王力偉(無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院體育部 江蘇 無錫 214206)
?;撬崾且环N分布于體內(nèi)各個組織和器官的由含硫氨基酸轉(zhuǎn)化而來的條件必需氨基酸,是機體不可或缺的生理活動物質(zhì)。其以游離形式廣泛分布于大腦、心臟、肝、腎、骨骼肌、血液、卵巢等組織器官中,以大腦、骨骼肌、心臟等可興奮組織內(nèi)含量更高。研究發(fā)現(xiàn)牛磺酸具有重要的生理學(xué)效應(yīng)、藥理活性和營養(yǎng)學(xué)功能,對機體生長發(fā)育、損傷修復(fù)、運動能力等方面有著重要影響。牛磺酸不僅參與機體代謝,還具有清除自由基、抗脂質(zhì)氧化、維持細(xì)胞內(nèi)外鈣穩(wěn)態(tài)、保護(hù)細(xì)胞膜免受損傷、調(diào)節(jié)滲透壓等功能。體育運動員杰出的運動能力是其競技成績的基礎(chǔ),近年來,?;撬釋τ隗w育運動員運動能力影響的成果日益增多,大量實驗數(shù)據(jù)表明其對運動員運動能力有很好地促進(jìn)和改善作用,因此,在運動營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域?;撬岜徽J(rèn)為是一種安全、必需、有效的營養(yǎng)補充劑。本文通過對牛磺酸的生理學(xué)功能進(jìn)行概括,探討其對體育運動員運動能力的影響,以期為?;撬釥I養(yǎng)補充劑產(chǎn)品的使用提供一定的參考依據(jù)。
機體可通過外源性(直接從海洋魚蝦、貝殼等膳食中攝?。┖蛢?nèi)源性(體內(nèi)半胱氨酸、甲硫氨酸等經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)生成)兩條途徑獲得?;撬幔溉閯游?,包括人體內(nèi)合成?;撬岬拿富钚暂^低,其合成不能滿足機體正常的生理需求,需要通過膳食獲得足夠?;撬?。牛磺酸以游離形式廣泛分布于機體組織和器官中,人體含?;撬峥偭繛?2 g~18 g,其中75%左右存在于骨骼肌內(nèi)參與機體運動,?;撬嵩跈C體各組織細(xì)胞內(nèi)的濃度從100∶1到50 000∶1。?;撬崤懦鲶w外有兩種途徑:以游離形式從尿液排出和以膽汁酸鹽形式從膽汁排出,其中以尿液形式為主。腎臟是機體排出?;撬岬闹饕緩?,當(dāng)機體?;撬釢舛冗^高時,多余的牛磺酸會通過腎臟從尿液排出,當(dāng)?;撬釢舛冉档筒蛔阋詽M足身體需求時,腎臟可以通過腎小球的重吸收來減少?;撬岬呐懦?,因此,腎臟對保持體內(nèi)?;撬岷康姆€(wěn)定起主要調(diào)節(jié)作用。
1.?;撬峥寡趸饔?/p>
大量研究表明,牛磺酸具有明顯的抗脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的作用,主要表現(xiàn)在:谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)及丙二醛(MDA)水平變化。有實驗表明,大鼠力竭運動后,其腦內(nèi)丙二醛含量升高,超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶活性降低,給予牛磺酸之后,丙二醛顯著下降,超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶活性增強,且運動時間延長。也有數(shù)據(jù)報道,牛磺酸能抑制運動后大鼠血漿、紅細(xì)胞及心肌線粒體細(xì)胞內(nèi)丙二醛含量升高,并能促使其運動后恢復(fù)。同時,?;撬徇€可以抑制骨骼肌的脂質(zhì)過氧化,提高超氧化物歧化酶的活性。
2.?;撬岽龠M(jìn)肌肉增長的作用
?;撬釋∪獾脑鲩L有快速促進(jìn)作用,其能增強肌肉收縮力,加快新陳代謝,提高運動效率。在餐后1小時、餐前半小時、睡前補充含?;撬峒扳}、鎂、鉀的復(fù)合制劑,會使肌肉變得更大、更強。在大量抗阻訓(xùn)練中,適當(dāng)補充富含牛磺酸及維生素C的復(fù)合營養(yǎng)制劑除了可促進(jìn)體育運動員肌肉的生長,還可增強其骨質(zhì),從而提高其運動能力。
3.?;撬嵴{(diào)節(jié)Ca2+濃度的作用
Ca2+是參與機體各項正常生理功能不可或缺的元素,其能維持細(xì)胞膜內(nèi)外的生物電位,保持神經(jīng)傳導(dǎo)功能正常進(jìn)行,并參與肌肉收縮和舒張,維持神經(jīng)-肌肉的正常傳遞。牛磺酸對機體Ca2+具有雙向調(diào)節(jié)作用。有實驗表明,?;撬崮苌逤a2+濃度不足小鼠神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度,亦能降低高鈣狀態(tài)下小鼠神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度,將Ca2+穩(wěn)定在一定水平。
4.?;撬釋?xì)胞膜的保護(hù)作用及維持滲透壓平衡的作用
?;撬峥杀苊饧?xì)胞膜上不飽和脂肪酸的酯化、氧化等,從而維持細(xì)胞膜的穩(wěn)定性和正常功能。牛磺酸還可調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓,改變細(xì)胞的容積,進(jìn)而維持身體體液平衡。有報道指出,?;撬崮苷{(diào)節(jié)大鼠骨骼肌、腦和血小板的滲透性,為維持機體正常的跨膜轉(zhuǎn)運提供基礎(chǔ)。
5.牛磺酸對體內(nèi)代謝的影響
?;撬崮苷{(diào)節(jié)機體糖代謝,有一定的降血糖效應(yīng),促進(jìn)機體組織對血糖的利用,加速糖酵解,增加糖異生,從而緩解中樞性疲勞的產(chǎn)生,提高運動能力。?;撬峥商岣邫C體產(chǎn)能支鏈氨基酸的含量,從而提高ATP及興奮性神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的含量,延緩運動疲勞,提高運動能力。?;撬釋ο虑鹉X-垂體、甲狀腺、腎上腺、性腺、胰島素等器官內(nèi)分泌功能均有調(diào)節(jié)作用,能增強機體抵抗能力,達(dá)到抗疲勞、抗損傷的效果。
6.?;撬岬钠渌砉δ?/p>
?;撬峋哂卸喾N生理功能,可以促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞的生長和發(fā)育,維持正常的視覺功能;調(diào)節(jié)晶體滲透壓和抗氧化,抑制白內(nèi)障的發(fā)生;促進(jìn)嬰幼兒大腦和智力發(fā)育;防止動脈粥樣硬化等。
1.?;撬釥I養(yǎng)補充劑能改善體育運動員耐力
牛磺酸能明顯提高人體運動能力,給體育運動員不同劑量的牛磺酸(1 g~6 g),可以增強其耐力。體育運動員在馬拉松或者其他耐力運動中,大量的牛磺酸從肌肉中被釋放出來以補充血漿中的消耗維持其正常的運動能力。有實驗表明,去除小鼠體內(nèi)?;撬徂D(zhuǎn)運體基因后,其體內(nèi)將不再產(chǎn)生?;撬?,其負(fù)荷運動能力比野外正常小鼠低80%。也有研究表明,給大鼠灌胃補充?;撬崮苌咂溲迮;撬岬暮?,提升其運動能力。因此,機體內(nèi)?;撬岬暮繉Ρ3诌\動能力是必需的,而外源性?;撬岬墓┙o能使運動能力進(jìn)一步得到提升。
牛磺酸可顯著提高機體細(xì)胞GSH-Px和SOD的活性,減少脂質(zhì)過氧化反應(yīng),從而減少自由基對機體細(xì)胞的侵害,提升運動耐力。有研究表明,運動力竭小鼠體內(nèi)的GSH-Px及SOD含量均降低,其心肌線粒體結(jié)構(gòu)被破壞,給其補充一定量外源性?;撬嶂螅∈篌w內(nèi)這兩種酶的含量均逐漸升高,運動能力也相應(yīng)地得到提升。除此之外,牛磺酸可提高機體促進(jìn)乳酸分解的乳酸脫氫酶的含量,減少大量運動訓(xùn)練后乳酸在體內(nèi)堆積,減輕運動員長時間運動后出現(xiàn)酸脹等身體不適,延長運動時間。給小鼠補充不同劑量?;撬岷螅∈筘?fù)重游泳時間及力竭后存活時間延長,體內(nèi)乳酸含量明顯降低,研究人員發(fā)現(xiàn)?;撬峥梢栽黾有∈篌w內(nèi)肝糖原含量,延長其運動時間,降低小鼠體內(nèi)乳酸含量,從而延長其運動時長并提高其運動能力。也有報道指出,訓(xùn)練中給予游泳運動員富含牛磺酸的復(fù)合性飲料,能提升其有氧耐力水平和運動水平。
2.牛磺酸營養(yǎng)補充劑能維持體育運動員骨骼肌正常功能
體育運動員運動后,其骨骼肌中的牛磺酸含量明顯下降。有研究發(fā)現(xiàn),?;撬峥稍鰪姽趋兰〉纳炜s力,其通過增加肌肉隱鈣素蛋白表達(dá)來促使骨骼肌鈣釋放通道關(guān)閉,從而維持肌漿網(wǎng)中較低的鈣濃度并降低F2-異前列腺素的含量來減少脂質(zhì)過氧化,進(jìn)而保持骨骼肌收縮能力。同時,?;撬崮苷{(diào)節(jié)體內(nèi)代謝,促進(jìn)骨骼肌細(xì)胞對血糖和支鏈氨基酸的攝取和利用,增加供能,減緩骨骼肌的運動性疲勞;此外,?;撬峥蓽p少自由基產(chǎn)生及維持胞漿鈣濃度,可促進(jìn)運動損傷修復(fù)。因此,牛磺酸能維持骨骼肌正常功能,并能抵御骨骼肌高頻損傷并促進(jìn)損傷修復(fù),從而保持骨骼肌的收縮特性和運動能力。
3.牛磺酸改善體育運動員運動性疲勞
體育運動員在運動時會產(chǎn)生大量的自由基,自由基使機體細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生變化導(dǎo)致機體運動能力下降,免疫力下降,影響機體健康。運動機體給予?;撬嶂螅四軠p少自由基的產(chǎn)生,還加速體內(nèi)自由基的清除,減少自由基對機體組織細(xì)胞的侵害,抵抗疲勞,提高運動能力。實驗表明,在運動力竭前給予大鼠?;撬?,運動后,其體內(nèi)MDA含量明顯降低,GSH-Px和SOD活性明顯增強。也有研究證實,?;撬峥商岣咝∈筮\動后肝、腦等組織中SOD的活性,降低小鼠運動后組織中MDA含量,達(dá)到抗疲勞的效果。
?;撬嶙鳛橐环N中樞抑制性神經(jīng)遞質(zhì)參與中樞性運動疲勞的產(chǎn)生。有研究表明,灌胃一定量?;撬岬男∈筮\動力竭后,與對照組相比,其腦內(nèi)興奮性神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺和5-羥色胺均明顯增加,此表明?;撬嵊幸欢ǖ囊种浦袠行赃\動疲勞產(chǎn)生的作用,且在一定范圍內(nèi)具有劑量相應(yīng)相關(guān)性。也有實驗表明,給予大鼠?;撬崮苊黠@延長其運動力竭時間。
4.牛磺酸能促進(jìn)體育運動員運動后心臟功能恢復(fù)
運動后心率的恢復(fù)水平對體育運動員運動能力有密切關(guān)系。有學(xué)者通過實驗數(shù)據(jù)得出,?;撬崮苊黠@促進(jìn)運動后心率恢復(fù)。劇烈運動后,補充?;撬峤M3分鐘可將心率恢復(fù)至正常水平,而對照組心率下降不明顯,這說明?;撬崮艽龠M(jìn)運動后心率恢復(fù),對體育運動員運動后心臟恢復(fù)及運動水平的提高有重要意義。?;撬峒s占心肌游離氨基酸的一半以上,其能促進(jìn)Ca2+內(nèi)流,從而增強心肌收縮力提升運動能力。有研究表明,長期高強度運動訓(xùn)練可使心肌線粒體內(nèi)自由基增多而清除能力下降導(dǎo)致自由基在體內(nèi)堆積,從而使細(xì)胞膜的流動性下降,Ca2+轉(zhuǎn)運受到影響,從而降低呼吸鏈Ca2+依賴酶的活性,使心肌線粒體利用氧的能力下降,ATP合成減少,心肌能力下降,造成機體運動能力下降。還有研究結(jié)果顯示,?;撬峥梢种七\動機體心肌線粒體脂質(zhì)過氧化反應(yīng),改善自由基蓄積對心肌收縮力造成的運動能力下降。同時,?;撬峥梢种蒲“迥?,阻止血管內(nèi)脂質(zhì)沉積,達(dá)到抗動脈粥樣硬化的作用;?;撬徇€可以提高心肌中超氧化物歧化酶的活性,降低心肌脂質(zhì)過氧化和一氧化碳的含量,達(dá)到保護(hù)心肌的作用。
5.?;撬崮艽龠M(jìn)體育運動員運動后紅細(xì)胞恢復(fù)
紅細(xì)胞是機體輸送氧氣和營養(yǎng)最主要的物質(zhì),其功能恢復(fù)對體育運動員運動能力有重要關(guān)系。在長時間負(fù)荷運動或劇烈運動之后,機體會產(chǎn)生大量的對紅細(xì)胞膜有損傷的丙二醛和活性氧而影響機體運動能力。通過實驗發(fā)現(xiàn),過度訓(xùn)練和喂食丙二醛,大鼠均發(fā)生不同程度的紅細(xì)胞形態(tài)改變,且紅細(xì)胞膜穩(wěn)定性顯著降低及紅細(xì)胞溶血度升高。再給大鼠喂食?;撬岷?,其紅細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)損傷能有效逆轉(zhuǎn)和恢復(fù)。因此,?;撬崮苷{(diào)節(jié)機體紅細(xì)胞抗氧化代謝,促進(jìn)其功能恢復(fù)。
?;撬峋哂袕V泛的生理學(xué)功能,其生理學(xué)功能對運動機體非常有利,且機體合成牛磺酸的酶活性比較弱,而高強度或長時間的運動訓(xùn)練會使機體內(nèi)牛磺酸消耗明顯增多,因此,及時合理補充?;撬釥I養(yǎng)補充劑對體育運動員非常必要。但有研究發(fā)現(xiàn),過量攝入?;撬嵋部赡軐C體產(chǎn)生不利影響,所以運動員在訓(xùn)練時對?;撬岬臄z入劑量以及方式有待進(jìn)一步探討與研究。