白藜芦醇的生物作用及其对运动性疲劳的影响研究进展

王 兰,王 梅,李 勇

(1]3]遵义医学院 体育工作部 563003;2]贵阳第三人民医院 神经科,贵阳 550001)

白藜芦醇的生物作用及其对运动性疲劳的影响研究进展

王 兰1],王 梅2],李 勇3]

(1]3]遵义医学院 体育工作部 563003;2]贵阳第三人民医院 神经科,贵阳 550001)

运动性疲劳的发生是制约运动训练水平的重要因素,如何延缓、减轻和消除运动性疲劳已成为提高运动能力的关键。白藜芦醇具有清除自由基、强抗氧化等生物学作用,被广泛运用于药物学、临床医学、营养学中的研究,但在运动医学领域,特别是抗疲劳作用方面研究较少。对白藜芦醇的生物作用及其对运动性疲劳的影响研究进展进行了综述。

白藜芦醇;生物作用;抗氧化;运动性疲劳

白藜芦醇的化学性质、来源

1.1 白藜芦醇的化学性质

白藜芦醇(Resveratrol,Res)别名虎杖甙元,化学名称为芪三酚,属于非黄酮类多酚化合物。白藜芦醇是无色针状结晶,较难溶于水,易溶于有机溶剂。在366nm的紫外线照射下产生紫色荧光,遇氨水等碱性溶液显红色,遇醋酸镁的甲醇溶液显粉红色,并能和三氯化铁、一铁氰化钾起显色反应[1]。在低温、避光条件下较为稳定,碱性环境中不稳定。

1.2 白藜芦醇的来源

白藜芦醇广泛存在于种子植物中,已经在21个科,31个属的72种植物中发现了白藜芦醇。如:葡萄科的葡萄属、蛇葡萄属,豆科的落花生属、决明属、槐属等等[2],有许多是药用植物,如决明、藜芦、虎杖等,有的甚至就是食物,如葡萄、花生、桑葚、凤梨等。白藜芦醇在未经酿酒的葡萄籽、葡萄皮中含量相当高,分别为l2.45 mg/s和3.44 mg/s,花生种子中白藜芦醇的含量为0.02～1.79 g/g。此外,中药虎杖也是白藜芦醇重要的天然资源,含量高达0.1%,高于葡萄和花生中白藜芦醇的含量[3]。

白藜芦醇( )抗氧化作用研究进展

Brito P等发现“白藜芦醇可抑制由生理性氧化剂(如转运肌红蛋白、过氧化亚硝酸盐)引起的脂质过氧化和脂蛋白修饰。由于白藜芦醇能保护脂质和载脂蛋白免受氧化损伤从而使得LDL能通过天然的受体途径进入CHO-K1细胞。而氧化的LDL与未受调节的清道夫受体结合则会形成泡沫细胞,导致血管平滑肌细胞和内皮细胞功能失调”[4]。田京伟等人研究表明,白藜芦醇苷对氧自由基所致大鼠脑线粒体损伤有明显保护作用,其机制与清除自由基、抑制脂质过氧化有关[5]。Leonard SS等的实验证实白藜芦醇是一个有效的羟基、超氧化物和金属诱导基团的清除剂。白藜芦醇还对细胞膜脂质过氧化和活性氧导致的DNA损伤显示出保护作用[6]。梁荣能等研究报道,“白藜芦醇苷能不同程度地降低脑组织的过氧化脂质含量,提高SOD、CAT和 GSH-Px活性,降低脑含水量,减轻自由基反应对脑组织的损害,对缺血的脑组织具有保护作用”[7]。罗莉等研究发现,“白藜芦醇能够抑制去卵巢大鼠心、肝、脑组织SOD活力的下降,以及MDA和脂褐质含量的升高,起到抗脂质过氧化的作用。说明白藜芦醇能对抗内源性雌激素下降引起的抗氧化能力减弱,具有抗氧化作用。”[8]

白藜芦醇与运动性疲劳

运动性疲劳是指:“在运动过程中出现了机体工作(运动)能力暂时性降低,但经过适当的休息和调整以后,可以恢复原有机能水平”的一种生理现象[9]。

3.1 白藜芦醇(Res)对自由基的作用与运动性疲劳

自由基(free radical)是在外层电子轨道上含有单个不配对电子的原子、原子团和分子的总称,化学性质极为活泼,特别是氧化作用极强,具有强烈的引发脂质过氧化的作用。在生理条件下,体内贮存有足够的抗氧化剂以抵抗活性氧产生和清除自由基,使之保持一个动态的平衡,对机体不会造成损害;而大强度运动后,机体抗氧化能力降低,导致机体抗氧化防御系统不足以消除过剩的自由基,使体内产生大量的自由基。研究发现:力竭运动引起机体内自由基大量增加,从而造成自由基堆积,破坏细胞膜的脂质双结构,引起超氧化反应,使生物大分子出现交联或断裂,破坏细胞膜的流动性,使膜的孔隙扩大,通透性增大,内质网膜、线粒体膜等膜系统结构和功能受损,导致细胞广泛性损害,使细胞难以维持正常的结构和功能,进而引发运动性损伤和运动性疲劳[10-13]。

大量研究表明,白藜芦醇(Res)具有清除自由基、抗脂质过氧化的作用[14]。长期超负荷训练可引起机体自由基产生增加,降低机体的抗氧化能力,因而导致组织细胞膜结构损伤或机体疲劳。因此,过度训练后,增加白藜芦醇的摄入,可以清除运动中产生的自由基,降低自由基对细胞的损害,维持正常的结构和功能,从而延缓疲劳的发生或有助于运动后疲劳的消除,一定程度上有助于消除因过度训练引起的不适、疲劳与免疫功能下降等问题。

3.2 白藜芦醇(Res)对线立体的影响与运动性疲劳

线粒体不仅是细胞内氧化代谢的重要场所,而且也是细胞内钙摄取、释放和调节的重要器官。正常情况下,线粒体维持较高的钙浓度,有利于肌肉的正常兴奋、收缩和舒张;减少细胞浆钙升高对骨骼肌超微结构的破坏,同时也是敏感性线粒体酶所必需的。众多研究已证实,大强度负荷训练后,机体由于氧消耗量过多导致线粒体呼吸爆发、组织缺血后再灌注导致氧化损伤,以及儿茶酚胺的大量分泌等原因而使自由基生成增多和脂质过氧化反应增强,引发细胞代谢和功能紊乱,肌肉工作能力下降,最终导致运动性疲劳。

动物实验表明,Res可抑制ADP和NADPH引起的线立体脂质过氧化;王超云等研究证明,白藜芦醇对氧自由基所致的大鼠脑线粒体有明显的保护作用,能抑制膜磷脂降解、线粒体肿胀,增加膜流动性,改善线粒体能量代谢状态,增加抗氧化能力[15]。

3.3 白藜芦醇(Res)对神经系统的保护作用与运动性疲劳

大强度运动后,机体产生的活性氧自由基不仅参与脂质过氧化、断裂、蛋白质修饰变性及影响细胞内信号转导和基因表达,而且引起神经细胞、组织的能量代谢系统发生障碍,由于脑内中枢兴奋性神经递质和抑制性递质的调节和协调机能失调,导致机体运动能力下降,疲劳产生。白藜芦醇通过抑制自由基反应保护脑损伤后神经细胞的功能。体内、外实验均发现白藜芦醇可以有效保护细胞中遗传物质等免受氧化反应的侵害,从而保证细胞增殖与分化及维持功能的正常。利用电子副磁共振回波技术,在大鼠中脑细胞培养中发现白藜芦醇可以直接捕获羟自由基。GH8H等发现白藜芦醇通过与辅酶 I竞争抑制复合物的活性而影响脑线粒体呼吸链,而复合物是自由基产生的部位。因此,白藜芦醇可能作用于上述某个环节或几个环节而保护脑细胞免受氧化反应增殖,从而产生抗血管生成的作用。

3.4 白藜芦醇(Res)的免疫作用与运动性疲劳

Res是植物受到病原性进攻和环境恶化时产生的植物抗毒素。研究表明,葡萄受到葡萄霜霉菌侵染后,离坏死果实较近且没有受到侵染的部位,白藜芦醇的含量很高,能有效地抑制坏死区的扩展。Res的含量与其抗菌能力呈正相关。

长期大强度训练可因营养物质的耗竭、机体神经内分泌功能的改变及自由基对免疫细胞膜的攻击使淋巴细胞调亡,最终导致机体免疫功能的下降,进一步促进运动性疲劳的发生。在运动状态中,抗氧化剂VE、VC等都对机体有明显的保护作用。研究还发现,运动前给机体补充抗氧化剂能够有效的降低运动后的脂质过氧化程度,延缓疲劳出现的时间。

陈莉娜等对白藜芦醇心血管保护作用的研究进展进行了综述,“白藜芦醇是一种有效抗氧化剂,它能抑制低密度脂蛋白(LDL)的类脂过氧化作用,防止氧化LDL的细胞毒性,保护细胞免遭类脂过氧化”[16]。由于它具有亲脂和亲水双重性质,可以提供比其他抗氧化剂(如维生素C和维生素 E等)更为有效的保护作用。Hung等研究证实“白藜芦醇的抗氧化作用强于维生素E及维生素C,并能清除自由基,尤其是羟自由基,使DNA免受损伤,对脂质过氧化作用和细胞死亡具有抵抗作用”[17]。

Robson等的研究观察抗氧化维生素补充品 (18mgβ-胡萝卜素,900mg维生素C和90mg维生素E)对持续锻炼后免疫细胞的影响。实验结果间接地表明,在持续服用抗氧化补充品7 d后,对增进运动员维持内在免疫系统的特殊功能是有利的。Rotondo研究认为,白黎芦醇具有抗炎症作用。高路等从特异性免疫和非特异性免疫两方面进行了研究,发现“不同剂量的白藜芦醇均能显著提高免疫抑制模型鼠的巨噬细胞吞噬率,血清半数溶血值,机体抗体形成的细胞数量,淋巴细胞转化率”等[18]。唐明增等研究报道,“白藜芦醇30mg/ kg和15mg/kg剂量对环磷酰胺致小鼠细胞免疫抑制有对抗作用,能使免疫功能低下的小鼠吞噬指数和吞噬系数得到恢复”[19]。

综上所述,在运动前补充外源性白藜芦醇Res能有助于延缓疲劳的出现,提高运动能力。

3.5 白藜芦醇(Res)对有氧耐力运动的影响与运动性疲劳

有氧耐力是机体在氧气供应比较充足的情况下,坚持长时间工作的能力。耐力素质越高,机体抗疲劳的能力就越强,延缓了运动疲劳的产生。研究认为耐力训练一方面明显提高机体的抗氧化能力,一般认为,与其他组织相比,运动训练引起的抗氧化能力的改变在肌肉表现最为明显;另一方面使细胞机能节省化,耗氧量相对下降而减少了自由基的产生。

一个国际科研小组在实验鼠身上的研究显示,红酒中富含的白藜芦醇可改善能量消耗。来自法国路易·巴斯德大学、美国哈佛大学、芬兰库奥皮奥大学等的研究人员在研究中发现,在饮食中补充白藜芦醇对实验鼠的肌肉发育有相当大的影响。在白藜芦醇作用下,在运动中和在不活动期间都能消耗更多能量。实验鼠在运动中还表现出惊人的耐力。法国的研究员们发现,红酒中的一种提炼物可以帮助小鼠减少体重,增加体力和耐力。因此,大强度训练期间补充外源性白藜芦醇有望提高有氧耐力水平,从而提高运动员的高运动能力。

结论与建议

运动性疲劳是制约运动能力高低的重要因素,也是广大学者致力研究的问题之一,白藜芦醇的生物学作用给了我们许多启发。许多植物中都含白藜芦醇,如葡萄、花生、桑葚、凤梨等。我们可尝试在运动员的膳食中增加含白藜芦醇的食物,让运动员经常食用含白藜芦醇较多的水果,以减轻在运动训练中运动疲劳对机体运动能力的影响;也可尝试运用科学手段研发相关的白藜芦醇营养制剂,改善运动员的膳食营养,积极消除运动性疲劳,减小运动疲劳对运动成绩造成的影响。

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Biological function of resveratrol and its influence on sports fatigue

WANGLan,WANG Mei,LI Yong

The resveratrol has the biological functions of removing the radicals and antioxidation and the research about its influence on the sports fatigue is rare in the field of sports medicine.The paper discusses the biological function of resveratrol and its influence on the sports fatigue.

resveratrol;biological function;antioxidation;sports fatigue

’s addressSport Dept.,Zunyi Medical School,563003,China

G804.23

A

1672-268X(2010)06-0033-02

(2010-09-19 收稿)