摘 要: 为了探讨大强度运动并补充苹果酸复合营养液对拳击运动员抗疲劳能力的影响,对从 事拳击专项训练2～3 a的运动系学生14名,进行3周大强度训练,实验组补充苹果酸复合营 养液,对照组补充普通低聚糖饮料。在服用期开始前和服用期结束后进行生化指标测试,结 果发现:1) 补充苹果酸复合营养液可稳定一次大强度间歇性运动的血糖浓度,缓解运动 引起的血氨升高。2) 补充苹果酸复合营养液可降低运动后及次日晨血清肌酸激酶活性和 血尿素浓度升高的幅度。
关键词:苹果酸复合营养液;拳击运动员;抗疲劳能力
中图分类号:G804.32文献标识码:A文章编 号:1007-3612(2009)05-0047-03
The Influence of Supplementing Malic Acid Nutrient on Boxers" An tifatigue Ability
LIU Gang, FENG Meiyun, ZHANG Ying, GAO Ying, FAN Qingmin
(Beijing Sport University, Beijing100084, China)
Abstract: In order to explore the influence of supplementing malic acid nutritio n fluid on boxers" antifatigue ability after intensive training,14 students i n volved in specialized boxing training are chosen to receive3week intensive tr a ining, the experiment group takes malic acid nutrition fluid and the control gro up takes ordinary oligosaccharide fluid. It turns out that1) malic acid nutriti on fluid levels off the concentration of blood sugar after intensity interval en durance training, and slow down the situation of increasing blood ammonia aftertraining.2) malic acid nutrition fluid decreases the activity of serum CK and c oncentration of blood urea after the training and the next early morning.
Key words: malic acid nutrition fluid; boxers; antifatigue ability
苹果酸复合营养液由代谢生理活性物质苹果酸、1,6-二磷酸果糖(FDP)按一定比例组成。苹 果酸是三羧酸循环的中间产物,又是苹果酸门冬氨酸穿梭的重要组成部分,在能量代谢 中 处于枢纽位置。补充苹果酸可以从底物和调节水平上促进机体能量代谢,改善心肌机能,缓 解运动疲劳,促进体能恢复[1-8]。FDP是公认的细胞强壮剂。补充FDP可以促进糖 无氧代谢 ,改善心肌功能,提高机体抗氧化能力,维持细胞膜的完整性。苹果酸和FDP在提高机体抗 疲劳能力方面有协同作用[9-11]。动物研究表明[12],补充苹果酸复合营 养液可有效延长小 鼠力竭时间,加大机体对糖原利用,提高心肌乳酸脱氢酶活性,维持长时间运动心肌苹果酸 脱氢酶、门冬氨酸氨基转移酶活性。本实验通过观察拳击运动员三周大强度训练并补充苹果 酸复合营养液对大强度运动前后和次日晨血糖、血氨、血尿素、血清肌酸激酶等指标的影响 ,进一步研究复合营养液的抗疲劳效果,为其在运动实践中的应用提供科学依据。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象14名自愿参加的北京体育大学拳击专项学生,男性,年龄19～21岁,身体健康,身高、体重 无显著差异。受试者基本情况见表1,受试者随机分为对照组和实验组。实验期间受试者除 完成相同的专项训练外,避免其他大强度运动,饮食情况基本一致。
1.2 试验程序 实验开始前一周无大强度运动。营养补充前安排大强度间歇运动。大强度间歇运动要求工作 期间心率超过180次/min,组间恢复心率不低于120次/min,训练总用时约70 min。大强度间 歇运动前后、次日晨取静脉血,测定血CK、血氨、血尿素、血糖。运动员休息一周后开始营 养补充并完成三周(3次/周)大强度训练。每次训练前30 min对照组服用低聚糖饮料,实验 组服用加入苹果酸复合营养液(含苹果酸、FDP)的低聚糖饮料。两种饮料的补充量和性状完 全一致。3周训练计划结束后重复一次所有测试。实验以双盲法进行。
2 结 果
2.1 补充苹果酸复合营养液对血糖的影响表2表明,服用期后一次大强度运动后对照组血糖显著下降(P<0.05),其余各组均无 显著性变化。
2.2 补充苹果酸复合营养液对血尿素的影响表3表明,服用期前两组一次大强度运动后即刻血尿素浓度极显著升高(P<0.01),次 日晨与安静值相比无显著差异;服用期后,一次大强度运动后即刻对照组血尿素极显著升高 (P<0.01),次日晨恢复至安静水平,实验组血尿素也明显升高(P<0.05),但升 高幅度低于对照组,也低于自身服用期前的水平。
2.3 补充苹果酸复合营养液对血清肌酸激酶的影响表4表明,大强度运动后除服用期前实验组外,其余各组血清肌酸激酶活性与安静值比均明 显升高,对照组次日晨仍明显高于安静值(P<0.05)。
2.4 补充苹果酸复合营养液对血氨的影响表5表明大强度运动会造成运动后血氨上升,经3周大强度训练和营养补充后实验组运动后血 氨增值显著下降(P<0.05)。
3 分析讨论
3.1 补充苹果酸复合营养液对运动前后血糖的影响 血糖是中枢神经系统的主要供能物质,红细胞的唯一能源,也是肝葡萄糖转运到外周组织的 媒介。安静时,肝葡萄糖入血与组织对血糖的利用成动态平衡。血糖水平维持在4.4～6.6 m mol/L。长时间运动时,肌肉对血糖利用增加,会造成血糖浓度下降。超过60 min的大强度 运动血糖供能达耗氧总量的40%,血糖浓度降至4 mmol/L以下。这时,血糖可能成为运动能 力的限制因素之一,主要表现在中枢神经系统因血糖供能缺乏而出现中枢疲劳;红细胞的运 氧能力下降;肌外能源不足造成运动能力下降[13]。
本实验表明,服用期后,一次运动引起对照组血糖明显降低(P<0.05)。实验组运动后 血 糖虽也低于安静值,但无显著性差异(表2)。可见,苹果酸复合营养液有维持长时间运动 后血糖稳定的作用。胡滨[14]所做动物实验支持以上结果。研究发现,苹果酸复合 营养液罐 注的小鼠90 min定量负荷运动后血糖明显高于对照组。苹果酸营养液维持血糖浓度的可能机 制是:FDP的补充可提高丙酮酸激酶、FPK活性;苹果酸的补充可提高肌内苹果酸脱氢酶活性 。其结果能量代谢主通道的多个限速酶活性上升促进代谢中产物转换成丙酮酸。丙酮酸浓度 变化与丙氨酸浓度变化呈正相关。丙氨酸浓度上升可促进肝脏糖异生作用,肝释放葡萄糖速 率随之增加,血糖水平因之得以维持。
本实验还观察到,训练周期结束后,一次运动引起两组受试者血糖下降的幅度与服用前比均 有所加大,但无显著性。这可能是由于训练量较大,机体尚未完全适应。虽然在训练前补充 了低聚糖饮料,但仍不能抵消训练引起的肌糖原贮备下降。由于肌糖原贮备不足,血糖参与 供能比例加大,血糖浓度随之下降。
3.2 补充苹果酸复合营养液对运动前后、次日晨血尿素的影响 尿素是蛋白质等含氮物质代谢的终产物。含氮物质脱下的氨基在肝脏经鸟氨酸循环转换为尿 素。尿素入血,经血液循环从肾脏排出体外。安静状态下,血尿素的生成和排泄处于动态平 衡。血尿素浓度维持在3.2～7.0 mmol/L。长时间剧烈运动时,蛋白质和氨基酸代谢加强, 尿素生成增多;同时,运动造成肾脏缺血,尿素排泄减慢。尿素生成和排泄平衡被打破,血 尿素浓度因之上升。运动后血尿素值可评定运动负荷量,次日晨血尿素是反应机能恢复的有 效指标[13]。
本实验结果表明,服用期前,一次运动后两组血尿素均极显著升高(P<0.01);服用期后 ,大强度运动后对照组血尿素极显著升高(P<0.01),实验组运动后血尿素也明显升高(P< 0.05),但升高幅度低于对照组,次日晨都恢复至安静水平(表3)。实验组运动后血 尿素 增幅下降的可能机制是:补充苹果酸和FDP通过对糖代谢多种限速酶的调节,提高长时间激 烈运动时机体对糖原的利用,节约蛋白质,降低氨基酸供能比例,减少尿素生成。另外,FD P还可改善肾脏机能,缓解血尿素堆积。研究[9]表明,长时间剧烈运动造成肾脏缺 血 以及运动后血液再灌注,都可导致肾脏机能下降。FDP可减轻缺血、再灌注对肾脏的影响。
3.3 补充苹果酸复合营养液对运动前后、次日晨血清肌酸激酶的活性影响 肌酸激酶(CK)是人体骨骼肌、心肌和脑中能量代谢的重要酶,与短时激烈运动的ATP合成 和运动后ATP恢复关系密切。血清CK主要来自骨骼肌和心肌。正常情况下,细胞膜的完整性 和正常功能使CK很少透出细胞膜,所以血清CK活性较低。运动可引起血清CK活性升高。其原 因是激烈运动时会造成骨骼肌局部缺氧,代谢产物堆积,自由基增多,细胞膜结构受破坏和 通透性增加。血清CK活性主要受运动强度和负荷量的影响。当细胞能量代谢提高时,机能保 持能力提高,膜结构保持能力随之改善,运动性血清CK活性上升会受到抑制[13]。本实验表明,一次运动可造成除服用期前实验组外,其余各组运动后血清CK显著升高,各组 次日晨血清CK活性都有所下降,但对照组仍明显高于安静值(P<0.05,表4)。王莹[12]所作动物实验与本实验结果一致。可见,苹果酸复合营养液对保护细胞膜完整性有一 定作用 。其可能的机制是:苹果酸复合营养液中含1.6-二磷的果糖(FDP)。大量研究表明FDP可 显著提高体内抗氧化酶活性,减少脂质过氧化物含量,增强猝灭自由基能力。苹果酸与FDP 联合使用可以更好的保护细胞完整性,减少细胞内酶的外流,降低血清CK活性。
3.4 补充苹果酸对血氨增值的影响氨(NH3)是一种弱碱,容易透过生物膜,进入血液。细胞内氨的主要来源是:谷氨酰胺脱 氨基作用;谷氨酸在谷氨酸脱氢酶催化下,氧化脱氨;嘌呤核苷酸循环中AMP脱氨;其他氨 基酸在代谢过程中脱氨;单胺类神经递质在单胺氧化酶催化下脱氨。氨的主要去路是:在肝 脏经鸟氨酸循环合成尿素,排出体外。安静时,肠道蛋白质分解和细胞代谢产生的氨进入血 液与肝脏吸收血中的氨处于动态平衡,血氨浓度维持在6～35 μmol/L。运动时,机体对能 量 的需求增加,原有的代谢平衡被打破,血氨浓度随之上升。运动强度和持续时间不同引起血 氨升高的机制不同。短时间剧烈运动时,血氨浓度上升的主要原因是ATP分解速率超过其再 合成速率,运动肌内ADP和AMP含量增加,嘌呤核苷酸循环速率因之提高。嘌呤核苷酸流量的 加大,使运动肌生成氨增多,血氨浓度随之上升。长时间运动引起血氨上升主要是由于蛋白 质和氨基酸参与供能比例上升,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环,脱下的氨入血使血氨上升。 长时间大强度后期,能量供应不平衡使ADP和AMP含量上升,加速嘌呤核苷酸循环也是血氨上 升的一个原因。此外,长时间运动会造成肝脏机能下降,氨消除能力降低,也是氨在血液中 堆积的原因之一。高血氨浓度可造成中枢疲劳。较严重的高血氨症明显影响中枢神经系统, 使运动的控制能力下降。肌内氨堆积还会抑制丙酮酸的羧化作用和线粒体呼吸作用,使机体 供能能力下降[13]。
本实验计算以一次运动后血氨增值作为评定指标。结果发现,各组运动后血氨均上升,但无 显著变化。实验组经服用期后血氨增值与服用期前比明显下降(P<0.05,表5)。
补充苹果酸复合营养液使血氨增值下降的可能机制是:苹果酸有促进三羧酸循环中产物转化 为丙酮酸的作用。丙酮酸浓度上升有利于丙氨酸在肌内生成。丙氨酸以无毒形式将氨基酸转 移至肝脏代谢,避免了血氨的过度升高。苹果酸复合营养液的另一重要成份FDP可促进糖原 分解和糖酵解供能。FDP的这一作用对缓解运动后期由于能量供应不平衡和AMP堆积引起的氨 生成增多有一定的缓解作用。
综上,补充苹果酸复合营养液可维持大强度间歇性耐力运动血糖的浓度,缓解运动引起的血 氨浓度升高。提示复合营养液具有缓解中枢疲劳和改善能量供应的作用。补充复合营养液可 降低运动后及次日晨血清肌酸激酶活性和血尿素浓度的升高幅度。提示苹果酸营养液具有促 进疲劳恢复和保护细胞膜完整性的作用。
4 结 论
1) 补充苹果酸复合营养液可稳定一次大强度间歇性耐力运动的血糖浓度,缓解运动引起 的血氨升高。对缓解中枢疲劳有一定作用。
2) 补充苹果酸复合营养液可降低一次大强度间歇性耐力运动后血清肌酸激酶活性和血尿 素浓度的上升幅度。
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