含咖啡因某維生素功能飲料對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)行為能力影響分析

冉　莉，郎和東，周　曦，陳　卡，張大超，張乾勇，朱俊東，糜漫天，周　永△（.第三軍醫(yī)大學(xué)軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室，重慶400038；.中國(guó)保健協(xié)會(huì)，北京004）

含咖啡因某維生素功能飲料對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)行為能力影響分析

冉莉1，郎和東1，周曦1，陳卡1，張大超2，張乾勇1，朱俊東1，糜漫天1，周永1△
（1.第三軍醫(yī)大學(xué)軍事預(yù)防醫(yī)學(xué)院營(yíng)養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室，重慶400038；2.中國(guó)保健協(xié)會(huì)，北京100142）

目的探討含咖啡因某維生素功能飲料對(duì)人體運(yùn)動(dòng)行為能力的影響。方法2015年3月選取某高校35名學(xué)生為受試者，隨機(jī)將其分為對(duì)照組（去咖啡因的某維生素飲料）16例和咖啡因干預(yù)組（含咖啡因的某維生素功能飲料）19例。所有受試者干預(yù)前后開展PWC170機(jī)能試驗(yàn)、血清β-內(nèi)啡肽水平測(cè)定、疲勞程度指數(shù)測(cè)定、背肌力和握力測(cè)試、15 s反彈跳測(cè)試及模擬籃球比賽測(cè)定。結(jié)果干預(yù)前，所有受試者PWC170、β-內(nèi)啡肽水平、疲勞程度指數(shù)、背肌力、右手和左手握力、彈跳次數(shù)、彈跳最高高度及彈跳總高度、模擬籃球比賽中移動(dòng)距離、平均速度、平均移動(dòng)速度和最快速度比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；干預(yù)后，咖啡因干預(yù)組受試者PWC170、15 s反彈跳測(cè)試中彈跳最高高度、模擬籃球比賽中平均移動(dòng)速度均較對(duì)照組顯著增加，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論飲用含咖啡因的維生素功能飲料可以適當(dāng)提高人體運(yùn)動(dòng)行為能力。

咖啡因；疲勞；運(yùn)動(dòng)活動(dòng)；維生素類

咖啡因?qū)冱S嘌呤類中樞興奮劑，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有興奮作用，可加強(qiáng)骨骼肌和心肌的收縮力。有研究發(fā)現(xiàn)，適量的咖啡因能興奮中樞神經(jīng)系統(tǒng)，提高注意力、增強(qiáng)警覺(jué)性，緩解精神疲勞［1-3］。隨著咖啡因研究技術(shù)的發(fā)展，咖啡因在營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑中的應(yīng)用也逐漸增加，運(yùn)動(dòng)員將咖啡因作為增進(jìn)功能的輔助劑使用。有研究發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)時(shí)間低強(qiáng)度的耐力運(yùn)動(dòng)中咖啡因?qū)θ梭w的運(yùn)動(dòng)能力有肯定作用［4-5］。目前，關(guān)于咖啡因?qū)\(yùn)動(dòng)能力積極作用的結(jié)論也在逐漸增多［6］。本研究主要探討飲用含咖啡因的某維生素功能飲料后對(duì)人體運(yùn)動(dòng)行為能力的影響。

1　資料與方法

1.1一般資料2015年3月選擇某高校本科學(xué)生35名，均為男性，年齡20～21歲，身體健康，無(wú)喝酒、飲咖啡、飲茶及吸煙等習(xí)慣，近期均無(wú)感冒及其他急、慢性疾病，測(cè)試前24 h內(nèi)未飲酒、未服用鎮(zhèn)靜劑及任何藥物、膳食補(bǔ)充劑。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用隨機(jī)雙盲試驗(yàn)設(shè)計(jì)，分為對(duì)照組（16例）和咖啡因干預(yù)組（19例）。咖啡因干預(yù)組：飲用含咖啡因的某維生素功能飲料，其咖啡因含量為0.2 mg/mL；對(duì)照組：飲用去咖啡因的某維生素功能飲料，飲料中的其他成分及外觀均與咖啡因干預(yù)組一致。以上飲料均由某維他命公司有限公司提供。

1.2.2試驗(yàn)方法

1.2.2.1PWC170機(jī)能試驗(yàn)、血清β-內(nèi)啡肽水平和疲勞程度指數(shù)的測(cè)定所有受試者于第1天下午16：00進(jìn)行PWC170機(jī)能試驗(yàn)，在受試者運(yùn)動(dòng)完成后10 min內(nèi)，采取受試者肘部靜脈血，血液離心，保存?zhèn)溆茫瑫r(shí)采用量表對(duì)受試者進(jìn)行疲勞程度測(cè)定。第3天下午15：00，兩組受試者分別飲用500 mL含咖啡因或去咖啡因的某維生素功能飲料，60 min后進(jìn)行PWC170機(jī)能試驗(yàn)、采血和疲勞程度指數(shù)的測(cè)定。

1.2.2.2背肌力和握力測(cè)定干預(yù)前兩組受試者采用背肌力計(jì)和握力計(jì)測(cè)試背肌力和握力，測(cè)試2次，記錄最大值。從第2天開始，兩組受試者每人每天分別飲用250 mL含咖啡因或去咖啡因的某維生素功能飲料，持續(xù)7 d。在7 d末，再次測(cè)試背肌力和握力。

1.2.2.315 s反彈跳測(cè)試受試者在干預(yù)試驗(yàn)入組時(shí)和干預(yù)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)分別進(jìn)行15 s反彈跳測(cè)試。第1天下午16：00，兩組受試者進(jìn)行15 s反彈跳測(cè)試，記錄15 s內(nèi)受試者的彈跳次數(shù)、彈跳最高高度和彈跳總高度。第3天下午15：00，兩組受試者分別飲用500 mL含咖啡因或去咖啡因的某維生素功能飲料，60 min后進(jìn)行15 s反彈跳測(cè)試，記錄15 s內(nèi)受試者的彈跳次數(shù)、彈跳最高高度和彈跳總高度。

1.2.2.4模擬籃球比賽在35名受試者中抽取10名進(jìn)行籃球比賽，隨機(jī)將其分為兩組，各5名。第1天下午16：00進(jìn)行第1次模擬籃球比賽，采用GPS儀記錄比賽過(guò)程中每名受試者奔跑的距離、平均速度、平均移動(dòng)速度和最快速度。第3天下午15：00兩組受試者分別飲用500 mL含咖啡因或去咖啡因的某維生素功能飲料，60 min后進(jìn)行籃球比賽，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以±s表示，干預(yù)前呈正態(tài)分布且方差齊的兩組資料比較采用t檢驗(yàn)，方差不齊或偏態(tài)分布資料采用非參數(shù)檢驗(yàn)；干預(yù)后組間比較采用協(xié)方差分析，以干預(yù)后減去干預(yù)前作為干預(yù)前后變化值，以分組變量作為固定因子，干預(yù)前的數(shù)值作為協(xié)變量，干預(yù)前后變化值作為因變量，進(jìn)行一般線性模型的單變量分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)　果

2.1PWC170機(jī)能試驗(yàn)、血清β-內(nèi)啡肽水平及疲勞程度指數(shù)測(cè)定

2.1.1受試者干預(yù)前PWC170、β-內(nèi)啡肽水平及疲勞程度指數(shù)的組間比較受試者在飲用紅牛維生素功能飲料前，兩組的PWC170、β-內(nèi)啡肽水平和疲勞程度指數(shù)比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

2.1.2受試者干預(yù)前后PWC170、β-內(nèi)啡肽水平及疲勞程度指數(shù)變化值比較咖啡因干預(yù)組受試者飲用含咖啡因的紅牛維生素功能飲料后PWC170顯著升高了（51.41±18.70）kg·m/min，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但兩組β-內(nèi)啡肽水平和疲勞程度指數(shù)變化值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

表1　干預(yù)前PWC170、β-內(nèi)啡肽水平和疲勞程度指數(shù)比較（±s）

表1　干預(yù)前PWC170、β-內(nèi)啡肽水平和疲勞程度指數(shù)比較（±s）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P n 　P W C 1 7 0 （k g · m / m i n ）β-內(nèi)啡肽（p g / m L）疲勞程度指數(shù)1 6 1 9 -9 7 0 . 7 5 ± 1 0 4 . 7 0 1 0 2 1 . 1 6 ± 8 6 . 0 0 0 . 1 2 7 8 7 . 1 4 ± 1 6 . 4 5 8 4 . 7 5 ± 2 1 . 2 5 0 . 7 1 6 1 2 . 5 6 ± 1 . 7 5 1 2 . 4 2 ± 1 . 2 2 0 . 7 8 0

表2　兩組干預(yù)前后PWC170、β-內(nèi)啡肽水平及疲勞程度指數(shù)變化值比較（±s）

表2　兩組干預(yù)前后PWC170、β-內(nèi)啡肽水平及疲勞程度指數(shù)變化值比較（±s）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P n P W C 1 7 0 （k g · m / m i n ）β-內(nèi)啡肽（p g / m L）疲勞程度指數(shù)1 6 1 9 -5 . 0 3 ± 6 6 . 0 7 5 1 . 0 1 ± 6 8 . 3 0 0 . 0 3 0 6 . 3 2 ± 1 0 . 7 1 3 . 3 6 ± 1 0 . 4 9 0 . 2 8 8 -0 . 1 2 ± 2 . 0 9 -1 . 1 1 ± 1 . 8 8 0 . 0 8 5

2.2背肌力和握力測(cè)定

2.2.1兩組受試者干預(yù)前背肌力、右手及左手握力比較干預(yù)前咖啡因干預(yù)組和對(duì)照組受試者的背肌力、右手握力和左手握力比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

表3　干預(yù)前兩組背肌力、右手及左手握力比較（±s，kg）

表3　干預(yù)前兩組背肌力、右手及左手握力比較（±s，kg）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P n　背肌力　右手握力　左手握力1 6 1 9 -9 2 . 7 4 ± 1 0 . 7 9 9 6 . 1 4 ± 7 . 6 4 0 . 2 8 5 4 3 . 9 0 ± 7 . 1 4 4 4 . 7 5 ± 6 . 6 3 0 . 7 1 7 4 1 . 0 9 ± 7 . 6 2 4 2 . 4 0 ± 4 . 4 8 0 . 5 3 0

2.2.2兩組干預(yù)前后背肌力、右手握力及左手握力變化值比較干預(yù)前后兩組受試者的背肌力、右手握力和左手握力的變化值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表4。

表4　兩組干預(yù)前后背肌力、右手握力及左手握力變化值比較（±s，kg）

表4　兩組干預(yù)前后背肌力、右手握力及左手握力變化值比較（±s，kg）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P n 背肌力　右手握力左手握力1 6 1 9 --0 . 3 6 ± 2 . 3 1 1 . 0 5 ± 2 . 8 8 0 . 1 5 6 0 . 6 3 ± 1 . 8 9 0 . 4 3 ± 0 . 4 5 0 . 7 7 5 -0 . 2 5 ± 0 . 9 5 0 . 2 5 ± 0 . 4 0 0 . 0 5 6

2.315 s反彈跳測(cè)試

2.3.1兩組干預(yù)前彈跳次數(shù)、彈跳最高高度及彈跳總高度比較干預(yù)前兩組組彈跳次數(shù)、彈跳最高高度及彈跳總高度比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表5。

表5　兩組干預(yù)前彈跳次數(shù)、彈跳最高高度及彈跳總高度比較（±s）

表5　兩組干預(yù)前彈跳次數(shù)、彈跳最高高度及彈跳總高度比較（±s）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別n 彈跳次數(shù)（次）彈跳最高高度（c m）彈跳總高度（c m）對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P 1 6 1 9 -1 1 . 6 3 ± 2 . 1 9 1 0 . 1 6 ± 2 . 4 8 0 . 0 7 5 6 5 . 7 5 ± 7 . 7 8 6 8 . 9 0 ± 5 . 5 7 0 . 2 3 3 6 9 0 . 8 8 ± 1 6 6 . 3 9 7 2 0 . 5 3 ± 6 8 . 0 5 0 . 2 0 8

2.3.2兩組干預(yù)前后彈跳次數(shù)、彈跳最高高度及彈跳總高度變化值比較咖啡因干預(yù)組飲用含咖啡因的紅牛維生素功能飲料后彈跳最高高度較對(duì)照組顯著升高了（3.21±1.75）cm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而兩組彈跳次數(shù)和彈跳總高度的變化值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表6。

表6　兩組干預(yù)前后彈跳次數(shù)、彈跳最高高度和彈跳總高度變化值比較（±s）

表6　兩組干預(yù)前后彈跳次數(shù)、彈跳最高高度和彈跳總高度變化值比較（±s）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別彈跳總高度（cm）n 彈跳次數(shù)（次）彈跳最高高度（cm）對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P 16 19 --0.56±3.93 1.00±3.71 0.666 1.66±1.98 3.21±1.75 0.011 32.06±26.51 24.05±24.19 0.388

2.4模擬籃球比賽

2.4.1兩組干預(yù)前距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度比較兩組干預(yù)前距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表7。

表7　兩組干預(yù)前距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度比較（±s）

表7　兩組干預(yù)前距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度比較（±s）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別　平均移動(dòng)速度（km/h）n 距離（km）平均速度（km/h）最快速度（km/h）對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P 16 19 -3.20±0.27 3.34±0.22 0.409 3.70±0.48 4.14±0.23 0.104 4.44±0.74 4.78±0.19 0.351 13.86±1.44 13.72±0.81 0.854

2.4.2兩組干預(yù)前后距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度變化值比較與對(duì)照組比較，咖啡因干預(yù)組受試者飲用含咖啡因的紅牛維生素功能飲料后平均移動(dòng)速度顯著增加，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而兩組距離、平均速度和最快速度變化值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表8。

表8　兩組干預(yù)前后距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度變化值比較（±s）

表8　兩組干預(yù)前后距離、平均速度、平均移動(dòng)速度及最快速度變化值比較（±s）

注：-表示無(wú)此項(xiàng)。

組別n 距離（km）平均速度（km/h）平均移動(dòng)速度（km/h）最快速度（km/h）對(duì)照組咖啡因干預(yù)組P 0.480±0.390 0.760±0.416 0.345 16 19 -0.004±0.045 0.100±0.072 0.058 0.100±0.339 0.280±0.192 0.448 0.060±0.182 0.400±0.158 0.009

3　討　論

隨著對(duì)咖啡因的深入研究，其越來(lái)越多地被應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)及營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充中，咖啡因已經(jīng)不再被列入運(yùn)動(dòng)員禁用物質(zhì)名單，國(guó)際奧委會(huì)規(guī)定運(yùn)動(dòng)員尿液中咖啡因的濃度超過(guò)12 μg/mL者為陽(yáng)性。咖啡因被證實(shí)可以作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可增強(qiáng)注意力及緩解精神疲勞，其作用機(jī)制是通過(guò)抑制磷酸二酯酶的活性，減少細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷磷酸（cyclic adenosine mono phosphate，cAMP）的分解破壞，以及通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)性阻斷腺苷受體促進(jìn)cAMP生成，從而提高細(xì)胞內(nèi)cAMP含量而使中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮［7］。有學(xué)者認(rèn)為，咖啡因的中樞神經(jīng)作用對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響主要表現(xiàn)為降低運(yùn)動(dòng)疲勞和疼痛的主觀感覺(jué)［8］，盡管這些作用對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)的影響還未確定［9-11］，但目前就咖啡因的中樞神經(jīng)作用對(duì)運(yùn)動(dòng)有積極影響已經(jīng)得到肯定［12］。此外，咖啡因?qū)趋兰〉氖湛s性產(chǎn)生作用，其通過(guò)增加神經(jīng)遞質(zhì)的釋放從而加強(qiáng)神經(jīng)肌肉的傳導(dǎo)。另外，其可通過(guò)改變細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度來(lái)加強(qiáng)肌纖維的收縮性［13］，咖啡因通過(guò)對(duì)機(jī)體的刺激作用以縮短人體反應(yīng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，從而提高運(yùn)動(dòng)能力。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中Davis等［14］發(fā)現(xiàn)，給大鼠腦血管注射咖啡因可以使大鼠跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)間增加 60%。Knut Thomas等［15］研究表明，服用咖啡因（6 mg/kg）可提高短時(shí)間（4～6 s）反復(fù)沖刺跑運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力。Eef等［12］和Foad等［16］對(duì)自行車運(yùn)動(dòng)員使用咖啡因和碳水化合物對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，2.5 h的60%～75%氧氣最大速度強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中，咖啡因有提高運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力作用。本研究發(fā)現(xiàn)，咖啡因干預(yù)組受試者在飲用含咖啡因的某維生素功能飲料后，PWC170水平顯著增高。PWC170是指心率為170次/分時(shí)的體力工作能力。PWC170值越大，表明受試者運(yùn)動(dòng)能力越強(qiáng)。此外，咖啡因干預(yù)組受試者15 s反彈跳試驗(yàn)中的彈跳最高高度和籃球比賽中的平均移動(dòng)速度與未飲用咖啡因?qū)φ战M比較均顯著升高。由此可見，適量飲用含咖啡因的維生素功能飲料可以提高人體運(yùn)動(dòng)行為能力。

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Effect of Red Bull vitamin functional beverage containing caffeine on body athletic behavior ability

Ran Li1，Lang He-dong1，ZhouXi1，ChenKa1，ZhangDachao2，ZhangQianyong1，ZhuJundong1，MiMantian1，ZhouYong1△（1.TeachingandResearching Section of Nutrition and Food Hygiene，Institute of Military Preventive Medicine，Third Military Medical University，Chongqing 400038，China；2.China Health Care Association，Beijing 100142，China）

ObjectiveTo investigate the effect of the Red Bull vitamin functional beverage containing caffeine on the body athletic behavior ability.MethodsA total of 35 students recruited voluntarily from a university were randomly assigned to the control group（drinking the Red Bull vitamin functional beverage without caffeine，16 cases）and the caffeine intervention group（drinking the Red Bull vitamin functional beverage containing caffeine，19 cases）.All subjects performed a PWC170 function test，serum β-endorphin detection，fatigue degree index detection，back strength and grip strength test，15 s rebound jump test and simulated basketball game test before and after intervention.ResultsBefore intervention，PWC170，β-endorphin level，fatigue degree index，back strength，right hand and left hand grip strength，number of bounces，highest jumping height，bounce total height，moving distance，average speed，average moving speed and maximum speed in the simulated basketball game test had no statistically significant differences among all subjects（P＞0.05）；after intervention，PWC170，highest bounce height in the 15 s rebound jump test and average moving distance in the simulated basketball game test in the caffeine intervention group were significantly increased compared with the controlgroup，the differences were statistically significant（P＜0.05）.ConclusionDrinking the Red Bull vitamin functional beverage containing caffeine can properly increase the body athletic behavior ability.

Caffeine；Fatigue；Motor activity；Vitamins

10.3969/j.issn.1009-5519.2016.04.010

A

1009-5519（2016）04-0506-03

冉莉（1983-），碩士研究生，主要從事營(yíng)養(yǎng)與疾病的研究。

△，E-mail：zhouyong0305@126.com。

（2015-11-02）