抗运动疲劳研究的现状和发展趋势

张小强

（咸阳师范学院体育系，陕西咸阳712000）

摘要：疲劳成为造成亚健康的主要因子。营养方式抗疲劳因其安全、实用广受关注，文章指出，如何快速消除疲劳，不仅是运动学的课题，也是食品和医学关注的焦点。营养手段抗疲劳以其副作用小而倍受欢迎，文章从疲劳的发生机制、抗疲劳功能食品的研发现状和目前的研究热点、未来趋势等方面进行阐述。

关键词：疲劳自由基抗疲劳肽

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：1004-5643(2015)07-0073-03

竞技运动的激烈竞争促使极限化训练引起的运动员疲劳日益普遍，现代生活的高压力和快节奏也在不断给普通人带来身体的疲劳，如何快速消除疲劳，不仅是运动学的课题，也是食品和医学关注的焦点。营养手段抗疲劳以其副作用小而倍受欢迎。以下从疲劳的发生机制、抗疲劳功能食品的研发现状和目前的研究热点、未来趋势等方面进行阐述。

1 运动疲劳的发生机制

运动的主体和客体各不相同，引发的疲劳也互不一样。运用营养方式延缓疲劳的发生和促进疲劳状态的恢复成为一种重要的方式，研发抗疲劳功能食品是其主要途径，了解疲劳的产生、发展和症状对于研发是必要的。运动性肌肉疲劳是连续长时间或大负荷运动刺激引起的一种正常生理现象，具体说，疲劳的产生与运动项目、个体的生理心理状态、运动负荷强度的大小和运动时间等有关，能源物质的过度消耗甚至衰竭、代谢有害产物的堆积以及堵塞、内环境酸碱度、渗透压和调节因子等稳定性的失调、大量自由基的产生、保护性中枢抑制等因素都会引发疲劳。依据各种生理诱发因素的作用途径、位点和方式将疲劳分为中枢疲劳和外周疲劳，对应的中枢机制当前研究的有电位超极化化学机制、递质变化神经机制、肌肉能耗的智慧理论等；外周机制有PH学说、能量供应效率学说、钙磷离子损耗学说、膜电位与兴奋收缩失偶联学说、能源物质消耗学说、肌肉结构损伤和细胞膜变异学说、自由基损伤理论等。

2 健康的营养方式抗运动疲劳的研究现状

近年来，开发功能性食品应用营养手段延缓疲劳出现和促进疲劳恢复成为运动、医学和食品等学科的研究热点。在西方学者看来，对运动性疲劳的预防与恢复大致可采取以下几种途径：补充能源物质复合多糖、不饱和脂肪酸、支链氨基酸或活性充分等；加快消除代谢有害产物；使用强壮剂。我国许多学者从中医药理论出发，以脏腑学说为核心，一方面观察复方中药对机体各器官功能的整体协调和控制，维持内环境的稳态；另一方面观察单味中药或者某种有效成分的功效和作用位点等。总之，恢复手段必须符合运动项目的物质和能量代谢特点，此点业已获得共识。

此外，自从Harman提出自由基理论以来，人们认识到人体内自由基变化与人的疲劳、衰老和许多疾病有关。国内外的研究发现，运用自由基学说解释运动性疲劳，并运用自由基清除剂消除疲劳取得满意的结果。主要研究成果如下：(1)运动中或者运动后机体耗氧量的过度增加、一定反射通路的激活是活性氧产生的主要来源。其产生机制一般认为有线粒体机制和黄嘌呤氧化酶机制。(2)机体在运动过程中产生的高活性氧化性物质(ROS)会修饰改变蛋白质、脂肪、DNA等大分子的结构和功能，引发细胞毒性和机体损伤，造成功能障碍，导致疲劳产生。(3)机体自身具有酶促和非酶促两大抗氧化防御系统，但是剧烈运动会产生大量的ROS，使抗氧化性防御系统保护功能失衡。提高机体抗氧化系统作用能力会加速ROS的清除，减少氧化性损伤，延缓疲劳产生。(4)抗疲劳活性物质的检测和功效评价指标筛选、检测技术逐步成熟并已应用于食品开发，尤其是体外检测很多且已大多实现仪器化自动操作，时间短，用量少，越来越适合营养方式抗疲劳的需求。

3 抗氧化和抗疲劳活性肽的研究

研究证明，补充生理活性肽能提高运动员的瘦体重、运动肌肉的力量和血清Ca2+含量，抑制或者减少因运动而引起的蛋白质损耗，维持或者促进体内正常蛋白质的合成，减轻或者延缓由运动引起的运动功能降低，从而达到抗疲劳的作用。抗氧化肽和抗疲劳肽是近年来一个十分活跃的研究领域，不仅成为食品开发的新热点，也是运动饮品和保健方法的首选。

目前应用的抗氧化肽包括天然和人工水解两大类。天然产品主要从动植物体提取，由于含量太少难以大规模生产和推广。水解抗氧化肽的蛋白质来源有植物源蛋白和动物源蛋白，前者几乎遍及目前食用的植物源蛋白食品；动物源研究过的有鱼等水产类和猪牛羊等禽畜类。我国在该方面的研究如表l所示。国外的Anusha等总结了近10年来抗氧化肽方面的62篇相关研究，依据这些研究得出以下结论：抗氧化肽分子量大多分布在1400D左右，其中玉米二肽是目前开发的最小的植物源活性肽，氨基酸顺序为Tyr-Ala。最大的来自黑豆蛋白水解，该肽含有16个氨基酸残基。对于它们的抗氧化机理，依据现有的实验认为抗氧化肽能有效地清除体内由于运动诱发的过剩的活性自由基，保护细胞和线粒体的正常结构和功能，防止脂质过氧化引起的膜结构和功能改变。Rival等研究了抗氧化肽与抗氧化活性的关系，发现运动产生的超量自由基优先与抗氧化肽结合，导致自由基链式反应中断和停止，从而能够抑制对膜和其它大分子的过氧化。肽的氨基酸组成和序列与其抗氧化活性有着密切的对应关系，肽链中如果N端富含疏水氨基酸则抗氧化活性较强。C端氨基酸残基如果为Leu或Pro有可能对抗氧化活性大小影响较大。此外，Meisel等研究发现，乳肽由于富含半胱氨酸可有效维持体内运动肌肉细胞内谷胱甘肽抗氧化体系，从而具有抗氧化的功效。

抗疲劳肽不但为人体提供组建肌肉蛋白质需要的各种氨基酸，同时支链氨基酸可作为能源物质通过氧化作用为人体运动提供需要的能量、还能发挥维持内环境渗透压、酸碱度等的稳态功能。此外抗疲劳肽最大的特点是具有极强的生理活性、结构和功能多样性，是其他营养手段抗疲劳无法比拟的。目前研究发现抗疲劳肽主要是由2到10个氨基酸形成的直链寡肽或小肽，也有部分是多于10个氨基酸的多肽。这些活性肽具有独特的理化性质：(1)大多数活性肽分子量较低，体液条件下溶解度好、粘度随浓度变化少。(2)相比蛋白质和氨基酸，活性肽更易被人体吸收和利用。(3)与大分子蛋白质相比，活性肽种类多，功效具有多样性。(4)能代替载体蛋白发挥运输作用。抗疲劳肽的作用机理可能包括：(1)能显著提高红细胞携氧能力和机体的耐缺氧能力，增强机体氧供给和缺氧状态下的运动耐性。(2)可有效防止运动引起的骨骼肌蛋白降解，提高做功效率。(3)在肌肉组织中作为能源物质氧化供能等达到抗疲劳的效果。(4)具有很强的抗氧化活性，清除或者阻断自由基的链式反应，从而具有抗疲劳的作用。(5)能增强能源物质在肝脏或肌肉的积累，提高运动耐力；同时可有效增加ArIP含量和ATP生成和转化效率，提高供能效果，达到抗疲劳功效。(6)对于中枢递质具有调节作用，一方面可提高中脑、海马等脑区DA等兴奋性神经递质的含量和活性；另一方面可降低5-HT等抑制性神经递质的含量和活性，增强中枢维持稳态的能力和兴奋性，提高调节能力，达到延缓中枢疲劳发生的功效。(7)抗疲劳肽可有效提高肌体的免疫能力，减少疲劳“开窗”期病菌对个体的侵害，提高疲劳状态的恢复能力。

4结论

虽然解释疲劳的理论很多，每种理论也都有一定的实验证据，但是也都不同程度存在缺陷，不能完全解释疲劳发生原因和调节机制。

抗氧化肽的功效研究多采用体外实验，体内研究很少，对于它们的结构、性质以及抗氧化机理缺乏系统研究，目前主要停留在假说和实验阶段，理论研究还不完善。

目前许多应用活性肽进行抗疲劳实验的研究，一般采用耐力性运动实验模型研究抗疲劳机制，对抗疲劳效果评价和判断主要通过肌（肝）糖原含量变化和乳酸浓度变化；辅助指标集中在体内外抗氧化方面，通过离体和在体实验研究对各种自由基的清除率评价其抗氧化性，并建立抗疲劳和抗氧化的关联。这种方法操作简便、使用仪器很少，在实践应用可操作性强。不足之处有以下几点：(1)动物模型运动刺激项目单一，基本采用游泳耐力性力竭实验。但是不同运动项目导致的疲劳症状不一样，能量供应和代谢产物也部相同，采用单一模式缺少普遍性。(2)这个方法用血乳酸作为代谢产物评价疲劳效果，但是耐力性运动中血乳酸在耐力运动初期有—个快速上升，进入稳定运动状态后，很长时间维持在一个比较稳定的水平，用血乳酸作为检测指标，灵敏性需要认真考虑。(3)通过考察供能物质肝糖元评价抗疲劳效果，但是每一种运动中能源供应物质都不是单一的，尤其是耐力运动中，随着时间的延长，脂类供应能量的比例越来越高，到力竭时一般占总能量的35-45%，上述方法缺乏对脂类在能量供应中的研究。(4)疲劳涉及方面众多，上述方法重点考虑了外周疲劳，对中枢疲劳缺乏必要的指标，不能全面了解抗疲劳的效果。(5)目前很多研究主要考察抗疲劳功效，对于具体活性成分的结构和性质以及构效的关系缺少进一步研究，至于更进一步的作用机制就研究更少。(6)体外筛选多采用抗氧化活性高低作为指标，抗氧化活性检测指标较多，同一样品对不同指标活性不一，不同样品之间缺乏可比性；体内抗氧化活性和体外是否一致，抗疲劳和抗氧化相关性如何等需要深入研究。以上这些缺陷严重限制了功能食品的开发，和欧美、日本相比处于比较低端的水平，从而使我国功能食品的市场应用难以扩展。