抗疲劳功能性食品.docx

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抗疲劳功能性食品

抗疲劳功能性食品

摘要：

疲劳已成为当今人们关注热点问题之一，是当以肌肉活动为主的体力活动和以精神和思维活动为主的脑力活动经过一段时间或达到一定程度时，出现活动能力下降的现象，表现为疲倦或肌肉酸痛或全身无力。

该文介绍了疲劳的分类及产生机制，列举了部分抗疲劳功能性食品，并归纳了抗疲劳保健食品功能学评价和检验方法。

关键词：

抗疲劳；功能因子；评价指标；检验方法

一、疲劳的定义及分类

定义：

机体生理过程不能将其技能持续在一特定水平或各器官不能维持其预定的运动强度。

总体表现为运动能力的快速降低，包括力量和做功无法达到目的水平。

疲劳的本质是一种生理性的改变，经过适当的休息便可以恢复或减轻[1]。

疲劳的分类包括：

1、根据疲劳产生的原因分为：

体力疲劳、精神疲劳、病理疲劳；2、根据疲劳发生的长短分为：

急性疲劳、慢性疲劳；3、根据疲劳的性质可分：

生理疲劳、心理疲劳；4、根据疲劳的临床表现分：

轻度疲劳、过度紧、过度疲劳；5、根据疲劳产生的部位分为：

中枢疲劳、神经-肌肉结点疲劳、外周疲劳。

。

还有一种疲劳不能通过休息得到缓解，并伴有头痛，咽喉痛，肌肉关节痛，记忆力下降，注意力不集中等症状，并且反复发作，持续时间大于6个月。

称为（chronicfatiguesyndrome，CFS）慢性疲劳[2]。

疲劳是防止肌体发生威胁生命的过度机能衰竭而产生的一种保护性反应,它的产生提醒工作者应降低工作强度或终止运动以免肌体损伤[3]。

二、疲劳的危害及产生机理

2.1运动性疲劳产生的机制[4]

2.1.1能源耗竭学说

磷酸原储备减少与疲劳在激烈运动的30秒，肌肉量消耗ATP和CP供能，肌肉中储量明显下降，维持运动时，则ATP和CP保持在低水平下，短时问精疲力竭的运动后，ATP和CP都不会耗尽；糖储备减少和疲劳当达到或超过50％～60％最大吸氧80％～90％最大吸氧量强度运动时，首先是慢肌中糖原下降，继而快肌中糖原也下降。

脂肪的作用和疲劳运动时脂肪组织水解为甘油和脂肪酸进入血液。

当脂肪酸利用增加时，葡萄糖和糖原利用速度下降。

但脂肪不能代替供能，因为氧化脂肪供能时，输出功率将比糖低50％，运动能力必将下降；蛋白质的消耗和疲劳当长时间耐力运动时，蛋白质分解增多，而食物按常人量供应时则会引起蛋白质营养不足而表现为负氮平衡。

当肌体长时间处于负氮平衡状态时，很容易造成肌体疲劳水分和无机盐与疲劳当体液减少量达到体重的30％时，运动能力便显著下降，体液减少达到10％时，将引起代紊乱，循环血量减少，中枢神经系统机能降低，肌肉出现抽筋，四肢无力，工作能力下降等现象。

2.1.2代产物堆积学说

乳酸是糖原无氧代产物，在激烈的动力或静力性运动时，肌肉中乳酸中增加约30倍，乳酸易于积累，由于乳酸在肌肉量堆积，使肌肉中酸性物质增多，而导致疲劳。

氨是蛋白质的代产物，人体运动后血氨升高。

在肌肉中，氧主要是以氨离子存在。

它可以增加磷酸果糖激酶的活性。

从而提高糖酵解的活性，使肌肉中丙酮酸和乳酸增多，铵离子还可抑制柠檬酸脱氢酶的活性，从而降低有氧氧化过程。

不利于有氧代和糖异生过程，这些都是导致疲劳和影响疲劳消除的因素。

2.1.3分泌调解紊乱学说

在长时间运动中，运动负荷强度和量度过大时，使皮质醇分泌持续增加，对下丘脑一垂体一性线轴有广泛的抑制作用，对免疫系统也起抑制作用。

加之雄性激素在肝中活性作用，造成血清睾酮下降，出现运动性低血睾酮症状，血清睾酮与皮质醇比值也随之下降。

2.1.4免疫功能紊乱学说

运动疲劳时表现为机能下降和紊乱，主要有免疫球蛋白和TB细胞自然杀伤细胞和细胞因子。

2.1.5中枢神经失调学说

在运动中，当出现ATP减少，r-氨基酸、儿茶酚氨增加，血糖下降等都会引起兴奋抑制失调。

疲劳时，色氨酸进入脑中过多，生产5-羟色氨，造成困倦、嗜睡，食欲减退。

2.1.6离子代紊乱学说

这种观点认为，运动性疲劳主要是由于离子代紊乱（如钙离子、钾离子、钠离子等）而影响骨骼肌的收缩，造成骨骼肌疲劳。

2.1.7保护性抑制学说

r-氨基丁酸是形成中枢保护性抑制的重要因素之一，白鼠实验证明，持续10h游泳至力竭时，大脑中r-氨基丁酸增加。

这是由于长时间运动导致能量消耗过多，当消耗达到一定程度时抑产生抑制，这时大脑皮层具有保护作用。

2.1.8突变理论学说

在疲劳的发展过程中，在能量消耗和兴奋性和活动性衰减的过程中，有一个突然下降的阶段一一突变阶段，以避免能量储备消耗兴奋性、活动性丧失，使肌肉在僵之前停止或降低运动速率。

2.1.9自由基学说

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。

有机体生成ATP的主要场所是线粒体，因此疲劳状态下线粒体氧化代能力应该有所下降。

ATP生成减少，使得线粒肿胀、脊断裂，而线粒体形态的改变进一步抑制自身的氧化磷酸过程，加速离子代紊乱，从而导致运动性疲劳的产生。

2.2慢性疲劳常见的原因

心理因素影响是产生CFS的重要原因之一。

其次病毒感染因素、“疲劳毒素”包括乳酸、氨、氧自由基，过氧化脂质、脂褐等。

此外，免疫功能失调、遗传因素也会引起慢性疲劳。

2.3疲劳的危害

疲劳对脑组织有损害，轻则出现犯困、头昏、记忆力下降；长期慢性毒害，可诱发脑神经细胞凋亡。

疲劳对心血管系统有损害，从而出现胸闷、气短、心慌、导致动脉粥样硬化、冠心病、脑血管硬化，心、脑血管意外可以致命。

疲劳对免疫系统有损害，导师T细胞功能下降，白细胞介素、α-干扰素等免疫因子生成减少，自然杀伤细胞的数目和活性都有所下降。

此外，疲劳对泌尿系统、肌肉组织、皮肤和肝脏都有一定的损害。

三、具有缓解疲劳功能性的物质

3.1营养素与运动能力[1]

3.1.1糖

糖是机体在运动中重要的热能来源，运动量大小决定糖的利用率。

糖的供给量与消耗量按工作性质和运动强度而定。

运动时若补充糖类可以显著地延缓疲劳的产生圜。

人体的糖有3种。

1血糖在正常情况下，机体糖的分解与合成代是一个动态平衡过程，血糖的含量是反映这个平衡的指标。

在中等强度、长时间运动过程中，主要由糖的有氧代供能，长时间运动可使体糖类物质大量消耗，血糖浓度下降。

脑细胞对血糖浓度的变化非常敏感，血糖含量下降，直接影响脑细胞的能量供应，造成大脑皮层工作能力下降，身体疲劳。

糖原是体重要的能源储备物质．一般认为体糖原的贮备和运动耐力呈正相关，糖原贮备不足是运动耐力的一种限制因素。

以肝糖原[5]和肌糖原[6]贮备为指标来评价机体抗疲劳的能力。

在长时间运动过程中，体的能量供应、血糖浓度的维持主要靠肝、肌糖原的分解。

长时间运动可使体糖原大量消耗，能源物质供应不足，诱发运动性疲劳。

肌糖原是骨骼肌中可以随时动用的贮备能源，提高肌糖原水平可延缓长时间运动中疲劳的发生。

肝糖原贮量对维持长时间运动时血糖浓度起重要作用。

3.1.2脂肪

脂肪供能主要在低强度的体力活动中或高强度的体力活动后期。

对于持续时间短、强度大的体力作业而言，糖仍是最主要的供能物质．增加脂肪摄入对提高体能意义不大：

而对于持续时间较长的体力作业，由于脂肪供能比重增加．适当增加脂肪的摄人量有助于提高耐力，但需要注意的是脂肪过多氧化不全时，会导致机体酮体蓄积，反而降低机体耐力圈。

3.1.3蛋白质

蛋白质是构成肌肉的主要成分，是血红蛋白、肌红蛋白和各种酶、激素的主要构成成分，对肌肉的收缩力，体氧的供应。

运动中的调节能力都有重要影响，同时可影响神经系统的兴奋性和体环境的稳定性，对疲劳的产生有重要的抑制作用。

蛋白质的需要量随着运动强度的增加而增加．一定要及时、适量的进行补充。

3.1.4维生素、无机盐

维生素和矿物质的需要量与运动量、机能状态及营养水平有关。

运动中代旺盛、激素分泌增加、大量排汗，维生素和矿物质损失较多。

因此，合理地补充维生素和矿物质可以改善机体工作能力。

3.2缓解疲劳的功能因子

3.2.1天然抗氧化剂

包括酶类：

SOD、CAT、GSH-PX，非酶类：

维生素类、类胡萝卜素、类黄酮、谷胱甘肽、硒，它的抗疲劳机理为：

运动产生的自由基与细胞膜反应发生脂质过氧化，使膜的液态性和流动性改变，线粒体对自由基损害高度敏感，影响其呼吸功能及三磷酸腺苷的再合成。

富含黄酮类的植物来源有：

银杏、沙棘、山楂、洋葱中含量较高，茶叶、蜂蜜、果汁、葡萄酒中含量也很丰富。

皂甙类化合物抗疲劳机理:

①通过提高SOD酶与CAT酶的活力，清除运动时产生的自由基，对细胞膜有保护作用②某些皂甙能够提高动物体乳酸脱氢酶的活力,可从人参、西洋参、三七、刺五加、红景天、大豆、酸枣、苜蓿、绞股兰等中获得。

3.2.2氨基酸、活性肽类

包括：

牛磺酸、支链氨基酸、生物活性肽。

抗疲劳机理为：

①清除运动时产生的自由基，对细胞膜有保护作用②降低机体对血糖的利用③对机体支链氨基酸浓度有影响.食物来源为：

动物乳汁、脑和心脏中，海产品中，包括扇贝、生牡蛎、蛤蜊等；谷物、水果和蔬菜中基本不含牛磺酸。

支链氨基酸种类：

异亮氨酸、亮氨酸、缬氨酸等.支链氨基酸抗疲劳机理：

长时间运动会导致AAA/BCAA比值增加，促进AAA入脑，增加5-羟色氨合成，引起中枢疲劳。

活性肽抗疲劳机理：

①易于吸收，能迅速增强和恢复体力②促进红细胞复原，提高携氧能力③具有很强的抗氧化活性

3.2.3二十八醇

英文名称：

octacosanol，n-octacosanol,octacosylalcohol,clutylalcohol,montanylalcohol。

结构式：

CH3（CH2）26CH2OH。

二十八烷醇是天然存在的高级醇，主要存在于蔗蜡，糠蜡，小麦胚芽油，蜂蜡及虫蜡等天然产物中.生理功能：

（1）增加体力，耐力和精力；

（2）提高肌肉耐力；（3）提高反应敏锐性，缩短反应时间；（4）增加登高动力；（5）提高能量代率，消除肌肉痉挛；（6）增强包括心肌在的肌肉功能；（7）降低收缩期血压；（8）提高基础代率；（9）刺激性激素；（10）促进脂肪分解。

（四）L-肉碱

抗疲劳机制：

①促进自由脂肪酸氧化，节省糖原②促进氨降解，加速运动性疲劳恢复③清除过多乳酸，提高运动能力。

动物性食物中含量丰富，尤其以羊肉中含量最高。

3.2.4咖啡因

抗疲劳机制：

咖啡因的化学结构和人的大脑中固有的腺嘌呤核苷的结构相似，人们饮用咖啡后，咖啡中的腺嘌呤核苷分子进入脑细胞与其相应受体结合后，使其变为兴奋。

可从咖啡豆、茶叶、可可、瓜拉那中获得。

3.3中国卫生部批准具有抗疲劳功能的部分物质

西洋参、中华鳖、L-肉碱、绞股兰、牛磺酸、山楂、红景天、花粉、砂仁、杜仲（叶）、银杏叶、狗鞭、黑鱼、发酵醋、何首、根、沙棘、蜂王浆、虫草、灵芝、螺旋藻、山药、骨髓、雄蚕蛾、海狗鞭、瓜拉那、枸杞、肉苁蓉、肌醇、羊肚菌、蚂蚁、海胆生殖腺、天冬氨酸钙、蜂胶、核酸、小麦肝芽油、刺五加、1，6-二磷酸果糖、黄芪、蛇肉、鱼鳔胶、鹿茸、三七、党参、低聚糖、林蛙油、巴戟天、桑椹、天麻、角鲨烯、当归。

3.4具有改善慢性疲劳综合症功效的典型配料

典型配料

生理功效

VC

增强免疫，改善疲劳

VB

分解乳酸，改善慢性疾病

锌

提高免疫，减少病毒感染后疲劳综合症

镁

缓解疲劳

L－肉碱

抗衰老、预防老年痴呆症、改善疲劳

辅酶Q10

保护脑神经细胞、延缓衰老、改善疲劳

西洋参皂苷

抗疲劳、增加体能、提高免疫力

绞股兰皂苷

抗疲劳、增强免疫力

牛篣根提取物

抗疲劳、增强免疫力

银杏叶提取物

增强记忆力，抗疲劳

3.5市场上具有抗疲劳功能的功能食品

产品名称

功效成分

批准文号

绿A天然螺旋藻精片

螺旋藻粉

卫食健字1997第316号

维格尔西洋参精软胶囊

西洋参总皂甙

卫食健字1996第014号

天子养生酒

人参、鹿茸、枸杞、雄蚕蛾等

卫食健字1998第283号

贝尔补脑液

小分子肽

卫食健字1998第602号

长白山松龄蜜参

人参总皂甙

卫食健字1998第532号

奥力康片

肌酸、牛磺酸、L-肉碱

卫食健字1999第033号

华神天然蜂花粉

蜂花粉

卫食健字1997第052号

维格尔鱼鲨烯软胶囊

鱼鲨烯

卫食健字1996第016号

红恩保健饮品

中华猕猴桃、食用海藻等；含异黄酮、多糖、锶、锌等

卫食健字1998第331号

哈士蟆油软胶囊

蛋白质、维生素、不饱和脂肪酸等

卫食健字2000第0219号

四、抗疲劳保健食品功能学评价和检验方法

标志疲劳发生的生化指标：

（1）能量物质，包括血糖、肝糖原、肌糖原、磷酸肌酸等；

（2）代调节物质，如酶、激素；（3）代产物，如血和肌肉中的乳酸、氢离子浓度、丙酮酸、血尿素氮等。

但并非所有的因运动而变化的生化指标都适合作为疲劳或抗疲劳作用的评价指标，因为运动负荷的大小并不都是与机体的生化改变相一致的。

只有运动时变化明显，其变化程度与运动负荷及强度一致的指标才能作为疲劳的评价指标。

4.1试验项目

　　负重游泳试验、爬杆试验、血乳酸、血清尿素氮肝/肌糖原测定

　4.2试验原则

　运动试验与生化指标检测相结合。

在进行游泳或爬杆试验前，动物应进行初筛。

除以上生化指标外，还可检测血糖、乳酸胶氢酶、血红蛋白以及磷肌酸、LPO、SOD、丙二醛（MDA）等指标。

4.3结果判定

　　若1项以上（含1项）运动试验和2项以上（含2项）生化指标为阳性，即可以判断该受试物具有抗疲劳作用。

5应用举例[7]

以小白鼠为主要试验材料，应用生化检测方法对含异黄酮的片剂作出是否有抗疲劳作用的分析评价。

5.1材料和方法

5．1.1样品含异黄酮的棕褐色片剂，人体推荐量每日8粒，每粒0．7g，共5．6g。

5.1.2实验动物

一次性选取预先15d实验条件饲养的健康同日龄的种小鼠100只，合格证（雌雄各半）,体重控制在（20±2）g。

然后按照体重随机分组,每20只小鼠为1组,雌雄各半,分盒饲养,再进行统计分析。

5.1.3剂量选择

按人体（以60kg体重计）推荐量每日5.6g的5倍、10倍、20倍，设低、中、高三个剂量组：

0.45g／kg体重；0.95g／kg体重；1.88g／kg体重，另设生理盐水为阴性对照组。

5.1.4给药途径小鼠每日均称重，经口灌胃，连续30天。

5.2实验方法

5.2.1负重游泳试验（运动耐力实验）

末次给受试物30min后，小鼠尾部负荷5％体重的铅皮，放入水深30cm,水温25℃±0.5℃的游泳箱。

记录小鼠自游泳开始至死亡的时间，作为小鼠游泳时间。

5.2.2血清尿素氮测定

末次给受试物30min后，在温度30℃±0.5℃的水箱中游泳90min，拨眼球采血，加EDTA-2Na，摇匀，以3000转/min离心15min，取上层血用动力学酶法在520m波长处比色测定尿素氮。

5.2.3肝糖原测定

末次给受试物30min后，在温度30℃的水箱中游泳90min，立即处死，取肝脏经生理盐水漂洗后,用滤纸吸干，精确称取肝脏200mg，加入4mlTCA液，每管匀浆1min，将匀浆液倒入离心管，以3000转/min,离心15min，将上清液转移至另一试管，在沉淀中再加入4mlTCA，匀浆1min，再次离心15min，取上清液，并与第一次离心的上清液合并，充分混匀，用蒽酮法在620nm波长比色测定肝糖原。

5.2.4乳酸测定

末次给受试物30min后,再负体重2％的铅皮，在水温30℃±0.5℃水中游泳，每隔1min放入一只，游泳10min后立即取出，擦干水分，各采血20ul，安静60min后再采血20ul，加EDTA-2Na摇匀，以3000转/min离心15min，取上层血浆用酶法在550rm波长比色测定乳酸。

5.2.5为保证实验数据的可比性和减少系统误差

采用全自动血细胞分析仪测定受试小鼠的外周血液中白细胞数量（WBC）、红细胞数量（RBC）、血红蛋白含量（HB）、红细胞压积（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白量（MCH）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）、小白细胞比率（WSCR）、小白细胞数（W-SCC）、红细胞分布宽度（RDW）、血小板（PLT）等主要指标;采用全自动生化分析仪测定了血清中的谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酐（CREA）、碱性磷酸激酶（AKP）、葡萄糖（GLU）、尿激酶（CK）、尿素氮（BUN）等主要生化指标。

以上各种生化指标是建立抗疲劳功能食品评价体系的重要依据。

只有获得与疲劳产生机制有关的生物化学指标检测结果，才能正确有效地评价某一功能食品或药物是否有抗疲劳的功效。

参考文献：

[1]哲君,晓莉,王朔.抗疲劳功能食品的研究进展[J].食品科技,2006

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[2]学林,邵淑凤.慢性疲劳综合症的常见原因及防治对策[J].医学综述,2008（02）

[3]许洪文,齐海萍.运动食品抗疲劳功能因子研究进展[J].体育科技,2010,29（6）:

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[4]勤,莫迎锐.运动性疲劳产生的机制的综述[J].科技信息,2007（10）

[5]LeesSJ，FranksPD，SpangenburgEE，et，a1．Glycogenandglycogenphosphorylaseassociatedwithsarcoplasmicreticulum：

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[6]RockwellMS,RankinJW,DixonH．Effectsofmuscleglycogenonperformanceofrepeatedsprintsandmechanismsoffatigue[J]．Int-J-Sport-Nutr-Exerc-Metab，2003，13

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[7]清秀,黄祖新.功能性食品实验检测的有效途径[J].黎明职业大学学报,2001,3

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