营养素的抗疲劳作用　　摘要：本文综述了几种主要营养素的抗疲劳作用。营养是一切活动的基础，营养素直接影响人体的机能活动，科学合理地摄取营养素具有抗拒疲劳的作用。能源物质耗竭、内环境紊乱、自由基增多、神经递质失衡是造成疲劳的主要原因。糖、脂肪、蛋白质三大营养物是机能活动的能量来源，适量的糖原和脂肪储备是保证体力活动中能量供应的必要条件，适当补充糖和蛋白质可提高机体耐力。维生素和微量元素可以维持内环境的稳定和酶活性，提高机体抗氧化能力，防止自由基增多。高F值制剂(支链氨基酸比例较高的制剂)可纠正血浆及脑中氨基酸的病态模式，防止神经递质失衡。　　关键词：营养素；抗疲劳　　中图分类号：TS202．3　　文献标识码：A　　文章编号：1000-2324(2005)03-0345-03　　收稿日期：2005-07-20　　基金项目：中国人民解放军总后军需部资助项目（20010125）　　作者简介：梁俊荣(1964-　)，女，教授，主要从事动物化学及功能性食品研究。　　疲劳是机体机能活动持续一定时间后体内所发生的各种生理生化变化的综合反应，其发生过程复杂，原因多种多样。能源物质消耗、自由基增多、内环境改变、神经递质失衡等都可引起机体疲劳。营养素直接影响人类的机能活动，劳动及运动与机体能量的储存、释放、转移和利用过程密切相关，而能量代谢过程又与糖、脂肪、蛋白质、氨基酸、维生素、无机盐等营养素紧密相连。疲劳是当今社会中存在的一个突出问题，近年来，抗疲劳作用研究是一个十分活跃的领域。大量研究表明，营养是一切活动的基础，食物是身体的控制中心，科学合理地摄取营养素具有抗拒疲劳的作用。本文就营养素的抗疲劳作用进行综述。　　1　提供运动所需的能源物质　　运动时的能耗约为静止时的2-3倍甚至100倍以上，主要能源物质糖和脂肪酸的供能比例取决于运动强度。当强度为最大吸氧量的75％或更高时，糖氧化供能的比例增加；当降为65％以下时，脂肪供能增加。运动耐力与糖原储备有关，且肌纤维中的糖原水平与运动时外伤的发生直接有关。当快收缩肌纤维中的糖原耗尽时，人体控制及协调运动能力降低，运动外伤发生率增加。由于糖在供能中的重要作用，各种维持或加强碳水化合物可利用性的措施，如赛前、赛中、赛后摄入糖对于提高运动成绩都有决定性作用[1]。资料表明[2]，运动后立刻摄入碳水化合物有助于肌糖原的快速恢复。在强度不大的长时间劳动或运动中，脂肪是主要的能量来源之一，适量的脂肪储存是保证运动时能量供应的必要条件。三大营养物中，蛋白质在运动供能中的比例相对较小，肌糖原储备充足时占5％左右，耗竭时可升至15％。　　2　维持内环境的稳定及酶活性　　剧烈运动或长时间体力活动中，机体内渗透压、离子分布、pH、水分、温度等内环境条件发生巨大变化，使体内渗透平衡、酸碱平衡、水平衡等失调，导致工作能力下降，出现疲劳。体液中离子的正常分布对维持神经肌肉的兴奋性及各种活性物质的活性极为重要。很多学者观察到，肌细胞的动作电位幅度降低、兴奋阈上升、时程延长、早期的负后电位幅度增加及动作电位传导速度减慢等均与肌膜两侧离子分布紊乱有关。Jones在实验中观察到，当膜外K+浓度从5mM增至10mM时所记录到的动作电位与疲劳肌细胞中的类似。Tate等[3]报道了大鼠力竭游泳后骨骼肌线粒体总钙显著增加。钙稳态失调是造成线粒体损伤的重要原因。线粒体是细胞的动力站，它的受损必然影响氧化磷酸化作用，使ATP生成减少，导致细胞的能量供应不足和机能活动受限。　　微量元素和维生素对身体机能和运动能力的影响业已引起人们的重视，它们与能量供应、酶活性、激素调节等有关，能够维持内环境及各种生物活性物质的活性，对于达到和维持机体最佳机能状态非常重要。脱水可影响循环机能和体温调节能力，钠、钾、钙、镁等对维持细胞内外的容量、渗透压、酸碱平衡和神经肌肉兴奋性都有重要功能。在运动后的急性恢复期(0-6h)，为补充从汗液中丢失的水分和无机盐，可摄入含Na+50-90mmol／L的饮料，以快速消除疲劳。镁和锰是能量代谢酶的必需辅助因子和刺激剂；锌与肌肉的收缩力和收缩耐力有关。这些微量元素易于随汗液和尿液丢失，缺锌的组织在休息后仍不能恢复，常出现肌肉和相关组织损伤。运动可加强矿物质的代谢，使机体对矿物质的需要量增加，铁供应不足使Hb含量下降，有氧运动能力和运动耐力下降。铬可刺激葡萄糖代谢途径中酶的活性，在耐力运动中要求有额外的铬作为持续增补剂。大运动量训练可导致铜、锌的负平衡。运动使维生素代谢加强并使一些维生素需求量增加，适量补充可推迟疲劳出现并缩短恢复时间。　　3　增强机体的抗氧化能力　　长时间运动过程中，由于能量需求增加而使机体分解代谢加强。此时，机体以较高速率吸入氧，生物氧化加快，自由基生成增多，诱发组织损伤。自由基反应失控，可使线粒体膜脂质过氧化，影响三羧酸循环和细胞色素体系的电子传递，使ATP生成减少[4]。自由基还可使蛋白质分子聚合交联，引起细胞结构和功能破坏。增强抗氧化能力可以清除运动过程中产生的过多的自由基，减轻自由基对细胞和线粒体的破坏作用，延缓疲劳的发生。　　许多维生素、微量元素和某些氨基酸具有增强机体抗氧化能力的作用。抗氧化系统中几种重要的抗氧化酶都以金属离子为辅助因子，谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)含硒，超氧化物歧化酶(SOD)含铜和锌，过氧化氢酶(CAT)含铁。长时间体力活动中，要清除过多的内源性自由基，除需要抗氧化酶活性增强外，对抗氧化剂的需求量也增加。维生素E、维生素C、β-胡萝卜素、谷胱甘肽(GSH)等是天然抗氧化剂，可保护机体不受自由基的伤害。研究证实，每天强化维生素E1200IU，能够抵抗运动性自由基积累造成的组织损伤。GSH是另一种重要的抗氧化剂，可在GSH-Px的作用下清除H2O2和有机过氧化物；还可以维持线粒体内膜巯基的还原状态。当GSH减少时，内源性自由基攻击线粒体内膜上的巯基蛋白，一方面使这些蛋白质活力下降，影响线粒体内膜上的电子传递过程；另一方面膜蛋白巯基发生氧化交联，使膜通透性增加，引起胞浆Ca++上升，激活细胞膜磷脂酶A2(PLA2)和中性蛋白水解酶(CANP)，导致细胞膜的损伤[5]。大量研究表明，牛磺酸能显著减少力竭运动条件下线粒体内丙二醛(MDA)含量，促进剧烈运动后心肌酶漏出的恢复，延缓运动性疲劳的发生并能促进其恢复。　　4　防止神经递质失衡　　神经递质的紊乱是长时间运动或劳动中中枢疲劳发生的重要原因。科学合理地使用氨基酸补剂，能够在某种程度上防止神经递质紊乱的出现。亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸为支链氨基酸(BCAA)，主要在肌肉中氧化供能。长时间运动时，肌肉主要从血液中选择性地摄取BCAA，使血清BCAA浓度下降。芳香族氨基酸(AAA)主要在肝脏中分解，长时间大强度运动时肝血流量下降，不能有效地从血清中摄取并分解AAA，使血清AAA浓度上升。AAA、BCAA均为中性氨基酸，二者在通过血脑屏障时竞争中性氨基酸载体。长时间运动造成的这种氨基酸变化使得较多的AAA进入脑组织。色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸是某些递质的前体，它们进入后引起脑中相应递质增多，导致中枢疲劳。在氨基酸混合物中，BCAA与AAA的比值称为F值。高F值制剂可纠正血浆及脑中的氨基酸病态模式，高F值寡肽混合物显著延长大鼠负重游泳力竭时间，具有抗疲劳作用[6]。　　5　其它作用　　疲劳的恢复需要相应的营养补充，在诸多营养物中，氨基酸必不可少。氨基酸在运动后的恢复期用于适应性蛋白质的合成，适量补充氨基酸有助于疲劳的恢复。但蛋白质过多会增加特殊食物动力，增加肝、肾排出氮代谢物的负荷，同时蛋白质的酸性代谢产物还会导致体液pH下降而引起疲劳。　　传统观念认为谷氨酰胺(G1n)是非必需氨基酸，理由是它可在体内合成。但近年的研究表明在应激和病理条件下，内源性合成的G1n往往不能满足机体需要，有时甚至会发生枯竭。因此G1n是一种条件性必需氨基酸。小鼠灌胃G1n 10天后，血清、肝脏、骨骼肌中磷酸肌酸激酶活性显著升高，糖原储备量明显增加，游泳耐力增强[7]。　　口服L-肉碱(旧称维生素BT)可以明显提高运动员的最大有氧工作能力。资料表明[8]，赛鸽饲料中添加L-肉碱能降低飞行时的产热，增强有氧氧化供能能力，提高脂肪酸氧化供能比例，延长绝食飞行时间，提高赛鸽比赛成绩。L-肉碱是线粒体膜上唯一的活化脂肪酸的载体，可将脂肪酸转入线粒体进行氧化。它能调节线粒体内酰基辅酶A与游离辅酶A的比值，参与支链酰基的运输，有利于BCAA的正常代谢；它还能调节糖原的生成和生酮过程。缺乏L-肉碱可造成机体脂肪代谢紊乱，影响能量供应，抗应激能力降低。　　科学营养，合理膳食是抗拒疲劳的最佳途径。值得注意的是，只有科学合理地使用各种营养素，对维持机体的最佳机能状态才是有利的。在膳食中，适当强化微量元素和维生素可以起到抗拒疲劳的作用；过度强化则易于造成微量元素中毒，引起维生素过多症。