运动训练与补充ω3PUFA对人体健康影响的研究进展.docx

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运动训练与补充ω3PUFA对人体健康影响的研究进展

运动训练与补充ω–3PUFA对人体健康影响的研究进展

雷雨1唐晖1易文波2

1湖南科技大学体育学院（湘潭411201）2湘潭大学

摘要研究表明，西方社会及目前中国代谢综合症（如肥胖、糖尿病、心血管疾病等）的普遍流行与ω-3多不饱和脂肪酸（Omega–3FattyAcidsPolyunsaturatedfattyacids，ω–3PUFA）摄入过少有关，运动员对ω–3PUFA摄入的不足也影响了他们的运动能力和健康。

本文对ω–3PUFA的生物学作用、ω–3PUFA补充对人体运动能力的影响、ω–3PUFA补充与运动训练对人体健康的影响及合适的补充剂量进行了比较全面的综述。

关键词ω-3多不饱和脂肪酸；运动训练；健康

Sportstrainingandsupplementalω-3PUFAimpactonhumanhealthresearch

LeiYu1，TangHui1，YiWenbo2

1InstituteofPhysicalEducation,HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiangtan411201

AbstractThestudyshowsthatWesternsocietyandthemetabolicsyndromeinChina（suchasobesity,diabetes,cardiovasculardisease,etc.）generallywhicharepopularhavebusinesswiththeinadequateω-3PUFA（Omega-3FattyAcidsPolyunsaturatedfattyacids）intake.Furthermoreiftheathletesintaketheinadequateω-3PUFA,itwillaffecttheirexercisecapacityandhealth.Inthispaper,itmadeamorecomprehensiveoverviewonthebiologicalroleoftheω-3PUFA,thesupplementaryω-3PUFAtotheabilityofhumanmotion,ω-3PUFAsupplementedwithexercisetrainingimpactonhumanhealthandtheappropriatedosetoadd.

Keywordsω-3PUFA；sportstraining；health

人类健康是由遗传和环境的相互作用所决定的[1]，其中饮食和运动是两个起主要作用的环境因素。

人类学、营养学和基因学研究表明，人类饮食，包括能量摄入和能量消耗，在过去已经发生了很大的变化，主要的变化发生于近150年，具体表现为摄入脂肪的种类和数量[2–3]。

ω–3多不饱和脂肪酸（Omega–3FattyAcidsPolyunsaturatedfattyacids，ω–3PUFA）和运动都影响基因表达，遗传变异反过来也影响人体对饮食和运动的反应。

目前，随着人们生活方式的改变，代谢综合症在各年龄阶段普遍流行。

主要特点是增加了饱和脂肪酸、ω-6多不饱和脂肪酸（Omega–3FattyAcidsPolyunsaturatedfattyacids，ω–6PUFA）以及反式脂肪酸的摄入，减少了ω–3PUFA的摄入[4–5]。

目前西方饮食结构缺乏ω-3PUFA，ω-6PUFA与ω–3PUFA的比例是10:

1到20:

1，而非1:

1（野生动物[6]和人类有益的可能比例）。

由于ω-6PUFA和ω–3PUFA影响细胞的新陈代谢和基因表达，形成和保持ω-6PUFA和ω–3PUFA的平衡摄入，对人的健康更有利。

而随着中国经济的迅速发展，代谢综合症的普遍流行，ω–3PUFA的摄入不够也成为影响国人健康的主要因素。

在二十世纪末二十一世纪初，人们对ω-6PUFA与ω–3PUFA开展了许多研究和实践调查。

现在知道ω–3PUFA是人体生长发育的基础，对冠心病形成与发展起着重要的预防作用[7–9]，并有助于控制高血压、糖尿病、关节炎和其他自主免疫系统障碍以及防治癌症的作用[10–11]。

1．ω–3PUFA的生物学作用

　多不饱和脂肪酸又叫多烯酸，是指分子结构中含有二个或二个以上不饱和双键的脂肪酸。

ω–3PUFA是指第一个双键出现在碳链三位的多不饱和脂肪酸；同样第一个双键出现在六位的多不饱和脂肪酸叫ω-6PUFA。

多不饱和脂肪酸对人体机能有着广泛的生物学功能，如ω–3PUFA摄入可影响胆固醇的吸收、血浆甘油三酯浓度、全血粘度、心肌免疫力、抗肿瘤作用和神经系统的发育，还具有抗炎症反应、抗氧化、增加瘦素表达、抑制肥胖发生[12]等生物效应。

亚油酸（Linoleicacid,LA,属于ω-6PUFA）和α-亚麻酸（α-linolenicacid,ALA,属于ω-3PUFA）和它们的长链衍生物是动植物细胞膜的重要组成成分。

当人类摄取富含ω-3PUFA的食物（如鱼肉和鱼油）时，二十碳五烯酸（eicosapentaenoicacid,EPA,属于ω-3PUFA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoicacid,DHA,属于ω-3PUFA）取代了细胞膜中部分的ω-6PUFA，如花生四希酸（arachidonicacid,AA,ω-6PUFA），尤其在血小板、红细胞,嗜中性粒细胞，单核细胞和肺细胞的细胞膜。

因此，摄取多不饱和脂肪酸EPA和DHA会导致：

1）减少前列腺素E2代谢物的产生量;2）降低血栓素A2（一种强效血小板黏合和血管收缩剂）的浓度；3）减少白细胞三烯B4的形成，它是一种诱导炎症以及白细胞强效趋向剂和黏合剂；4）增加血栓素A3的浓度，一种弱的血小板粘合剂和血管收缩剂；5）增加环前列腺素PGI3的集中，PGI3增加和不降低PGI2（PGI3和PGI2对血管扩张和抑制血小板聚合具有积极作用），从而导致环前列腺素总量增加；6）增加白细胞三烯B5，它是一种弱诱导炎症和趋化剂的物质[13,14]。

ω–6PUFA在人类饮食结构中的量增多，使AA中产生大量的类花生酸代谢物（如前列腺素、血栓素、白细胞三烯、羟基脂肪酸和脂氧素）比摄入ω–3PUFA（尤其是EPA）的量要多。

从AA中获得的类花生酸在低剂量时更具生物活性，而如果它大量摄入，就会导致血栓症和动脉粥样硬化，过敏和炎症性疾病的产生和发展。

这样，富含ω-6PUFA的饮食结构，容易导致血栓形成，伴随血液黏性、血管痉挛和血管收缩的增加。

在患有高血胆酯醇、高脂蛋白血、心急梗死及其他形式的动脉粥样硬化性疾病、II型糖尿病、肥胖和高甘油三脂血症的患者中，血流较慢[15,16]。

动脉粥样硬化是II型糖尿病主要的并发症。

血小板磷脂较高的ω–6PUFA与ω–3PUFA的比例，导致了心血管疾病高死亡率[17]。

由于饮食ω-6PUFA与ω–3PUFA比例的增加，导致了II型糖尿病的流行[18]。

有关ω–3PUFA的降血脂、抗血栓形成和抗炎症的影响已经在动物体、组织培养和细胞中进行了广泛的研究[19]。

早期的研究集中于类花生酸代谢机制，最近则集中在对基因表达的影响[20]。

先前的研究表明，无论是通过细胞磷脂酶从膜磷脂中释放还是从饮食和其他细胞外环境中获得脂肪酸都是重要的细胞信号分子。

它们能充当肌醇磷脂和环腺苷酸信号转导通路的第二信使或其替代物。

它们也能成为分子调节器，促使细胞对细胞外信号作出反应[21]。

研究表明多不饱和脂肪酸能迅速而直接改变特异性基因的转录[22]。

LA及其与ALA的饮食比率对ALA代谢转化成长链ω–3PUFA显得非常重要。

Indu[23]的研究表明，保持饮食AL恒量，3.7gALA可产生0.3g长链ω–3PUFA与11gALA转化为1g长链ω–3PUFA（EPA）的生物效应相似。

因此，比率约为4（15gLA:

3.7gALA）的浓度适合转化。

Emken等人的研究显示，在饮食摄入的能源物AL从4.7%增加到9.3%，将导致ω–6PUFA和ω–3PUFA去饱和竞争，结果使含重氢的长链代谢物ALA减少约50%[24]。

Indu进一步指出，增加饮食ALA和EPA进行3-6周的干预后，血浆膜磷脂浓度上升；Dihomo-γ-亚麻酸（ω–6PUFA）浓度降低，但AA没有变化，长链ω–6PUFA与ω–3PUFA在6周后比率减少比3周时更大；减少ω-6PUFA与ω–3PUFA的比例与富含ALA的植物油可能影响血栓的形成。

补充ALA后，在血浆和血磷脂长链ω–3PUFA含量增加及降低血小板聚合，但它的补充没有改变甘油三酯浓度。

其它研究认为，仅只有长链ω–3PUFA（EPA+DHA）具有降低甘油三酯的效应[25]。

2.ω–3PUFA补充对人体运动能力的影响

2.1运动训练对人体肌细胞膜磷脂ω-3PUFA脂肪酸构成的影响

脂肪酸是人体肌肉细胞膜的重要组成部分[26]。

研究表明，运动本身也可能影响细胞膜磷脂脂肪酸的组成。

安德森等人的研究发现[27]，6周低强度运动训练导致肌肉膜磷脂脂肪酸显著变化，AA显著减少，ω-3PUFA的比率增加。

Helge等[28]研究显示，有规律的训练能够影响人类骨骼肌磷脂脂肪酸的组成。

他们认为，有规律的训练首先对底物变化和存储产生影响，从而诱导肌肉膜磷脂脂肪酸组成的适应性变化。

训练能提高胰岛素的敏感性，反过来可能影响能量供应调制效能状况。

胰岛素反应也与骨骼肌肉结构脂的具体模式相关。

Helge[29]等进行四周有规律的运动训练研究，发现肌肉膜磷脂脂肪酸构成发生变化；因此，运动训练有可能是肌肉膜磷脂脂肪酸组成的调节器。

训练前后ω–9多不饱和脂肪酸（Omega–9FattyAcidsPolyunsaturatedfattyacids，ω–9PUFA）的比率从18:

1到16:

0暗示训练引起△9-脱氢酶活性增强。

Helge等的研究没有发现AA降低，但Andersson的研究[27]发现与之相反，有规律的运动训练未能改变肌肉甘油三酯脂肪酸的组成，表明有规律的运动训练在肌肉磷脂脂肪酸组成的影响与肌肉甘油三酯脂肪酸的组成的变化没有直接联系。

运动增加部分油酸在肌肉甘油三酯的含量很有意义，表明运动中或运动后优先补充和摄入油酸，可能有利于机体运动能力的提高和肌细胞的修复。

2.2运动中ω–3PUFA补充和心肌耗氧量及肱动脉张力和血液流动

ω–3PUFA的效用主要通过与细胞膜结合来调节细胞信号传递，这对心脏来说特别重要。

动物实验研究表明摄入ω–3PUFA有显著的抗心律失常。

临床研究显示适量的摄入ω–3PUFA能降低突发性心律失常发生的死亡率[30,31]。

实验表明，补充鱼油能增加心脏自身的运氧能力。

Mclennan等[32]研究食用鱼油是否可能改善心肌氧耗和一次长时间运动疲劳出现时间的延迟，他们采用双盲实验评价公路自行车耐力运动员补充鱼油后的影响。

受试对象随机食用1g鱼油（325mgDHA，65mg,EPA）或橄榄油，对照组服用安慰剂，自行车运动员每天食用8颗胶囊（3.120mg/d）共8周。

结果表明ω–3PUFA降低心率，减少心肌氧耗；使长时间运动主观疲劳感降低。

然而，ω–3PUFA补充对运动能力和运动疲劳的延迟没有显著作用。

在有规律的运动中，每天服用5gω–3PUFA促进运动诱导肱动脉舒张和血流量增加，而红花油没有这种效果[33]。

另有研究显示，补充ω–3PUFA对耐力运动有益，所起的作用途径可能是由于激活了超氧化物歧化酶和过氧化氢酶[34]。

2.3耐力训练以及补充ω–3PUFA对骨骼肌和心肌脂肪酸结合蛋白的影响

耐力训练和补充ω–3PUFA（EPA、DHA）影响大鼠骨骼肌和心肌的细胞质脂肪酸结合蛋白（FABPC）浓度[35]。

食用ω–3PUFA八周后测得趾长伸肌的FABPC浓度上升300%，腓肠肌250%，比目鱼肌为50%，心肌为15%；肌内没有积累甘油三酯且柠檬酸合成酶的活性未见变化。

ω–3PUFA可能是从调节脂肪酸代谢基因通过氧化酶来增强受体的活性而增加FABPC浓度。

研究结果显示，运动训练和补充ω–3PUFA都影响肌肉FABPC浓度。

在运动训练中，脂肪和糖原是为肌肉提供能量的两种能源，能量供给受练习强度，持续时间和训练前饮食的影响。

当在耐力训练时补充ω–3PUFA可以提高肌肉的有氧能力和促进脂肪的氧化[36]，从而减少糖原消耗的速率，延迟疲劳的出现。

2.4补充ω–3PUFA预防或降低优秀运动员运动诱发的EIB

免疫系统在长时间大强度练习后产生不利变化，主要发生在皮肤、上呼吸组织黏膜、肺、血液和肌肉组织。

尽管还无确切解释，大多数的运动免疫学者认为，由于免疫功能受损（可能持续3到72小时）的“开窗”，可能使病毒和细菌获得存活的机会而增加了亚临床和临床感染的风险。

在饮食中补充ω–3PUFA对于抑制优秀运动员运动诱发的支气管收缩（EIB）有明显的保护作用，这极有可能得益于它们的抗炎症功能。

EIB导致运动后呼吸道暂时变窄，引起机体运动后肺部功能减弱。

优秀运动员与非一般运动员和普通人相比，EIB发生较多。

优秀运动员EIB和哮喘的高患病率，象喘鸣、胸闷、异常呼吸困难、咳嗽和浓痰等已在研究[37,38]。

在优秀运动员中的EIB相对高发可能是因为运动过度、长期暴露在过敏原和对支气管的过度刺激以及过度吸入干冷空气而引起的[39]。

研究表明，呼吸道的暂时脱水能释放出象组胺、神经肽和AA代谢物、白细胞三烯和前列腺素这样的炎性介质，导致支气管平滑肌收缩。

重复的高强度运动本身可能通过释放炎性细胞因子而导致EIB的发展[40]。

当前在越野滑雪运动员调整呼吸道的研究和EIB在药理学动因上无法预防的事实证明，EIB完全不同于哮喘[41–42]。

Mickleborough等[43]进行了随机双盲交叉研究来证明是否通过每天补充3.2g的EPA和2.2g的DHA的饮食降低EIB。

研究显示，饮食ω–3PUFA能使肺功能得到改善；同时，补充ω–3PUFA降低了白细胞三烯、E4、9α、11β－前列腺素F2、LTB4、肿瘤坏死因子α和白细胞介素-1β的浓度。

在这个对10个带EIB和10个不带EIB的优秀运动员小范围的研究表明，补充ω–3PUFA对于优秀运动员抑制EIB具有明显的保护作用。

3ω–3PUFA补充与运动训练对人体健康的影响

3.1运动和ω-3脂肪酸与胰岛素抵抗

研究表明，耐力训练能够提高胰岛素的敏感性[44,45]。

长时间有规律的训练将导致人[46]或大鼠[47]肌肉膜磷脂的含量增加、磷脂脂肪酸组成的变化。

Gudbjarnason[48]研究显示，多次补充肾上腺素引起儿茶酚胺应激，从而导致心肌磷脂脂肪酸组成的变化。

在Helge等[29]研究中，儿茶酚氨的应激是由于AA与DHA含量的增加引起，而且并未发现LA降低。

然而，两个研究表明增加DHA摄入量和ω-6PUFA／ω-3PUFA比率的降低是一致的。

单腿亚极量运动模型实验结果显示，运动仅导致循环血儿茶酚氨浓度适度上升[49]。

胰岛素敏感性被证明与肌肉磷脂脂肪酸构成相关[50]。

研究显示，增加ω–3PUFA和降低肌膜内ω-6PUFA与ω-3PUFA的比率与细胞膜流动性增加相一致，并与胰岛素受体数目的增加和胰岛素结合增强相关[51]。

在Helge等[28]研究中，运动训练后，增加ω–3PUFA摄入和降低ω-6PUFA与ω–3PUFA的比率，可提高胰岛素的敏感性，并且胰岛素受体数目的增加有可能是长期训练的结果。

运动和ω–3PUFA都能增加胰岛素的敏感度和预防高血糖症。

3.2ω–3PUFA与运动和肥胖

运动有利于健康，主要由于运动或耐力训练增加了对脂肪的消耗。

运动在保持体重方面起着重要作用，肥胖症的增多与缺乏运动的关系甚于过度饮食。

Hwalla在2004年在雅典召开的第五届国际营养学健康大会上宣读了《青少年肥胖和体育活动》。

该文首次以全国人口为研究对象，结果表明，青少年肥胖主要由缺乏体育活动引起，而男性比女性更糟[52]。

为了控制肥胖，他推荐包括在卫生专业人士、家庭、学校、企业和医护机构中引入多元化干预策略来增加体育活动的机会和项目。

ω–3PUFA和运动都有抵抗肥胖的作用，肥胖通常是由于脂肪细胞体积增大和数目增多引起。

脂肪细胞的形成是关键因素，因为，成熟的脂肪细胞在体状态下不能分裂或转化成其它细胞[53]。

由于饮食的不平衡，必需脂肪酸ω–6PUFA摄入过高而ω–3PUFA摄入则偏低而导致肥胖在各年龄阶段普遍流行。

由于人类长期摄入膳食脂肪酸，使其与脂肪组织生长的关系比动物更难以评定。

母鼠喂富含LA或饱和高脂肪膳食，哺乳幼仔17天，白色脂肪组织分别呈现增生或肥大[54]。

但喂食富含EPA和DHA的鱼油可以防止大鼠发生肥胖[55]，大鼠断奶后，用富含ALA的脂肪酸喂食，同样可防止脂肪组织的过度增长。

AA和饱和脂肪酸能够促进脂肪组织的发展。

近几十年以来，由于人们饮食ω-6PUFA与ω–3PUFA比例过高和身体活动的减少导致肥胖人数剧增，因此可以通过补充ω–3PUFA（抑制脂肪细胞分化，诱导细胞凋亡，促进脂肪细胞脂解）来预防肥胖。

3.3降低心血管疾病

目前富含LA饮食习惯，促进了胆固醇的降低。

饮食LA促进了LDL胆固醇的氧化[56]、增加血小板凝集反应[57]、抑制免疫系统[58]。

与此相反，ALA的摄入量与抑制凝血血小板活性、凝血酶的反应[59]和控制AA的代谢相关[60]。

在临床研究中，ALA有助于降低血压[61]。

Ascherio等人的研究显示，ALA与人类患冠心病的风险成负相关[62]。

研究显示增加ω–3PUFA摄取量可以通过以下途径降低心血管疾病发生率：

①阻止心率不齐的发生，心率不齐可能导致心脏突死；②降低血栓的发生概率，血栓导致血管阻力增大、心脏受损；③降低血清甘油三酯水平；④减少动脉粥样硬化斑的发生；⑤增强血管内皮细胞功能；⑥降低血压；⑦降低炎症发生[63,64]。

3.4对II型糖尿病的作用

心血管疾病是导致糖尿病患者死亡的主要原因，II型糖尿病患者常常血脂过高（200mg/dl以上），而研究认为补充ω–3PUFA可以显著降低糖尿病患者血清低密度脂蛋白胆固醇和血清甘油三酯水平[65]。

尽管高血脂患者补充大量ω–3PUFA后观察到LDL-C水平降低，但禁食后患者血糖和血色素水平并没有升高。

在对5103名女性II型糖尿病患者的研究中，患者在试验开始阶段并没有同时患心血管疾病或者癌症，结果发现在16年试验期间补充高剂量鱼油后患者患冠心病发生的概率显著下降。

迄今为止没有证据显示长期服用EPA和DHA会对高血糖患者产生副作用。

3.5对癌症的影响

和普通细胞不一样，肿瘤细胞增殖和扩散非常迅速，并对细胞正常凋亡有抵抗力。

研究发现海洋生物提取的多不饱和脂肪酸可以抑制体外培养的乳腺、前列腺和结肠癌细胞增生，促进细胞凋亡，抑制体内结肠和直肠粘膜培养的癌细胞的增殖。

在动物模型中研究表明增加EPA和DHA的摄食可以抑制乳腺、前列腺和肠癌细胞的增殖。

在众多的临床试验研究中，仅有少数研究发现ω–3PUFA的摄食和人体乳腺痛、前列腺痛以及肠癌的发生率之间存在负相关[66]。

调查显示，鱼类摄取和癌症发病率之间存在较强的负相关。

可以肯定补充ω–3PUFA有抗癌作用，但对ω–3PUFA和ω-6PUFA／ω–3PUFA补充推荐摄入量有待进一步研究。

3.6ω–3PUFA和心理健康

研究显示，补充ω–3PUFA对中枢神经系统和心理健康，特别是抑郁症具有积极作用，也能在预防阿尔茨海默氏症，注意力缺陷障碍，情感障碍，躁郁症和精神分裂症产生有利的影响[67-72]。

目前，许多研究证明补充ω–3PUFA对心理障碍（如情感障碍和抑郁症）非常有用。

流行病学数据证明，低ω–3PUFA的摄入和高比率的抑郁紧密相关；此外，ω–3PUFA在未受控制的单相抑郁症的临床作用研究显示，增加脂肪酸EPA和DHA的摄入可降低和缓和抑郁症发生的比率[73]；ω–3PUFA也是抑郁病人最有效果的抗抑郁症剂[68]。

除了抑郁症，其他大脑疾病如精神分裂症，老年痴呆症，注意力缺失症，酗酒，迟发性运动障碍和暴力都与ω–3PUFA摄入过低相关[74,75]。

而且，低ω–3PUFA与抑郁症和心血管病相关[76]；实际上，抑郁症先于心血管疾病，抑郁的人更有可能由于心血管疾病而导致死亡[78]。

4.运动员补充ω–3PUFA的合适剂量及可能的副作用

由于饮食摄入大量ω-6PUFA，导致大强度运动引起自由基过多和损伤炎症加剧，富含EPA和DHA的鱼油被用来消除由于运动而产生的炎症状态[77]，对于大部分运动员（特别是休闲水平）一般指导原则是补充EPA和DHA（1-2）g／d，摄入EPA:

DHA为2:

1[80]。

1-2g／d的EPA和DHA的摄入能防止肌肉和关节的炎症[79]。

TartibianB等人的研究证明，摄入ω-3PUFA能够有效地减轻离心运动所致的延迟性肌肉酸痛[80]。

因此，对于运动员补充ω–3PUFA更显重要。

推荐补充ω–3PUFA摄入量如下：

一般水平锻炼者（EPA和DHA）补充1-2g／d，有规律的运动训练和集体项目运动员补充（EPA和DHA）2-4g／d，高水平耐力运动员补充（EPA和DHA）6-8g／d，且EPA和DHA的比例都为2:

1[80]。

针对个体补充ω–3PUFA的基本方法应依据其运动强度和饮食习惯来补充EPA和DHA的摄入量。

ω–3PUFA的副作用还存在争议，如病人在服用阿司匹林或华法林的同时过度使用ω–3PUFA（一般超过3g／d）可引起出血增加[81]。

当摄入ω–3PUFA剂量非常大时可能引起体内岀血。

此外，ω–3PUFA氧化后形成的氧化物可能降低糖尿病患者对血糖的控制，抑制免疫和新陈代谢，降低抗感染能力，增加细菌感染的可能性，增加某些个体LDL的聚集。

因此，在某些特殊情况下，应谨慎补充ω–3PUFA，以避免产生不良效应。

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