（运动人体科学专业论文）补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究.pdf

摘要 左旋肉碱( l 一肉碱) 是内源性复合物，因为具有类似维生素的生物学特性而被命名 为维生素b t 。它的主要功能是作为载体将长链脂肪酸从线粒体膜外运载到膜内，促进脂 肪酸b 一氧化，产生高能磷酸键提供能量。 近年来左旋肉碱对于抗疲劳、抗病毒、减肥及免疫的作用已经得到证实，是应用的 一个热点。就运动方面而言，补充左旋肉碱对剧烈运动项目、亚极量运动项目及力量型 项目的运动员都有重要的意义。但补充左旋肉碱能否提高一次性力竭运动能力的研究报 道较少，并且，一次性力竭运动时，肌肉中游离左旋肉碱水平会下降，随着左旋肉碱水 平的下降，脂肪酸的能量代谢相应也受到限制，结果是不能提供机体运动所需的能量。 打破了机体自由基的产生和清除动态平衡，从而发生运动氧化应激和脂质过氧化。本实 验通过研究补充左旋肉碱对一次性力竭运动能力及运动中相关氧化指标的影响，探讨左 旋肉碱对一次性力竭运动成绩和各氧化指标的改善情况，进一步探讨左旋肉碱在运动实 践中的应用价值。 本论文的实验对象为辽宁师范大学体育学院2 0 0 6 级体育教育专业2 0 名，均为男性， 将受试者随机平均分成两组，采用单盲法给a 组服用安慰剂，b 组服用左旋肉碱，每天 2 次，每次1 克，连续服用l o 天，期问督促服用，保证只进行正常的活动。1 0 天后在 安静状态下给受试者在肘部取静脉血5 m l ，做丙二醛( m d a ) ，超氧化物歧化酶( s o d ) ， 谷胱甘肽过氧化物酶( g s h - p x ) ，乳酸脱氢酶( l d h ) 的检测。 运动模式：给受试者带上p o l a r 表，两组受试者在m o n a r k 功率自行车上做热身活 动5 分钟，然后进入到一次性力竭运动模式，即以5 0 w 的功率为起点，每3 分钟增加一 次功率，直至受试者力竭，每分钟纪录一次心率，纪录运动的时间。力竭标准为受试者 经反复鼓励不能继续维持原来的负荷。专业人员负责抽取受试者肘部静脉血5 m l ，做m d a 、 s o d 、g s h - p x 、l d h 的检测( 均采用比色法，试剂盒购自南京建成生物工程研究所) 。心 率采用芬兰p o l a r 遥测心率表$ 8 1 0 。 结论：( 1 ) l 一肉碱对心输出量和每搏输出量的影响并不明显，心率变化情况也不明 显。( 2 ) l 一肉碱可以减缓运动性疲劳的出现，延长运动时问，提高运动能力的同时，还 可以加快疲劳的消除速度。( 3 ) l 一肉碱能减少运动中丙二醛( m d a ) 的产生量，提高血清 中超氧化物歧化酶( s o d ) ，谷胱甘肽过氧化物酶( g s h p x ) 活性，起到抗氧化作用， 同时也可以有效的清除氧化产物。( 4 ) l 一肉碱能降低血清中乳酸脱氧酶( l d h ) 的含量， 对心肌细胞和骨骼肌细胞起到保护作用。 关键词：左旋肉碱；力竭运动；运动能力；抗氧化 a b s t r a c t l - c a r n i t i n ei se n d o g e n o u sc o m p o u n d s ，a sac a r r i e ri nt h ef o r mo fl o n g c h a i nf a t t ya c i d t r a n s f e rf r o mt h em i t o c h o n d r i a lo u t e rm e m b r a n e ，c a nn o tb ef r e el o n g c h a i nf a t t ya c i d sa c r o s s t h em i t o c h o n d r i a lm e m b r a n e ，i ti sn e c e s s a r yt ol - c a r n i t i n ei n t ot h em i t o c h o n d r i a lt r a n s d u c t i o n e n d o m e t r i u m ，a n dt h e ne n t e rt h et c ac y c l ef o rb - o x i d a t i o n ，r e s u l t i n gi nh i g h e n e r g y p h o s p h a t eb o n de n e r g y f a t t ya c i db - o x i d a t i o nd e p e n d so nt h es p e e do ft h ea v a i l a b l ea m o u n t o fl - c a r n i t i n e ，a na d e q u a t es u p p l yo fl - c a r n i t i n ec a na c c e l e r a t et h eo x i d a t i o no ff a tb u r n i n g ， f o rt h et i s s u et op r o v i d es u f f i c i e n te n e r g y w h e nt h el a c ko fl - c a m i t i n e ，i na d d i t i o nt o l o n g c h a i nf a t t ya c i d si n t ot h em i t o c h o n d r i a lb a r r i e ra n dl e a d t oi n s u f f i c i e n te n e r g ys u p p l y , t h e r ei sn ot r a n s f e ro fs t o c kt ob eo u t s i d ei nt h em i t o c h o n d r i aw i t h i nt h ec y t o p l a s mo f l o n g c h a i nf a t t y a c i d st h eb o d yc a ng i v er i s et oa n yp o t e n t i a lh a z a r d s ，s u c ha sf a t a c c u m u l a t i o no fal a r g en u m b e ro fm u s c l ef i b e rp l a s m af r e ef a t t ya c i da n dt r i g l y c e r i d el e v e l s i nr e c e n ty e a r s ，l - c a r n i t i n eo nt h em e t a b o l i s ma n dt oa d dm o r ea n d m o r er e s e a r c hi st h e s t u d yo fm o v e m e n ti np r a c t i c eah o ti s s u e o ns p o r t s ，t h es u p p l e m e n to f l - c a r n i t i n eo n v i o l e n ts p o r t s ，s p o r t ss u b m a x i m a la n ds t r e n g t h - b a s e da t h l e t e sh a v ei m p o r t a n ts i g n i f i c a n c e h o w e v e r , s u p p l e m e n t a r yl - c a m i t i n ec a ni m p r o v ee x e r c i s ec a p a c i t y o n e t i m ee x h a u s t i v e r e s e a r c hr e p o r tl e s s i na d d i t i o n ，w h e nao n e - t i m ee x h a u s t i v ee x e r c i s e ，m u s c l el e v e l so ff r e e l - c a r n i t i n ew i l lb el o w e r e d ，e n e r g ym e t a b o l i s m ，f a t t ya c i di sr e s t r i c t e d ，t h eb o d yi su n a b l et o p r o v i d et h ee n e r g yr e q u i r e df o rm o v e m e n t w i t ht h em o v e m e n tt i m e ，t h eg e n e r a t i o na n d r e m o v a lo ff r e er a d i c a l si nt h eb o d yo ft h ed y n a m i ce q u i l i b r i u mw i l lb eb r o k e n ，t h e o c c u r r e n c eo fo x i d a t i v es t r e s sa n dt h em o v e m e n to fl i p i dp e r o x i d a t i o n ，a n dm i t o c h o n d r i a l d a m a g e t h i se x p e r i m e n tb ys t u d y i n gt h eo n e - t i m es u p p l e m e n to fl - c a m i t i n eo nt h ec a p a c i t y o fe x h a u s t i v ee x e r c i s ea n dm o v e m e n t r e l a t e de f f e c t so fo x i d a t i v ei n d i c a t o r st oe x a m i n e l - c a r n i t i n eo nao n e t i m ep e r f o r m a n c ea n dt h ee x h a u s t i v eo x i d a t i o no fi n d i c a t o r st oi m p r o v e t h es i t u a t i o n ，f u r t h e re x p l o r et h el - c a r n i t i n ei nm o v e m e n to ft h ea p p l i c a t i o nv a l u ei np r a c t i c e 2 0s t u d e n t sa r er a n d o m l yd i v i d e di n t oe x p e r i m e n ta n dc o n t r o lg r o u p ，t h eg r o u pbt a k i n g l - c a r n i t i n ef o r10d a y sa n dg r o u pai sg i v e np l a c e b oo ft h es a m ed o s a g ef o r1 0d a y s t h e s t u d e n t sa r el i m i t e di ne x e r c i s e s ，t h es t u d e n t sr i d eo nm o n a r kb i c y c l e sf o r3m i n u t e sa tt h e p o w e ro f5 0 w ，m s a s u r et h ec h a n g ev a l u eo ft h em d a ，s o d 、g s h p x ，l d hd u r i n gt h i s e x e r c i s e c o n c l u s i o n ：l c a r n i t i n eh a sl i t t l ee f f e c to nh e a r tr a t e l - c a m i t i n ec a nd e l a yt h ef a t i g u ei n e x e r c i s e ，p r o l o n gt h et i m ei ne x e r c i s ea n de n h a n c et h ea b i l i t y i ne x e r c i s e l c a r n i t i n ec a n i i r e d u c et h eq u a l i t yo fm d aa n di m p r o v et h ea c t i v eo fs o d ，g s h p xi nb l o o ds e r u m l c a r n i t i n ec a nr e d u c el d hi nb l o o ds e r u mw h i c hw i l ld ow e l lf o rt h ec a r d i a cm u s c l ea n dt h e m u s c l e k e yw o r d s ：l - c a m i t i n e ；e x h a u s t i v ee x e r c i s e ；a t h l e t i ca b i l i t y ；a n t i o x i d a n t ； 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特 别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其 他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均己在论文中做了明确的声明并表示 谢意。 学位论文作者签名：孟凼 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权 辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：重空豳 指导教师签名： 签名同期：渺7 年f 月葙 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 1 引言 l 一肉碱( l - c a r n i t i n e ) 是吐| 俄国科学家g u l e w i t s c h 和k v i m b e r g 于1 9 0 5 年首次从 牛肌肉浸膏中提取分离，并用拉丁语c a r n i s 命名，意思是“畜肉”。1 9 2 7 年确定了l 一 肉碱的化学结构。1 9 4 8 年f r a e n k e l 将l 一肉碱称为维生素b ，因为其生物学特性类似维 生素，是大黄粉虫生长所必需的营养素。1 9 5 2 年美国伊利诺斯大学的研究人员确认维生 素b ，即是肉碱，从1 9 5 3 年开始被列在美国化学文摘中v i t a m i n b ，索引下。1 9 5 5 年f r it z 第一次阐述了l 一肉碱对心脏和肌肉组织中的长链脂肪酸( l c f a ) 的氧具有重要作用，可以 提高脂肪的b 一氧化代谢速率。 l 一肉碱的作用主要体现在中间代谢的过程中，即通过将堆积的乙酰辅酶a 转化为乙 酰肉碱，从而促进线粒体的脂肪酸氧化。补充肉碱通过增加骨骼肌脂肪酸的氧化、改变 葡萄糖的平衡、改变运动应激等机制，增加机体的抗疲劳性，从而增强健康个体的运动 能力。 1 1 国内外研究现状 目前对左旋肉碱的生物合成还处在研究阶段，尚未形成工业化生产。但开发应用已 经是一个研究热点，特别是最近二十年，国外已有商品形式肉碱出售。在运动医学领域， 左旋肉碱可以调节线粒体中c o a 和短链脂酰c o a 的比率，将短链脂酰c o a 的酰基转移给 肉碱形成脂酰肉碱，从而使c o a 进入线粒体中参与代谢。而当如果存在某些疾病或异 常情况，如糖尿病、缺氧、b 一氧化受阻时，产生的大量酰基c o a 可能抑制线粒体的腺苷 酸转移酶，此时补充肉碱能促进酰基肉碱的形成，减少酰基c o a 的堆积，延缓疲劳的产 生心3 。线粒体酰基c o a 与c o a 比率因为具有抑制葡萄糖的氧化和丙酮酸脱氢酶的作用， 因此线粒体酰基c o a 与c o a 比率稳定对能量代谢有重要作用盼1 。 补充l 一肉碱可改善机体的肉碱状况，从而促进脂肪酸产生能量，提高运动成绩。研 究表明，外源性肉碱可增强机体脂肪酸氧化酶的活性，促进脂肪氧化，降低体重和血脂 水平h 1 。周皲激对1 6 名肥胖女性的减脂实验结果显示，补充外源性的肉碱可以使血浆总 肉碱含量和游离肉碱显著降低，表明左旋肉碱可以有效地降低血液中游离脂肪酸和t f 油 三酯的浓度1 。王翔等人的研究指出，肉碱的补充能促进安静和有氧运动时脂肪的动员 和脂肪酸的氧化，改善有氧运动时的事观感觉疲劳状态”：。但王京钟等给普通健康人服 用肉碱后，发现运动时的血乳酸水平降低，无氧阈水平增加，可以提高人体的有氧运动 能力哺3 。另外，l 一肉碱可以清除过多乳酸来提高机体的无氧能力，从而提高运动员的运 dj 能力。 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 此外，李协群等人研究发现，运动员长期服用肉碱后，机体血红蛋白和血浆睾酮水 平升高，心脏功能改善，脂肪氧化分解供能加速一1 。张薇等人研究报告指出，大运动量 训练中，服用肉碱可改善脂肪代谢而加强氧供，提高运动能力与抗疲劳能力。8 1 。李志敢 等人研究报道，补充肉碱对极量运动项目、亚极量及力量型项目的运动员都有重要的意 义旧1 。人体运动训练中服用左旋肉碱能够提高疲劳消除速度，促进体力恢复，运动前补 充左旋肉碱2 3 周，每日2 9 一3 9 ，可以显著提高运动员的最大摄氧量n 引。一 国外研究方面，s u z u k i 等发现，3 个体育系学生跑步后的肉碱排泄量从平常的 5 5 m g d 增加到9 4 m g d 1 。c a r l i n 等研究表明，服用肉碱可以降低极量运动受试者的心 率，这说明肉碱可以提高最大有氧能力n 引。n u e s c h 等测试较好训练的运动员在运动前后 血浆、肉碱的浓度，发现服用肉碱组血浆、尿中肉碱更稳定，说明服用左旋肉碱具有积 极意义u 副。l 一肉碱对脂质过氧化物酶的抗氧化剂的作用，例如对过氧化物岐化酶、过氧 化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶都有显著性升高，服用l 一肉碱可以以一种持续依赖的方式 逆转与氧化损伤有关的变化。 1 2 本研究的意义 近些年，越来越多的科研人员开始关注某些药物对运动能力的影响，左旋肉碱在8 0 年代已经被国外耐力运动员用来提高运动成绩n4 | 。本文在查阅相关文献资料和走访专家 的基础上，将左旋肉碱运用到体育运动领域，从l 一肉碱的抗氧化作用、抗疲劳作用以及 对人体力竭运动能力的影响等方面做出测定和评价，为提高运动能力提供参考，从而促 进运动员运动成绩的提高，也为大众健身和保健提供一定的借鉴。 l 一肉碱在抗氧化、抗疲劳以及减肥等方面的作用已经开始被运用到临床和保健行 业。l 一肉碱对抗氧化、抗疲劳、抗病毒及减肥等方面的作用已经得到证实，但是在体育 运动中服用l 一肉碱能否提高一次性力竭运动成绩及运动中m d a 、s o d 、g s h - p x 、l d h 等指 标的变化情况尚待研究。m d a 是机体内脂质发生过氧化反应的重要代谢产物，是细胞膜、 线粒体膜等系统受损后不饱和脂肪酸降解产物，对细胞具有严重的毒性作用，其含量高 低可反映机体组织细胞脂质过氧化反应的强度及体内自由基代谢的情况。s o d 是生物体 内最重要的抗氧化酶，具有清除超氧化物自由基，防止对机体直接或间接的损伤作用， 提高免疫力，增强抵抗力，起到防病治病的保健作用。g s h p x 是一种重要的催化氧化氢分 解的酶，它特异的催化还原型谷胱甘肽，可以起到保护细胞膜结构的作用。l d h 活性大 小可用来评价机体无氧代谢能力的高低，是催化糖酵解过程的最后一个可逆反应步骤的 酶，直接关系剑糖无氧酵解及有氧氧化，其活性的增高表示糖酵解有着加速的潜力。因 此，通常用i ，【) hi 性的高低来评价骨骼肌、肝脏和心肌的无氖代澍能力，是无氧氧化的标 志酶m 1 。 本实验通过研究补充左旋肉碱对一次性力竭运动能力及运动中卡h 关氧化指标的影 2 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 响，借以说明左旋肉碱对运动成绩和各氧化指标的改善情况。 2 肉碱及其功能的研究 2 1 肉碱的化学结构和特性 肉碱的化学结构中有左旋( l 一) 和右旋( d 一) 两种旋光异构体，自然界中存在l 一 肉碱，并且研究证明只有l 一肉碱对动物有营养作用。l 一肉碱，又称肉毒碱，维生素b t ， 化学名为( r ) 一b 一羟基一r 一三甲基氨基丁酸。l 一肉碱是微生物、酵母与动植物的基 本成分，它在动物体内主要存在于骨骼肌和心肌，且主要在成年动物的肝，肾和脑中， 由赖氨酸、蛋氨酸、烟酸、维生素b 6 、维生素c 以及二价铁离子合成n 引。 2 2 肉碱在自然界的分布 l 一肉碱作为一种小分子量的蛋白质分子，广泛存在于微生物、动物及植物的细胞中， 且不同物种不同组织其含量变化幅度很大n7 1 。一般来说，动物中肉碱含量主要存在于骨 骼肌、心脏肌肉及附睾中，而且含量比植物高。以人体为例，组织可自行合成肉碱，成 人约含2 0 9 左右n 别。骨骼肌和心肌约占肉碱总量的9 8 ，肝脏和肾脏占肉碱总量的1 6 ， 血液中1 5 是酰基肉碱，尿液中5 0 是酰基肉碱n 引。 生物体肉碱的来源大部分是通过自身合成，另外肾脏重吸收和外源摄取进行适当的 补充。成人能够自己合成正常代谢所需的l 一肉碱浓度，如果合成不足，可导致肉碱缺乏 症，引发一些疾病。一般来说，人类缺乏肉碱是由于几种机能限制的结果，如生物合成 的改变，转运方式的改变以及消除和代谢的增加等心引。而当。肾脏重吸收不足或肉碱需求 量增加时，如饥饿、过度运动、肥胖、肾病、肝病等都需要补充l 一肉碱来保证机体细胞 的正常能量代谢。食物中，肉类食物和乳类食物l 一肉碱的含量最高，植物性食物l 一肉 碱的含量最低。肉碱丰富的来源有瘦肉、肝脏、鸡肉、兔肉和牛奶等，一般的来源有鳄 梨、酪蛋白、麦芽、花生和小麦等。 l 一肉碱和人类所需的维生素、矿物质一样，可以预防疾病、提高体质，特别是能 降低患心脏病的危险，增加肌肉力量及促进脂肪转化为能量，因此国外评论认为，靠生 物合成和食物，人们常常可以摄取l 一肉碱，但这个量仅仅是“维持生命所必需的量，而 绝不是最佳肇川”，人体还必须补允外源性l 一肉碱，以获得最佳健康状态。 自从1 9 0 5 年科学家们首次从动物肉类中提取l 一肉碱以来，它的营养保健作用。直 受到人们的关注。自此以后，各斟科学家，对其生理功能进行了深入研究，并不断拓宽 其应用范罔目前l 一肉碱的抗氧化功能小已经用于抗衰老、医学治疗及减肥健荚等力面 并且效果5 矗并。 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 2 3 肉碱的运输和降解 2 3 1 肉碱的组织水平 l 一肉碱是哺乳动物组织细胞的基本组成部分，其合成主要是在肝脏中，人的肾脏和 大脑也合成肉碱，而肉碱含量较高的心肌、骨骼肌无合成肉碱的能力。尽管位置不同， 但合成的主要原料都以赖氨酸为主，同时还需要维生素c 、维生素b 6 、尼克酸等参与。 不同物种肌肉浓度存在较大差异，同一物种的不同肌肉组织中肉碱浓度也存在较大差异 乜引。据估计一个中等身材的成年男性的肉碱大部分分布于心脏、骨骼肌、肝脏、附睾等 组织中。 人体血浆肉碱由酰化肉碱和游离肉碱构成，游离肉碱占总量的6 5 一8 0 ，其余部分 是酰化肉碱，而酰化肉碱中约有4 0 - 5 0 是乙酰肉碱，但这一比例不是固定不变的，可 随着合成以及代谢的变化而变化晗引。人体红肌纤维比白肌纤维对l 一肉碱的亲和力大，这 可能是因为红肌纤维中线粒体较大的缘故，因此可以解释红肌中肉碱含量高于白肌的现 象2 引。 2 3 2 肉碱的吸收和排泄 食物中肉碱的存在形式有游离肉碱、短链酯化肉碱和长链酯化肉碱，并以游离肉碱 和短链酯化肉碱为主。左旋肉碱的吸收与维生素c 等水溶性的维生素相似，在肠道内主 要通过主动转运和被动扩散两条途径瞳引。肉碱的吸收程度以及通过哪种途径与很多因素 密切相关，包括服用剂量、机体的代谢需要、排泄、肉碱结构等阻6 j 。低剂量时主动转运 系统控制肉碱吸收，而高剂量时主要由被动扩散系统起作用；给志愿者口服大剂量的左 旋肉碱( 1 5 9 ) ，3 0 m i n 后血浆中的肉碱浓度达到一个峰值，三小时后逐渐降低到一个稳 定的水平，但d 一肉碱却没有类似的结果，因为d 一肉碱的吸收效率低而排泄速率快汜7 l 。 正常情况下，人体内的肉碱主要是通过肾脏随尿液排出体外。每日尿中肉碱的排泄 量与性别、年龄、身体状况、运动状态等因素密切相关，但起决定作用的是饮食摄入量 和饮食结构。在正常的生理条件下，男性肉碱排泄量大于女性，男性日排出肉碱、f 均约 为5 9 毫克，女性约为4 4 毫克，4 一1 2 岁小孩同排出量为1 6 毫克，老年人的肉碱门排出 量下降。 2 4 肉碱的生理和保健功能 2 4 1 促进线粒体脂肪酸的氧化 左旋肉碱( l 一肉碱) 是内源性复合物，因为具有类似维生素的生物学特忡而被命名 4 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 为维生素b t 。它的主要功能是作为载体将长链脂肪酸从线粒体外运载到膜内，促进脂肪 酸b 氧化，产生高能磷酸键提供能量。当l 一肉碱缺乏，除了长链脂肪酸进入线粒体障碍 并导致能量供给不足之外，没有被转运的蓄秘在线粒体外细胞质内的长链脂肪酸可对机 体产生潜在性危害如肌纤维大量脂肪堆积，血浆游离脂肪酸和甘油三脂水平升高等乜引。 2 4 2 缓冲酰基c o k 与c o k 的比例 1 3 一氧化或其它线粒体代谢过程产生的短链或中链脂肪酰基c o a ，通过酰基转移反应 生成酰基肉碱，酰基肉碱在酶的作用下运出线粒体和细胞，进入循环系统起调节线粒体 酰基c o a c o a 比率的作用，线粒体酰基c o a c o a 比率的稳定对能量代谢有重要作用，因乙 酰基c o a c o a 比率的升高对丙酮酸脱氢酶有抑制作用1 。当线粒体中短链或中链脂肪酰 基的生成速度大于利用能力时，多余的酰基肉碱可从尿中排除，肉碱的该作用也可以保 证线粒体内自由c o a 的恒定，起到排除机体因酰基积累而造成的代谢毒性作用m 1 。 2 4 3 其它生理功能 l 一肉碱可排出体内过量的酰基团，消除机体因酰基积累而造成的代谢毒性，还能促 进乙酰乙酸的氧化，在酮体的消除和利用中起作用，防止动物体内过量氨产生的毒性，可 作为生物抗氧化剂清除自由基，维持膜的稳定，提高动物的免疫力以及抗病抗应激的能 力。 2 5l 一肉碱的缺乏及其危害 一般来说，人体能够合成自身所需的肉碱，由于蔬菜中肉碱含量极低，常年素食者 体内各组织中肉碱浓度却正常，但是先天性或代谢性疾病带来的多种因素可引起肉碱缺 乏。由于肉碱在脂肪代谢和能量代谢中所起的重要作用，因此一旦体内肉碱合成受阻或 肉碱排出和降解过盛、过度训练造成的机体损害等都可能造成机体脂类代谢的紊乱，导 致许多疾病。例如会造成肌肉供能不足，使骨骼肌运动强度和耐力下降，并使心肌、 平滑肌收缩乏力产生心绞痛、心肌缺血、心律不齐等；另一方匾还会造成血脂上升产生 肥胖和脂肪肝等相关疾病。因此当体内缺乏肉碱的时候，临床上肉碱作为药物主要就是 针对以上症状进行治疗。肉碱还可以作为强化营养剂用于婴儿和体弱多病者。 2 6l 一肉碱的应用概况 肉碱足人体需要的重要天然营养强化剂，f d a 己经评价其属于安全物质。肉碱作为 食品营养强化剂，主要是添加于婴儿奶粉、老年人食品及运动员、高强度作业和肥胖者 食品或饮料等。而且肉碱在临床也已经有“泛的戍用。 5 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 2 6 1 添加于运动员饮品 l 一肉碱已经被证明具有提高耐力、抗疲劳、增强爆发力的功用，同时还可以改善心 肌层的营养状态，决定肌肉产生的能量，充分发挥体能。补充l 一肉碱可促进体内脂肪迅 速转化生成能量，对运动训练后快速从疲劳中恢复也有作用。温州医学院经过对游泳运 动员的实验证明，饮用含左旋肉碱的饮料2 0 天后，皮脂厚度减少0 4 7 1 c m ，下降率达 1 8 3 6 。硭1 ，明显提高了运动员的抗疲劳能力和耐受力，增强了爆发力。 2 6 2 添加于减肥保健食品 早在七十年代初，关于l 一肉碱治疗肥胖的专利就有报道。由于体内肉碱缺乏，脂肪 代谢紊乱，产生机体疲劳和相关的心脏供血不足等心血管疾病，造成脂类物质在肌纤维 和肝脏中积累导致肥胖和脂肪肝等不良后果。在大多数情况f ，肥胖是脂肪代谢异常引 起的，而且肥胖是很多疾病的根源或加重因素，若在食品中加入肉碱，可降低组织的脂 肪量，从而避免人类的身体遭受很大的危害。由于运动不足而导致肥胖的人常饮加入左 旋肉碱的饮品，并配以积极的锻炼，能很好的将体内沉积的脂肪消耗，起到减肥作用。 2 6 3l 一肉碱在临床上的应用 左旋肉碱最早用于临床是在本世纪六十年代，作为胃药帮助消化，增进食欲。左旋 肉碱的临床研究是从1 9 7 3 年e n g e l 报道了首例肉碱缺乏症丌始的。此后研究主要集中 在缺血性心脏病、急性心肌梗塞和急性心力衰竭等心血管疾病。左旋肉碱对于休克、急 慢性心肌功能不全、心律失常都有较好的作用。另外，由于长期的血液透析导致肉碱缺 乏，肾病以及肾衰的病人补充肉碱是必需的n 3 j 。左旋肉碱叮减少肌病患者的血氨浓度， 降低门脉高压，减少脂类在肝中积累，也可以用于肝病患者的辅助治疗。左旋肉碱的另 一个重要作用是用于因手术或恶心肿瘤接受肠外营养支持的病人。 2 7 肉碱的需要量及安全量 尽管在正常情况下，人体并不发生肉碱缺乏症，但有一些特殊人群需要补充肉碱， 主要有三种人：大运动量的运动员需补充左旋肉碱；婴儿本身缺乏左旋肉碱，必须靠母 乳供应；老年人合成能力下降，需要补充左旋肉碱。 1 9 8 3 年，美国实验生物科学联合会( f a s e b ) 、食占2 ，和药物管理部门共同 版了一 篇权威性报导肉碱的健康效应，阐明服用左旋肉碱i i 超过1 5 克不会有严重的4 i 良反 应，仅出现短暂轻微的腹泻引。1 9 9 3 年f d a 专家委员会讨论 i 旋肉碱是“公认安令无毒 ( g r a s ) ”。我国卫生部也试验证明l 一肉碱为安全无毒。所以，l 服左旋肉碱是安全的。 6 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 3 运动与l 一肉碱 3 1 运动对l 一肉碱含量的影响 目前比较致的观点是：运动训练对血浆总肉碱含量的影响不是很大，游离肉碱降 低而脂酰肉碱含量增加。实验证实，安静状态下，常人血浆总肉碱含量浓度与训练有素 的耐力运动员没有明显的差异；李协群等观察到，运动员训练前后血浆总肉碱含量浓度 没有任何改变。塔1 ，而l 一肉碱是脂肪酸代谢的必需辅助因子，能作为载体，以脂酰肉碱的 形式将长链脂肪酸从线粒体膜外运送到线粒体膜内进行b 一氧化从而产生能量，因此脂 酰肉碱的含量相应增加。目前对这一现象没有统一定论，有人认为是运动中肌肉肉碱丢 失增加的同时酯化也增加；还有观点是血浆中肉碱的部分改变是肝脏肉碱交换的结果。 v c c h i t 等报道，运动前补给l 一肉碱，能显著提高健康成人的最大耗氧量和踏车力 量，说明肉碱对运动和体力状态非常重要m 1 。运动过程中，左旋肉碱通过增加脂肪酸氧 化供能而减少蛋白质的分解代谢以及血清尿素氮的生成，从而使受试者更能适应大强度 的运动量。 3 2 肉碱对运动能力的影响 从许多研究来看，训练末血浆游离肉碱水平显著下降，而乙酰肉碱却升高，使得总 肉碱水平不变甚至略有升高。左旋肉碱通过其转运脂肪酸进入线粒体内膜的载体作用， 可以促进脂肪的利用，减少体脂的含量，增加瘦体重，从而增强运动能力。r u b ir l 等人 实验证实，左旋肉碱能加速脂肪酸转运速度，提高脂肪酸氧化，从而显著降低体重口引； 对于有氧运动补充左旋肉碱的影响目前还没有统一的定论。但大部分观点都认为补充一 定量的左旋肉碱对提高有氧运动能力有一定的作用。张薇等通过给足球专项大学生口服 左旋肉碱得出：左旋肉碱能够显著提高运动员各项有氧能力指标；无氧运动方面，剧烈 运动时组织缺血缺氧时，酯酰c o a 和长链酯酰肉碱堆积，导致游离肉碱大量消耗而降低。 李志敢等人实验证实，服用左旋肉碱可以提高摔跤运动员疲劳消除的速度和体力的恢 复，从而提高机体的无氧运动能力。；另外，在极量运动和超极量运动过程中，当肌肉 开始利用无氧情况下获得的能量产，卜乳酸时，左旋肉碱i j 丁以通过清除过多乳酸，来提高 机体的无氧能力。 总之，运动可以影响左旋肉碱的代谢，若是长期的大负荷运动，则l l 丁以使尿中排出 的肉碱增多，因此，补充左旋肉碱”，以缓解机体运动能力下降的现象，提高运动员的有 氧运动能力和无氧运动能力。 7 补充左旋内碱对力竭运动能力度抗氧化作用彰响的研究 4 实验对象和方法 4 1 实验对象 实验对象为辽宁师范大学体育学院2 0 0 6 级体育教育专业男生2 0 名，实验前向受试 者说明实验可能带来的疲劳和不适以及需要取血等事项，受试者均表示可以接受。经询 问病史、体格检查，受试者均身体健康，无内分泌、泌尿系统方面的疾病。受试者一般 情况如表4 一l ，4 - 2 。 表4 - ia 组受试者一般情况 表4 2b 组受试者一般情况 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 4 2 实验方法 4 2 1 实验前准备 将受试者随机平均分成两组，采用单盲法，给a 组服用安慰剂( 糊精胶囊) ，b 组服 用左旋肉碱，每天2 次，每次l 克，连续服用1 0 天，期间督促服用，并限制其活动， 保证只进行正常的学习活动，避免有个人参加剧烈的运动。1 0 天后在安静状态下给受试 者在肘部取静脉血8 m l ，做m d a 、s o d 、g s h p x 、l d h 的检测。部分生理、生化指标情况 如表4 - 3 ，各项指标均在人体正常范围内，且各项指标均不存在显著性差异，可认为属 于同一总体。 表4 - 3 运动前受试者部分生理、生化指标情况 4 2 2 运动模式 受试者带上p o l a r 表，两组受试者在m o n a r k 功率自行车上做热身活动5 分钟，然 后进入到一次性力竭运动模式，即以5 0 w 的功率为起点，每3 分钟增加一次功率，直至 受试者力竭，每分钟纪录一次心率，纪录运动的时间。力竭标准为受试者经反复鼓励不 能继续维持原来的负荷。专业人员负责抽取受试者肘部静脉血5 m l ，3 0 0 0 r m i n 离心 l o m i n ，吸取血清，做m d a 、s o d 、g s h p x 、l d h 的检测( 均采用比色法，试剂盒购自南京 建成生物工程研究所) 。心率采用芬兰p o l a r 遥测心率表$ 8 1 0 。 4 2 3 指标测试 m d a ：m d a 可与硫代巴比妥酸缩合，形成肉红色产物，在5 3 2 n m 处有最大吸收峰，通 过紫外分光光度计测定其吸光值。单位为nm o l m l ，m d a 的测定可以评价组织的脂质过 氧化反应强度，以此推测细胞的受损程度。 s o d ：采用黄嘌呤氧化酶法测定血清中s o d 的活力，月j 可见光分光光度计测喜e 吸光度， 在5 5 0 h m 处有最大吸收峰，通过计算可求出被测样品中的s o d 的活力。试剂盒| j ! 勾自南京 建成生物工程研究所。 g s hp x ：采用d 1 n b 法，g s t i - p x 的活力可用0 酶促反应的速度柬表示。 9 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 l d h ：按l d h 试剂盒说明书采用光电比色法测定l d h 的活性，血清中l d h 活性单位 为u l ，试剂盒购自南京建成生物工程研究所。 4 2 4 数理统计 对所得数据运用s p s s 统计软件进行处理，求平均数和标准差，对服用安慰剂组和 服用左旋肉碱组在运动后进行配对t 检验，显著水平p o 0 5 。 l o 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 5 实验结果 5 1 心率 a 组在安静状态的心率为5 7 2 6 _ + 8 1 7 次分，b 组在安静状态的心率为5 8 3 2 7 1 6 次分，两组之间没有显著性差异。但与平时相比略有升高，可能与试验当时的情绪激 动有关。一次性力竭运动后a 组的心率为2 0 2 9 5 6 3 7 次分，b 组为1 9 7 4 7 _ + 4 5 8 次分，此时的心率都较安静状念有大幅提高，但一次力竭运动后两组之间没有显著性 差异( 见表5 - 1 ) 。 表5 一l心率( b m i n ) 5 2 有效运动时间和m d a 的变化情况 从运动开始到受试者经反复鼓励在5 秒内仍不能维持在某一强度，运动即停止，这 段时间称为有效运动时间。由表5 2 可以看出，的有效运动时间为7 0 7 2 5 1 7 1 1 秒， 的有效运动时间为7 3 3 3 2 2 0 2 4 秒，b 组的运动时间长于a 组，具有显著性差异。 m d a 是机体内脂质发生过氧化反应的重要代谢产物，对细胞具有严重的毒性作用，其 含量高低可反映机体组织细胞脂质过氧化反应的强度及体内自由基代谢的情况。服用安 慰剂的对照组( a 组) 运动后丙二醛的值为4 7 8 0 5 4nm o l m l ，服用左旋肉碱的实 验组( b 组) 运动后丙二醛的值为4 3 3 0 5 1 n m o l m l ，b 组丙二醛的值低于a 组，具有 显著性差异( 见表5 2 ) 。 表5 - 2 运动时间( s ) 及一次性力竭运动后丙二醛( m d a ) 变化情况 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 5 3 血清8 0 d 、g s h _ p x 、l d i i 的变化情况 s o d 是生物体内最重要的抗氧化酶，具有清除超氧化物自由基，防止对机体直接或 间接的损伤作用，提高免疫力，增强抵抗力，起到防病治病的保健作用，是自由基防御体 系中超氧阴离子的有效清除剂。运动后服用安慰剂的对照组( a 组) 血清超氧化物歧化 酶为1 2 3 3 5 7 6 1u m l ，服用左旋肉碱的实验组( b 组) 为1 3 4 0 6 7 4 9u m l ，两者 具有显著性差异。 g s h - p x 是一种重要的催化氧化氢分解的酶，它特异的催化还原型谷胱甘肽，可以起 到保护细胞膜结构的作用。服用安慰剂的对照组( a 组) 谷胱甘肽一过氧化物酶为1 3 3 4 8 3 7 1 0 3u l ，而服用左旋肉碱的实验组( b 组) 为1 4 1 6 0 2 8 4 1 7u l ，具有显著性 差异。 l d h 活性大小可用来评价机体无氧代谢能力的高低，是催化糖酵解过程的最后一个 可逆反应步骤，通常用l d h 活性的高低来评价骨骼肌、肝脏和心肌的无氧代谢能力，是 无氧氧化的标志酶。l d h 运动前后的变化可反映机体能量代谢、运动强度和机能状态等 情况。服用安慰剂的对照组( a 组) l d h 为2 8 3 3 8 - - t - 2 2 1 6 u l ，服用左旋肉碱的实验组 ( b 组) 为2 4 8 2 5 1 5 2 3 u l ，具有显著性差异( 见表5 3 ) 。 表5 - 3 一次性力竭运动后s o d 、g s h p x 、l d h 的变化情况 补充左旋肉碱对力竭运动能力及抗氧化作用影响的研究 6 讨论分析 6 1 心率 心率是一种生理指标，是心脏周期性机械活动的频率，肌肉活动时反映心脏承受负 荷大小的常用指标，是评定负荷强度的常用方法，在运动实践中被广泛应用。心率的变 化与运动强度有很大关系，心率在一定范围内与物理负荷强度之间存在着线性关系，负 荷越大，心率就越快明：本实验中，服用左旋肉碱的实验组( b 组) 和服用安慰剂的对 照组( a 组) 随着运动负荷的增加，心率均显著升高，达到一次性力竭状态时，两组受 试者的心率相差不大，两组心率并未出现显著性差异，说明当人体运动达到极限水平时， 心率会稳定在一定范围，l 一肉碱对这一范围内的心率没有影响。但付荣国、王莉等发现 h 训，l 一肉碱可以明显改善心肌收缩力，同时降低心率，降低心肌耗氧指数及心肌耗氧量， 从而改善心肌的供血供氧。c a r l i n 等发现h ，服用肉碱后，在给定的亚极量运动或极量 运动中，实验对象的心率轻微下降，这间接说明肉碱可以提高最大有氧能力。在本实验 中，心率并未出现显著性差异，可能与受试者运动时的情绪有一定关系。 6 2 运动持续时间和血清m i ) a 水平 6 2 i 运动时问 运动性疲劳最直接的体现是运动时间，引起运动性疲劳主要有能量“耗竭”、 代 谢基质疲劳产物的堆积、活动所需基质的耗竭等原因，糖是机体最重要的能源，在正常 情况下，机体内糖的分解与合成代谢是在一动态平衡下进行的，血糖的含量是反映这个 平衡的指标，血糖水平保持恒定是糖、脂肪、氨基酸代谢协调的结果，也是组织器官代 谢协调的结果。乳酸在体内的积累墩决于乳酸的产生与消除速度刳。服用左旋肉碱的实 验组( b 组) 叮以提高肝糖原的储备，为运动提供更多能量储备，有助于减少乳酸的产 生或加快乳酸的消除，可延缓疲劳发生和或加速疲劳的消除。 b 组的运动时问明显长于a 组，说明b 组达到运动性疲劳的时间晚于a 组，因为l 一肉碱 促进游离脂肪酸的氧化，节省糖原，延缓疲劳的产生，提高机体的a t p 含量，减少血乳酸 形成，增加肌酸磷酸激酶含量和改善血清总蛋白含量；促进氨降解作用，加速运动性疲 劳的消除。此外，左旋肉碱还可以清除过多乳酸，提高运动能力，促进疲劳恢复。研究 表明，增加肌肉中肉碱的浓度不仅呵以增加肌肉中脂肪酸的氧化并节省糖原，还j 叮以刺 激