抗疲劳功能性食品的研究进展
抗疲劳功能性食品的研究进展
摘要：抗疲劳功能食品通过在食品中添加抗疲劳功效成分来达到抑制、缓解疲劳的目的。随着时代的进步、技术的发展,暴露了目前抗疲劳食品存在的一些问题,但更多的是为其发展提供了更加广阔的空间。
关键词：运动疲劳产生机制抗疲劳功能性食品存在问题
Study on the development of the anti-fatigue functional
food
Wanyanpeng 20080801B013
Hainan University Food Science
Abstract: Anti-fatigue functional food, through adding anti-fatigue functional component into food, restrains and reduces fatigue. Along with the advancement of the new epoch and the development of the industrial technology, some problems in anti-fatigue food industry have been uncovered , the more important thing was that the challenge supplies even more space for the development of the anti-fatigue food industry.
Key words: fatigue;anti-fatigue generation mechanism functional food problems
近几年，随着竞技运动水平的不断提高，比赛的激烈程度逐渐增强，运动员不论是在比赛还是在运动训练过程中承受的运动负荷越来越高，出现运动性疲劳的机率也更高。运动员为提高运动能力，往往在超生理极限负荷下进行训练，通过营养补充手段及时克服运动性疲劳，成为提高运动成绩、减少疾病和损伤的重要措施。本文对近年来国内外有关抗疲劳营养领域的研究成果进行了收集和整理，以期为合理安排训练膳食、运用营养学促力手段有针对性地调整运动员竞技状态以及开发抗疲劳运动食品提供参考。
1 运动性疲劳概述
1.1 运动性疲劳概念
运动性疲劳（exercise- induced fatigue）是指在运动过程中，机体的机能能力或工作效率下降，不能维持在特定水平上的生理过程。从以上我们可以看出，这一疲劳的概念体现了以下几个方面：（1）把疲劳时体内组织和器官的机能水平与运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度。（2）有助于选择客观指标评定疲劳，如心率、血乳酸、最大吸氧量和输出功率在某一特定水平工作时，单一指标或多指标同时改变都可以来判断疲劳。
1.2 疲劳的分类
运动性疲劳是由于身体运动或肌肉运动而引起的，主要表现为运动能力下降。
根据不同的分类方法，我们可以将疲劳分为不同的种类。根据疲劳发生部位可分为全身性疲劳和局部疲劳；根据疲劳发生的机理与表现，可分为中枢性疲劳、外
周性疲劳和混合性疲劳。运动性疲劳常因运动的方式不同而产生不同的表现，如激烈的运动后表现的肌肉酸痛、全身乏力、运动能力下降；棋类等静态运动后表现的头昏脑胀、反应迟缓等。由此可见，在运动竞赛和运动训练中，疲劳既包括身体疲劳也包括心理疲劳 [ 1 ]。
2 运动性疲劳产生机制
运动性疲劳发生的机制较复杂,近年来主要有以下几种学说,从不同的侧重点对其进行了解释。
2. 1 能源物质耗竭说
肌肉活动到疲劳时,能源物质(如糖元、三磷酸腺苷、磷酸肌酸等)含量下降而又得不到及时的补充,从而引发了运动性疲劳的产生。
2. 2 疲劳物质蓄积说肌肉或血液中乳酸及丙酮酸等酸性物质随疲
劳程度的加深而增加。因此有人提出疲劳的产生是由于肌肉收缩时物质代谢的产物堆积所致。
2. 3 大脑皮层保护性指令说
无论脑力或体力劳动引起的疲劳,都是大脑皮层的保护性作用。疲劳是中枢神经系统工作能力下降的指标,内环境变化是促进大脑皮层发生保护性抑制的因素。
2. 4 机体内环境(酸度、温度、渗透压、水分)失调说
运动中产生的酸性代谢产物使机体体液酸度下降,降低到某一数值时,细胞内外的水分以及离子的浓度就会发生变化,人体就不能继续从事运动。因此有人认为,疲劳是肌体内环境稳定性的失调所致。
2. 5 其它
除以上四种传统观念外,一些专家也提出了一些别的看法,如保护性抑制学说:一些具有神经递质作用的氨基酸(如γ - 氨基丁酸、5 -羟色胺等)含量变化而对大脑皮层起保护性抑制造成的;免疫机能下降学说:由机体免疫系统的机能下降或紊乱造成的;自由基学说:自由基攻击细胞膜及线粒体等其它生物膜,影响膜的流动性,造成离子和能量代谢紊乱,最终导致运动性疲劳的产生;突变理论:运动过程中,能量消耗、肌肉力量下降和兴奋性或活动性丧失等关系联系起来,把疲劳看成综合性表现[ 2 ]-[3]。
3 抗疲劳功能性食品研究现状
近几年，我国抗疲劳功能性食品的研究飞速进展，下面就介绍几种抗疲劳功能性食品的研究现状。
3.1 纯品枸杞多糖
罗琼、阎俊、张声华[4]通过小鼠实验表明纯品枸杞多糖能显著地增加小鼠肌糖原、肝糖原储备量; 提高运动前及游泳后90 m in 及150m in LDH 总活力; 降低小鼠剧烈运动后血尿素氮增量, 加快运动后血尿素氮的恢复速率; 以10 mg·kg- 1·d- 1剂量组效果最佳。提示纯品枸杞多糖在提高机体对运动员负荷的适应能力, 抵抗疲劳产生和加速疲劳的消除具有十分明显的作用。
3.2 牛磺酸
牛磺酸是一种含硫的β一氨基酸,它广泛分布于动物组织细胞内,特别是在神经、肌肉、腺体等可兴奋组织内含量更高。
余杰, 唐武[5]通过对小鼠研究表明（1）牛磺酸可以明显提高小鼠运动机能, 增强小鼠抗疲劳能力, 牛磺酸的添加量跟小鼠的力竭运动时间有明显的相关性, 当饮水中牛磺酸的添加量为800mg/L时抗疲劳效果最佳（2）机体的体内抗氧化效果明显,添加牛磺酸可以显著提高力竭运动小鼠体内SOD活性, 有效降低其体内MDA浓度,且添加量与小鼠体内抗氧化效果明显相关, 牛磺酸添加量为800mg/L时效果最好。综合分析牛磺酸的抗疲劳效果和体内抗氧化结果表明, 牛磺酸对体内自由基的清除作用在一定程度上可以提高运动小鼠的抗疲劳效果。
3.3 分子大豆低聚肽
陈园园、施用晖、乐国伟[6]研究表明小分子大豆肽可更加迅速地为机体提供运动所需的能量,减少机体储存的能源物质的消耗,并且可以降低运动时肌肉乳酸的生成量,减少组织损伤,同时更好地清除自由基,提高机体的抗氧化能力,从而最终达到更为有效的抗运动疲劳作用。疲劳与机体氧化反应具有一定的联系,抗疲劳与抗氧化之间存在显著的相关性,通过补充抗氧化剂可起到抗疲劳的效果。
3.4辣椒素
众多研究表明, 辣椒素在5～15 mg ·kg - 1 对外周疲劳和中枢疲劳均有明显的改善作用, 大于15 mg ·kg - 1 时抗疲劳作用消失。Kim 等发现, 灌胃给予辣椒素的小鼠游泳力竭时间明显长于对照组, 在给药后 2 h 后效果最为明显。并且, 辣椒素的类似物C182VA 和Capsiate 也具有相似的作用。辣椒素和类辣椒素所诱导的小鼠游泳能力增加能被VR1 拮抗剂capsazepine 所取消, 提示它们的抗疲劳作用与激动VR1 受体有关。Oh 和Ohta 也证实预先给予辣椒素能促进大鼠游泳能力的提高。我们最近的研究显示, 灌胃给予辣椒素连续5 d , 能显著增加睡眠, 剥夺大鼠方格间穿行次数和直立次数(旷场试验) 以及延长游泳力竭时间,提示辣椒素可改善睡眠剥夺所致的中枢性疲劳。以上实验结果显示, 辣椒素可以提高耐力和运动能力, 减少中枢神经疲劳反应。此外, 辣椒素能显著增加动物对外界刺激的反应,且具有刺激循环系统和呼吸反应, 这也使得辣椒素有助于改善在疲劳条件下的应激能力。辣椒素具有明显致疼痛作用限制了它的推广应用, 通过结构修饰在降低其辛辣味及刺激性的同时保留其抗疲劳作用是今后的这一领域的研究重点[7]。
3.5蒜粉
李瑜,许时婴[8]研究表明蒜粉可以极显著提高小鼠常压耐缺氧存活时间和游泳时间,具有显著提高小鼠抗疲劳的能力。
3.6人参
王莹等[ 9 ]表明人参可以加速自由基的清除、节省糖原的利用、增加糖原储存、减少乳酸堆积以及增强乳酸脱氢酶(LDH)活性,为肌肉活动及时提供能量,人参具有很好的抗疲劳作用。
3.7西洋参
王庭欣等[10]通过小鼠实验表明,西洋参片能显著提高小鼠肝糖原的储备量,降低小鼠游泳后血乳酸曲线下面积以及血清尿素氮含量,并能加速体内尿素氮的除速率,提高小鼠的游泳时间,具有显著的抗疲劳作用。
4研发存在的问题及展望
4.1研发存在的问题
目前抗疲劳领域的研究中,大多数实验均为小鼠游泳实验,存在一些亟待标准化的内容。如在造模上许多报道不一致,缺乏公认的疲劳模型,阻碍了对食品抗疲劳作用的客观评价,应予标准化。由于功效成分普遍具有“微量”、“高效”和“不稳定”,应用传统的食品工程技术已不能适应微量成分的制造工程,使开发高科技含量的抗疲劳功能食品受到局限。抗疲劳功能成分的构效与量效关系、生物活性成分与其功效作用的关系以及所实现其药理作用的分子机理,仍需进一步的深入研究。
4.2展望
4.2.1根据我国传统的“药食同源”理论,开发具有民族特色的抗疲劳食品“药食同源”理论是我国发展功能食品的独特优势。我国拥有极为丰富的天然中草药资源,如人参、刺五加、红景天等都是研发抗疲劳功能食品的重要原料。我们要充分挖掘、利用传统的有关食补、食疗的丰富经验,结合传统养生理论,运用现代食品工业中的高新技术,从各种天然的药食两用食物资源中去寻找抗疲劳功能因子, 设计开发出具用民族特色的抗疲劳功能食品。
4.2.2符合第三代功能食品要求,与国际接轨研发符合第三代功能食品特点的抗疲劳食品,进而走国门与国际接轨是我们的必由之路。我们要在借鉴日本、美国等国家先进经验的基础上,应用多学科知识、采用现代生物技术,从分子、细胞、器官等分子生物水平上研究抗疲劳功能因子的结构、含量及其作用机理,准确评价抗疲劳功能食品的功效,研究抗疲劳功能因子的稳定性和在功能食品中保持功效,开发出国内外公认的具有知识产权的创新性抗疲劳功能食品。
参考文献
[1]李荣华. 运动疲劳与恢复的探析. 搏击·体育论坛, 第1 卷第4 期
[2]陈敏雄,叶小平. 消除运动性疲劳的特殊营养补充品[ J ]. 河北体育学院学报, 2004, 18 (4) : 13 - 15.
[3]王红燕,何祖新,刘鑫.疲劳产生的机制及抗疲劳中药的研究进展.现代中医药.2007年3月第27卷第2期
[4]罗琼、阎俊、张声华.纯品枸杞多糖对小鼠抗疲劳的效果.武汉大学学报(自然科学版) . 1999 年8 月第45 卷第4 期
[5]余杰, 唐武.牛磺酸对力竭运动小鼠抗疲劳效果及其机理研究.汕头大学学报(自然科学版) . 2008年11月第23 卷第4 期
[6]陈园园、施用晖、乐国伟.不同分子量大豆低聚肽抗氧化活性与抗疲劳关系研究.氨基酸和生物资源2008, 30 (2) : 59～62
[7]郭时印, 姜德建, 黄忆明, 谭兴和, 孙振球.辣椒素抗疲劳作用研究进展.中南药学 2007 年8 月第5 卷第4 期
[8]李瑜,许时婴.蒜粉抗疲劳和降血脂作用研究.中国调味品. 2005 年6月第6 期
[9]王莹,蔡东联. 人参抗疲劳作用研究进展. 氨基酸和生物资源[ J ] , 2005, 27 (3) : 68 - 70.
[10]王庭欣,赵文等. 西洋参片对小鼠抗疲劳作用的实验研究[ J ]. 食品科学, 2005, 26 (9) : 474 - 476.
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）