（运动人体科学专业论文）葡萄糖与乳糖对力竭游泳小鼠影响的实验研究.pdf

摘要 随着竞技运动水平的提高，比赛日趋激烈，运动员在运动训练过程中出现运动性疲 劳的现象时有发生，影响运动能力的提高。了解运动性疲劳产生的机制，使用合理的营 养手段，可延缓运动性疲劳的发生，从而提高运动员的运动能力。糖对机体能力的重要 性多年前就有了一定的认识。人和动物体内糖的储存量相对有限，可是许多专家通过大 量的实验和实践发现，过多或过少及不合理的补充糖，不仅不会提高运动成绩，反而会给 运动水平带来不利的影响。研究发现补糖的效果不仅和运动的性质和补糖的时间有关， 而且由于不同种类的糖各自的理化性质不同，在机体内产生的效果也不相同。所以，科学 的补充合适的糖不仅可以提高运动成绩，还可以延迟运动性疲劳的出现。 本研究目的就是以糖作为能量补充的基点，以葡萄糖和乳糖作为实验试剂，以昆明 小鼠作为实验对象，将小鼠分为对照组( 8 只) 与运动试验组( 2 4 只) 。运动组又分为空 白运动组( b ) 、服用葡萄糖组( g ) 和服用乳糖组( l ) 。小鼠自购买后适应性喂养第2 天开始给运动组按时按剂量( 2 眺g ) 灌服试剂并称重，然后把运动组的小鼠放入水槽中进 行适应性游泳训练，四周后进行断头取血处死，采集的血样测定其血糖、血尿素氮、血乳 酸三项指标，记录小鼠力竭的时间。探讨乳糖和葡萄糖对力竭游泳小鼠运动能力的影响。 结果：补充葡萄糖和乳糖后：( 1 ) 四周的( 2 # e o 乳糖和葡萄糖溶液喂养均对小鼠体重没 有造成明显的改变。( 2 ) 进行乳糖溶液喂养对小鼠都显著性的改善了小鼠游泳运动能力 ( p 0 0 1 ) 。( 3 ) 力竭游泳运动后，运动组小鼠的血乳酸水平都有所上升，相对乳糖组 而言，尽管与葡萄糖组之间无差异，但是数据显示乳糖组的血乳酸浓度低于葡萄糖组。 ( 4 ) 各组小鼠力竭运动后，运动组的小鼠血糖浓度均有下降，空白组下降最为明显， 乳糖组下降的程度最少，葡萄糖组相对于空白组血糖浓度偏高( p 0 0 5 ) ，且补充乳糖 组相对于空白组而言血糖明显要低( p 0 0 1 ) 。乳糖组的血糖水平高于葡萄糖组的血糖 水平( p 0 0 5 ) 。( 5 ) 力竭运动后的小鼠血尿素氮浓度相对安静组均有下降，且进行补 充乳糖组后的血尿素氮浓度相对安静组有明显下降( p o 0 5 ) 。 实验结论如下： ( 1 ) 乳糖补充对机体的正常代谢不会产生明显的影响。 ( 2 ) 补充乳糖可以有效的提高小鼠的运动能力。 ( 3 ) 分别补充乳糖和补充葡萄糖，都可以提高小鼠的运动能力，但乳糖的效果要优 于葡萄糖。 关键词：葡萄糖；乳糖；运动能力；运动性疲劳；小鼠 i i a b s t r a c t w i t ht h ef a c tt h a ts p o r t sm o v i n gl e v e lo fr i s i n ga t h l e t i c sa n dc o m p e t i t i o nf r e q u e n td a yb y d a y ，c a m p a i g nf a t i g u ei n f l u e n c e sa t h l e t i c sw h oa r es p o r t i n ge x e r c i s ec a p a c i t y k n o w i n go f f a t i g u ec a m p a i g nh o wt ow o r ka n du s i n gt h er e a s o n a b l en u t r i t i o nm e t h o dm a yd e l a yt h e o c c u r r e n c eo ff a t i g u e ，t h e r e b ye n h a n c ea t h l e t e se x e r c i s ec a p a c i t y i tw a si m p o r t a n tt h a ts u g a r w o r k e do nt h eb o d ym a n yy e a r sa g o i tw a si m p o r t a n tt h a tt h es u g a rh a dc e r t a i nw o r k e do n o r g a n i s ma b i l i t y sm a n yy e a r sa g o t h eb o d yo fh u m a na n da n i m a lh a v et h ef e ws u g a r s ， t h r o u g ht h em a s s i v ee x p e r i m e n t sa n dt h ep r a c t i c ee x p e r t sd i s c o v e r e dt h a te x c e s s i v e l ym u c ho r t o ol i t t l ea n du n r e a s o n a b l es u p p l e m e n ts u g a rc o u l dn o to n l yi m p r o v et h em o v e m e n tr e s u l t ，b u t a l s op r o d u c tt h ea d v e r s ee f f e c t s t h er e s e a r c hd i s c o v e r e dt h a tt h ee f f e c to fm a k i n gu pt h es u g a r i sn o tr e l a t e dw i t ht h e i rt i m ea n dm o v e m e n to fn a t u r e m o r e o v e ri ti sd i f f e r e n tt h a tt h e d i f f e r e n tt y p e ss u g a rr e s p e c t i v ep h y s i c sa n dc h e m i s t r yn a t u r ep r o d u c et h er e s u l t si no r g a n i s m n o tt ob et h es a m e t h es c i e n t i f i cs u p p l e m e n ta p p r o p r i a t es u g a rn o to n l ym a yi m p r o v et h e m o v e m e n tr e s u l t ，b u ta l s od e l a yt h ee m e r g e n c eo fe x e r c i s ef a t i g u e t h ep u r p o s eo ft h i ss t u d y t h a ti ss u p p l e m e n t e ds u g a ra st h eb a s i so fe n e r g y ，g l u c o s ea n dl a c t o s ea sat e s tr e a g e n t ，t a k e s t h ee x p e r i m e n t a ls u b j e c t b yt h ek u n m i n gm o u s e m o u s ed i v i d e si n t ot h eb l a n kc o n t r o l i n g g r o u p ( 8 ) a n dt h em o t i o nt e s t i n gg r o u p ( 2 4 ) c a m p a i g ng r o u pw a sd i v i d e di n t ob l a n ke x e r c i s e g r o u p ( b ) ，t a k i n gg l u c o s e ( g ) a n du s el a c t o s e ( l ) p u r c h a s e dm i c et h ec o m p a t i b i l i t yf e e d st h e 2 n dd a yt os t a r tt of l ut h ec l o t h i n gr e a g e n t ( 2 9 k g ) o nt i m e a c c o r d i n gt ot h ed o s a g ea n d w e i g h i n gf o rt h em o v e m e n tg r o u p t h em o v e m e n tg r o u p sm i c ea r ep u ti nt h ew a t e ra n d t r o u g ht oa d a p ts w i m m i n gt r a i n i n g f o u rw e e k sa f t e rc a r r i e do nb e h e a d sd r a w sb l o o dt h e e x e c u t i o n ，g a t h e r e db l o o ds a m p l et od e t e r m i n e si t sb l o o ds u g a r ，t h eb l o o du r e an i t r o g e na n d t h eb l o o dl a c t i ca c i d ，r e c o r dt i m eo fe x h a u s t i v em i c e t h ed i s c u s s i o nl a c t o s ea n dt h eg l u c o s e i n f l u e n c eo nt h ee x h a u s t i v es w i m m i n ga b i l i t y r e s u l t s ：a f t e rs u p p l e m e n t i n gt h eg l u c o s ea n d t h el a c t o s e ：( 1 ) a f t e rf o u rw e e k s ，t h em i c et h a tw e r ef e e dt h el a c t o s ea n dt h eg l u c o s eh a v en o t c r e a t e dt h eo b v i o u sc h a n g et ot h e i rb o d yw e i g h t ( 2 ) l a c t o s et of e e do nm i c eh a v es i g n i f i c a n t l y i m p r o v e dt h ea b i l i t yo fm i c es w i m m i n g ( p 0 0 5 ) ( 3 ) a f t e re x h a u s t i v es w i m m i n g ，t h e m o v e m e n tg r o u pm i c eb l o o dl a c t i ca c i dl e v e lg o e su p ，t h er e l a t i v el a c t o s eg r o u ps a y s ， a l t h o u g hd o e sn o th a v et h ed i f f e r e n c ew i t ht h eg l u c o s eg r o u p ，t h ed a t ad e m o n s t r a t e dt h a tt h e i i i l a c t o s eg r o u pt h eb l o o dl a c t i ca c i dd e n s i t yi sl o w e rt h a nt h eg l u c o s eg r o u p ( 4 ) t h em i c ea f t e r e x h a u s t i v ee x e r c i s e ，t h em o v e m e n tg r o u p sm i c eb l o o ds u g a rd e n s i t yh a st h ed r o p ，t h eb l a n k g r o u pd r o p so b v i o u s l y ，t h el a c t o s eg r o u pd r o p st h ed e g r e ea r el e a s t ，t h eg l u c o s eg r o u pi s o p p o s i t ei nt h eb l a n kg r o u pb l o o ds u g a rd e n s i t yi sh i g h ( p o 0 5 ) ，a n dt h es u p p l e m e n tl a c t o s e g r o u pi so p p o s i t ei nt h eb l a n kg r o u ps a y st h eb l o o ds u g a rt ol o w e r ( p 0 0 1 ) o b v i o u s l y t h e l a c t o s eg r o u p sb l o o ds u g a rl e v e li sh i g h e rt h a nt h eg l u c o s eg r o u pt h eb l o o ds u g a rl e v e l ( p 0 0 5 ) ( 5 ) a f t e rt h es t r e n g t hu s e su pt h em o v e m e n tt h em i c eb l o o du r e an i t r o g e n c o n c e n t r a t i o nr e l a t i v e l yp e a c e f u lg r o u ph a st h ed r o p ，a n da f t e rc a r r y i n go nt h es u p p l e m e n t l a c t o s eg r o u pt h eb l o o du r e an i t r o g e nc o n c e n t r a t i o nr e l a t i v e l yp e a c e f u lg r o u ph a st h eo b v i o u s d r o p ( p 0 0 5 ) t h e e x p e r i m e n tr e s u l t si sa sf o l l o w s ： ( 1 ) t h es u p p l e m e n t e dl a c t o s et h a tw i l ln o th a v et h eo b v i o u si n f l u e n c et ot h eo r g a n i s mn o r m a l m e t a b o l i s m ( 2 ) h es u p p l e m e n t e dl a c t o s ec a n b ee f f e c t i v e l yi m p r o v e dt h ee x e r c i s ec a p a c i t y ( 3 ) t h ed i s t i n c t i o ns u p p l e m e n tl a c t o s ea n d t h es u p p l e m e n tg l u c o s e ，m a ys h a r p e nm i c ee x e r c i s e c a p a c i t y ，b u tt h ee f f e c ti ss u p e r i o rt og l u c o s e k e yw o r d s ：g l u c o s e ；l a c t o s e ；e x e r c i s ec a p a c i t y ；c a m p a i g nf a t i g u e ；m i c e i v 湖北大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的 法律后果由本人承担。 论文作者签名： 日期：年 月 日 学位论文使用授权说明 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以 允许采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存学位论文；在不以赢利为目的的 前提下，学校可以公开学位论文的部分或全部内容。( 保密论文在解密后遵守此规 定) 储答名：专乃勃 指导教师签名： 日期： 日期： h u高 刖吾 运动前的营养目标是充分保证糖原储备，满足运动时的能量需要，并避免因饮食造 成运动中的胃肠不适。运动员在赛前一段时间，常常通过训练与高糖饮食结合，使肌糖 原出现超代偿。所以运动前补充一定量的糖，对耐力运动项目的后期，利用肝糖分解来 维持血糖的水平很是重要。随着竞技运动水平的提高，比赛的日趋激烈，运动员在运动 训练过程中出现运动性疲劳的现象时有发生，影响运动能力的提高。了解运动性疲劳产 生的机制，使用合理的营养手段，可延缓运动性疲劳的发生，从而提高运动员的运动能 力，促进运动成绩的提高1 1 1 。运动性疲劳是运动训练和体育锻炼中不可避免的现象，疲 劳不仅会导致机体判断能力的下降，也能够导致机体运动能力的下降。运动过程需要机 体提供足够的能源物质满足运动的需要，糖是肌肉活动的重要能源物质之一，其在体内 具有易消化吸收、易运输、易被动员、氧化时氧耗低、输出功率较脂肪大等特点，在运 动供能中占重要地位。体内糖储量的多少和运动成绩的好坏、运动疲劳的发生有密切的 关系，通过合理的补糖不仅可以提高运动成绩，而且还可延缓运动性疲劳的出现，促进 运动疲劳的恢复。因此，用科学、合理的手段来减缓运动性疲劳的出现，加快机体内代 谢物质的消除，有利于提高运动成绩和增强体质。 近年来，应用运动补剂增强运动能力和消除疲劳的研究十分活跃，许多学者指出， 运动补剂对运动能力和消除疲劳有一定作用。研究显示，血浆中糖氧化供能占总能量消 耗的5 0 还要高。 当今对于运动疲劳的研究大多通过营养补给和物理疗法来实现的。中国营养学会在 新的膳食指南中，已将提高乳类及制品的摄入量作为提高全民营养状况的一个重要手段 【2 】 o 本实验就是在分析了乳糖和葡萄糖的理化性质后，通过实验研究，探索发现在服用 乳糖与葡萄糖后的小鼠对运动能力的效果影响，对将来运动饮料中添加运动补给提供理 论依据。 湖北大学研究生硕十论文 1 文献综述 1 1 运动性疲劳产生机制 自1 8 8 0 年生理学家莫索( m o s s o ) 研究人类疲劳开始，疲劳问题就成为运动生理学 和运动医学的核心问题之一。1 9 8 2 年，第五届国际运动生物化学会议上，运动疲劳初定 义为机体生理过程不能持续其机能在持定水平上和或机能不能维持预订的运动强度【引。 从上世纪初到本世纪初的一百多年里，对运动性疲劳产生机制的理论，最具代表性的是 s i m o n s o n 在1 9 3 5 年提出的疲劳的四个基本过程： ( 1 ) 代谢基质疲劳产物的堆积； ( 2 ) 活动所需基质的耗竭； ( 3 ) 调节和协调机能失调 ( 4 ) 基质生理生化状态的改变。 r h t e d w a r d s 于1 9 8 2 年提出具有代表性的“突变理论也是基于s i m o n s o n 的四 个过程的基础上发展而提出的。它力图从中枢到外周中引起疲劳的不同因素综合来解释 运动性疲劳的现象。目前，运动性疲劳的发生机制仍未能彻底解决。 恢复的过程是疲劳消除的过程，是指人在体育运动结束以后，各种生理功能逐渐恢 复到运动前状态的一段功能性变化过程1 4 1 。 ( 1 ) 能源物资的超量恢复是客观存在的规律，超量恢复的过程取决于消耗的过程。 在生理范围内，肌肉活动量越大，消耗过程越剧烈，超量恢复越明显。但如果活动量过 大，即超过生理范围，恢复过程就会延缓。 ( 2 ) 机体能量储备恢复迅速，a t p 、c p 恢复的半时反映时间在2 0 s 3 0 s 之间。 ( 3 ) 机体的各种酶也可逐渐恢复到运动前水平。 运动性疲劳产生的机制运动性疲劳发生的机制较复杂，不同运动方式，不同运动强 度和运动时间，其产生的机制不同。近年来的研究结果，主要有以下几种学说，从不同 的侧重点去解释运动性疲劳产生的原因，其中能量过度消耗和代谢物堆积所造成的内环 境紊乱是运动性疲劳产生的最主要原因。 一、能量耗竭学说 运动性疲劳主要是在运动过程中体内的能源物( a t p 、c p 、肌糖原、肝糖原等) 大 量被消耗，而又得不到及时的补充，从而引发了运动性疲劳的产生。不同的运动方式， 不同的运动强度和时间，其所消耗的能源物质和运动性疲劳产生的特点不同。如短时1 1 ；j j 2 1 文献综述 运动( 短2 0 s ) ，能源物质消耗以磷酸肌酸( c p ) 为主，下降可达9 5 以上；长时间运 动( 1 - 2 小时) ，以肌糖原消耗为主，消耗可达9 0 以上。例如，伯格斯特龙( b e r g s t r o m ， 1 9 6 7 ) 发现a t p 和c p 的储备率低于使用率时，运动就不能持久；而且发现当疲劳时 a t p 只略微下降，而c p 下降十分明显，表明c p 的消耗对疲劳的发生更为重要。现代 生理学的许多实验材料都支持了这个假说。 二、代谢产物堆积学说( 堵塞学说) 代谢产物堆积学说：认为疲劳的产生是骨骼肌内某些代谢产物的积聚过多引起。弗 来彻和霍普金斯在1 9 0 7 年发现肌疲劳的同时出现高乳酸浓度。有些学者认为c a 2 + 在肌 肉中堆积，在长时间运动中可能是引起疲劳的重要原因。运动性疲劳主要是由于运动过 程中某些代谢产物( 乳酸、氨等) 在体内大量堆积而又不能及时消除，对于骨骼肌和神 经中枢有各种不良的影响而引起疲劳。运动时乳酸生成使肌肉中p h 值下降，抑制糖代 谢中关键酶一磷酸果糖激酶活性，使糖酵解代谢供能受阻，从而影响以糖酵解供能为主 的运动项目的运动能力。运动时血液和组织中氨生成影响肌肉工作能力，在脑组织中氨 生成增多会出现肌肉痉挛。 三、离子代谢紊乱学说( 内环境稳态失调学说) 内环境稳态失调学说认为运动时血液p h 值过分降低，严重脱水导致血浆渗透压及 电解质浓度的变化都是足以引起疲劳的原因。赫尔曼松的研究发现，在时间长短不同的 1 3 次达到力竭的极量工作之后，在同一受试者身上测出每次学乳酸的最高值皆大致相 同，大约1 8 m m o l l 。据此，作者认为高乳酸浓度所引起的内环境失调可能是产生疲劳 的重要原因之一。运动性疲劳主要是由于离子代谢紊乱，如等在细胞膜内外值发生变化， 而引起一些不良的生理生化变化，影响骨骼肌的收缩，造成骨骼肌疲劳。肌糖原消耗和 细胞内钾外流使血钾上升，高血钾会出现肌无力。 四、内分泌调节机能下降学说 运动性疲劳主要是由于内分泌调节机能( 如肾上腺皮质系统和肾上腺髓质系统) 下 降，影响了物质代谢和能量代谢，导致机体的运动能力下降。运动应激引起疲劳时内分 泌调节受影响在长时间运动中，运动负荷强度和运动量过大时，使皮质醇分泌持续增加， 对下丘脑垂体性腺轴有广泛的影响，对免疫系统也起抑制作用。 五、神经传递介质学说( 保护性抑制学说) 保护性抑制学说：根据巴甫洛夫学派的意见，无论是体力的或脑力的疲劳，均是大 脑皮质保护性抑制发展的结果，当工作时大量冲动刺激皮质相应细胞，神经细胞长期兴 3 湖北火学研究生硕j 卜论文 奋导致“消耗增多。为了避免进一步消耗，当消耗到一定程度时便产生保护性抑制。 运动性疲劳主要是运动时大量冲动传至大脑皮质相应的神经细胞，使其长时间兴奋，导 致消耗能量增多，为避免进一步的消耗，当消耗到一定程度时，一些具有神经递质作用 的氨基酸( 如r - 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作用。在 运动中，当出现a t p 减少，卜氨基丁酸、儿茶酚胺增加、血糖下降等都会引起兴奋抑制 失调。 六、免疫机能下降学说 运动性疲劳主要是由于机体免疫系统的机能下降或紊乱造成的。免疫机能与运动性 疲劳的关系是近年来研究的热点领域。 七、自由基学说 自由基学说是英国h a r m a n 于1 9 5 6 年最早提出的，该学说认为自由基攻击生命大分 子造成组织细胞损伤，是引起机体衰老的根本原因，也是诱发肿瘤等恶性疾病的重要起 因。自由基( f r e er a d i c a l ) 具有高度的化学活性，是人体生命活动中多种生化反应的中间 代谢产物。随着竞技体育的飞速发展，许多运动员在训练和比赛中承受的负荷越来越大， 时间越来越长，由肌肉收缩所导致的肌肉损伤呈现逐渐增加的趋势，直接影响运动员正常 的训练和比赛，制约了运动技能的维持和发展，严重者会导致运动生涯的缩短。在正常情 况下，人体内的自由基是处于不断产生与清除的动态平衡之中。自由基是机体有效的防 御系统，如不能维持一定水平的自由基则会对机体的生命活动带来不利影响。但自由基 产生过多或清除过慢，它通过攻击生命大分子物质及各种细胞器，会造成机体在分子水 平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。运动 性疲劳主要是由于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。在剧烈运动或大强度负荷运动时，体 内自由基代谢加强，肌肉和血液中丙二醛( m a d ) 升高，肌肉超氧化物歧化酶( s o d ) 活 性上升，人体运动后肌肉缺血再灌注和运动诱导的脂质过氧化连锁反应也易引起自由基 生成增多。研究发现，剧烈运动后肌纤维膜、内质网完整性丧失是由于自由基产生过多 造成的。因此认为，自由基与运动性疲劳有着密切的关系。许多研究揭示，随着运动强 度的增加，血浆脂质过氧化( l p o ) 水平升高。l p o 能对调节c a “转运的c a 2 + 、a t p 酶 产生影响，造成脑浆中c a 2 + 的堆积，影响了肌纤维的兴奋收缩耦联，使肌肉的工作能 力下降：l p o 显著升高还能造成对肌肉等组织的损伤，妨碍了正常的细胞代谢与功能， 是导致运动性疲劳的重要原因。研究还发现，自由基能引起线粒体呼吸链产生a t p 的 4 1 文献综述 过程受到损害，使细胞能量生成发生障碍，影响了肌纤维的收缩功能；另外，自由基还 能导致某些酶的失活，从而产生一系列病理变化，也能导致肌肉收缩能力下降，产生疲 劳。目前运动负荷所致肌肉损伤的确切机理尚不十分清楚。 八、突变理论 爱德华兹( e t l w a n d ，1 9 8 2 ) 从肌肉疲劳时能量消耗，肌力下降和兴奋性丧失三维空 间关系，提出了肌肉疲劳的突变理论，并认为这是运动性疲劳的生物化学基础，认为疲 劳是运动能力的衰退，形如一条链的断裂现象。突变理论的特点在于：单纯的能量消耗， 肌肉的兴奋性并不下降。在a t p 耗尽时，才引起肌肉僵直，这在运动性疲劳中不可能发 展到这个地步；在能量和兴奋性丧失过程中，存在一个急剧下降的突变峰，兴奋性突然 崩溃，并伴有随力量或输出功率突然衰退。运动性疲劳主要是由于运动过程中，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的综合反应，把疲劳看成综合 性表现。 1 2 糖与运动性疲劳的关系 1 2 1 糖种类的划分及其理化概述 糖类是人体能量代谢的最重要的物质。一般来讲，糖类的物质可以根据其水解的情 况分为单糖、双糖和多糖。其中单糖包括葡萄糖、果糖和半乳糖等；双糖包括蔗糖、麦 芽糖、乳糖等；乳糖指淀粉等。但人们习惯上把水溶性的单糖和寡糖称为糖，不包括多 糖和复合多糖，至于糖醇、氨基糖、糖酸、环醇等一般不列入糖类的范畴，从广义上讲， 不少学者也将它们列入糖类化合物中。糖的甜度一般蔗糖的甜度为1 0 0 ，其他糖的甜度 为果糖1 7 3 、转化糖1 3 0 、葡萄糖7 4 、麦芽糖3 2 5 、乳糖1 6 。不难看出糖的甜度以果糖 的甜度最大，乳糖的甜度最小。 1 2 1 1 葡萄糖的理化性质 糖类的化学结构多是指多羟基醛、酮、醇及其衍生物以及由糖苷键链接的此类化合 物的多聚体【5 1 。葡萄糖是己醛糖，化学式c 6 h 1 2 0 6 ，白色晶体，易溶于水，熔点1 4 6 。c ，它是自 然界分布最广泛的单糖。作为人体的基本元素和最基本的医药原料，该品的作用和用途 十分广泛，即可直接应用于人体，又可用于食品加工和医药化工。它能讯速增加人体能 量、耐力、可用作血糖过低、感冒发烧、头晕虚脱、四肢无力及心肌炎等症的补充液， 对癌症也有一定治疗作用。肌糖原、肝糖原以及血液中的葡萄糖，在有氧运动和无氧运 动中都是重要的能源物质。 5 湖北人学研究生硕十论文 1 2 1 2 乳糖 乳糖是乳中特有的成分，来自乳清的碳水化合物。食品级乳糖是将乳清或超滤透过 液( 乳清蛋白浓缩物副产品) 中乳糖过饱和，然后将乳糖结晶转移出来并干燥后制得的。 特别的乳糖结晶工艺、研磨和过筛可产生不同颗粒大小的乳糖。乳糖属双糖，由一分子 a d 葡萄糖和一分子b d 半乳糖构成，它可以无水或含一分子结晶水或者是两种形式混 合物形式存在。 乳糖是膳食能量来源之一，不仅有助于对钙的吸收外，而且牛奶中主要的糖为乳糖。 与其他食用糖相比，乳糖甜度低，清爽，无后味；如果结晶处理适当，乳糖具有较稳定 的吸湿性。乳糖具有增加固体含量，改善产品质构而不至于使产品过甜的特性。乳糖在 小肠内经过乳糖酶的水解作用生成葡萄糖和半乳糖，并作为重要营养物质被吸收利用。 半乳糖参与脑细胞和神经的发育，是构成糖脂质的成分；乳糖及其发酵产物乳酸对于 钙、磷的吸收利用起着重要作用。乳糖是仅在哺乳动物类动物乳剂中才有的一种天然碳 水化合物和前生化合物质，牛乳中的含量平均为4 7 ，人乳中含量为6 8 。乳糖可 几乎全部溶解于乳中，是乳中甜味的来源。乳糖的价值可通过水解作用得以提高，但通 过改变乳糖结构，以阻止其在小肠内的吸收，也可使其价值提升。目前，一些吸收性的 食品级乳糖已经在医药行业和保健性食品中得到了实际应用。 1 2 1 3 葡萄糖与乳糖理化性质的比较 乳糖是双糖，葡萄糖是单糖，乳糖水解后生成葡萄糖和半乳糖，因此葡萄糖是乳糖 的分解产物。乳糖作为种天然碳水化合物，是动物进化过程中的一种早期选择，与葡 萄糖相比，具有较温和的甜度( 仅为葡萄糖的2 0 3 0 ) 、较低的渗透压等特点。 1 2 补糖对运动能力的影响 ( 一) 国内的文献 糖是人体最重要的能量代谢物，也是体内唯一能以有氧和无氧方式提供的物质。糖 负荷，又称糖原填充，这是一种为长跑和越野雪运动员专门设计的糖补充技术，其目的 是增加体内糖的贮备【6 1 。运动前补糖可以提高运动时糖参与能量代谢的百分率，有利于 保持较大的运动强度及维持较长的运动时间，提高运动能力1 7 1 。一次剧烈的运动引起肌 糖原大量消耗，以及大量排汗引起的体液平衡失调可引起低血糖、血容量减少及心肾负 担加重等i 引。补糖的目的是通过增加外源糖氧化供能来延缓机体内源糖的氧化，但运动 中摄入的外源糖不能简单直接地进入血液循环被机体利用，其利用受多种因素的影响， 如安静时服糖引起胰岛素增加和胰高血糖素的分泌下降，他们同剧烈运动中本身将发生 1 文献综述 的激素变化如儿茶酚胺、生长激素的升高和胰岛素的下降以及运动中各种代谢产物的改 变，多种作用交织在一起影响着外源糖的利用；给予糖的时间、运动强度、糖的浓度、 糖饮料的类型等都影响运动时糖的作用的发挥，有时甚至会出现相反的结果。运动耐力 是反映机体疲劳最直接、最客观的指标。伊木清发现安静组与对照组相比仅高5 ，在 运动中补糖则血糖水平显著高于对照组1 9 】。根据卫生部发布的保健食品检验与评价技 术规范2 0 0 3 ) ) ，目前抗疲劳作用评价方法仅采用动物试验，用游泳的方法制造疲劳模型， 动物游泳的过程中不再给予受试物。王世平则认为在给予外源糖后短时间内可观察到胰 岛素分泌增加3 - - , 4 倍，高胰岛素血症和由运动引起肌细胞对糖的摄取增加都将导致低 血糖的发生，继而使糖原过早被消耗和疲劳提前出现，因此运动前给予外源糖并不能延 长力竭运动的时间，也不能使肝糖原含量增加【1 0 1 。补糖与竞技运动的关系至为密切。运 动前体内保持充足的糖贮备是决定训练质量和比赛成绩的重要因素之一。赵原认为运动 后尽快恢复体内糖贮备理论上比慢恢复有利于运动能力的恢复，运动后即刻至几小时内 糖原合成速率最快，此时补糖将有利于快速恢复1 1 1 】。在糖原大量排空的前提下运动后应 立即补充液体糖至少0 7 9 k g 体重，2 4 小时内补充糖量9 1 6 9 t k g 体重可保证机体恢复 糖贮备量，在补糖的同时应注意水和矿物质的补充，以尽快达到体液平衡。王世平认为， 运动前给糖能使由运动引起的血糖下降延迟，但不能延长力竭的时间。从膳食中能获取 足够能量的前提下，运动前补充糖，其血糖水平与对照组无显著差异。山灵团认为速度 耐力运动的能量保障是有氧和无氧混合制供能，并且无氧供能占绝大部分l l 到。陈吉棣等 人用一种含2 0 糖和适量无机盐的低聚糖饮料的饮用效果在人体实验中进行的研究显 示，低聚糖饮料可使血糖维持在较高水平，增加运动做功的时间。低聚糖在其含糖浓度 高达2 0 时仍具有低渗透压和低甜度等优点，对于延长耐力运动中糖的供应有特效1 1 3 1 。 陈吉棣1 1 4 】教授研究表明，补糖对高强度间歇性运动或高强度冲刺性运动有积极的作用。 研究篮球、足球、冰球和网球等运动生理需要模拟实验资料报告，艾华译的关于提高篮 球运动员体能的方法和营养措施中提到：在训练和比赛中适当的饮用配方科学的含糖 电解质饮料，有提高篮球运动员运动能力的效益。 肝脏、肌肉是能量贮备、利用的直接组织，其糖元的氧化利用是运动供能的主要形 式。庄剑青、施建蓉等在红景天及其复方的研究中发现：红景天能促进训练鼠( 四周游 泳耐力训练) 运动机体的糖代谢，提高代谢酶活性，使肝糖元及时分解补充肌糖元，同 时保证了运动肌肉的氧化供能，从而提高了运动能力【1 5 l 。而北京体育大学的学者在对扶 正理气中药的研究中指出：扶f 理气中药对疲劳性大强度耐力运动后骨骼肌中m d h 活 7 湖北人学研究生硕十论文 性的恢复可能有所帮助，并且可能有使骨骼肌在运动时更多地利用肌糖元以保证供能的 作用1 1 6 j 。另外还有研究表明，与单纯训练组比较，训练( 7 周跑台) 加服药( 扶正理气) 组运动后即刻糖元消耗少，运动后2 4 小时恢复明显，提示服药有利于肝脏内糖代谢。 服药结合训练大鼠安静态及运动后即刻肝脏g p t 活性高于单纯训练组，提示服药可改 善蛋白质或氨基酸代谢。 针对运动性疲劳机理中的能量耗竭学说和代谢产物堆积学说，科研人员对骨骼肌做 了大量动物实验研究，在骨骼肌能量和物质代谢方面广泛探索可行性测试指标，从i 型 肌纤维有氧氧化效果、i i 型肌纤维的糖元含量、糖酵解能力1 1 7 】有报道称，训练结合服用 红景天煎剂的2 组运动实验肌糖元含量高于不服药组【1 5 】。大鼠经7 周训练后，训练结合服 药组( 理气扶正中药) 肌糖元水平显著提蒯1 8 l ，大强度耐力训练及训练加服中药可使安 静大鼠股四头肌肌糖元含量明显增加( p 0 0 5 ) ，疲劳后即刻肌糖元明显减少( p 0 0 5 ) 。 骨骼肌自由基代谢同样是一个研究热点。补气活血中药能提高机体抗氧化酶活性，阻抑 运动所致的自由基代谢增强，保护组织细胞并具有一定的抗疲劳作用【1 9 l 。 许多作者分别通过动物( 大、小鼠) 实验，提出了服用十佳口服液、多耐运动保健 饮料、参宝片以及生力膏、强身液、补肾益元方等，动物均分别或同时出现游泳时间延 长【2 0 1 【2 1 1 1 2 2 】【2 3 1 【矧、耐缺氧时间延长【2 0 1 【2 3 l 【2 4 1 、耐低温时间延长【2 3 l 【2 4 l 。这些现象表明中药 能明显地延长动物的运动时间，在运动过程中显示出较强的抗疲劳作用，提高了机体的 耐力。有的学者进行了更深入的研究，他们从中医学角度出发，认为体力性疲劳的形成 除了与阳气虚有关外，还与水湿内聚、湿热内生有关。据此以“益气助阳、补肾养血 为指导制成中药制剂，以“清热养阴、活血利水为指导制成中药清剂。其研究结果显 示：在减缓体力性疲劳产生中，清剂占优势，在促进体力性疲劳消除中，补剂占优势【矧。 还有研究人员围绕运动的全过程辩证论治，提出运动的不同阶段应采用不同的组方原 则。通过动物实验，庄剑青等在其研究结果中提出：大运动量训练期间服用益气养阴方 能较好调节训练鼠体质，提高运动耐力，力竭性运动后能较快恢复体能，在成绩测试前 换用益气温阳方能大幅度提高运动成绩【1 5 】。 ( 二) 国外的文献 补糖对提高机体运动能力的重要关系早在1 9 9 1 年英国的学者威廉姆斯提出运动使 的代谢对营养有迫切的需要不仅仅只表现在运动时，而且对运动后的恢复也有重要作 用。b r o o k e 等( 1 9 9 4 ) 使被试进行7 0 v 0 2 m a x 强度运动至力竭( 平均运动时i 日j1 5 3 分钟) 运动后休息4 0 分钟，将被试随机分为两组，一组补糖1 1 5 9 ，2 5 葡萄糖溶液，另一组被 1 文献综述 试只补充水。两组被试在4 0 分钟休息后重复上述强度运动，对照组运动时间仅2 9 分钟， 补糖组运动时间为7 8 分钟，比对照组多2 7 倍1 2 刚。因此，运动后及时补糖对恢复运动能 力有益。 有国外文献指出，运动前或运动间歇适量补糖，可以促进运动肌吸收和利用血糖， 减少内源性糖贮量的消耗。对于几乎天天训练甚至每天训练两个课次的运动员，则应把 基本着眼点防在日常膳食上。研究发现，每天含油5 0 0 克糖类的高糖饮食可以降低运动 中糖原逐渐耗竭的速率，使得机体在两个训练课次间保持更多的糖原贮备运动引起肌肉 吸收利用葡萄糖速率增高，而且在运动后恢复期并不立即降到运动前水平，这一代谢特 点有利于肌糖原加速合成和恢复过程，所以运动后应尽快补糖。国外文献报道，运动后 的3 0 4 5 分钟之内是肌糖原恢复得最佳时机。英国的布鲁尔与1 9 8 9 年采用补充单糖和补 充复合糖这两种高糖膳食检验在活动跑台以7 0 最大摄氧量强度跑至力竭后对运动员 耐力恢复的影响，结果发现，补充包括附加单糖和复合糖在内的正常饮食能够提高跑步 耐力【2 7 l 。 短时间、大强度、间歇性运动一般是在较短时间完成大强度的运动负荷，运动有间 歇，其供能以无氧供能为主。近年的研究进一步证实，补糖有益于短时间、大强度的间 歇性运动项目。杰克森等人报道，运动前和运动中补糖提高了短时间、大强度、间歇性 运动的运动能力，延缓了疲劳的出现。他们认为，这可能与补糖增加外援性的能量供给 和促进了运动间歇时的糖原合成有关。许多研究证明在间歇跑、举重和摔跤及其他实际 比赛中补糖都有助于运动能力的提高。j a c o b s 报道，在足球比赛后肌糖原的消耗量为赛 前的5 2 。肌糖原的大量消耗直接影响足球运动员的运动能力，s a i t i n 曾报道，当肌糖原 下降时，运动员最大速度的能力随之下降。这些研究表明足球运动的主要能量来源与糖， 其供能达能耗的9 5 左右。有一项有关足球比赛的研究报道，补糖的运动员在下半场比 赛中跑动的距离比不补糖的运动员增加了3 0 。总之，足球运动员在运动后补糖，可以 使疲劳得以恢复，甚至出现超量恢复，运动前和运动中补糖不仅可以延缓疲劳的出现， 还有助于运动能力的提高【2 刚。国外学者发现经过耐力训练的运动员，在肌肉持续最大收 缩时，由运动诱发的低血糖减弱了中枢神经活性，当补充糖入血维持血糖浓度在持续3 小时的适度强度运动中保持稳定时，中枢神经活性则未受影响。s h e r m a nw m 等的研究 报道显剥2 9 1 ，补糖对高强度持续3 6m i n 的运动、间隙性复合性运动或高强度的冲刺性 运动也有积极性作用。m u r r a y 等1 3 0 】对短时间、间歇性运动的补糖和不补糖做了比较研究。 受试者先以5 5 最大吸氧量骑车1 5 m i n ，再以6 5 最大吸氧量运动1 5 m i n ，休，亩, 3 m i n ， 9 湖北人学研究生硕卜论文 然后重复进行6 5 最大吸氧量运动和3 r a i n 间隙过程3 次。结果，在间歇性重复运动后的 运动能力测试中，补糖受试者的运动能力比补清水的受试者高。c o g g a n 等 3 1 j 报道，运动 中补糖提高了短时间、大强度、间歇性运动的运动能力，延缓了运动疲劳的出现。这可 能与补糖增加外援性的能量供给和促进了运动间歇时的糖原合成有关。 1 2 1 运动前补糖对运动能力的影响 运动前补糖系指运动员在中、高强度运动前数日内增加膳食中的糖至总其达到能量 的6 0 - - 一7 0 ，通常采用改良的糖元负荷法，即：要求运动员在运动前一周内逐渐减少 运动量，直到运动前一天休息。同时逐渐增加膳食中糖量至总量的7 0 。运动前服用糖 的目的在于维持长时间运动时血糖的相对恒定、节省肌糖原的利用，从而改善中、高强 度运动的成绩。总的来看，运动前服用糖可以保持和提高运动时血糖浓度或延缓运动时 血糖浓度下降。在服用糖的种类上，d e c o m b a z 等1 3 2 】许多实验都观察到运动前几分钟服 用果糖可以减少胰岛素反应并使血糖轻度升高。另外，与服用葡萄糖相比，服用果糖还 不影响血液f f a 浓度。服用葡萄糖组还可使血胰岛素反应加强，使肌糖利用加快【3 3 l 。 中、高强度运动在运动前合理补糖可改善其耐力，增加肝糖元和肌糖原的贮存量