摘要:目的:探討茶多糖對中國跤女運(yùn)動(dòng)員自由基代謝和無氧運(yùn)動(dòng)能力的影響及相關(guān)性。方法:選取20名優(yōu)秀中國跤女運(yùn)動(dòng)員隨機(jī)分為安慰劑組和茶多糖組,進(jìn)行4周賽前訓(xùn)練,每天睡前1小時(shí)兩組均分別溫開水沖服劑量為10 mg/kg體重的安慰劑和茶多糖,測試4周賽前訓(xùn)練前、后血漿MDA、SOD、CAT、GSH-Px、GSH、GR和無氧運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)PP、AP、PD、Cmax和Cmax-time。結(jié)果:4周賽前訓(xùn)練后,茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員血漿MDA量極顯著降低(P<0.01),SOD 和GSH-Px活性極顯著升高(P<0.01),CAT、GR活性和GSH量均顯著升高(P<0.05);PP和AP顯著升高(P<0.05), PD和Cmax-time顯著降低(P<0.05);血漿MDA與PP和AP呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與PD呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);SOD與PP和AP呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與PD呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);CAT和GSH-Px均與PP和AP呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與PD呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。結(jié)論:茶多糖可通過其蛋白質(zhì)成分的直接氧化修飾、微量元素激活抗氧化酶活性和醛糖成分提高抗氧化物質(zhì)量等途徑提高中國跤女運(yùn)動(dòng)員的抗氧化能力,促進(jìn)其無氧運(yùn)動(dòng)能力提高;可通過改善微循環(huán)有效灌注,加速運(yùn)動(dòng)中乳酸清除及CP和ATP恢復(fù),促進(jìn)無氧運(yùn)動(dòng)能力提高。
關(guān)鍵詞:茶多糖;中國式摔跤;自由基;抗氧化能力;無氧運(yùn)動(dòng)能力
中圖分類號:G804.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-2076(2014)03-0061-06
收稿日期:2014-01-10
基金項(xiàng)目:山東省高等學(xué)??萍加?jì)劃項(xiàng)目(J13LK06),山東體育學(xué)院院級課題(111103)。
作者簡介:孫紅梅(1980-)女,山東臨沂人,碩士,副教授,研究方向運(yùn)動(dòng)與人體健康。
作者單位:山東體育學(xué)院日照校區(qū)基礎(chǔ)理論系,山東 日照276826
茶多糖對中國式摔跤女運(yùn)動(dòng)員賽前訓(xùn)練自由基代謝和無氧運(yùn)動(dòng)能力的影響及相關(guān)性研究No.3 2014中國式摔跤(以下簡稱中國跤)屬于無氧、有氧混合交替,并以無氧代謝為主的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,比賽中有很多高強(qiáng)度、強(qiáng)爆發(fā)力的激烈對抗過程。高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的機(jī)體代謝率提高,耗能增加,氧耗隨之上升,反復(fù)連續(xù)的高強(qiáng)度對抗使中國跤運(yùn)動(dòng)員機(jī)體經(jīng)常處于缺氧狀態(tài),導(dǎo)致自由基產(chǎn)生增多,脂質(zhì)過氧化加強(qiáng),損傷組織細(xì)胞,影響運(yùn)動(dòng)能力。研究已經(jīng)證實(shí)[1-2],茶葉提取物茶多糖可通過清除體內(nèi)自由基和激活體內(nèi)自由基清除體系,提高機(jī)體抗氧化能力,且茶葉越粗老茶多糖含量越高。
目前有關(guān)茶多糖抗氧化活性的研究主要集中在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域,且多數(shù)研究的研究對象為動(dòng)物。有關(guān)茶多糖作為抗氧化劑在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的研究并不多,尤其是消除運(yùn)動(dòng)人體氧化應(yīng)激方面的研究至今未見。本研究通過分析探討外源茶多糖補(bǔ)充對優(yōu)秀中國跤女運(yùn)動(dòng)員自由基代謝和無氧運(yùn)動(dòng)能力的影響以及兩者間的相關(guān)性,一方面為提高中國跤女運(yùn)動(dòng)員無氧運(yùn)動(dòng)能力提供實(shí)驗(yàn)依據(jù),另一方面探索茶多糖在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的適用性,以期為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練開發(fā)一種“高效低價(jià)”的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑。
1研究對象與方法
1.1研究對象
20名優(yōu)秀中國跤女運(yùn)動(dòng)員,其中8個(gè)健將級運(yùn)動(dòng)員,12個(gè)一級運(yùn)動(dòng)員,訓(xùn)練年限最長10年,最短3年,隨機(jī)雙盲分為安慰劑組和茶多糖組(具體見表1),組間基本情況經(jīng)T檢驗(yàn)無顯著差異。受試中國跤女運(yùn)動(dòng)員經(jīng)病史詢問和體檢確認(rèn)身體健康狀況良好,無不良嗜好如吸煙、酗酒等,無代謝性疾病及家族史,近一個(gè)月內(nèi)未患病,半年內(nèi)未服用任何抗氧化的藥物或補(bǔ)劑,且整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間不服用影響指標(biāo)測試的藥物或制劑。向受試中國跤女運(yùn)動(dòng)員介紹整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,征得本人同意自愿參加本實(shí)驗(yàn),并簽署知情同意書。
1.2研究方法
1.2.1訓(xùn)練方案與茶多糖補(bǔ)充方案
2013年中國式摔跤俱樂部賽前,安慰劑組和茶多糖組均進(jìn)行4周賽前訓(xùn)練,訓(xùn)練內(nèi)容為上午1.5小時(shí)身體素質(zhì)練習(xí),下午1.5小時(shí)專項(xiàng)技術(shù)練習(xí),每周6天,周日休息調(diào)整。安慰劑組和茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員每天睡前1小時(shí)均分別服用劑量為10 mg/kg體重的安慰劑和茶多糖,其中安慰劑成分為淀粉,茶多糖由河南鄭州冠榮食品科技有限公司提供,所有安慰劑和茶多糖服用均在實(shí)驗(yàn)人員監(jiān)督下在受試者公寓服用完成。
1.2.2取材方案
安慰劑組和茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員分別在4周賽前訓(xùn)練開始前一天清晨、4周賽前訓(xùn)練結(jié)束后次日清晨空腹抽取靜脈血5 ml,加肝素抗凝,離心半徑150 mm、4℃、3 000轉(zhuǎn)/分離心10 min,分離血漿于-70℃冰箱保存待測。同時(shí)安慰劑組和茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員分別在4周賽前訓(xùn)練開始前一天上午、4周賽前訓(xùn)練結(jié)束后次日上午進(jìn)行1 min無氧功測試。
1.2.3指標(biāo)測試
自由基代謝指標(biāo)測試:采用南京建成生物工程研究所的試劑盒對丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽還原酶(GR)、過氧化氫酶(CAT)進(jìn)行測試,測試全過程均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行,以考馬斯亮蘭法進(jìn)行蛋白質(zhì)定量。
無氧運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)測試[3]:安慰劑組和茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員在MONAK功率自行車上做2~4 min準(zhǔn)備活動(dòng),休息3~5 min后,根據(jù)中國跤運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)用日本產(chǎn)POWERMAX-VII功率自行車進(jìn)行1min無氧功測試,負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)為0.075千磅/kg體重,記錄最大功率(PP)、平均功率(AP)、無氧功率遞減率(PD)、最大圈數(shù)(Cmax)、達(dá)最大圈數(shù)時(shí)間(Cmax-time)。
所有測試均在2013年中國式摔跤俱樂部賽前完成,其中自由基代謝指標(biāo)測試由山東省日照市婦幼保健院檢驗(yàn)科協(xié)助完成,無氧運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)測試由山東體育學(xué)院日照校區(qū)實(shí)驗(yàn)中心協(xié)助完成。
1.2.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,顯著性水平取P<005和P<001。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示,組內(nèi)用配對T檢驗(yàn),組間用獨(dú)立樣本T檢驗(yàn);自由基和無氧運(yùn)動(dòng)能力間關(guān)系用Pearson相關(guān)法檢驗(yàn),以Pearson積差相關(guān)系數(shù)r作為判斷指標(biāo)。一般根據(jù)| r |大小將相關(guān)度分為:| r |≥08為高度相關(guān);05≤| r |<08為中度相關(guān);03≤| r |<05為低度相關(guān);| r |<03為不相關(guān)。
2研究結(jié)果
2.1安慰劑組和茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員自由基代謝指標(biāo)的變化
組內(nèi)不同時(shí)相比較顯示,與賽前訓(xùn)練前比,安慰劑組賽前訓(xùn)練后血漿MDA量顯著升高(P<0.05),SOD和GSH-Px活性均顯著降低(P<0.05),CAT、GR活性和GSH量降低但無顯著差異;茶多糖組賽前訓(xùn)練后血漿MDA量極顯著降低(P<0.01),SOD活性極顯著升高(P<0.01),CAT、GSH-Px、GR活性和GSH量均顯著升高(P<0.05)。組間同時(shí)相比較,與安慰劑組相比,賽前訓(xùn)練前兩組間無顯著差異;賽前訓(xùn)練后茶多糖組血漿MDA量極顯著降低(P<0.01),SOD 和GSH-Px活性極顯著升高(P<0.01),CAT、GR活性和GSH量均顯著升高(P<0.05)。
2.2安慰劑組和茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員無氧運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)的變化
組內(nèi)不同時(shí)相比較顯示,與賽前訓(xùn)練前比,安慰劑組賽前訓(xùn)練后PP和AP顯著升高(P<0.05), PD顯著降低(P<0.05),Cmax升高,Cmax-time降低,但兩者均無顯著差異;茶多糖組賽前訓(xùn)練后PP和AP極顯著升高(P<0.01), PD和Cmax-time極顯著降低(P<0.01),Cmax顯著升高(P<0.05)。組間同時(shí)相比較,與安慰劑組相比,賽前訓(xùn)練前兩組間無顯著差異;賽前訓(xùn)練后茶多糖組PP和AP顯著升高(P<0.05), PD和Cmax-time顯著降低(P<0.05),Cmax升高但無顯著差異。
2.3茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員自由基代謝指標(biāo)和無氧運(yùn)動(dòng)能力指標(biāo)的相關(guān)性
4周賽前訓(xùn)練結(jié)束后,茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員血漿MDA量與PP和AP呈極顯著高度負(fù)相關(guān)(P<001),與PD呈極顯著高度正相關(guān)(P<001);SOD活性與PP和AP呈極顯著高度正相關(guān)(P<001),與PD呈極顯著高度負(fù)相關(guān)(P<001);CAT和GSH-Px活性均與PP和AP呈顯著中度正相關(guān)(P<005),與PD呈顯著中度負(fù)相關(guān)(P<005);GSH量和GR活性均與PP和AP呈中度正相關(guān),與PD呈中度負(fù)相關(guān),但無顯著差異。
3分析討論
3.1茶多糖補(bǔ)充對優(yōu)秀中國跤女運(yùn)動(dòng)員自由基代謝影響的分析
人體抗氧化系統(tǒng)和氧自由基等形成的氧化系統(tǒng)處于動(dòng)態(tài)平衡,一旦機(jī)體缺氧,氧自由基會(huì)大量生成,當(dāng)氧自由基數(shù)量超出機(jī)體抗氧化系統(tǒng)清除能力時(shí),機(jī)體抗氧化系統(tǒng)和氧化系統(tǒng)失衡,組織細(xì)胞就會(huì)受到氧化應(yīng)激損傷。中國跤運(yùn)動(dòng)屬于高能耗、高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中需氧量急劇增加超過機(jī)體攝氧量,機(jī)體嚴(yán)重缺氧,骨骼肌及與運(yùn)動(dòng)關(guān)系較密切的器官系統(tǒng)缺氧,線粒體氧化磷酸化障礙,能量代謝紊亂,各種代謝酶活性改變,機(jī)體通過中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)、黃嘌呤氧化酶等途徑產(chǎn)生大量氧自由基;同時(shí),高強(qiáng)度中國跤運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)體抗氧化酶活性降低也會(huì)加劇氧自由基在體內(nèi)的堆積。大量氧自由基會(huì)導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)發(fā)生,損傷生物膜多不飽和脂肪酸產(chǎn)生MDA,MDA大量生成又會(huì)進(jìn)一步破壞生物膜正常結(jié)構(gòu),使脂類、蛋白質(zhì)和核酸等大分子發(fā)生交聯(lián)聚合,破壞線粒體、溶酶體等細(xì)胞器,甚至導(dǎo)致細(xì)胞自溶等[4-5],形成氧化應(yīng)激惡性反應(yīng)鏈。
Bruce認(rèn)為[6]外源補(bǔ)充抗氧化劑能阻斷氧化應(yīng)激的惡性反應(yīng)鏈,恢復(fù)機(jī)體抗氧化系統(tǒng)和氧化系統(tǒng)的對抗平衡,增強(qiáng)抗氧化酶活性,提高機(jī)體抗氧化能力。4周賽前訓(xùn)練后安慰劑組中國跤女運(yùn)動(dòng)員血漿MDA量明顯升高,抗氧化酶SOD、CAT活性及谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)GSH、GSH-Px和GR水平明顯減弱,而茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員血漿MDA量明顯降低,抗氧化酶SOD、CAT活性及谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)GSH、GSH-Px和GR水平明顯增強(qiáng),提示茶多糖在中國跤女運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)產(chǎn)生了非常強(qiáng)的抗氧化作用,阻斷了氧自由基的惡性鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程。其機(jī)制有以下幾個(gè)方面:1)茶多糖屬于酸性糖蛋白,長期補(bǔ)充茶多糖的中國跤女運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)有較高濃度茶多糖,其蛋白質(zhì)成分可通過發(fā)生氧化修飾直接參與氧自由基清除,降低MDA產(chǎn)生,節(jié)省抗氧化酶消耗;2)茶多糖中的微量元素可以直接激活提高抗氧化酶活性,增強(qiáng)受試中國跤女運(yùn)動(dòng)員機(jī)體對氧自由基的清除能力,降低脂質(zhì)過氧化發(fā)生程度;3)茶多糖中含有醛糖,可以通過抑制醛糖還原酶[7-8],減少NADPH消耗,提高谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)的防御能力[9],加速自由基清除;4)茶多糖可通過螯合Ca2+、Fe3+抑制受試中國跤女運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)氧化酶如黃嘌呤氧化酶、脂過氧化酶、環(huán)氧化酶等活性,阻止其催化的氧自由基代償性的爆發(fā)性產(chǎn)生,間接提高機(jī)體抗氧化能力。
此外,表2還顯示,茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員血漿各自由基代謝指標(biāo)中SOD變化最為顯著,其活性增高幅度均明顯大于其他抗氧化酶,提示茶多糖對受試中國跤女運(yùn)動(dòng)員血漿SOD活性的增強(qiáng)能力優(yōu)于其他抗氧化酶,但具體原因還有待進(jìn)一步探討。陳義勇等[10]、金吉淑等[11]和尹學(xué)哲等[12]分別研究發(fā)現(xiàn)茶多糖作為抗氧化劑對氧自由基具有更為明顯的清除能力。SOD是機(jī)體催化氧自由基代謝的唯一酶,茶多糖對SOD活性的增強(qiáng)能力優(yōu)于對其他抗氧化酶可能是茶多糖對氧自由基清除能力強(qiáng)于對其他自由基清除能力的原因之一。
3.2茶多糖補(bǔ)充對優(yōu)秀中國跤女運(yùn)動(dòng)員無氧運(yùn)動(dòng)能力影響的分析
中國跤屬于身體直接接觸、不斷克服瞬間阻力的高強(qiáng)度應(yīng)變性對抗運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員應(yīng)具備良好的絕對力量、速度力量及耐力力量。4周賽前訓(xùn)練后,與安慰劑組比,茶多糖組中國跤女運(yùn)動(dòng)員PP、AP和Cmax提高更為明顯,PD和Cmax-time降低更為明顯。茶多糖補(bǔ)充后受試中國跤女運(yùn)動(dòng)員PP和Cmax提高、Cmax-time降低,明顯增強(qiáng)了其在短時(shí)間內(nèi)全力做功的能力和運(yùn)動(dòng)的快速啟動(dòng)能力,肢體肌肉可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更高的機(jī)械功率,絕對力量和速度力量提高,磷酸原供能能力明顯改善;AP提高、PD降低,提示茶多糖能明顯增強(qiáng)中國跤女運(yùn)動(dòng)員持續(xù)維持大強(qiáng)度做功的能力,肢體肌肉可更長時(shí)間維持高功率耐力運(yùn)動(dòng),即耐力力量提高,糖酵解供能能力明顯改善。由此可見,茶多糖對中國跤女運(yùn)動(dòng)員無氧運(yùn)動(dòng)能力的提高具有明顯促進(jìn)作用,有利于運(yùn)動(dòng)員在連續(xù)不斷的高速運(yùn)動(dòng)中把握戰(zhàn)機(jī)。茶多糖除具有非常強(qiáng)的抗氧化作用外,藥理研究還顯示[13-15],可顯著降低血液粘度和紅細(xì)胞聚集程度,加快血流速度,改善紅細(xì)胞變形能力,提高對各器官及工作肌的有效灌注,改善微循環(huán),提高機(jī)體耐缺氧能力。中國跤運(yùn)動(dòng)屬于產(chǎn)乳酸水平較高的運(yùn)動(dòng),微循環(huán)有效灌注增加,氧氣和能源物質(zhì)運(yùn)輸能力增強(qiáng),有氧供能能力提高,可在訓(xùn)練和比賽時(shí)短暫休息的空隙加快乳酸的清除,促進(jìn)其耐力力量恢復(fù);同時(shí)可快速補(bǔ)充上次進(jìn)攻中消耗的CP、ATP,增強(qiáng)其下次進(jìn)攻的力度,即絕對力量和速度力量,恢復(fù)和維持較高的磷酸原和糖酵解供能能力,提高無氧運(yùn)動(dòng)水平。