維生素與運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展

邱烈峰

(信陽(yáng)師范學(xué)院體育學(xué)院，河南　信陽(yáng)　464000)

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維生素與運(yùn)動(dòng)研究進(jìn)展

邱烈峰

(信陽(yáng)師范學(xué)院體育學(xué)院，河南信陽(yáng)464000)

〔關(guān)鍵詞〕維生素；運(yùn)動(dòng)；營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充

維生素是一類調(diào)節(jié)人體生物學(xué)功能、維持健康所必需的低分子有機(jī)化合物。維生素不僅是保證運(yùn)動(dòng)員身體健康的必需物質(zhì)，而且是獲得良好運(yùn)動(dòng)能力的促進(jìn)因素，同時(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中維生素在體內(nèi)的代謝會(huì)發(fā)生一些變化〔1〕。因此關(guān)于運(yùn)動(dòng)與維生素的研究較多。然而，以往的文獻(xiàn)大多是從某種維生素與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系或運(yùn)動(dòng)的某一方面與維生素的關(guān)系這兩個(gè)角度進(jìn)行研究，不夠系統(tǒng)全面。為此，本文從多個(gè)視角對(duì)運(yùn)動(dòng)與維生素的關(guān)系進(jìn)行系統(tǒng)分析和闡述，以期為運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充提供理論依據(jù)，為維生素補(bǔ)充的深入研究提供參考。

1維生素與抗氧化

急性大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)會(huì)引起機(jī)體產(chǎn)生大量自由基，進(jìn)而誘發(fā)脂質(zhì)過(guò)氧化損傷。關(guān)于維生素抗氧化方面的研究主要集中在兩個(gè)方面：①維生素抗氧化效果及抗氧化機(jī)制研究；②補(bǔ)充抗氧化維生素提高運(yùn)動(dòng)能力效果的研究。

1.1維生素抗氧化效果目前普遍認(rèn)為具有抗氧化能力的維生素主要包括維生素(V)E、VC、VA及β-胡蘿卜素等。VE是體內(nèi)重要的抗氧化劑。VE不僅可以清除活性自由基〔2〕，還可抑制細(xì)胞的脂質(zhì)氧化〔3〕。由于脂溶性使其主要存在于生物膜上，進(jìn)而可維持生物膜的正常結(jié)構(gòu)和功能。Liu等〔4〕證明天然VE抗氧化作用的機(jī)制有：①通過(guò)釋放活潑氫與過(guò)氧自由基(ROO·)結(jié)合，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；②防止生物膜和脂蛋白中多不飽和脂肪酸、細(xì)胞骨架及其他蛋白質(zhì)的巰基受自由基和氧化劑的攻擊。汪求真等〔5〕認(rèn)為VE清除自由基的機(jī)制可能是：①VE打斷脂質(zhì)過(guò)氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，清除脂質(zhì)過(guò)氧化物和烷氧自由基；②抑制核酸內(nèi)切酶的活化，該酶可被細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激觸發(fā)；③促進(jìn)受損DNA的清除。補(bǔ)充VE可提高抗氧化酶活性，增進(jìn)抗氧化能力，起到預(yù)防和減輕運(yùn)動(dòng)性自由基損傷的作用〔6〕。

VC是一種水溶性、廣譜抗氧化物，能有效清除細(xì)胞外液和內(nèi)液中的超氧陰離子(O2-)、過(guò)氧化氫(H2O2)、次氯酸(HClO)、羥自由基(OH·)、烷過(guò)氧基(LOO·)和單線態(tài)氧(1O2)等自由基，但清除的過(guò)程、能力和速度并不相同。VC可以從其共軛雙鍵中提供2個(gè)電子而作為電子供體，進(jìn)而發(fā)揮清除自由基的作用。Ashton等〔7〕報(bào)道補(bǔ)充VC可減輕運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)自由基、脂質(zhì)過(guò)氧化物及丙二醛含量的升高。但Childs等〔8〕報(bào)道高劑量的VC會(huì)引起脂類過(guò)氧化。

VA側(cè)鏈中含4個(gè)雙鍵，化學(xué)性質(zhì)活潑，易被氧化，可保護(hù)其他生物大分子不被氧化。β-胡蘿卜素既是VA的前體，其本身也是一種抗氧化劑。VA和β-胡蘿卜素主要通過(guò)電子轉(zhuǎn)移、脫氫反應(yīng)和加合反應(yīng)3種途徑發(fā)揮抗氧化作用〔9〕。與VC類似，大劑量VA和β-胡蘿卜素可能引發(fā)促氧化反應(yīng)〔10〕。

VB2雖然沒(méi)有直接的抗氧化作用，但黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對(duì)維持還原性谷胱甘肽的濃度具有重要意義〔11〕。

1.2補(bǔ)充抗氧化維生素提高運(yùn)動(dòng)能力Dawson等〔12〕報(bào)道補(bǔ)充抗氧化維生素可以提高運(yùn)動(dòng)能力。可能是因?yàn)榍宄杂苫泳徚似冢灰部赡苁墙档脱趸瘧?yīng)激，減輕了骨骼肌損傷〔13〕。減輕骨骼肌損傷可能與抗氧化維生素可維持生物膜完整性和穩(wěn)定性有關(guān)〔14〕。運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的自由基被VC和VE等抗氧化劑及時(shí)消除后才能使骨骼肌發(fā)揮正常功能〔15〕。因此，有研究者認(rèn)為VC和VE均應(yīng)包含到飲料中，并在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飲用〔16〕。與之不同，Beaton等〔17〕報(bào)道補(bǔ)充VE可以提高血清中VE的濃度，但不能減輕運(yùn)動(dòng)引起的肌肉損傷。亦有研究表明，補(bǔ)充同一種抗氧化維生素對(duì)不同運(yùn)動(dòng)能力的影響效果不一；補(bǔ)充不同抗氧化維生素對(duì)同一種運(yùn)動(dòng)能力的影響效果也不一致。梁煥國(guó)等〔18〕報(bào)道適當(dāng)服用VE可提高小白鼠的有氧耐力，但對(duì)無(wú)氧耐力無(wú)明顯作用。余斌等〔19〕報(bào)道單獨(dú)補(bǔ)充VE能有效減輕氧化應(yīng)激對(duì)大鼠骨骼肌細(xì)胞的損傷，進(jìn)而增加骨骼肌質(zhì)量和提高運(yùn)動(dòng)能力；單獨(dú)補(bǔ)充VC可減輕氧化應(yīng)激對(duì)大鼠骨骼肌細(xì)胞的損傷但不足以提高運(yùn)動(dòng)能力。可見(jiàn)，補(bǔ)充抗氧化劑能否在延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間方面提高運(yùn)動(dòng)能力，尚需更多實(shí)驗(yàn)來(lái)證明。

1.3運(yùn)動(dòng)補(bǔ)充抗氧化維生素研究趨勢(shì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)充抗氧化維生素的早期研究大多是補(bǔ)充單一的維生素。在“抗氧化劑復(fù)合鏈”假說(shuō)提出后該領(lǐng)域的研究逐步轉(zhuǎn)向聯(lián)合使用多種抗氧化劑。主要包括3方面：①維生素間協(xié)同抗氧化的研究。大多認(rèn)為VE與VC、VA和β-胡蘿卜素之間具有協(xié)同作用；②維生素與無(wú)機(jī)鹽協(xié)同抗氧化的研究。集中在抗氧化維生素與硒或鋅的協(xié)同研究〔20,21〕；③維生素與其他有機(jī)成分協(xié)同抗氧化的研究。如夏云建〔22〕進(jìn)行VC與蘆丁協(xié)同抗氧化研究，黃力平等〔23〕進(jìn)行VE和復(fù)方刺五加液協(xié)同抗氧化研究，張軍等〔24〕進(jìn)行維生素與槐米協(xié)同抗氧化研究，韓雪等〔25〕對(duì)VE、VC、茶多酚及微生物抗氧化劑組成的復(fù)合抗氧化劑的抗氧化性進(jìn)行了研究。

2維生素與造血

貧血會(huì)使氧的運(yùn)輸和能量代謝受阻，進(jìn)而降低運(yùn)動(dòng)能力。而運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練常常會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性貧血/運(yùn)動(dòng)性血紅素低下的發(fā)生。目前的研究表明，維生素在鐵代謝、血紅蛋白(Hb)合成及紅細(xì)胞成熟幾個(gè)環(huán)節(jié)參與造血。

2.1維生素與鐵代謝Hb濃度決定著血液運(yùn)輸氧的能力，鐵是構(gòu)成Hb的重要成分。因而鐵代謝與身體功能、運(yùn)動(dòng)能力關(guān)系密切，與鐵代謝相關(guān)的維生素主要有VC、VA、VE、VB2及VB6。VC促進(jìn)鐵的吸收〔26〕，可能通過(guò)2個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)：①在胃中VC使3價(jià)鐵離子(Fe3+)轉(zhuǎn)變?yōu)?價(jià)鐵離子(Fe2+)；②在胃與小腸上段VC與鐵鰲合，以維持或提高鐵的溶解狀態(tài)〔11〕。Semba等〔27〕報(bào)道血清VA水平與Hb呈顯著正相關(guān)。劉永芳等〔28〕報(bào)道VA缺乏，貧血的發(fā)生率提高。并認(rèn)為VA可能通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)體鐵代謝、影響造血微環(huán)境、增強(qiáng)對(duì)傳染性疾病的免疫力而降低感染性貧血等途徑影響貧血的發(fā)生〔29〕。VB2也參與鐵的代謝。周瑞華等〔30〕報(bào)道VB2缺乏，鐵吸收利用下降、丟失增加。VE等抗氧化維生素可以清除運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的自由基，起到保護(hù)紅細(xì)胞膜、減少溶血、防止運(yùn)動(dòng)性貧血的作用。

2.2維生素與Hb合成VB6是δ-氨基γ-酮戊酸(ALA)合成酶的輔因子，該酶是合成血紅素的關(guān)鍵酶〔31〕。VE能夠提高ALA合成酶和ALA脫水酶的活性，對(duì)血紅素的合成有促進(jìn)作用〔31〕。葉酸是一碳單位轉(zhuǎn)移酶系的輔酶，進(jìn)而參與Hb合成〔11〕。

2.3維生素與紅細(xì)胞成熟葉酸和VB12可以促進(jìn)紅細(xì)胞成熟，提高耐力運(yùn)動(dòng)水平〔32〕。而女運(yùn)動(dòng)員更容易引起VB12和葉酸缺乏〔33〕。因此在大強(qiáng)度訓(xùn)練前應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充VB12和葉酸〔34〕。

3維生素與能量代謝

運(yùn)動(dòng)會(huì)增加能量消耗，維生素本身不能氧化供能，但參與能量代謝調(diào)節(jié)。維生素調(diào)節(jié)能量代謝的機(jī)制包括：①作為能量代謝所需酶的輔酶或輔基起作用；②作為抗氧化劑在維持生物膜結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定上發(fā)揮作用；③與運(yùn)輸氧有關(guān)。以輔酶或輔基參與能量代謝的維生素主要是B族，主要包括VB1、B2、B6及煙酸。VB1的活性形式是焦磷酸硫胺素(TPP)，在體內(nèi)構(gòu)成α-酮酸脫氫酶體系和轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶，主要參與糖和支鏈氨基酸的代謝〔1〕。VB2在體內(nèi)以黃素單核苷酸(FMN)、FAD輔酶形式與特定蛋白結(jié)合，廣泛參與代謝中的氧化還原反應(yīng)。由于FAD是呼吸鏈的組成部分，因此，VB2是能量產(chǎn)生的中心環(huán)節(jié)〔1〕。VB6以其活性形式吡哆醛5’-磷酸鹽(PLP)作為許多酶(如轉(zhuǎn)氨酶、脫羧酶)的輔酶參與氨基酸代謝〔1〕。PLP也是糖原磷酸化的輔助因子〔11〕。煙酸對(duì)形成輔酶Ⅰ(NAD+)和輔酶Ⅱ(NADP+)是必需的。NAD+在呼吸鏈中發(fā)揮電子載體的作用，并參與乳酸、丙酮的氧化供能〔31〕。史紅超等〔35〕從三羧酸循環(huán)反應(yīng)過(guò)程著手對(duì)參與的維生素及其對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響進(jìn)行分析，最后提出維生素缺乏會(huì)影響三羧酸循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，阻礙能量的生成。B族維生素缺乏或邊緣性缺乏可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力下降〔36〕。因此，高強(qiáng)度、大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練時(shí)，B族維生素需要量成倍增加〔37〕。VC除作為抗氧化劑參與能量代謝外，還可能通過(guò)其他途徑參與能量代謝。如劉衛(wèi)等〔38〕報(bào)道補(bǔ)充VC能夠提高有氧耐力，可能是由于VC有氧化型和還原型兩種結(jié)構(gòu)，在體內(nèi)起著“遞氫體”作用，進(jìn)而增強(qiáng)有氧氧化能力。張軍等〔24〕認(rèn)為補(bǔ)充VC促進(jìn)糖原的合成；王元?jiǎng)椎取?9〕認(rèn)為補(bǔ)充VC可能抑制血糖的下降。

4維生素與免疫

長(zhǎng)期高強(qiáng)度、大運(yùn)動(dòng)量的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，造成免疫功能低下。Hemil?〔40〕認(rèn)為適當(dāng)補(bǔ)充維生素可防止或減輕機(jī)體的易感性。與免疫功能有關(guān)的維生素主要有VC、VE、VA及部分B族維生素。VC不僅抗氧化可以提高免疫，還可以促進(jìn)抗體形成〔11〕。Mooren等〔41〕研究表明，補(bǔ)充VC能提高動(dòng)物外周血液B細(xì)胞的絲裂原反應(yīng)，影響B(tài)淋巴細(xì)胞的增殖。所以，補(bǔ)充VC可減弱運(yùn)動(dòng)引起的免疫抑制〔42〕，降低感染〔43〕。VC和VE在免疫上還有聯(lián)合作用〔44〕。當(dāng)然也有不同報(bào)道，Nieman等〔45〕報(bào)道補(bǔ)充VC對(duì)機(jī)體的免疫功能無(wú)顯著影響。補(bǔ)充VE能夠促進(jìn)免疫應(yīng)答〔46〕。VE提高免疫能力可能是因?yàn)椋孩俦Ｗo(hù)生物膜免受氧化破壞，以保證其正常的功能；②調(diào)節(jié)細(xì)胞調(diào)節(jié)素、凝血素、前列腺素及促細(xì)胞生長(zhǎng)素的合成〔47〕。VA可以通過(guò)促進(jìn)免疫器官生長(zhǎng)發(fā)育、維持皮膚黏膜的完整性、改變細(xì)胞膜和免疫細(xì)胞溶菌膜的穩(wěn)定性、促進(jìn)免疫球蛋白的生成及增強(qiáng)吞噬細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)的功能等途徑提高非特異性免疫功能；通過(guò)促進(jìn)抗體生成、調(diào)節(jié)白細(xì)胞介素(IL)-2和干擾素(IFN)-γ等相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)來(lái)促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的活化和增殖等途徑參與調(diào)節(jié)機(jī)體的特異性免疫〔48〕。此外，VB6、VB12、葉酸對(duì)機(jī)體的正常免疫功能也有重要作用〔49〕。

5維生素與運(yùn)動(dòng)性疲勞

維生素與運(yùn)動(dòng)性疲勞的研究包括維生素預(yù)防和消除運(yùn)動(dòng)性疲勞兩個(gè)方面。Richardson等〔50〕早在1981年就報(bào)道維生素可以延緩運(yùn)動(dòng)疲勞。呂東平〔51〕提出參與能量代謝的維生素和具有抗氧化能力的維生素，均可延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞。李忠山〔52〕提出VC、VE及VB6對(duì)消除疲勞具有積極作用。許在華〔53〕認(rèn)為VC、VE及VA具有抗氧化性，既可延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生，又可促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性疲勞的消除。

6維生素與視力

此方面的研究集中在VA上。VA是構(gòu)成視桿細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)(視紫紅質(zhì))的原料。故對(duì)視覺(jué)要求高的運(yùn)動(dòng)員，如射擊、擊劍、乒乓球、羽毛球、排球、拳擊等項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員，應(yīng)注意補(bǔ)充VA〔1〕。有研究者認(rèn)為冰雪項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員也應(yīng)補(bǔ)充VA以保護(hù)眼睛〔54〕。

7維生素與運(yùn)動(dòng)損傷

關(guān)于維生素與運(yùn)動(dòng)損傷的研究不多，并且主要是抗氧化維生素與肌肉微細(xì)損傷的研究〔55〕。而關(guān)于維生素對(duì)運(yùn)動(dòng)損傷病情和預(yù)后影響的研究還很少，并且大多是基于維生素抗氧化保護(hù)細(xì)胞膜的角度進(jìn)行〔56〕。當(dāng)然也有補(bǔ)充維生素降低骨骼肌蛋白質(zhì)分解，防止肌肉萎縮的研究〔57〕。

綜上，維生素在維持和提高運(yùn)動(dòng)能力、消除運(yùn)動(dòng)性疲勞、提高免疫及預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷等方面均起著重要作用。維生素缺乏可導(dǎo)致身體功能下降、運(yùn)動(dòng)能力降低。運(yùn)動(dòng)引起機(jī)體對(duì)維生素需求的增加，因此運(yùn)動(dòng)員比普通人需要更多的維生素。對(duì)維生素?cái)z入不足的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行適度補(bǔ)充可以提高運(yùn)動(dòng)能力。然而，當(dāng)體內(nèi)維生素營(yíng)養(yǎng)良好時(shí)，額外補(bǔ)充維生素的效果并不明顯。過(guò)多補(bǔ)充某一種維生素時(shí)，還會(huì)造成維生素之間的不平衡。超量攝入脂溶性維生素甚至?xí)鹬卸尽Ｒ虼耍a(bǔ)充維生素要根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的營(yíng)養(yǎng)狀況、運(yùn)動(dòng)實(shí)際及膳食特點(diǎn)進(jìn)行。其中運(yùn)動(dòng)員維生素營(yíng)養(yǎng)狀況的評(píng)定、不同運(yùn)動(dòng)對(duì)維生素代謝的影響、適宜的補(bǔ)充劑量將是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和趨勢(shì)。

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〔2015-03-27修回〕

(編輯苑云杰/王一涵)

基金項(xiàng)目：河南省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(162400410474)；河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(13B890229)

〔中圖分類號(hào)〕G804.7

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1005-9202(2016)09-2287-04；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.09.113

第一作者：邱烈峰(1970-)，男，副教授，碩士，主要從事運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)研究。