維生素對運動性疲勞影響的研究進(jìn)展

關(guān)陽　戴煒　修雪婧　李惠子

摘 要：目的：分析維生素（維生素A、D、C、E、K、B族維生素）對運動性疲勞的影響，為通過補充維生素對運動性疲勞進(jìn)行規(guī)范化管理提供科學(xué)依據(jù)。方法：通過查閱Web of Science、CNKI、PubMed等數(shù)據(jù)庫對運動性疲勞研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行搜集、整理、提煉，并做出綜合性介紹和闡述。結(jié)果：補充維生素A、B族維生素可以延緩疲勞的發(fā)生，促進(jìn)疲勞的恢復(fù)；維生素C、E單獨使用和/或聯(lián)合使用對肌肉質(zhì)量和力量的研究結(jié)果并不一致，長期大量補充維生素C、E會損傷機體適應(yīng)性，影響運動表現(xiàn)；維生素D、K對骨骼健康有益，但有效改善肌肉損傷的劑量還仍需進(jìn)一步研究。結(jié)論：維生素對于運動性疲勞的發(fā)生發(fā)展具有重要作用，通過維生素補充來抗疲勞方法的原理及方式方法還有待進(jìn)一步研究，應(yīng)該在系統(tǒng)評估和嚴(yán)格監(jiān)管下進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：運動性疲勞;維生素;氧化應(yīng)激

運動性疲勞是一個復(fù)雜的、多因素、多階段過程，包括神經(jīng)遞質(zhì)介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞、能量不足介導(dǎo)的肌肉收縮能力下降以及活性氧過多介導(dǎo)的肌損傷等。對于參加軍事任務(wù)的作戰(zhàn)人員，增加訓(xùn)練負(fù)荷，才能錘煉出更好的戰(zhàn)斗力，但長期和高強度的訓(xùn)練和運動，會讓身體疲勞，導(dǎo)致身體機能下降、肌肉損傷，發(fā)生訓(xùn)練傷的幾率增加。近年來研究表明，某些營養(yǎng)素與運動性疲勞關(guān)系密切，補充營養(yǎng)素對提高訓(xùn)練人員抗氧化能力，保持身體的訓(xùn)練狀態(tài)，延緩疲勞具有重要作用。

1 運動性疲勞的發(fā)生

運動性疲勞是訓(xùn)練時正常的反應(yīng)，是由于體力負(fù)荷超過了身體承受能力而導(dǎo)致身體機能減退的現(xiàn)象。目前，運動性疲勞分為運動性中樞性疲勞（運動神經(jīng)元、神經(jīng)遞質(zhì)）和運動性外周疲勞（骨骼肌細(xì)胞）。其中運動性疲勞是影響訓(xùn)練效果、發(fā)生訓(xùn)練傷的主要原因。主要表現(xiàn)在機體，由于血液中乳酸、尿素氮、氧自由基等代謝產(chǎn)物的積累，導(dǎo)致機體功能發(fā)生變化，如運動緩慢、動作不協(xié)調(diào)、不敏捷等。運動性疲勞的假說機制很多，如能源耗竭學(xué)說、代謝產(chǎn)物堆積理論、內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡學(xué)說、保護(hù)性抑制學(xué)說、自由基理論等。劇烈運動或訓(xùn)練時活性氧的過度形成和脂質(zhì)過氧化強度的增加，會損害細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和成分，造成運動性疲勞的發(fā)生。某些營養(yǎng)素或膳食來源的生物活性劑，能夠維持多種酶的正常功能并防止氧化應(yīng)激，具有延緩疲勞的作用。如果機體缺乏這些物質(zhì)，導(dǎo)致抗氧化系統(tǒng)效率降低，不僅會導(dǎo)致運動能力下降[1-4]，還會導(dǎo)致各種病理狀況和訓(xùn)練傷的發(fā)生。其中維生素對于延緩運動性疲勞和提高訓(xùn)練水平具有重要作用。

2 維生素與運動性疲勞的關(guān)系

2.1 維生素A

維生素A是包括視黃醇、棕櫚酸視黃酯和β-胡蘿卜素等各種脂溶性物質(zhì)的總稱，其各種代謝產(chǎn)物對視力、細(xì)胞分化、上皮屏障功能和免疫功能至關(guān)重要。類胡蘿卜素中β-胡蘿卜素是目前已知的作用最強的單線態(tài)氧清除劑，如果維生素A缺乏，抗氧化能力會顯著減弱[5]。在劇烈運動時，自由基或氧化氮物質(zhì)活動增強，可能會抑制肌肉收縮功能，從而導(dǎo)致肌肉疲勞和功能受損。關(guān)于維生素A與延緩運動性疲勞的研究較少，在新冠病毒感染后，補充維生素A可以有效改善一些臨床癥狀（虛弱和疲勞，發(fā)燒、身體疼痛），適當(dāng)提高機體的抗氧化狀態(tài)，抑制運動中氧自由基的生成，延緩疲勞的發(fā)生[6-7]。研究發(fā)現(xiàn)，適量加入維生素A可一定程度上改善大鼠體內(nèi)維生素的儲存水平，并提高機體抗氧化能力[5]。類胡蘿卜素中一種有效抗氧化劑是蝦青素，它是一種酮式類胡蘿卜素。蝦青素不僅能減少肌肉中乳酸的積累，降低酸中毒的嚴(yán)重程度，還可以限制自由基氧化過程，并且能增加谷胱甘肽的含量，繼而保護(hù)細(xì)胞膜免受活性氧的侵害。長期服用（幾個月）4mg/d的蝦青素（最佳推薦劑量為2～4mg/d），可提高運動員的身體訓(xùn)練能力和對劇烈運動的耐受性[3]。維生素A成人每日需要800 μg/d，低強度和中等強度運動建議補充量2～3mg/d，高等強度運動補充3～6mg/d[8]，可通過合理膳食和營養(yǎng)補充劑中獲得。

2.2 B族維生素

運動或訓(xùn)練時，因為流汗較多，會導(dǎo)致部分水溶性維生素的流失，尤其是B族維生素。B族維生素參與細(xì)胞產(chǎn)生能量過程的多個環(huán)節(jié)，對提升耐力有重要作用。維生素B1以游離硫胺素和各種磷化形式存在，參與檸檬酸循環(huán)[9]。維生素B1能促進(jìn)糖原的有氧代謝，提高運動能力和延長耐力，同時加快清除乳酸堆積，減少運動后的酸痛、腫脹感，促進(jìn)疲勞恢復(fù)。當(dāng)維生素B1缺乏時，會導(dǎo)致檸檬酸循環(huán)發(fā)生障礙，糖的有氧和無氧供能系統(tǒng)紊亂，引起乳酸堆積，使運動員容易產(chǎn)生疲勞，運動能力顯著下降[10，15]。維生素B2在對碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)代謝至關(guān)重要的氧化還原反應(yīng)中當(dāng)載體，缺乏時誘發(fā)貧血引起疲勞[11-15]。維生素B3含有尼克酸和尼克酰胺，參與細(xì)胞內(nèi)鈣釋放的控制。在攝入不足時會使人食欲不振、疲勞和冷漠，影響訓(xùn)練人員有氧供能系統(tǒng)，產(chǎn)生線粒體功能障礙，導(dǎo)致肌肉減少，增加運動性疲勞[12]。維生素B5可以運送葡萄糖給肌肉緩解疲勞，缺乏時會頭痛失眠，并且在日常運動后會導(dǎo)致疲勞。研究顯示，每天補充2g泛酸維持2周，受過訓(xùn)練的長跑運動員能夠更好地利用氧氣，減少乳酸堆積，運動表現(xiàn)更好[15]；每天補充4g泛酸，持續(xù)4周后，疲勞癥狀減輕或消失[8]。維生素B6在蛋白質(zhì)的代謝過程中起調(diào)控作用，增加肌肉質(zhì)量，提升耐力水平，缺乏會引起虛弱、疲勞，這可能是由于血紅蛋白合成缺陷導(dǎo)致小細(xì)胞性貧血引起[12]。Vander Beek等[16]讓運動員服用維生素B1、B2、B6、C僅能滿足需要量1/3的飲食，8周后，血液中這4種維生素表現(xiàn)出輕中度缺乏，發(fā)現(xiàn)有氧運動能力下降16%，無氧運動能力下降24%。當(dāng)再以維生素需要量多1倍的進(jìn)行補充2周后，運動能力得到部分恢復(fù)，但仍未達(dá)到實驗前水平，這可能與體內(nèi)已經(jīng)發(fā)生了維生素缺乏，短期得不到糾正有關(guān)。因此，在訓(xùn)練前要糾正B族維生素缺乏狀態(tài)，至少應(yīng)在訓(xùn)練的3周前補充，補充的時間太短不起作用。缺乏維生素B9可導(dǎo)致巨幼紅細(xì)胞性貧血，有氧代謝降低，能量釋放減少，產(chǎn)生疲勞，降低運動能力[12，18]。研究報道，對地中海貧血兒童補充葉酸（1mg/d，持續(xù)3個月），報告顯示疲勞感減少[15]。缺乏維生素B12（鈷胺素）可導(dǎo)致能量和運動耐力下降，并伴有疲勞和呼吸短促，補充維生素B12后，癥狀消退，其劑量和途徑取決于缺乏的原因和嚴(yán)重程度[17-18]。大多數(shù)B族維生素的缺乏都與身體疲勞有關(guān)，但邊緣性缺乏引起的癥狀經(jīng)常被忽視[19]。維生素B1成人推薦攝入量為1.2～2.1mg/d，參訓(xùn)人員2.5～5.0mg/d。世界衛(wèi)生組織維生素B2的推薦量為0.5mg/1 000cal，耐力運動補充量應(yīng)為4mg/d，高強度運動補充量可增加至8mg/d[8]。關(guān)于訓(xùn)練人員或運動員補充維生素B3、維生素B6、維生素B9及維生素B12的數(shù)據(jù)較少，對于我國普通成人[20]，維生素B3推薦攝入量男性15mg NE/d、女性12mg NE/d，維生素B6推薦攝入量男性2.0mg/d、女性1.6mg/d，維生素B9推薦攝入量400μg/d，維生素B12推薦攝入量2.4μg/d。

2.3 維生素C

維生素 C是緩解氧化應(yīng)激下的肌肉損傷的重要營養(yǎng)素，是一種被視為在運動中恢復(fù)抗氧化保護(hù)和減少疲勞的有效抗氧化劑。2020年，Welch等[21]對2 570例女性進(jìn)行食物頻次膳食調(diào)查發(fā)現(xiàn)，維生素C攝入量與年齡＜65歲女性群體的骨骼肌質(zhì)量呈正比。維生素C在中度缺乏的癥狀包括疲勞、易怒、肌肉疼痛，在維生素C充足時骨骼肌質(zhì)量更好、疲勞程度更低。一項研究顯示，20名肥胖成人持續(xù)4周每天口服500mg維生素C或安慰劑，在接受維生素C治療的受試者中，中等強度運動時感覺用力的等級和全身疲勞評分顯著降低[15]。另一項研究中，44名工人連續(xù)2周每天口服6g維生素C，血液中的維生素C從42.9mol/L增加到68.6mol/L顯著增加，報告疲勞感較低[15]。一項隨機試驗中，141名年齡在20～49歲的辦公室工作人員接受了10g維生素C的一次性靜脈注射，干預(yù)2h后觀察，維生素C治療組的疲勞評分顯著降低。盡管有證據(jù)表明補充維生素C抗氧化劑可以提高耐力，但維生素C對運動能力影響的機制仍有待研究[21-23]。一些研究表明，短期補充維生素C對運動誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和炎癥有保護(hù)作用，長期補充維生素C可以觀察到對脂質(zhì)過氧化有抑制作用[15，24-25]。維生素C正常人推薦量為50～100mg/d，低強度運動補充100～140mg/d、中等強度運動補充140～200mg/d、高等強度運動補充600～800mg/d[26]。

2.4 維生素E

美國運動醫(yī)學(xué)院發(fā)現(xiàn)，運動員普遍認(rèn)為補充抗氧化劑如維生素C、E，可以提高運動成績[19，23]。運動員的飲食中補充維生素E具有特殊的作用，在維生素E的直接參與下，電子通過線粒體中的呼吸鏈運輸，許多酶的功能，由于抗氧化特性，實現(xiàn)了活性氧形式的中和。成年人每天對維生素E的需求為15mg，但對于承受高強度負(fù)荷和氧化壓力的運動員來說遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。研究表明，賽艇運動員單次服用1 000mg的維生素E后，氧化應(yīng)激的強度會降低[21]。Ethan Lowry等[23]證明了補充維生素C和維生素E組合，可以有效改善肌肉疼痛，身體的氧化狀態(tài)、能量產(chǎn)生和炎癥標(biāo)志物得到顯著改善。但也有一些證據(jù)表明，抗氧化劑補充劑（如維生素C和E）是通過阻斷合成代謝信號通路，從而損害運動員對訓(xùn)練已有的適應(yīng)能力，所以對這些補充劑的使用應(yīng)特別謹(jǐn)慎。在耐力運動訓(xùn)練時，機體內(nèi)源性抗氧化劑會增多，為機體提供足夠的保護(hù)，而無需增加外源性抗氧化劑的攝入量[25]。Madalyn等[25]研究顯示，除了在高海拔地區(qū)進(jìn)行訓(xùn)練或者想短期提高運動成績的運動員外，補充維生素E并明顯無益處。對于長期大量補充維生素E損傷了人自身的適應(yīng)性，還會影響運動表現(xiàn)。

此外，維生素C和E單獨使用和/或聯(lián)合使用對肌肉質(zhì)量和力量的研究結(jié)果也不一致[23-28]。所以建議運動員攝入適量的水果、蔬菜及堅果，這些水果和蔬菜富含維生素、礦物質(zhì)、植物化學(xué)物質(zhì)及其他生物活性化合物，以滿足運動后機體對維生素E、C的推薦攝入量。維生素E中國居民膳食指南建議正常人補充量為7～10mg/d，低強度運動需求量為14～20mg/d、中等強度運動需求量為24～30mg/d、高強度運動需要量為30～50mg/d[4]。

2.5 維生素D

維生素D水平低的人群易出現(xiàn)疲勞、肌肉酸痛和虛弱、血脂異常等癥狀[29-33]，補充維生素D可以顯著改善維生素D缺乏而導(dǎo)致的疲勞[8]。一項研究表明，補充維生素D可能在預(yù)防運動員離心性肌肉收縮運動時骨骼肌損傷中發(fā)揮重要作用[31]。維生素D可減弱炎癥生物標(biāo)志物，維生素D的狀態(tài)充足可以縮短骨骼肌損傷的恢復(fù)時間。Gabr等[32]研究發(fā)現(xiàn)，維生素D血清水平與肌肉疲勞生物標(biāo)志物存在顯著關(guān)聯(lián)，對85例健康老年（64～96歲）受試者，通過運動問卷、血清25-羥維生素D、肌肉疲勞生物標(biāo)志物（鈣、肌酸激酶等）等生化指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肌肉疲勞程度發(fā)生率低、肌肉性能（力量強度）好的老年人血液中維生素D水平較高，進(jìn)行無氧運動較多，因此較高水平的維生素D可能對異常肌肉損傷、改善疲勞有積極預(yù)防作用[32-34]。

目前，對于1 500～2 000IU/d的維生素D劑量是否能在長期訓(xùn)練的運動員中維持足夠的血清維生素D濃度，以及運動表現(xiàn)所需的最佳水平還存在爭議[30，32]。但是低于1 000 IU/d的劑量可能不夠，尤其是對于年齡較大的運動員來說。研究表明膳食補充2 000～5 000IU/d的維生素D對骨骼健康和骨骼肌功能有積極影響[28]。然而，并沒有具體說明多少劑量的維生素D可以有效改善肌肉損傷。還需要進(jìn)一步研究證明不同劑量的維生素D補充對骨骼肌功能和運動員最佳表現(xiàn)的關(guān)系。

2.6 維生素K

維生素K是蛋白活化的基礎(chǔ)，還參與骨鈣素的羧化，可調(diào)節(jié)骨礦物質(zhì)的積累，限制破骨細(xì)胞的產(chǎn)生，進(jìn)而減少骨密度水平的下降，減少運動時骨折風(fēng)險[35]。在幾種維生素K同系物中，MK-7（維生素K2）有更高的生物利用度，其會增加骨礦物質(zhì)密度并促進(jìn)骨骼質(zhì)量和強度[36]。Van等[37]對55～65歲的633例受試者進(jìn)行了13年的隨訪，結(jié)果顯示，在維生素K低水平女性群體中，她們的握力值更低、小腿圍較細(xì)、軀體功能差，這也提示維生素K可能參與了肌少癥的發(fā)生、發(fā)展過程，正常水平對維持肌肉力量能產(chǎn)生有益影響。2015年，日本成年男性和女性的維生素K每日平均攝入量增加了近2倍，達(dá)到150μg/d[36]。但因為蔬菜中的維生素K1很難被吸收，所以是否能維持正常的骨代謝，維生素K在緩解疲勞的作用機制，均需進(jìn)一步基礎(chǔ)研究。世界衛(wèi)生組織和糧食及農(nóng)業(yè)組織已將維生素K1的推薦劑量基于1μg/d/kg，設(shè)為男性65μg/d、女性55μg/d[38]。

3 結(jié)論

維生素參與細(xì)胞更新、能量轉(zhuǎn)化、清除體內(nèi)自由基，具有提高心肺功能，強健骨骼和肌肉等特殊作用。補充維生素在某些條件下已經(jīng)證明具有提高運動表現(xiàn)和成績、緩解疲勞等效果。臨床對微量營養(yǎng)素在緩解疲勞中作用的共識是，對低或極低攝入量或已經(jīng)缺乏的患者補充維生素后癥狀會好轉(zhuǎn)，會在身體疲勞方面產(chǎn)生健康益處，但也有一些關(guān)于維生素補充的研究得出了相互矛盾或不確定的結(jié)果。同時，維生素補充劑有效劑量應(yīng)考慮補充的化學(xué)形式（影響其生物利用度）和補充的持續(xù)時間。因此，通過維生素補充來抗疲勞方法的實施應(yīng)該建立在系統(tǒng)評估和嚴(yán)格監(jiān)管下，還有待進(jìn)一步研究，以確保在緩解疲勞、提高訓(xùn)練或運動成績的同時，不會對人體造成短期或長期的不良后果。

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Research Progress on Effects of Vitamins on Exercise Fatigue

GUAN Yang 1，DAI Wei1，XIU Xue-jing2，LI Hui-zi1

（1Characteristic Medical Center ，Rocket Army Dietitian Clinic，Beijing 100088 ，China；

2Beijing No.35 High School Swimming Team，Beijing 100032，China）

Abstract：ObjectiveTo introduce the effect of vitamin A，D，C，E，K and B group vitamins on sports fatigue to provide reference for the standardized management of sports fatigue by supplementing vitamins.MethodBy consulting the databases of Web of Science，CNKI，PubMed and so on，this paper collected，sorted out，refined the domestic and foreign literatures on exercise-induced fatigue，and made? comprehensive introduction and elaboration.ResultSupplements of vitamins A and B can delay the onset of fatigue and promote recovery from fatigue. Studies on muscle mass and strength with vitamin C and E alone and/or in combination have been inconsistent. Long-term and large-scale supplementation of vitamin C and E can damage the body adaptability and affect sports performance. Vitamin D and K are beneficial to bone health，but the dose of effective improvement of muscle injury still needs further study.ConclusionVitamin plays an important role in the occurrence and development of exercise-induced fatigue. The principle and methods of anti-fatigue by vitamin supplementation need to be further studied and should be carried out under systematic evaluation and strict supervision.

Keywords：exercise fatigue;vitamin;oxidative stress

基金項目：軍委后勤保障部衛(wèi)生局2021年度衛(wèi)生防疫防護(hù)專項任務(wù)（項目編號：21FYFH05）。

并列第一作者：關(guān)陽（1983— ），女，碩士，副主任營養(yǎng)師，研究方向：臨床營養(yǎng)；戴煒（1990— ），女，學(xué)士，主管營養(yǎng)師，研究方向：臨床營養(yǎng)。

通信作者：李惠子（1982— ），女，博士，副主任醫(yī)師，研究方向：臨床營養(yǎng)。