运动营养的研究与实践

谢敏豪  严翊  王馨塘  张雪林

北京体育大学（北京100084）

近年来，运动营养学研究发展迅速，在基础研究领域，与新技术、新理论结合紧密，不断深入探讨营养物质的作用机制；在应用研究方面，与运动实践结合更加紧密，在解决实际问题的同时，也注重了基础数据的积累、并开始标准的研究；运动营养品市场异常活跃，产品更新加快，种类繁多，厂家更注重结合新的理念研发产品。本文就运动营养学近年的一些研究进展作一介绍。

一、基础性研究

（一）运动性骨骼肌损伤与营养干预的机制研究

在对运动引起的肌肉延迟性酸痛和骨骼肌疲劳的机制研究中人们观察到，骨骼肌在形态上会出现Z 带异常、局灶性肌丝紊乱、线粒体、肌浆网的结构和功能异常等微损伤变化；肌球蛋白、肌动蛋白、热休克蛋白、肌纤维dystrophin、desmin、vimentin、结蛋白等蛋白代谢会出现异常；骨骼肌CK、SDH、MDA、LDH、ATPase及SOD等酶活性会出现变化，自由基增加，细胞钙离子稳态、钙离子转运出现变化。针对这些变化，李世成等采用补充大豆分离蛋白观察到，补充活性肽可减轻大鼠一次离心运动后骨骼肌微细损伤的形态学改变和超微结构变化，补充大豆分离蛋白可减轻大鼠离心运动后骨骼肌细胞骨架desmin免疫染色的丢失，增强vimentin免疫染色^[1]。魏源等观察到，补肽比补蛋白对运动引起的骨骼肌微细结构和超微结构的异常变化具有更好的抑制作用且对其恢复具有更好的促进作用，主要表现在，减轻抗结蛋白抗体染色脱染和增加抗波形蛋白抗体对波形蛋白的免疫反应，抑制运动后CK活性的升高，抑制运动后MDA的升高，对运动引起的尿3-MH含量升高具有抑制作用等^[2]。崔玉鹏等观察到，补充复方1,6-二磷酸果糖(FDP)与谷氨酰胺可降低运动引起的比目鱼肌Z线异常变化^[3]。另外，大豆黄酮，中药黄芪、丹参注射液、参归补血精等中药或天然产物对运动引起的骨骼肌损伤具有保护作用，对清除自由基具有促进作用^[4]。马建等采用中药内服、外用等方法对延迟性肌肉酸痛 (DOMS)受试者进行治疗和处理消除均有一定的作用 ,尤其是外用药对本实验指标的改善更明显一些^[5]。

（二）运动后肌糖原恢复与营养干预的机制研究

    运动前肌糖原水平影响机体运动能力，如何促进运动后肌糖原回复，增加肌糖原储备是大家关注的问题。周亮等提出，运动过程骨骼肌摄取葡萄糖的速率主要受到3个因素的影响，即葡萄糖运送到肌细胞的速率、肌细胞膜对葡萄糖的转运速率以及肌细胞内对葡萄糖的磷酸化，细胞膜对葡萄糖的转运相对于葡萄糖的运输和磷酸化显得更为重要。其研究提示，运动时会出现肌细胞膜上GLUT4的转位并增加对葡萄糖的转运,可能与CaMK，PKC，NO，AMPK，PKB和aPKC等细胞内分子信号传递有关^[6]。

唐晖等研究提示，大强度运动可诱导肌源性IL-6释放，且肌源性IL-6参与与肌糖原水平有关并参与肌糖原的代谢^[7]。

李良鸣等研究表明，运动时, 骨骼肌前糖原和大糖原都参与供能；运动后糖原恢复先快后慢, 前糖原恢复在前，大糖原恢复在后, 总糖原含量最终取决于大糖原的恢复程度。肌糖原含量影响其自身葡萄糖转运速率和糖原合成酶活性, 葡萄糖转运速率受总糖原影响, 糖原合成酶活性比主要受大糖原影响。刺五加皂甙能提高训练大鼠肌糖原和肝糖原水平^[8]。

（三）运动性免疫功能变化与营养干预的机制研究

随着研究手段的改进，人们对运动引起机体免疫功能的变化有了更为深入的研究。研究表明淋巴细胞亚群、白细胞中某些细胞因子的表达能较早地反映出机体免疫功能的变化。周丽丽等研究证明，黄芪多糖、牛膝多糖有预防耐力训练大鼠外周血CD4+细胞数量及CD4+/CD8+比值和活化T淋巴细胞数量下降的作用^[9]，对耐力训练大鼠Th1和Th2型细胞平衡有一定的调节作用^[10]。还有一些实验证明，一些植物的多糖提取物、补气类中药对运动引起的免疫功能降低具有积极的调节作用。

（四）运动性血红蛋白变化与营养干预的机制研究

近年来对运动员营养状况的调查表明，运动员贫血发生率明显降低，但运动引起血红蛋白下降并不罕见。研究表明，运动可影响机体铁代谢，使之相对不足，影响红细胞生成；运动可产生大量自由基，使红细胞破坏增加，引起血红蛋白下降。然而，值得一提的是，由于运动训练造成造血功能出现抑制甚至障碍的研究鲜有报道。对预防运动性贫血发生采取的营养干预研究主要涉及补铁、使用抗氧化剂（维生素C、E）、1.6-二磷酸果糖、番茄红素等，均显示有一定的效果。另外，还有人采用补益类的中药防治运动性贫血的发生，也有一定的效果^[11]。

（五）运动性雄激素下降与营养干预的机制研究

近年人们对运动与雄激素代谢关系的研究中观察到，大负荷运动训练可引起Leydig’s细胞中StAR蛋白、P450SCC酶mRNA表达下降，11β-羟类固醇脱氢酶^{[12, 13]}、胆固醇侧链裂解酶^[14]、HMG-CoA还原酶活性下降，LDL-R、SR-BI的mRNA表达下降^[15]。严翊等以大鼠为对象，研究了运动性血睾酮下降与机体重要脏器形态学变化的关系，观察到间歇性无氧游泳训练1周能导致大鼠血睾酮降低，但心、肝、肾、睾丸组织的形态学不会发生改变；训练5周引起血睾酮持续降低并伴有心、肝、肾重要脏器的病理性变化，此时睾丸组织未发生病理性变化；训练5周后停训1周、血睾酮恢复过程中，重要脏器病理变化亦有所缓解；对运动性低血睾酮大鼠强化训练，重要脏器病理变化加剧，睾丸的组织形态也发生了病理性变化。作者认为，伴随有重要脏器的病理性变化的运动性血睾酮降低，应属病理性的变化。王启荣等观察到，益气补肾中药可能通过缓解Leydig’s细胞StAR蛋白mRNA表达下降，可以纠正长期递增负荷游泳训练造成的大鼠血清和睾丸睾酮水平的明显降低^{[12, 13]}。武桂新等观察到补益中药可提高Leydig’s细胞某些中睾酮合成酶的活性^[16]。

二、应用性研究

（一）运动营养生化恢复监控系统的研究与建立

杨则宜教授领导的研究组通过研究与实践提出了“运动营养生化恢复监控系统”，包括营养生化监控、营养干预和机能状态调整三部分。在营养生化监控部分中，从运动员体能状态和运动能力评定、血液学、反映肌肉状态及蛋白质代谢的关系、内分泌、免疫学，以及自由基生成后抗氧化能力等方面，第一次较系统地提出了用以评价运动员身体代谢状态的常用指标及其理想参考范围，为合理开展营养干预和机能状态调整提供了参考依据^[17]。

（二）运动员膳食营养与食品安全体系的研究

膳食是机体获取营养素最重要的来源，运动员也不例外。国外对运动员膳食营养的研究较为成熟，且发达国家的运动员多有一定的营养学知识，西餐的食物搭配较容易，因此，合理膳食的实施容易操作。对我国运动员膳食营养调查发现，由于缺乏营养学知识，加之中餐搭配至平衡膳食难度较大，运动员摄入营养素不平衡现象非常突出。通过研究，2005年，国家体育总局颁布了“中国优秀运动员每日食物供给标准”，另外，周丽丽等研制出与之配套的“运动员及大众膳食分析与管理系统软件” ^[18]，结合触摸屏电脑的配备，使营养调查、营养配餐等工作大大简化，运动员通过使用这个系统，很容易搭配出合理的膳食。

食品安全与合理营养同样重要。运动员的食品安全应该是在普通人食品安全要求的基础上，高于普通人。近年我国科技工作者通过研究，初步建立起适合我国优秀运动员的食品安全体系。

（三）运动营养品的功效评价与质量控制的研究

    1998年我国成立了国家药品监督管理局，在此基础上，2003年组建了国家食品药品监督管理局,对我国的食品、药品进行管理。此前，涉及食品、药品的运动营养品由国家卫生部管理。然而，在我国现行对保健食品与药品进行试验的方法中，均没有涉及验证产品是否适合运动员使用、适合什么情况下运动员使用等内容的试验。为了规范运动营养品的注册管理，保证运动营养品的质量，保障运动员的使用安全，2005年7月，国家体育总局依照《中华人民共和国食品卫生法》和国家体育总局《运动营养品使用管理办法》，参照国家食品药品监督管理局《保健食品检验与功效评价技术规范》，初步制定了《运动营养品功效评价程序和方法》。国内专家依照国家食品药品监督管理局对保健食品的管理方法，将运动营养品暂分为营养素补充品和特定功效营养品两大类，后者又分为9小类。特定功效营养品的分类如下：（1）保护关节及软骨；（2）改善肌肉质量；（3）调节内分泌：低血睾酮，月经紊乱；（4）调控体重；（5）消除疲劳和促进恢复：消除中枢疲劳及促进恢复，消除体力疲劳及促进恢复；（6）预防运动性贫血；（7）增加能量储备和利用；（8）增强抗过氧化能力；（9）增强免疫功能。同时，初步提出了对这些功能进行评价的方法。除此之外，还在研究采用色谱、质谱技术检测运动营养品的有效成分，制定相应的质控方法。

（四）几种营养品的研究与应用

l  Beta－丙氨酸

Beta－丙氨酸是一种人工合成的氨基酸衍生物。

研究表明，Beta－丙氨酸具有缓解运动后蛋白质分解的作用，结合力量训练，可以促进肌肉力量的增长。

Hoffman等对大学足球运动员进行为期10周的力量练习同时服用肌酸、肌酸加beta－丙氨酸或安慰剂，肌酸加beta－丙氨酸受试者瘦体重增加明显高于其他2组，另外，力量也有明显增加^[19]。

l  二十八烷醇

二十八烷醇是天然的特长链高级脂肪醇。在自然界，二十八烷醇为代表的高级醇，游离态存在的极少，绝大部分以脂肪酸酯的形态出现。

富含二十八烷醇的蜡酯有：米糠蜡、虫白蜡、蜂蜡、甘蔗蜡、亚麻杆蜡、高梁蜡、豌豆表皮蜡、葡萄表皮蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、向日葵蜡、虫胶蜡、羊毛蜡等。

二十八烷醇是一种新型功能性食品添加剂。研究表明，它具有增强体力、精力和耐力；提高应激能力和反应灵敏性；提高机体代谢率、改善心肌营养；提高机体氧利用率、降低血清胆固醇和甘油三脂含量；降低收缩期血压等功能。二十八烷醇是降血钙素形成促进剂，可用于治疗血钙过多的骨质疏松；刺激动物和人类性行为。用于化妆品，可促进血液循环，提高氧输送能力和基础代谢率，能经皮肤吸收，增进皮肤活性。可增加鱼抗逆性能力，增进体力，减少捕获和运输过程中鱼的死亡率，保持活力。

l  不饱和脂肪酸

长链多不饱和脂肪酸又叫多烯酸,是指分子结构中含有两个或两个以上不饱和双键且碳原子数目在20个以上的脂肪酸。与人体健康密切相关的多不饱和脂肪酸主要有两类:一类是n-3系多不饱和脂肪酸(n-3PUFAs);另一类是n-6系多不饱和脂肪酸(n-6PUFAs)。前者是指从脂肪酸碳链甲基端算起,第一个双键出现在第3位碳原子上的多不饱和脂肪酸,主要包括α-亚麻酸、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA);而后者则是指从脂肪酸碳链甲基端算起，第一个双键出现在第6位碳原子上的多不饱和脂肪酸,包括亚油酸、γ－亚麻酸和花生四烯酸等。

多不饱和脂肪酸是人体的必需脂肪酸，对人体有多方面的作用，如减少胆固醇的吸收、降低血浆甘油三酯浓度、使全血粘度下降、保护心肌、抗肿瘤、促进神经系统的发育并维持其健康、抵抗炎症反应、抗氧化等。

ｎ-3PUFAs可显著降低血液中的胆固醇，舒张血管，改善红细胞的变形能力和降低血液粘度，因此，有利于促进氧的运输，对提高有氧运动能力有益。

n-3PUFAs与n-6PUFAs是细胞膜和线粒体的成分，推测补充这类物质可以防治因力量训练而造成的“超微结构损伤”，进而提高运动能力，并对提高机能恢复能力有好处。

多不饱和脂肪酸对心肌有重要作用，能增强心肌收缩能力，服用亚油酸后运动至疲劳时，心电图S-T段下降幅度减少。

近期，荷兰学者R Broekhuizen 等做了一项研究，了解不饱和脂肪酸对慢性阻塞性肺病患者炎症反应、肌肉消耗的逆转及功能状态的影响作用。经对80名患者服或不服用不饱和脂肪酸的双盲试验，为期8周的观察发现，二组的体重、去脂体重和肌肉力量的增加相似。在递增负荷运动试验中，不饱和脂肪酸组受试者完成的最大负荷做功和运动持续时间均显著超过安慰剂组^[20]。

l  不同血糖指数饮食对免疫指标影响的研究

研究表明，长时间大强度运动前、运动中和运动后摄取含碳水化合物（CHO）的饮料能减少对免疫系统的应激。方子龙等的一项些研究显示，与高血糖指数饮料相比，运动前饮用低血糖指数饮料能减少餐后胰岛素的反应，维持运动中到运动后血清葡萄糖处于较高的水平，减轻运动引起的外周血白血病增加反应。可见，运动前摄取低血糖指数的饮料具有较长持续时间的缓解运动引起免疫变化的有益效果^[21]。

从近年来运动营养领域的研究不难看出，不论在基础研究还是结合运动实践的应用，都取得了许多进展。然而，值得关注的是，涉及运动员膳食、食品安全、运动饮料等方面的标准化研究相对薄弱，如不及时开展这方面的基础性研究，可能会制约运动营养的实践。

参考文献

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[9] 周丽丽,王启荣,伊木清,等. 中药多糖对耐力训练大鼠外周血T淋巴细胞亚群及活化T淋巴细胞数量的影响. 西安体育学院学报, 2006,23(4):63-67. 

[10] 周丽丽,王启荣,伊木清,等. 耐力训练及补充中药多糖对大鼠PBMC分泌细胞因子和血清中细胞因子含量的影响 .中国免疫学杂志, 2006, 22(12):1119-1123. 

[11] ]田野，等.“抗运动性贫血复合剂”营养补充对运动性贫血大鼠红细胞血象和血清EPO水平的影响.体育科学, 2004, 24 (1):20-23,43

[12] 王启荣,周丽丽

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