陳 慧，馬 璇，曹麗行，趙 沖，尹淑濤，張 秋*，扈洪波,*

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083；2.國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局 國(guó)家藥品監(jiān)督管理局高級(jí)研修學(xué)院，北京 100820）

疲勞是一種普遍存在的生理現(xiàn)象，是一個(gè)復(fù)雜的生理生化過(guò)程。一般情況下，疲勞是指生理過(guò)程不能持續(xù)其功能在特定水平和（或）不能維持預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，即運(yùn)動(dòng)性疲勞[1]。持續(xù)性或重度疲勞不僅會(huì)影響人們的正常生活，還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)分泌紊亂、免疫力下降，甚至出現(xiàn)器質(zhì)性疾病，威脅身體健康。運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生往往伴隨著能量物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、激素水平、細(xì)胞代謝調(diào)節(jié)酶和抗氧化系統(tǒng)酶類等的變化，實(shí)質(zhì)上就是內(nèi)環(huán)境平衡失去穩(wěn)態(tài)引起了機(jī)體不適感[2]。目前，運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生的機(jī)制主要包括能量耗竭、代謝產(chǎn)物蓄積和氧自由基-脂質(zhì)過(guò)氧化物學(xué)說(shuō)[3-5]。這三大機(jī)制之間存在著共同的信號(hào)調(diào)控途徑，如能量代謝改變可以激活腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK），氧化應(yīng)激同樣也能激活A(yù)MPK，參與機(jī)體抗氧化還原反應(yīng)的調(diào)節(jié)[6]。因此，以抗氧化與能量代謝的共同調(diào)控靶點(diǎn)作為篩選安全有效的抗疲勞活性成分并設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)抗疲勞產(chǎn)品是非?？尚械牟呗?。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的食源性抗疲勞活性成分的相關(guān)研究，這些工作的開(kāi)展為抗疲勞功能產(chǎn)品的研發(fā)與抗疲勞機(jī)制的闡釋奠定了基礎(chǔ)。本文重點(diǎn)從運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生機(jī)制、具有潛在抗疲勞作用的食源性活性成分及其應(yīng)用等方面進(jìn)行綜述，并提出亟待加強(qiáng)的研究方向，這對(duì)今后篩選安全高效的抗疲勞活性成分具有重要意義，同時(shí)為新型抗疲勞保健產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)提供參考。

1 運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生機(jī)制

運(yùn)動(dòng)疲勞是發(fā)生于多器官、多細(xì)胞和多分子水平上的一連串事件，其產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制非常復(fù)雜。根據(jù)各種生理誘發(fā)因素的作用途徑、位點(diǎn)和方式可以將運(yùn)動(dòng)疲勞分為外周疲勞和中樞疲勞[7]。外周疲勞通常被定義為肌肉功能的受損，而中樞疲勞是指大腦無(wú)法維持產(chǎn)生所需動(dòng)力或輸出所需能量的驅(qū)動(dòng)力，指的是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部的過(guò)程[8]。能量耗竭、代謝產(chǎn)物蓄積和氧化應(yīng)激是目前疲勞產(chǎn)生機(jī)制的主流學(xué)說(shuō)，它們對(duì)肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響可能直接導(dǎo)致了疲勞的產(chǎn)生。

1.1 能量耗竭對(duì)肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響

機(jī)體中為生命活動(dòng)供應(yīng)能量的主要能源物質(zhì)有三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）、磷酸肌酸、糖原、血糖以及脂肪，能量供應(yīng)不足是導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力下降和疲勞產(chǎn)生的因素之一，而運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以影響能源物質(zhì)的消耗速率。短時(shí)間、大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，體內(nèi)ATP和磷酸肌酸等高能磷酸化合物水平的下降是引起疲勞的主要因素[9]。長(zhǎng)時(shí)間、大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，肌糖原是決定疲勞產(chǎn)生的主要能源物質(zhì)，肌糖原含量的降低引起肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+釋放的減少，肌肉收縮功能下降[10]。中等強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，血糖濃度顯著下降使大腦能量供應(yīng)不足引起中樞疲勞。中低等強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，脂肪動(dòng)員加強(qiáng)產(chǎn)生大量的游離脂肪酸，而血漿游離脂肪酸的累積則促進(jìn)游離色氨酸的增加，過(guò)多的色氨酸進(jìn)入腦內(nèi)引起5-羥色胺水平上升，從而抑制大腦工作能力，加強(qiáng)中樞疲勞[11]。運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度通常以個(gè)人最大耗氧量（VO2max）的百分比來(lái)表示，低、中、高等運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度分別對(duì)應(yīng)于小于45%、45%～75%和大于75%的?？偠灾?，不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間對(duì)能量代謝底物的利用具有選擇性，根據(jù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)選擇合適的能源物質(zhì)的補(bǔ)充有利于延緩疲勞的產(chǎn)生。

1.2 代謝產(chǎn)物蓄積對(duì)肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響

運(yùn)動(dòng)加快了能源物質(zhì)的消耗，同時(shí)也伴隨著更多代謝產(chǎn)物的生成，進(jìn)而破壞體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)[13]。乳酸、無(wú)機(jī)磷酸、H＋、酮體、NH3等是引起運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生的主要代謝產(chǎn)物。酸性代謝產(chǎn)物如乳酸、無(wú)機(jī)磷酸、酮體等會(huì)使H＋濃度上升，H＋的累積導(dǎo)致肌肉pH值下降，抑制磷酸化酶和磷酸果糖激酶活性，從而限制糖原分解及糖酵解反應(yīng)，導(dǎo)致能量供應(yīng)的不足[14]。但是有研究報(bào)道酮體可以作為運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，前提是機(jī)體需具備生酮適應(yīng)性，酮體可持續(xù)快速地供應(yīng)能量，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)耐力，促進(jìn)疲勞恢復(fù)，防止力竭運(yùn)動(dòng)引起的肌肉和器官損傷[15]。Tsuda等[16]研究發(fā)現(xiàn)健康志愿者在補(bǔ)充精氨酸、纈氨酸和絲氨酸的混合補(bǔ)劑后，運(yùn)動(dòng)前血液中酮體的含量明顯增加，同時(shí)也促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體對(duì)酮體的利用，延緩了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中疲勞的產(chǎn)生。由此可見(jiàn)，代謝產(chǎn)物的堆積對(duì)機(jī)體的利與害主要取決于它在體內(nèi)蓄積的程度，增強(qiáng)機(jī)體利用代謝產(chǎn)物的能力可以減少損傷及改善運(yùn)動(dòng)能力。

研究表明，運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)神經(jīng)元5-羥色胺的合成和釋放，中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制過(guò)程占優(yōu)勢(shì)，即表現(xiàn)為中樞疲勞[17-18]。此外，當(dāng)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致能量耗盡后，肌肉蛋白分解代謝產(chǎn)生NH3，NH3具有神經(jīng)毒性作用，從而也能引起疲勞[17]。有研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度在50% VO2max時(shí)，幾乎觀察不到NH3的累積；運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度在70%～110% VO2max時(shí)，NH3的生成顯著增加[19]。所以，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)疲勞生化指標(biāo)的變化具有重要的影響。因此，在不同的運(yùn)動(dòng)疲勞模型中，可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。

1.3 氧化應(yīng)激對(duì)肌肉和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響

氧化應(yīng)激是指體內(nèi)氧化劑與抗氧化劑之間平衡穩(wěn)態(tài)被打破，且氧化劑占據(jù)優(yōu)勢(shì)，從而導(dǎo)致氧化還原信號(hào)通路被阻斷，體內(nèi)大分子物質(zhì)如DNA、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等受到損傷[20]。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中自由基的生成與肌肉收縮強(qiáng)度有關(guān)。短暫或低強(qiáng)度的肌肉收縮誘導(dǎo)生成的活性氧（reactive oxygen species，ROS）/NO水平具有增強(qiáng)骨骼肌收縮相關(guān)蛋白如Ca2＋釋放通道蛋白（ryanodine receptor 1，RyR1）和肌鈣蛋白I（troponin I）的S-亞硝基化和S-谷胱甘肽酰化作用，從而提高肌原纖維的鈣敏感性及增強(qiáng)骨骼肌收縮力量；而運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生過(guò)量ROS/NO時(shí)可引起RyR1超S-亞硝基化致使其與亞基calstabin1分裂，肌原纖維的鈣敏感性受到抑制，導(dǎo)致骨骼肌收縮功能及力量輸出受損[21]。此外，自由基與物質(zhì)輸送有關(guān)。在安靜狀態(tài)下，機(jī)體內(nèi)的氧化應(yīng)激處于較低水平，適量的自由基具有促進(jìn)血管舒張的作用，增強(qiáng)O2和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流通；然而過(guò)高的自由基水平卻會(huì)抑制血管擴(kuò)張并且減少血液流量，引起身體各組織器官如骨骼肌、心臟、皮膚和大腦所需的O2和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng)不足，加速疲勞的產(chǎn)生[22]。

當(dāng)前很多抗氧化劑應(yīng)用于緩解運(yùn)動(dòng)疲勞中表現(xiàn)出良好的效果，如N-乙酰半胱氨酸、VC、VE等[23]，但也有研究表明這類抗氧化劑的使用不但沒(méi)有增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力，反而有損肌肉功能[21]。這很有可能是因?yàn)樵诓煌倪\(yùn)動(dòng)模型中沒(méi)有準(zhǔn)確評(píng)價(jià)機(jī)體的氧化應(yīng)激水平，抗氧化劑的過(guò)量使用造成的。因此，當(dāng)調(diào)控氧化應(yīng)激水平至機(jī)體可適應(yīng)的生理水平時(shí)，抗氧化劑的抗疲勞效果才有可能最大程度顯現(xiàn)出來(lái)，且不易產(chǎn)生毒副作用。

1.4 抗運(yùn)動(dòng)疲勞的潛在分子機(jī)制

延緩運(yùn)動(dòng)疲勞的發(fā)生可以體現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)耐力的增強(qiáng)，同時(shí)表現(xiàn)出對(duì)能量代謝應(yīng)激和氧化應(yīng)激具有更好的適應(yīng)性。調(diào)控能量代謝和氧化應(yīng)激的兩個(gè)重要分子靶點(diǎn)分別是AMPK和核因子E2相關(guān)因子2（nuclear factor E2-related factor 2，Nrf2）。

AMPK是參與各種能量底物代謝通路的關(guān)鍵因子，主要包括葡萄糖的利用、促進(jìn)脂肪酸氧化、線粒體的生物合成以及肌纖維類型的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也參與了細(xì)胞氧化應(yīng)激通路的調(diào)控，在運(yùn)動(dòng)性疲勞的調(diào)節(jié)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。AMPK通過(guò)磷酸化GTP酶激活蛋白TBC1D1（Tre-2/BUB2/cdc1 domain family 1）促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（glucose transporter type 4，GLUT4）囊泡與細(xì)胞膜融合，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞外葡萄糖分子向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)并進(jìn)一步在細(xì)胞內(nèi)氧化代謝產(chǎn)能或進(jìn)行糖原合成[24]。Lee-Young等[25]研究發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)顯性失活突變型AMPK小鼠與野生型小鼠相比，其氧利用能力和運(yùn)動(dòng)能力均明顯減弱。AMPKα2敲除小鼠與野生型小鼠相比，其能承受的最大跑步速度減少了27%，且脂肪酸氧化能力降低。AMPKα2活化后增強(qiáng)了丙酮酸脫氫酶激酶4（pyruvate dehydrogenase kinase 4，PDK4）蛋白的表達(dá)，抑制了丙酮酸脫氫酶（pyruvate dehydrogenase，PDH）的活性，因此葡萄糖氧化速率受到限制，而線粒體對(duì)脂肪酸的攝取增加，脂肪酸進(jìn)行氧化代謝產(chǎn)能，則有利于糖原的合成，加快疲勞的消除[26]。

研究表明增強(qiáng)骨骼肌過(guò)氧化物增殖子激活-受體因子γ輔激活因子（peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）的表達(dá)水平可以增加肌肉的重量并促進(jìn)乳酸代謝，從而提高運(yùn)動(dòng)能力，其涉及到的分子機(jī)制有CaMKK-AMPK-PGC-1α和NO-CREB-PGC-1α信號(hào)途徑[27-28]。在相同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下，間歇性運(yùn)動(dòng)引起的反復(fù)代謝波動(dòng)相比于持續(xù)性運(yùn)動(dòng)更有利于增強(qiáng)AMPK、CaMKII和p38絲裂原活化的蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinases，p38-MAPK）的磷酸化，從而增強(qiáng)骨骼肌PGC-1α的表達(dá)，促進(jìn)線粒體的生物合成，調(diào)節(jié)細(xì)胞對(duì)氧化應(yīng)激的適應(yīng)性反應(yīng)[29]。此外，肌肉中肌纖維的比例對(duì)運(yùn)動(dòng)耐力具有很大的影響。I型和IIa型肌纖維主要進(jìn)行的是有氧代謝反應(yīng)，IId/x型和IIb型肌纖維主要利用糖酵解供能，增加I型和IIa型肌纖維的比例有利于提高運(yùn)動(dòng)耐力，AMPK在激活狀態(tài)下調(diào)控PGC-1α的活性，可促使肌纖維向I型和IIa型轉(zhuǎn)化[30]。

Zimmermann等[31]利用一種AMPK和Nrf2的激活因子——黃腐酚證實(shí)了AMPK激活對(duì)小鼠胚胎成纖維細(xì)胞中Nrf2/血紅素加氧酶（heme oxygenase 1，HO-1）信號(hào)通路具有增強(qiáng)作用，表明細(xì)胞氧化還原信號(hào)通路與能量代謝信號(hào)通路之間存在緊密的合作關(guān)系。而且，AMPK可直接磷酸化Nrf2，并通過(guò)抑制糖原合成酶激酶-3β的活性間接促進(jìn)Nrf2的核內(nèi)蓄積，Nrf2與抗氧化反應(yīng)元件（antioxidant response element，ARE）結(jié)合后驅(qū)動(dòng)抗氧化酶基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞氧化應(yīng)激平衡[32]?？偠灾蓪MPK作為靶點(diǎn)中心，從調(diào)控代謝底物的利用、細(xì)胞氧化應(yīng)激的適應(yīng)性、線粒體的生物合成以及肌纖維類型的變化相關(guān)的信號(hào)通路來(lái)闡釋抗運(yùn)動(dòng)疲勞潛在的分子機(jī)制（圖1）。

圖1 基于AMPK信號(hào)通路的抗運(yùn)動(dòng)疲勞潛在分子機(jī)制Fig. 1 Potential molecular mechanism of exercise-induced fatigue resistance based on AMP-activated protein kinase signaling pathway

Nrf2是機(jī)體應(yīng)對(duì)氧化損傷的一種重要轉(zhuǎn)錄因子，大部分組織中均有表達(dá)。正常情況下，Nrf2與Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1（Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1）和泛素連接酶Cullin 3在細(xì)胞質(zhì)中結(jié)合并不斷被降解；氧化應(yīng)激發(fā)生時(shí)，Nrf2脫離Keap1，向細(xì)胞核內(nèi)遷移，然后與核內(nèi)相關(guān)抗氧化基因的啟動(dòng)子如ARE結(jié)合后促進(jìn)其轉(zhuǎn)錄及翻譯過(guò)程，從而產(chǎn)生抗氧化酶或蛋白，清除過(guò)量自由基，維持機(jī)體氧化還原穩(wěn)態(tài)[33-34]。Nrf2調(diào)控抗氧化酶基因包括HO-1、醌氧化還原酶1（quinine oxidoreductase l，NQO1）、谷氨酸-半胱氨酸連接酶催化亞基（glutamate-cysteine ligase catalytic subunit，GCLC）、硫氧還蛋白還原酶1（thioredoxin reductase 1，TXNRD1）等的表達(dá)，同時(shí)也可通過(guò)調(diào)控蘋果酸酶1（malic enzyme 1，ME-1），異檸檬酸鹽脫氫酶1（isocitrate dehydrogenase，IDH-1）、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（glucose 6-phosphatedehydrogenase，G6PD）、6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（6-phosphogluconate dehydrogenase，6-PGD）參與還原型輔酶Ⅱ（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）的生成，NADPH是氧化型谷胱甘肽（glutathione，GSH）和硫氧還蛋白（thioredoxin，Thx）重要的還原劑[34-35]。急性運(yùn)動(dòng)中Nrf2被激活，以此對(duì)抗運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)量的ROS；當(dāng)Nrf2被阻斷時(shí)，心肌對(duì)氧化應(yīng)激的敏感性增強(qiáng)，加快內(nèi)源性抗氧化劑GSH的耗盡，造成細(xì)胞、組織和器官產(chǎn)生更嚴(yán)重的氧化損傷[36]。Oh等[37]研究表明通過(guò)激活Nrf2介導(dǎo)的骨骼肌氧化還原信號(hào)通路可以緩解小鼠力竭性運(yùn)動(dòng)引起的肌肉疲勞，而Nrf2敲除的小鼠在力竭性運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的氧化應(yīng)激和肌肉損傷程度更加嚴(yán)重，小鼠運(yùn)動(dòng)能力顯著降低。

Nrf2影響線粒體脂肪酸氧化速率。在含有相同濃度棕櫚酸的無(wú)葡萄糖培養(yǎng)基離體培養(yǎng)WT、Keap1-KO和Nrf2-KO小鼠胚胎成纖維細(xì)胞MEFs，各組MEFs細(xì)胞的耗氧率、ATP生成量、線粒體呼吸速率均有顯著差異，其中Keap1-KO MEFs細(xì)胞中Nrf2表達(dá)量最高，線粒體脂肪酸氧化速率最快[38]，然而Nrf2是如何調(diào)節(jié)線粒體氧化脂肪酸的機(jī)理尚不清楚，可能與其調(diào)控參與脂肪酸氧化相關(guān)基因（圖2）的表達(dá)有關(guān)[39]。通過(guò)激活Nrf2信號(hào)通路，一方面有助于緩解運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)度氧化應(yīng)激造成的細(xì)胞、組織及器官的損傷；另一方面可以增強(qiáng)線粒體脂肪酸氧化功能，有助于減少葡萄糖氧化，從而促進(jìn)糖原合成。因此，Nrf2可以作為抗運(yùn)動(dòng)疲勞的分子靶點(diǎn)，其可能的調(diào)控機(jī)制如圖2所示。

不管是在短期還是長(zhǎng)期的體力活動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)都會(huì)受到線粒體氧化磷酸化速率達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的滯后程度的影響，運(yùn)動(dòng)開(kāi)始的前幾分鐘以及運(yùn)動(dòng)負(fù)荷的逐步增加過(guò)程中，氧化磷酸化速率需要一定的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)[40]。這一過(guò)程受到肌肉能量水平、可利用O2的多少以及代謝相關(guān)酶的激活的影響。其中，運(yùn)動(dòng)引起乙?；牟蛔闶窃斐裳趸x緩慢，運(yùn)動(dòng)耐力受限的因素之一。肉毒堿乙酰轉(zhuǎn)移酶（carnitine acyl-transferase，CrAT）是一種線粒體酶，調(diào)控乙酰輔酶A和乙酰肉堿的相互轉(zhuǎn)化以及肌肉能量的經(jīng)濟(jì)化利用，CrAT介導(dǎo)的緩沖線粒體內(nèi)乙酰基作用是優(yōu)化運(yùn)動(dòng)性能的關(guān)鍵因子[41]。小鼠骨骼肌CrAT基因特異性敲除后，不管在中低強(qiáng)度和高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中小鼠運(yùn)動(dòng)能力相比于野生型小鼠顯著減弱、糖原消耗明顯增加、氧利用效率顯著降低[41]。L-肉堿具有增強(qiáng)CrAT mRNA表達(dá)的作用，運(yùn)動(dòng)前正常小鼠補(bǔ)充L-肉堿有效延長(zhǎng)了跑臺(tái)力竭時(shí)間，而CrAT基因敲除的小鼠補(bǔ)充L-肉堿后，運(yùn)動(dòng)耐力不受影響[41-42]。所以，提高線粒體CrAT的含量與活性可作為改善運(yùn)動(dòng)耐力的一個(gè)策略。

圖2 基于Nrf2信號(hào)通路的抗運(yùn)動(dòng)疲勞潛在分子機(jī)制Fig. 2 Potential molecular mechanism of exercise-induced fatigue resistance based on nuclear factor E2-related factor 2 signaling pathway

過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體δ（peroxisome proliferators-activated receptor δ，PPARδ）也可以作為抗運(yùn)動(dòng)疲勞的一個(gè)分子靶點(diǎn)。PPARδ及其共激活子PGC-1α是調(diào)節(jié)線粒體的生物合成和肌纖維氧化能力，脂肪酸氧化的關(guān)鍵因子，也是機(jī)體運(yùn)動(dòng)耐力的調(diào)節(jié)因素[43-44]。研究表明，靶向PPARδ在骨骼肌中的過(guò)表達(dá)小鼠的跑步耐力是野生型小鼠的兩倍，腓腸肌中紅肌比例明顯增加，即主要以有氧代謝產(chǎn)能方式的I型肌纖維含量顯著高于野生型小鼠[45]。Narkar等[46]發(fā)現(xiàn)PPARδ激動(dòng)劑GW1516聯(lián)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能協(xié)同增加成年小鼠氧化型肌纖維比例以及在跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)測(cè)試中的運(yùn)動(dòng)耐力，兩者聯(lián)合作用對(duì)小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力相比只進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的小鼠提高了70%，然而單獨(dú)補(bǔ)充PPARδ激動(dòng)劑或運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練相同時(shí)間并不能改善小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與PPARδ激活對(duì)部分基因的調(diào)控作用相似，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練聯(lián)合GW1516增強(qiáng)PPARδ轉(zhuǎn)錄活性至一定程度時(shí)才能使運(yùn)動(dòng)耐力增強(qiáng)至可觀測(cè)的范圍，如骨骼肌VP16-PPARδ基因型小鼠擁有持續(xù)較高PPARδ活性，運(yùn)動(dòng)耐力是野生型的2 倍[45-46]。因此，藥物激活PPARδ只有在結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練誘導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)分子的活化才能有效增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)耐力，如AMPK。

基于抗運(yùn)動(dòng)疲勞的潛在分子靶點(diǎn)，更有利于篩選抗疲勞效果明顯、特異性強(qiáng)的活性成分。目前已有很多相關(guān)的研究報(bào)道了豐富多樣的抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性物質(zhì)，然而大部分都沒(méi)有明確闡釋抗疲勞的分子機(jī)制，只是初步評(píng)價(jià)了抗疲勞效果及生化指標(biāo)如血乳酸、尿素氮、肌酸激酶、脂質(zhì)過(guò)氧化物、抗氧化酶等的變化。將現(xiàn)有的抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性成分經(jīng)過(guò)抗運(yùn)動(dòng)疲勞分子靶點(diǎn)的再次篩選有利于尋找更加安全高效、機(jī)制明確的抗疲勞活性成分以及開(kāi)發(fā)具備多種功效、更加有利于健康的抗疲勞產(chǎn)品。

2 具有抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用的食源性有效成分

食物是機(jī)體所需要的各種生物活性成分的豐富來(lái)源，對(duì)于維持機(jī)體正常的生命活動(dòng)具有重要的意義。食物中含有多種多樣的生理活性成分，如茶葉中的茶多酚具有抗脂質(zhì)過(guò)氧化，預(yù)防衰老的作用；西蘭花、青花椰菜等蔬菜中的蘿卜硫素具有降糖、抗癌功能；葡萄、桑葚等漿果中的白藜蘆醇具有抗衰老、抗腫瘤、預(yù)防心血管疾病等生理活性。而具有抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性成分的食物也非常多，從食物當(dāng)中尋找抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性物質(zhì)也是當(dāng)前抗疲勞產(chǎn)品研究的熱點(diǎn)之一。眾多研究表明（表1），食源性抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性成分主要包括活性肽類、氨基酸類、糖類、維生素、多酚、生物堿、類胡蘿卜素以及皂苷類等天然活性產(chǎn)物，評(píng)價(jià)模型以動(dòng)物的負(fù)重游泳及跑臺(tái)模型為主，而且它們的抗疲勞作用普遍與調(diào)節(jié)能量代謝和氧化應(yīng)激的作用明顯相關(guān)。

2.1 生物活性肽及氨基酸類

食源性的生物活性肽主要是蛋白質(zhì)經(jīng)酶、酸或堿的水解產(chǎn)物，以及直接從高含量活性肽的天然動(dòng)植物組織中直接提取得到?，F(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，活性肽具有比蛋白質(zhì)和氨基酸更易消化、吸收和利用的優(yōu)點(diǎn)，它以完整的形式直接進(jìn)入小腸后被吸收進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，為全身提供營(yíng)養(yǎng)和能量[92]。動(dòng)物是抗疲勞生物活性肽的重要來(lái)源，包括海洋動(dòng)物、哺乳動(dòng)物、昆蟲(chóng)等；植物性生物抗疲勞活性肽的主要來(lái)源是大豆、玉米和花生等。草魚(yú)蛋白活性多肽可增強(qiáng)小鼠游泳運(yùn)動(dòng)耐力，與其自由基清除作用有一定的相關(guān)性，而堿性多肽、疏水性多肽抗氧化活性較高[47,93]。大豆多肽和玉米多肽在清除自由基方面也表現(xiàn)出了一定的作用，并且還可以促進(jìn)組織損傷恢復(fù)、減少乳酸堆積及增加糖原儲(chǔ)備[53,56,58]。從枯草芽孢桿菌發(fā)酵的脫脂豆粕當(dāng)中分離提取純化而來(lái)的一種大豆多肽，連續(xù)給小鼠灌胃20 d后進(jìn)行游泳耐力實(shí)驗(yàn)，大豆多肽可顯著延長(zhǎng)小鼠游泳耐力時(shí)間且呈劑量依賴性，最大延長(zhǎng)時(shí)間比例達(dá)到了70%，血乳酸水平和糖原水平均有顯著性改善[58]。

?；撬崾且环N非蛋白質(zhì)氨基酸，它主要分布于視網(wǎng)膜、中性粒細(xì)胞、神經(jīng)元以及心臟和骨骼肌中，對(duì)于細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)和肌肉功能具有重要的調(diào)節(jié)作用[62]。支鏈氨基酸包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，尤其是亮氨酸，通過(guò)增加蛋白質(zhì)合成的速度和降低蛋白質(zhì)在靜息狀態(tài)下的降解速度，有助于加速運(yùn)動(dòng)后肌肉的恢復(fù)[94]。Tsuda等[64]比較了大鼠運(yùn)動(dòng)前30 min急性補(bǔ)充三種支鏈氨基酸對(duì)其游泳1 h后的代謝相關(guān)指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)只有補(bǔ)充纈氨酸可以有效地維持肝糖原和血糖，增加大鼠運(yùn)動(dòng)后的自發(fā)活動(dòng)，表明纈氨酸有助于減輕運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的疲勞程度。肽類、氨基酸類化合物在抗疲勞作用方面不僅表現(xiàn)在抗氧化活性上，同時(shí)為機(jī)體的重要組成成分蛋白質(zhì)提供了合成原料，氨基酸在糖類代謝途徑中也是重要成員之一，因此氨基酸或肽類的補(bǔ)充可能對(duì)疲勞時(shí)機(jī)體糖代謝起到了調(diào)節(jié)作用。

2.2 多糖和寡糖

多糖是一類天然活性生物大分子，其最重要的生理功效就是免疫調(diào)節(jié)作用，目前也有不少研究發(fā)現(xiàn)多糖在抗疲勞方面也卓有成效。黑果枸杞（Lycium barbarum）多糖能顯著延長(zhǎng)負(fù)重力竭游泳小鼠的游泳時(shí)間，這與其提高小鼠抗氧化能力、促進(jìn)糖原儲(chǔ)備及減少代謝物蓄積的作用關(guān)系密切[69]。黑木耳（Auricularia auricula）多糖增強(qiáng)了小鼠在力竭游泳運(yùn)動(dòng)中的抗氧化能力，表現(xiàn)在過(guò)氧化物質(zhì)丙二醛（malondialdehyde，MDA）和8-羥基脫氧鳥(niǎo)苷水平降低，抗氧化酶如超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GPx）和過(guò)氧化氫酶活性增強(qiáng)，同時(shí)小鼠游泳耐力增強(qiáng)了36%以上[70]。李晶等[71]對(duì)姬松茸（Agaricus blazei）多糖的免疫功能和抗疲勞作用研究發(fā)現(xiàn)，姬松茸多糖不僅能提高小鼠血清中IL-6和TNF-α的含量及提高CD4＋、CD8＋細(xì)胞數(shù)量，并能延長(zhǎng)小鼠常壓耐缺氧時(shí)間和負(fù)重游泳時(shí)間，提高小鼠血清中SOD活性，降低MDA含量，有效改善了小鼠的免疫調(diào)節(jié)能力并緩解疲勞。在多糖的抗疲勞作用研究中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象多為大鼠或小鼠，給藥時(shí)間6～28 d不等，運(yùn)動(dòng)疲勞評(píng)價(jià)模型多采用游泳力竭模型，大部分具有延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)耐力時(shí)間作用的多糖都具有共同的特點(diǎn)，即增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)機(jī)體的抗氧化水平，說(shuō)明多糖的抗氧化作用對(duì)于延緩疲勞的產(chǎn)生意義重大[69-71,95-96]。

表1 食源性抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性成分Table 1 Mechanisms of action and functional evaluation of anti-exercise-induced fatigue components from food sources

除了部分多糖具有抗疲勞作用之外，人們發(fā)現(xiàn)寡糖也具有抗疲勞活性，如β-葡聚糖索拉膠。Xu Xi等[74]連續(xù)4 周給予ICR小鼠灌胃不同劑量的β-葡聚糖索拉膠，劑量為每天50、100 mg/kgβ-葡聚糖索拉膠有效延長(zhǎng)了小鼠的力竭游泳時(shí)間，與對(duì)照組相比，分別增加了63.4%和89.2%，并且顯著改善了疲勞相關(guān)生化指標(biāo)乳酸、血尿素氮、肌酸激酶等水平。此外，β-葡聚糖索拉膠增強(qiáng)了小鼠肌肉和肝臟中Nrf2的表達(dá)水平以及Nrf2下游信號(hào)分子HO-1及Trx的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平，表明β-葡聚糖索拉膠可通過(guò)調(diào)控Nrf2/HO-1/Trx信號(hào)通路緩解由運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氧化應(yīng)激對(duì)機(jī)體造成的疲勞感和損傷。魔芋葡萄甘露聚糖是魔芋中主要的成分，它可以抑制機(jī)體氧化物質(zhì)的生物合成或活化，提高機(jī)體抗氧化能力，減輕細(xì)胞的脅迫損傷，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)過(guò)度引起的免疫力下降[75]。不管是多糖還是寡糖，都具有一定的免疫調(diào)節(jié)功能，增強(qiáng)機(jī)體免疫力對(duì)其緩解疲勞作用是否有貢獻(xiàn)值得進(jìn)一步研究。

2.3 多酚類

多酚是天然抗氧化劑的主要來(lái)源，是含有多個(gè)酚羥基的芳香族化合物。多項(xiàng)研究表明多酚具有抗疲勞的功能，主要機(jī)制就是減少自由基的過(guò)度累積。單寧酸、花青素、兒茶酸、葛根素、茶多酚、蘆丁、姜黃素、槲皮素、大豆異黃酮等天然多酚類化合物都具有明顯的抗疲勞作用。桑葚果實(shí)中含有豐富的多酚類化合物，Jiang Dongqing等[97]對(duì)不同來(lái)源的桑葚果汁和果渣提取物進(jìn)行了體外抗氧化作用和負(fù)重力竭游泳時(shí)間的評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)力竭游泳時(shí)間與提取物抗氧化性具有一定的正相關(guān)性，表明桑葚多酚類化合物抗疲勞作用與其自由基清除功能有關(guān)。葛根素屬于異黃酮類化合物，具有抗中樞運(yùn)動(dòng)疲勞作用。有研究采用10 d遞增負(fù)荷游泳運(yùn)動(dòng)方式建立大鼠運(yùn)動(dòng)疲勞模型，通過(guò)Morris水迷宮測(cè)試法發(fā)現(xiàn)葛根素能顯著增強(qiáng)大鼠的認(rèn)知能力，主要機(jī)制是通過(guò)抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá)，減少了運(yùn)動(dòng)疲勞大鼠海馬組織中NO的生成，有利于海馬組織中環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷的含量趨于穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞大鼠神經(jīng)的保護(hù)作用，并且有助于疲勞恢復(fù)[76-77]。大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致小鼠肝臟尤其是線粒體的結(jié)構(gòu)和功能損傷，而在姜黃素提前4 周干預(yù)下，線粒體的結(jié)構(gòu)和功能損傷得到了有效的緩解，這可能與姜黃素直接清除自由基及調(diào)控Nrf2信號(hào)通路有關(guān)[98-99]。大部分多酚類化合物因其多羥基的結(jié)構(gòu)特性，具有良好的自由基清除功能，在抗運(yùn)動(dòng)疲勞方面表現(xiàn)出良好的效果。

2.4 生物堿類

胡椒堿是從黑胡椒中分離得到的一種生物堿類化合物，具有多種生物學(xué)功能，如抗炎、抗氧化、減肥、調(diào)節(jié)糖脂代謝等作用，也有研究顯示胡椒堿在抗運(yùn)動(dòng)疲勞方面也有積極的作用。穆麗華等[100]每天給小鼠灌胃胡椒堿及其衍生物的水溶液20 mg/kg，連續(xù)7 d，末次灌胃1 h后進(jìn)行小鼠負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)果表明胡椒堿及其衍生物處理組的小鼠游泳力竭時(shí)間均延長(zhǎng)了70%以上，小鼠血清中尿素氮、肌酸激酶，乳酸水平相比于模型組也有明顯降低，該研究證明了胡椒堿可以提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)機(jī)能。在ICR小鼠急性跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)模型中，運(yùn)動(dòng)前30 min給予胡椒堿抑制了小鼠比目魚(yú)肌NADPH氧化酶1以及抗氧化酶DNA修復(fù)酶和Mn-SOD的表達(dá)，是胡椒堿直接清除超氧化物的結(jié)果；胡椒堿顯著增強(qiáng)了急性運(yùn)動(dòng)后小鼠骨骼肌中碳水化合物/脂肪代謝相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)體如GLUT4、單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1、脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)酶、肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶（carnitine palmitoyltransferase 1，CPT1）以及檸檬酸合酶的表達(dá)，反映了胡椒堿具有促進(jìn)骨骼肌利用葡萄糖、乳酸和脂肪酸等產(chǎn)能的作用，因此有助于提高運(yùn)動(dòng)能力[101]。另外，紅辣椒中的辣椒素也能通過(guò)增加肝糖原含量來(lái)增強(qiáng)耐力表現(xiàn)[102]。咖啡堿又稱咖啡因，常見(jiàn)于可樂(lè)、茶飲料、部分抗疲勞功能飲料中，它可以在不影響心臟的自主活動(dòng)和能量代謝的前提下通過(guò)調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)延緩疲勞的產(chǎn)生從而提高運(yùn)動(dòng)耐力[103]。然而，長(zhǎng)期攝入低劑量的咖啡因會(huì)使機(jī)體產(chǎn)生耐受性，因此，應(yīng)該避免長(zhǎng)期補(bǔ)充咖啡因，以便從急性攝入咖啡因中最大限度地提高運(yùn)動(dòng)能力[104]。茶堿具有增加肌肉組織的耐受性，可明顯延遲細(xì)胞內(nèi)代謝性酸中毒的發(fā)生，緩解運(yùn)動(dòng)負(fù)荷引起的疲勞。生物堿類化合物的抗疲勞機(jī)制多樣，且目前在抗疲勞產(chǎn)品的應(yīng)用中比較廣泛，它們?cè)诳蛊诨钚晕镔|(zhì)篩選中是一類具有研究前景的天然產(chǎn)物。

2.5 類胡蘿卜素類

類胡蘿卜素是廣泛存在于新鮮瓜果蔬菜、動(dòng)物、微生物中的一類脂溶性天然色素，主要包括蝦青素、β-胡蘿卜素、番茄紅素、葉黃素、玉米黃質(zhì)等。蝦青素存在于許多海產(chǎn)品中，包括三文魚(yú)、鱒魚(yú)、蝦等，它具有很好的抗氧化性能，在預(yù)防和治療各種疾病，如癌癥、慢性炎癥、糖尿病、運(yùn)動(dòng)性疲勞等具有潛在的健康效應(yīng)，其膠囊產(chǎn)品在保健品中越來(lái)越受到消費(fèi)者的青睞[105]。Ikeuchi等[106]探究了蝦青素對(duì)小鼠游泳運(yùn)動(dòng)耐力的影響，連續(xù)給小鼠補(bǔ)充蝦青素5 周，最大劑量是每天30 mg/kg，每周都進(jìn)行力竭游泳實(shí)驗(yàn)，結(jié)果第一周測(cè)試時(shí)蝦青素補(bǔ)充組相對(duì)于模型組的游泳力竭時(shí)間顯著增加，隨著補(bǔ)充時(shí)間的延長(zhǎng)效果越明顯，且呈劑量依賴性。另外，作者通過(guò)改變小鼠尾部負(fù)重質(zhì)量觀察到蝦青素對(duì)不同運(yùn)度強(qiáng)度下小鼠的運(yùn)動(dòng)耐力仍然有改善的作用，并得出蝦青素是通過(guò)增強(qiáng)脂肪酸氧化和糖原儲(chǔ)備延緩小鼠運(yùn)動(dòng)疲勞的發(fā)生。另有研究表明蝦青素促進(jìn)脂肪酸氧化的分子機(jī)制是增強(qiáng)骨骼肌脂肪酸轉(zhuǎn)位酶與CPT1的共定位，并抑制運(yùn)動(dòng)過(guò)程中CPT1的賴氨酸乙酰化修飾，從而增強(qiáng)CPT1活性[107]。番茄紅素可通過(guò)降低肌肉組織的黃嘌呤氧化酶、髓過(guò)氧化物酶活性和MDA水平，改善力竭運(yùn)動(dòng)引起的氧化損傷，但是對(duì)大鼠跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)并沒(méi)有顯著的影響，而在小鼠經(jīng)過(guò)游泳訓(xùn)練或不訓(xùn)練的條件下補(bǔ)充番茄紅素均能有效延長(zhǎng)小鼠的游泳力竭時(shí)間[83,108]。導(dǎo)致番茄紅素對(duì)運(yùn)動(dòng)耐力影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致的主要原因可能包括運(yùn)動(dòng)疲勞模型的選擇、給藥劑量、給藥周期、給藥方式的不同。類胡蘿卜素類化合物都具有顯著的抗氧化活性，從降低氧化應(yīng)激的角度來(lái)看，它們是極具潛力的抗疲勞候選活性物質(zhì)之一。

2.6 皂苷類

皂苷是苷元為三萜或螺旋甾烷類的糖苷類化合物，糖基部分常見(jiàn)的有葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸等，它是紅景天、人參、大豆、甘草中的主要有效成分。有研究報(bào)道紅景天苷具有上調(diào)Nrf2的表達(dá)水平并促進(jìn)其向細(xì)胞核轉(zhuǎn)位的作用，能夠增強(qiáng)機(jī)體自身抗氧化系統(tǒng)活力以減輕力竭運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生過(guò)量ROS對(duì)心肌的損傷，而且，它對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下小鼠糖、脂肪及蛋白質(zhì)代謝的調(diào)控有利于延緩疲勞的發(fā)生，如增加運(yùn)動(dòng)后糖原儲(chǔ)備、促進(jìn)脂肪利用、降低色氨酸/支鏈氨基酸的比值，對(duì)延緩?fù)庵芎椭袠衅诘漠a(chǎn)生均有積極的作用[81-82]。Rosavin也是紅景天中提取得到的具有抗疲勞活性的皂苷類物質(zhì)。張慧云等[109]研究結(jié)果顯示Rosavin可增加小鼠糖原和血紅蛋白含量，降低肌肉乳酸和血清尿素氮水平，延長(zhǎng)小鼠負(fù)重游泳時(shí)間，表明其在減輕機(jī)體疲勞方面具有一定的作用，且相同劑量下紅景天苷的抗疲勞效果較Rosavin更佳。人參皂苷的抗疲勞效果在眾多抗疲勞產(chǎn)品中已有體現(xiàn)，主要作用在于調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、改善機(jī)體功能和消除疲勞等方面[110]。大鼠補(bǔ)充人參皂苷Rg3連續(xù)7 d后，體質(zhì)量無(wú)明顯變化，其力竭游泳時(shí)間延長(zhǎng)了30%左右，表明人參皂苷Rg3具有一定的抗疲勞效果。其抗疲勞機(jī)制包括增強(qiáng)酪氨酸羥化酶活性、海馬體和中腦α-突觸核蛋白的表達(dá)，降低了由力竭游泳運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的蛋白激酶A、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶和蛋白激酶B磷酸化水平以及二羥苯乙酸/多巴胺的比值，即人參皂苷Rg3通過(guò)調(diào)控中樞疲勞增強(qiáng)大鼠運(yùn)動(dòng)耐力[111]。皂苷類化合物對(duì)中樞系統(tǒng)的影響占據(jù)了主導(dǎo)地位，因此在抗疲勞應(yīng)用中劑量應(yīng)該嚴(yán)格控制，以免產(chǎn)生興奮劑樣副作用。

2.7 維生素類

維生素是人和動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所必需的營(yíng)養(yǎng)素，生物體不能自身合成，必須從食物中獲得，分為脂溶性（VA、VD、VE和VK）和水溶性（B族維生素、VC）兩類。維生素在維持體力與提高機(jī)體疲勞耐受力具有重要的作用。研究表明體內(nèi)VC含量較低的人較VC含量高的人具有更小的最大耗氧量VO2max，且F2異前列素和蛋白羰基化合物水平在運(yùn)動(dòng)后明顯更高，而補(bǔ)充了VC之后可以縮小兩者之間的差異，并且同時(shí)也提高了運(yùn)動(dòng)能力[86]。VE是一種主要的阻斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的抗氧化劑，它可以減少肌肉收縮介導(dǎo)的氧化損傷。大鼠在VE缺乏的飲食中表現(xiàn)為肌肉耐力受損且肌肉在長(zhǎng)期收縮后的收縮性能也發(fā)生改變[87]。VB（硫胺素、核黃素、VB6）是人體產(chǎn)能途徑中所必需的物質(zhì)，而葉酸和VB12是合成新細(xì)胞（如紅細(xì)胞）和修復(fù)受損細(xì)胞所必需的維生素[88]。運(yùn)動(dòng)可能會(huì)增加人體對(duì)核黃素和VB6的需求，而對(duì)葉酸和VB12的需求有待進(jìn)一步研究。對(duì)于那些限制能量攝入或食物種類的運(yùn)動(dòng)員，應(yīng)該考慮補(bǔ)充多種維生素及礦物質(zhì)補(bǔ)充劑[88]。維生素的抗疲勞活性離不開(kāi)其抗氧化應(yīng)激、調(diào)節(jié)能量代謝及修復(fù)受損細(xì)胞的多重機(jī)制。

2.8 其他

其他化合物如牛蒡子苷元、二十八烷醇、蘿卜硫素等都有研究報(bào)道它們能顯著增強(qiáng)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)如跑步、游泳耐力。牛蒡子苷元可以激活心肌細(xì)胞H9C2和成肌細(xì)胞C2C12中的AMPK，而AMPK激活劑AICAR具有增強(qiáng)未受運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練小鼠的跑步運(yùn)動(dòng)耐力的作用。在動(dòng)物跑臺(tái)和游泳運(yùn)動(dòng)疲勞模型中，牛蒡子苷元均提高了運(yùn)動(dòng)力竭時(shí)間，可能是因?yàn)榕］蜃榆赵せ預(yù)MPK信號(hào)途徑增強(qiáng)了骨骼肌脂肪酸氧化、線粒體的生物合成以及抗氧化酶表達(dá)，從而提高了機(jī)體有氧代謝能力及抗氧化水平[89-90]。蘿卜硫素是Nrf2激動(dòng)劑，它誘導(dǎo)的Nrf2上調(diào)及其抗氧化作用可以降低過(guò)度運(yùn)動(dòng)引起的氧化應(yīng)激水平，可在減輕肌肉疲勞方面發(fā)揮重要作用[37]。此外，目前已有的一些抗疲勞飲料和食品中往往含有礦物元素，如鈣、鎂、鋅、鈉、鉀等，其并沒(méi)有直接的抗疲勞作用，但是缺少這些礦物質(zhì)卻有可能引起疲勞，所以應(yīng)針對(duì)不同人群考慮礦物質(zhì)的合理補(bǔ)充。

食源性抗疲勞活性物質(zhì)大部分都可以通過(guò)抗氧化作用、增加糖原儲(chǔ)存以及減少代謝物的蓄積來(lái)緩解疲勞，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力，其中只有少部分活性物質(zhì)進(jìn)行了更深入的分子機(jī)制的研究，它們對(duì)潛在的抗運(yùn)動(dòng)疲勞的分子靶點(diǎn)具有調(diào)控作用，圖3是部分既有抗運(yùn)動(dòng)疲勞作用又對(duì)抗運(yùn)動(dòng)疲勞分子靶點(diǎn)有激活作用的食源性功能成分，根據(jù)這些功能成分的作用靶點(diǎn)，可以進(jìn)行2、3 種甚至多種成分的組合，從而更好地發(fā)揮其抗疲勞效果。

圖3 食源性抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性成分及其作用分子靶點(diǎn)Fig. 3 Dietary bioactive components against exercise-induced fatigue and their molecular targets

3 食源性抗運(yùn)動(dòng)疲勞活性成分在抗疲勞功能食品中的應(yīng)用

雖然目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的具有抗疲勞活性的天然活性產(chǎn)物數(shù)不勝數(shù)，但是大部分相關(guān)的研究都還處于非?；A(chǔ)的階段，在抗疲勞產(chǎn)品中的應(yīng)用方面還比較落后。市場(chǎng)上的抗疲勞功能產(chǎn)品豐富多樣，主要分為三大類，一類是以西洋參、紅景天、冬蟲(chóng)夏草等名貴中藥材為原料的抗疲勞保健品，成本高、價(jià)格貴；一類是以生物活性肽為主要原料，再配伍其他中藥材和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的抗疲勞保健品；另一類是運(yùn)動(dòng)飲料，主要包含一些能量物質(zhì)、維生素及氨基酸等，此類產(chǎn)品價(jià)格親民，然而其抗疲勞作用仍有待進(jìn)一步研究。此外，部分食源性抗疲勞活性成分也有出現(xiàn)在抗疲勞功能食品的配方中。

甘蔚樂(lè)是一種專門針對(duì)飲酒人群和工作強(qiáng)度大的人群的定向營(yíng)養(yǎng)劑，主要由黃精多糖、玉米低聚肽、黑茶茶多酚、氨基酸、不飽和脂肪酸等原料組成。相關(guān)研究表明，甘蔚樂(lè)能顯著延長(zhǎng)負(fù)重小鼠力竭游泳時(shí)間，減少代謝產(chǎn)物蓄積，增加糖原儲(chǔ)存，具有良好的抗疲勞效果[112]。又如一種新型抗疲勞保健品——Fitnox，主要功能成分包括黑姜黃烷酮類、石榴皮多酚和辣木葉皂苷[113]，其可以增加血清NO、促紅細(xì)胞生成素的水平，預(yù)防脫水，補(bǔ)充電解質(zhì)，提供抗氧化劑，增加多巴胺水平。臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不論是運(yùn)動(dòng)前還是運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)充Fitnox都能有效改善機(jī)體的生理狀態(tài)。一種保健口服液（主要成分及質(zhì)量濃度為VBl230 μg/mL、VB215 μg/mL、VB615 μg/mL、煙酸胺20 μg/mL、葛根素150 μg/mL、牛磺酸4 500 μg/mL）經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明能延長(zhǎng)小鼠的游泳時(shí)間、增加小鼠肝糖原、血清乳酸脫氫酶水平，降低小鼠血乳酸含量，對(duì)血清尿素氮、血糖作用不明顯，表明該保健口服液具有抗疲勞作用[114]。

眾多的抗疲勞功能食品配方中基本上都含有3 種以上的活性物質(zhì)，這種復(fù)配的合理性、必要性與有效性，以及抗疲勞作用機(jī)制仍然需要進(jìn)一步的研究。目前的抗疲勞產(chǎn)品更多的是針對(duì)運(yùn)動(dòng)員、軍事人員或是特殊人群設(shè)計(jì)的配方，對(duì)于普通人群并不適用，或者效果并不是很顯著。今后，可以利用已有的食源性活性成分設(shè)計(jì)新型的抗疲勞配方，讓更多的人群受益。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，鑒于運(yùn)動(dòng)疲勞是一種復(fù)雜的生理生化過(guò)程，涉及機(jī)體全身，包括外周組織和中樞系統(tǒng)，目前人們對(duì)其產(chǎn)生的機(jī)制還未解析透徹，但是主流的疲勞產(chǎn)生學(xué)說(shuō)：能量耗竭、代謝物蓄積、自由基學(xué)說(shuō)對(duì)抗疲勞研究仍然具有重要的指導(dǎo)作用。而食源性功能成分是一個(gè)巨大的抗疲勞活性成分篩選庫(kù)，可提供糖類、蛋白質(zhì)、肽類等能源物質(zhì)，也可以提供自由基清除劑如多酚、VC等，還可以提供調(diào)節(jié)機(jī)體能量代謝的多糖，多酚類等物質(zhì)。結(jié)合運(yùn)動(dòng)疲勞發(fā)生機(jī)制，以食源性功能成分為抗疲勞功能配方的物質(zhì)基礎(chǔ)，可為研發(fā)新型、高效、安全、價(jià)廉的抗疲勞產(chǎn)品提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

目前，國(guó)內(nèi)外在抗疲勞活性成分的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用上也取得了豐碩的成果，但還存在一定的不足。1）大部分研究只是初步評(píng)價(jià)了活性成分的抗疲勞效果，其明確的抗疲勞機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。2）現(xiàn)有抗疲勞保健食品的評(píng)價(jià)都是以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)展開(kāi)的，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，成本高，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，卻缺乏有效的細(xì)胞抗疲勞評(píng)價(jià)方法。3）成果轉(zhuǎn)化率較低，大部分只停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)層面，人體方面的研究數(shù)據(jù)相對(duì)匱乏。另外，以分子靶點(diǎn)為基礎(chǔ)，更有利于篩選機(jī)制明確的抗疲勞活性成分，可為今后新型抗疲勞保健產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供研究思路。