李文龍 (平頂山學(xué)院體育學(xué)院 河南平頂山 46700)
籃球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)攻防隨機(jī)變換的速度力量型競(jìng)技體育項(xiàng)目,其需要較高的專項(xiàng)速度、整體力量與運(yùn)動(dòng)耐力等身體素質(zhì)。在競(jìng)技過程中,籃球運(yùn)動(dòng)是一種既有短時(shí)間的沖刺、跳躍、傳球、投籃等技術(shù)動(dòng)作,又有長(zhǎng)時(shí)間的來回奔跑、移位、攻守對(duì)抗等的運(yùn)動(dòng)。因此,籃球運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)要求運(yùn)動(dòng)員有較高競(jìng)技能力的體育項(xiàng)目,因而提高籃球運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力對(duì)比賽的勝負(fù)起著決定性的作用。硒是對(duì)機(jī)體具有多種生物學(xué)效應(yīng)的微量元素,其生理功能的主要表現(xiàn)形式是硒蛋白。硒蛋白的主要生理功能有:抗氧化抗損傷、清除自由基、調(diào)節(jié)激素平衡以及維持機(jī)體免疫能力等。有研究證實(shí),硒缺乏會(huì)導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)損傷或疾病,而及時(shí)補(bǔ)充硒可預(yù)防疾病的發(fā)生。無機(jī)硒有一定的毒性及蓄積性,長(zhǎng)期攝入對(duì)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生不良后果,硒蛋白等有機(jī)硒的安全性較高。有實(shí)驗(yàn)表明,大鼠長(zhǎng)期攝入硒蛋白后,其肝腎等組織中無明顯蓄積,且對(duì)機(jī)體無毒副反應(yīng)。因此,目前市售的含硒制品中,主要以有機(jī)硒為主。近年來運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)指出,硒蛋白在抗運(yùn)動(dòng)疲勞領(lǐng)域有較好的使用價(jià)值。本研究從硒蛋白的種類和結(jié)構(gòu)出發(fā),分析硒蛋白的生物學(xué)功能,為探討含硒蛋白運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑對(duì)籃球運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的影響提供一定的參考依據(jù)。
硒主要有無機(jī)硒和有機(jī)硒兩種形態(tài),前者主要有亞硒酸鹽及硒酸鹽,對(duì)人體毒性較大且生物利用度低,不易被人體吸收;后者主要有硒代氨基酸、硒肽及硒蛋白等。自然界植物從土壤中吸取各種形態(tài)的硒,被人類通過飲食攝入后,通過物質(zhì)代謝轉(zhuǎn)化為以硒代半胱氨酸和硒代甲硫氨酸為主的有機(jī)硒,并通過酶促反應(yīng)來發(fā)揮作用。機(jī)體內(nèi)已知有25種基因編碼硒蛋白,其中包含有:谷胱甘肽過氧化物酶系(5個(gè)基因)、碘化甲狀腺原氨酸脫碘酶系(3個(gè)基因)、硫氧還蛋白還原酶系(3個(gè)基因)、硒磷酸合成酶(1個(gè)基因)、蛋氨酸硫氧化物還原酶(1個(gè)基因)、硒蛋白P、硒蛋白S等。
硒蛋白的生物學(xué)功能主要由其構(gòu)建的硒酶來實(shí)現(xiàn),主要有谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、硫氧還蛋白還原酶(TrxR)、甲狀腺素5’脫碘酶(T45’-D)、硒蛋白P及其他硒蛋白。GSH-Px是人體內(nèi)主要的自由基清除劑,其氧化還原能力是維生素E的50倍~500倍,其可將還原性谷光甘肽催化為氧化型谷胱甘肽的同時(shí)將有毒的過氧化物還原為無害的羥基化合物,阻斷羥自由基、氧自由基、有機(jī)過氧自由基等攻擊生物大分子,減輕脂質(zhì)過氧化反應(yīng)產(chǎn)生的損傷作用,發(fā)揮抗氧化作用,緩解機(jī)體氧化損傷。有實(shí)驗(yàn)表明,純化的恩施碎米薺含硒蛋白能有效清除羥自由基、超氧陰離子自由基及丙二醛,其喂養(yǎng)小鼠后提高了小鼠血中硒含量,其抗氧化能力亦增強(qiáng)。也有實(shí)驗(yàn)表明,給老齡小鼠分別喂食普通大米肽、富硒大米肽及硒代蛋氨酸后比較小鼠體內(nèi)抗氧化能力,食用富硒大米小鼠抗氧化能力評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)于食用硒代蛋氨酸,兩者改善程度明顯優(yōu)于食用普通大米。TrxR是另一套抗氧化系統(tǒng),可調(diào)控機(jī)體氧化還原平衡,抵御機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)。TrxR水平降低會(huì)抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)。同時(shí),TrxR有抑制炎癥反應(yīng)的作用。T45’-D可使甲狀腺素(T4)轉(zhuǎn)化為活性更強(qiáng)的三碘甲狀腺原氨酶(T3),對(duì)甲狀腺素的生理功能有重要的作用。有報(bào)道顯示硒蛋白P是一種硒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,有較好的還原能力,也有學(xué)者認(rèn)為其可能是氧化還原酶。
近年來有研究顯示,硒蛋白能夠升高機(jī)體抗體水平、提高機(jī)體免疫應(yīng)答、抑制炎癥反應(yīng),進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體免疫力。硒能升高血液中免疫球蛋白水平,增強(qiáng)機(jī)體特異性免疫和非特異性免疫。有實(shí)驗(yàn)表明,多種硒蛋白如GPx1、GPx4、SeIS等會(huì)結(jié)合在傷口愈合處,可以起抑制炎癥反應(yīng)、抗氧化、清除氧硝酸鹽的作用。硒蛋白增強(qiáng)免疫力的作用主要是因?yàn)槠淇商嵘淌杉?xì)胞的存活率。有研究表明,給飼養(yǎng)的不同小鼠以不同硒含量的硒蛋白,食用含硒量高的小鼠具有較高的免疫力,其原因可能是GSH-Px活性被增強(qiáng)。硒蛋白主要以抗氧化介導(dǎo)和免疫因子介導(dǎo)2種形式參與機(jī)體免疫機(jī)制調(diào)節(jié)。當(dāng)細(xì)菌等致病微生物侵犯機(jī)體時(shí),體內(nèi)中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生具有免疫信號(hào)傳導(dǎo)作用的活性氧來氧化病原體,而過多的活性氧不僅會(huì)氧化病原體,其對(duì)正常細(xì)胞亦有損傷并引發(fā)過度免疫產(chǎn)生。硒蛋白能清除過多的活性氧使機(jī)體正常細(xì)胞免受損傷。白細(xì)胞介素2是能夠促進(jìn)T淋巴細(xì)胞增殖,并誘導(dǎo)其產(chǎn)生細(xì)胞因子的多功能免疫調(diào)節(jié)因子。有研究表明,硒蛋白K可通過影響機(jī)體鈣離子濃度而影響白細(xì)胞介素2的表達(dá),從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。
因此,人體需要足夠的硒蛋白來發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能,否則會(huì)影響T淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞的增殖和分化。其次,硒蛋白通過清除自由基抗氧化,可有效抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)減少自由基等對(duì)機(jī)體的損傷而增強(qiáng)機(jī)體免疫力。
機(jī)體甲狀腺素在甲狀腺合成,在其合成過程中有一定量的H2O2參與,而將H2O2維持在平衡狀態(tài)需要GSH-Px。而GSH-Px含量與硒蛋白有關(guān),當(dāng)機(jī)體硒蛋白缺乏時(shí),GSH-Px亦隨著減少,從而影響H2O2的平衡,導(dǎo)致甲狀腺素的合成不能正常進(jìn)行。甲狀腺素合成減少不僅造成劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)、運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)及能量代謝紊亂,還會(huì)導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮性降低,導(dǎo)致機(jī)體反應(yīng)遲鈍,從而影響運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力。
硒可與重金屬結(jié)合,生成螯合物排出體外,從而降低了因重金屬蓄積而導(dǎo)致的對(duì)肝、腎、中樞神經(jīng)等重要器官的毒害。硒蛋白不僅可抑制重金屬在體內(nèi)的吸收,促進(jìn)重金屬在體內(nèi)的排泄,還可抑制重金屬對(duì)機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的破壞。
硒具有較高抗氧化能力,對(duì)人體健康有重要作用。如硒被認(rèn)為是肝病的天敵,其可保護(hù)肝臟,提高肝臟抗病能力,防止肝病反復(fù)發(fā)作,且可預(yù)防肝纖維化;硒可促進(jìn)胃黏膜的修復(fù),利于胃病的控制;補(bǔ)硒可以修復(fù)胰島細(xì)胞,恢復(fù)其正常分泌功能,利于維持血糖穩(wěn)定;硒清除自由基對(duì)腦功能的損害,且對(duì)抑郁、焦慮等不良情緒有效;硒具有抗癌抗腫瘤作用等。
多數(shù)研究表明,硒蛋白能幫助提升機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力。有研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充硒蛋白的小鼠,持續(xù)游泳的時(shí)間明顯長(zhǎng)于安慰劑小鼠,平均每只小鼠延長(zhǎng)12.44min。也有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,硒缺乏時(shí)機(jī)體的酶活性在低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí)即被抑制,而當(dāng)硒充足時(shí)即使較強(qiáng)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)激仍可保持較好的酶活性,以此來滿足機(jī)體的代謝需求。
在進(jìn)行籃球運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)員耗氧量會(huì)增加。為了適應(yīng)高耗氧量,機(jī)體會(huì)產(chǎn)生一系列生理、生化變化。硒蛋白提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)制主要表現(xiàn)在:(1)在進(jìn)行籃球運(yùn)動(dòng)時(shí),機(jī)體需要大量的氧氣來完成ATP的合成,而紅細(xì)胞是機(jī)體的輸氧細(xì)胞,需通過變形才能通過比自身直徑小很多的毛細(xì)血管。有研究表明,硒蛋白可提高紅細(xì)胞膜的流動(dòng)性,利于其變形,從而讓其順利經(jīng)過毛細(xì)血管給機(jī)體帶來更多氧氣。(2)當(dāng)籃球運(yùn)動(dòng)員因大量運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致機(jī)體耗氧量增加時(shí),血液中的紅細(xì)胞會(huì)代償性增加,致使血液黏稠度增加最終導(dǎo)致心排出量降低、氧傳輸受阻、能量合成減少及運(yùn)動(dòng)能力下降。有研究表明,補(bǔ)充含硒蛋白運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑能降低運(yùn)動(dòng)員紅細(xì)胞壓積,使血液黏稠度下降,從而提高血液攜氧能力。因此,籃球運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充含硒蛋白運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑可幫助機(jī)體在缺氧環(huán)境下提高血液供氧能力,保持較好的運(yùn)動(dòng)能力。(3)硒對(duì)心肌細(xì)胞具有保護(hù)作用,可恢復(fù)劇烈運(yùn)動(dòng)所致的心肌缺血再灌注損傷。世界各國(guó)學(xué)術(shù)界均表明,缺硒會(huì)對(duì)心肌細(xì)胞有損傷,而補(bǔ)硒可以保護(hù)心肌細(xì)胞免受損傷,增強(qiáng)機(jī)體供氧能力。有研究表明,硒不足會(huì)導(dǎo)致心肌被過氧化物損傷,甚至出現(xiàn)細(xì)胞凋亡,而補(bǔ)硒可改變這一情況。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,給小鼠服用富硒枸杞液,可提高其心肌細(xì)胞內(nèi)的銅、鐵、鋅、鎂等微量元素的含量,延長(zhǎng)小鼠運(yùn)動(dòng)時(shí)間。(4)硒可提高機(jī)體免疫功能,進(jìn)而間接提升機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力。有實(shí)驗(yàn)顯示,給長(zhǎng)期訓(xùn)練的小鼠補(bǔ)充硒,其脾淋巴細(xì)胞的脂多糖和刀豆球蛋白顯著提升,而沒有補(bǔ)硒的小鼠外周血非特異性酯酶顯著下降。
硒蛋白營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑能降低高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)應(yīng)激對(duì)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)損傷。主要表現(xiàn)在:(1)機(jī)體大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物,如活性氧自由基及脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物。GSH-Px在清除這些對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力有損傷作用的物質(zhì)中起重要作用。而GSH-Px是一種含硒蛋白,當(dāng)機(jī)體因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)消耗過多硒之后體內(nèi)硒不足,GSH-Px的活性降低,不僅會(huì)導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力下降,且過多的自由基會(huì)對(duì)機(jī)體造成不同程度的損傷。機(jī)體脂質(zhì)過氧化反應(yīng)程度會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)激烈程度增加而加強(qiáng),而硒抑制這種反應(yīng)的能力也隨之增強(qiáng)。機(jī)體長(zhǎng)期保持在適宜硒水平能降低應(yīng)激反應(yīng)對(duì)機(jī)體的損傷。(2)在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)中,由于供氧不足,機(jī)體會(huì)先進(jìn)行無氧酵解產(chǎn)生能量,乳酸是機(jī)體無氧酵解的主要產(chǎn)物。乳酸堆積會(huì)使機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的H+升高,減少骨骼肌細(xì)胞Ca+釋放減弱肌肉的收縮,從而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞,導(dǎo)致籃球運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力下降。給20名游泳運(yùn)動(dòng)員服用含硒蛋白運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑,通過實(shí)驗(yàn)得知,觀察組最大運(yùn)動(dòng)時(shí)間及最大運(yùn)動(dòng)距離均優(yōu)于對(duì)照組,且血中CK、血尿毒氮、Hb、促紅細(xì)胞生成素、血清游離睪酮等值波動(dòng)不明顯,與運(yùn)動(dòng)前相近,且明顯高于對(duì)照組。4周后,觀察組運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生率僅為20%,而對(duì)照組高達(dá)50%。也有實(shí)驗(yàn)證實(shí),小鼠喂食壺瓶碎米薺含硒蛋白,其負(fù)重游泳時(shí)長(zhǎng)明顯延長(zhǎng),可能與硒蛋白提高小鼠體內(nèi)乳酸清除能力,延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生有關(guān)。(3)睪酮是維持機(jī)體肌肉強(qiáng)度與質(zhì)量,提升體能的重要物質(zhì),當(dāng)籃球運(yùn)動(dòng)員睪酮水平降低時(shí)會(huì)導(dǎo)致其競(jìng)技能力下降。而長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的籃球運(yùn)動(dòng)常常會(huì)導(dǎo)致機(jī)體睪酮水平下降,從而使機(jī)體產(chǎn)生疲勞,而硒蛋白的補(bǔ)充可使機(jī)體睪酮水平維持在正常水平,延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生。已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí),缺硒會(huì)導(dǎo)致大鼠血清中睪酮含量下降。因此,籃球運(yùn)動(dòng)員應(yīng)注意硒蛋白的補(bǔ)充,以免引起血清睪酮水平的下降而影響運(yùn)動(dòng)能力。
長(zhǎng)期、大量、高強(qiáng)度訓(xùn)練是提高籃球運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的重要手段,而運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力提高需要預(yù)防和延緩運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生,促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后疲勞的盡快恢復(fù)。硒蛋白是對(duì)機(jī)體具有重要生理功能的物質(zhì),其在改善運(yùn)動(dòng)性疲勞,提高籃球運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力上發(fā)揮著重要作用。因此,可結(jié)合籃球運(yùn)動(dòng)員需求,適當(dāng)選擇含硒蛋白運(yùn)動(dòng)補(bǔ)劑,從而使籃球運(yùn)動(dòng)員能力實(shí)現(xiàn)最大化提升。