抗氧化具體過程進行研究,深入分析類胡蘿卜素自由基清除能力的構(gòu)效關(guān)系。

1.7 食源性生物堿

研究發(fā)現(xiàn)咖啡因、胡椒堿、辣椒素及黃秋葵種子、桑葉的生物堿類化合物有一定的抗運動疲勞作用。許多學(xué)者進行的研究表明食源性咖啡因?qū)惯\動疲勞有一定的作用,咖啡因通過調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)延緩運動疲勞產(chǎn)生[100]。Davis等[101]研究表明給大鼠補充咖啡因可使大鼠的跑臺運動時間增加60%。李淑翠等[102]連續(xù)7 d給小鼠灌胃不同劑量(低5 mg/kg、中10 mg/kg、高15 mg/kg)的咖啡因,第7 d灌胃后1 h負重5%體重的重量進行游泳負重力竭實驗,第8 d灌胃1 h負重3%體重的重量進行游泳負重實驗,不同咖啡因劑量組小鼠力竭時間明顯延長、肝糖原非常明顯提高,中、高咖啡因劑量組小鼠的BUN、MDA含量明顯降低而SOD明顯增強。Ganio和Davis等[103-104]的研究發(fā)現(xiàn)咖啡因和碳水化合物共同使用提高運動能力的效果要好與單獨使用,劉軍等[105]的研究表明運動時中低劑量咖啡因安全有效的,咖啡因中的腺苷A1和A2受體的非特異性拮抗劑,通過中樞腺苷受體影響多巴胺信號通路對基底神經(jīng)節(jié)皮層通路和中腦腹側(cè)被蓋部伏隔核通路,促進運動沖動的發(fā)放和運動動機的產(chǎn)生,在外周通過加強交感神經(jīng)活性、增強脂肪酸氧化、減輕肌肉疼痛感覺。穆麗華等[106]給小鼠連續(xù)7 d每天灌胃胡椒堿及其衍生物(胡椒酸甲酯、四氫胡椒堿)水溶液20 mg/kg bw,最后一次灌胃1 h后進行負重力竭游泳實驗,力竭時間比未灌胡椒堿及其衍生物水溶液組延長了70%以上,明顯降低了BLA、BUN和CK。劉少華[107]的小鼠實驗證實辣椒素具有很強的抗氧化性。徐明等[108]連續(xù)給小鼠灌胃黃秋葵種子生物堿提取物30 d,小鼠負重游泳時間延長,BLA、BUN含量降低,肝糖原含量明顯提高,高劑量尤為明顯。楊忠敏等[109]的實驗研究表明桑葉生物堿非常明顯的提高氧化自由基吸收能力和鐵還原能力及DPPH自由基清除能力。食源性生物堿化合物抗疲勞的運動機制及在何種運動水平下發(fā)揮抗疲勞作用還需進一步深入研究。食源性生物堿化合物之間共同使用及與其他抗疲勞食源性活性成分共同使用對抗運動疲勞的效果,也是未來需要研究的方向。雖然目前研究發(fā)現(xiàn)的食源性生物堿類化合物并不多,但已廣泛的運用在抗運動疲勞食品中,食源性生物堿類化合物是很有前景的天然抗運動疲勞產(chǎn)物。

1.8 食源性皂苷

一些學(xué)者主要對人參、百合、柴胡、羅漢果、黃芪、竹節(jié)參、天門冬、大豆、紅景天等中的皂苷類化合物抗運動疲勞進行了不同程度的研究。人參皂苷主要通過調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)消除運動疲勞[110]。人參皂苷Rb1減輕大鼠氧化應(yīng)激損傷,是由于人參皂苷Rb1增強大鼠體內(nèi)GSH-Px和SOD的活性,有效保護了大鼠中樞神經(jīng)元的損傷[111]。Tan和Zhuang等[112-113]的研究發(fā)現(xiàn),人參皂苷Rb1提高肌肉中ATP含量和增強了骨骼肌中能量代謝酶鈉鉀ATP 酶(Na+-K+-ATP)的活性,激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶 B(PI3K-Akt)的通路,絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶2(serine-threonine kinase,Akt2)和Nrf2的表達增加,改善大鼠骨骼肌運動疲勞的癥狀。宋姌等[114]的研究表明,人參皂苷Rg1可以提高慢性疲勞綜合征大鼠腦組織抗氧化酶系統(tǒng)活性并減少脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物的堆積。王瑩等[115]的實驗研究結(jié)果證實人參皂甙Rg1可以使小鼠的糖原增加、BUN和BLA降低、SOD活性增強,具有很好的抗疲勞效果。楊佳丹等[116]的研究發(fā)現(xiàn)人參皂苷Rg3能夠降低缺氧模型大鼠的BUN、MDA含量和升高LD、甘油三酯、血清總膽固醇、血糖濃度,明顯提高錳超氧化物歧化酶(Manganese superoxide dismutase,Mn-SOD)及骨骼肌線粒體呼吸鏈復(fù)合物Ⅲ、Ⅳ活性。Xu等[117]進行的動物實驗研究顯示,連續(xù)7 d給大鼠補充人參皂苷Rg3后,力竭游泳時間能夠延長30%左右,人參皂苷Rg3能夠激活細胞外信號調(diào)節(jié)激酶、蛋白激酶 A和蛋白激酶 B及α-突觸蛋白等信號通路,提高磷酸化水平,腦內(nèi)多巴胺水平被提高。Ma等[118]的研究證實人參皂苷Ro可以提高機體能量利用率和改善運動能力。劉娜等[119]連續(xù)給小鼠灌胃不同劑量人參皂苷28 d(每天一次),負重5%體重的重量進行游泳力竭試驗,高劑量明顯延長負重游泳時間,不同劑量人參皂苷Ro能夠使BUN、BLA、CK、MDA明顯降低,肝糖原明顯增加和LDH水平明顯提高。

吳曉斌等[120]的研究表明百合總皂苷有比較強的清清羥自由能力且有劑量效應(yīng)關(guān)系。Lin和Yang等[121-122]的研究發(fā)現(xiàn)柴胡總皂苷能夠明顯的提高SOD活性和降低MDA含量。夏星等[123]連續(xù)21 d給小鼠灌胃不同劑量(低75 mg/kg、中150 mg/kg、高300 mg/kg)羅漢果皂苷,進行力竭游泳和常壓耐缺氧試驗,力竭游泳時間延長70%左右且低劑量尤為明顯,低、中劑量耐缺氧存活時間明顯延長,肝糖原明顯增加且中劑量最為明顯,BUN明顯降低、BLA明顯減少及LD活力明顯增強。鄒妍葦[124]的牛蛙實驗表明,黃芪總皂苷能夠增強牛蛙坐骨神經(jīng)干興奮程度及抑制其動作電位的傳導(dǎo)速度,電壓門控鈣離子通道激活。張舜波等[125]連續(xù)給小鼠灌胃竹節(jié)參皂苷提取物(1.2 g/kg)7 d,小鼠負重游泳時間和耐缺氧之間顯著延長(分別延長11.55、5.21 min),顯著提高肝糖原和降低BUN。朱曉亞[126]的實驗研究證實天門冬總皂苷提取物中0.1 mg/g、高0.2 mg/g劑量能夠顯著提高小鼠LD活力和降低BLA。Yoshikoshi和刁小琴等[127-128]的研究表明大豆皂苷有強的抗氧化活性。豆瑞等[129]連續(xù)15 d給小鼠灌胃紅景天苷(180 mg/kg/d),最后一次灌胃30 min后進行負重游泳2 h,運動后顯著提高糖原含量和促進脂肪利用,顯著降低總氨基酸濃度、血漿色氨酸。一些研究在對皂苷類化合物抗運動疲勞機制研究時發(fā)現(xiàn),皂苷類化合物抗疲勞主要是對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響,應(yīng)嚴格控制好抗運動疲勞的皂苷類化合物劑量,有必要對皂苷類化合物最適劑量進行深入研究。

1.9 食源性其他活性成分

研究證實二十八烷醇、牛蒡子苷元、蘿卜硫素具有較好的抗運動疲勞的作用。二十八烷醇主要從米糠、南極磷蝦、甘蔗蠟等天然物中提取。有研究證實,二十八烷醇能夠顯著的提高運動后小鼠肝糖原含量和降低BLA含量、BUN濃度[130-133]。牛蒡子苷元能夠激活小鼠心肌細胞中的AMPK,AMPK的信號途徑增強了抗氧化酶表達和線粒體的生物合成[134-135]。Oh等[136]進行的實驗研究表明蘿卜硫素可以激活Nrf2,降低大強度運動引起的氧化應(yīng)激水平。

2 抗運動疲勞食源性活性成分在運動疲勞食品的開發(fā)研究

目前研究發(fā)現(xiàn)的抗運動疲勞食源性活性成分豐富多樣,但還在初步探索階段,其應(yīng)用在運動營養(yǎng)食品中還較少,只有個別抗運動疲勞食源性活性出現(xiàn)在運動營養(yǎng)食品配方中。目前市面上已開發(fā)的甘蔚樂里就有食源性活性的成分氨基酸、玉米低聚肽、黃精多糖和黑茶茶多酚,甘蔚樂能夠使小鼠游泳負重時間顯著延長,提高糖原量和降低BLA、BUN含量,有較好的抗運動疲勞效果[137]。一家體育科技股份有限公司研發(fā)的一種具有抗疲勞作用的保健食品,主要成分包括蒺藜提取物、淫羊蕾提取物、紅景天提取物,這些提取物含有皂苷、黃酮、生物堿、氨基酸、多糖等多種活性成分,臨床試驗表明可以延長小鼠負重游泳時間,減少小鼠血清尿素具血清尿素和運動后血乳酸曲線下面積,具有緩解運動疲勞的功能[138]。一種紅景天抗高原運動疲勞食品主要成分有紅景天提取物50 mg、谷氨酰胺100 mg、支鏈氨基酸100 mg,高原地區(qū)體育系學(xué)生到海拔1500 m以上的高原地區(qū)進行實驗研究,實驗組的學(xué)生連續(xù)7 d用紅景天抗高原運動疲勞食品,對照組學(xué)生服用顏色、味道與紅景天抗高原運動疲勞食品相似的食品,并進行適應(yīng)訓(xùn)練。試驗結(jié)果表明實驗組學(xué)生運動時間、運動距離優(yōu)于對照組,實驗組學(xué)生的SOD、T-AOC、GSH-Px、MDA、BLA、睪酮顯著優(yōu)于對照組學(xué)生[139]。目前,抗運動疲勞食源性活性成分的食品,配方基本上是以一種活性成分為主,其他活性成分為輔的三種以上活性成分組成,這種方法配方的有效性、科學(xué)性及其抗運動疲勞的機制需要研究證實。現(xiàn)今,研發(fā)的抗運動疲勞食品基本上都是針對競技比賽的特殊人群,未來需要充分利用動植食源性活性成分,研發(fā)針對普通運動人群的抗運動疲勞食品。

3 結(jié)論與展望

對于抗運動疲勞食源性活性成分的研究,大多數(shù)采用小鼠爬桿、跑臺、負重游泳及體外抗氧化性的方法進行研究,結(jié)合不同運動強度進行人體實際實驗的研究較少,且模型評價相對比較單一。另外,大部分研究把肌糖原、肝糖原、BLA、BUN、MDA、LD、SOD初步作為抗運動疲勞效果評價的指標,少數(shù)研究把AMPK、Nrf2初步作為抗運動疲勞效果的評價指標,也有個別研究把多巴胺初步作為抗運動疲勞的效果評價指標。大部分的研究沒有闡釋清楚食源性活性成分抗運動疲勞的內(nèi)在機制,大多只說明了食源性活性成分能夠抗運動疲勞是因為其具有較強的抗氧化性。今后,需要對抗運動疲勞食源性活性成分潛在機制、分子機理及其活性、穩(wěn)定性及其量效構(gòu)效關(guān)系進行深入研究,完全闡明食源性活性成分抗運動疲勞的機制及分子機理,以能量代謝和抗氧化的共同調(diào)控靶點為基礎(chǔ),進一步對抗運動疲勞食源活性成分進行精選,選出機制明確、高效安全的食源性活性成分,并對精選出的抗運動疲勞食源性活性成分結(jié)合人體實際進行大量的實驗研究,運用高科技科學(xué)、高效的提取食物中抗運動疲勞的精選食源性活性成分,采用先進工藝技術(shù)將幾種食源性活性成分進行科學(xué)的組合和配方,研發(fā)高功效、多功效、口感好而成本低的天然綠色功能復(fù)合化的安全健康抗運動疲勞食品,滿足不同運動人群的需求。