生物态含铁蛋白食品在预防运动性贫血中的应用

康云娜

（周口师范学院体育学院，河南周口466000）

生物态含铁蛋白食品在预防运动性贫血中的应用

康云娜

（周口师范学院体育学院，河南周口466000）

运动性贫血是运动领域重要关注的问题，严重影响运动员的身体健康和竞技水平。为改善现状，采用蚯蚓为原料，提取生物态含铁蛋白，联合黑木耳汁和红枣汁开发一种功能性食品。通过小鼠和运动员的运动性贫血改善实验分析这种食品的功能性，研究结果证实所制备的功能性食品可以有效缓解改善小鼠和运动员的运动性贫血症状，并具有一定安全性。

蚯蚓；生物态含铁蛋白；功能性食品；运动性贫血

运动性贫血是指运动员在竞技体育训练过程中，由于运动剧烈导致红细胞机械性损伤导致的贫血现象[1]。运动员患运动性贫血症状，将会出现一系列身体不适症状，包括呼吸系统障碍、神经系统障碍以及内分泌失调，最终导致运动员身体状态下降和运动能力减弱[2]。传统治疗运动性贫血的方法主要是使用补铁药物，虽然效果较好，但可能会引起一系列的副作用，包括消化功能障碍和食欲减退等[3]。因此，通过膳食补充的方式改善运动性贫血症状具有更高的安全性，目前已经成为该领域的研究热点[4]。生物态含铁蛋白质是优秀的补血食材，以此为原料开发功能性食品具有较好的应用前景[5]。无脊椎动物由于饲养简单，加工便捷，已经成为食品加工领域的热点。蚯蚓是无脊椎动物中养殖最多的动物，其富含蛋白质、健康脂类、维生素和微量元素，特别是其独有的生物态含铁蛋白质，其血红素的含量与哺乳动物血红蛋白相接近，因此具有极高的开发价值[6]。本研究采用高效的提取方法制备蚯蚓生物体含铁蛋白，以此为原料开发一种功能性食品，并选择运动员参与实验分析其预防运动性贫血的作用。

1 材料与方法

1.1 原料

日本红蚯蚓购买自当地蚯蚓养殖户；黑木耳汁和红枣汁由吉林农业大学食品工程实验室制备提供；白砂糖、酸味剂等食品添加剂购买自当地经销商；乙醇、甲醛等化学试剂均为进口分析纯。

1.2 主要仪器与试剂

1.2.1 仪器

Pro025型匀浆机：上海书俊仪器设备有限公司；DIP-1型高压均质机：PhD Technology；Optima XPN型低温超速离心机：Beckman Coulter；DWG-7A型灌装机：中国航空制造工厂研究所；DHG-9303型恒温干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；LGJ-18S型真空冷冻干燥机：上海豫明仪器设备公司；Z2型血细胞计数器：Beckman Coulter；HemoCueWBC型全自动血细胞分析仪：美国雷度；Multiskan GO型酶标仪：Thermo。

1.2.2 试剂

0.1mol/L无菌PBS和红细胞稀释液购买自鼎国生物；丙二醛（MDA）测试盒和肝脏超氧化物歧化酶（SOD）测试盒购买自南京建成生物工程研究所提供；膜转运蛋白和铁调素蛋白ELISA检测试剂盒购买自武汉博士德；人类血红蛋白、血清铁蛋白ELISA检测试剂、人类红细胞内游离原卟啉检测试剂盒购买自上海生工。

1.3 蚯蚓生物态含铁蛋白质的提取

取一定量新鲜蚯蚓，充分清洗，立即进行匀浆，匀浆过程中缓慢加入蒸馏水，添加比例为蚯蚓量的十分之一，匀浆后立即进行离心，收集上清液。采用饱和硫酸铵法沉淀上清液中的活性蛋白，小心收集沉淀，0.1mol/LPBS中透析过夜。蛋白复溶后，采用柱层析法进一步纯化，收集红色的生物态含铁蛋白，进24 h透析，透析后采用真空冷冻干燥法制备生物态含铁蛋白干粉，经鉴定纯度达到99.5%以上。

1.4 功能性食品的研制

将生物态含铁蛋白使用蒸馏水溶解后调整浓度至3mg/mL，按照1∶1∶1（体积比）与木耳汁和红枣汁共同混合，精心调配风味，使用均质机充分均质，立即脱气处理后开始灌装（200mL/罐），超高温灭菌后冷却至室温备用。

1.5 预防运动性贫血实验

1.5.1 运动性贫血小鼠模型

选择40只8周龄雄性昆明鼠，随机分成实验组和对照组两组，每组20只。实验组和对照组小鼠每日保持跑台训练30min，同时实验组小鼠进行2%苯肼皮下注射处理，注射后所有48 h内小鼠未出现死亡现象，并进行小鼠红细胞含量测定，证明小鼠运动性贫血模型构建完成。模型建立后，两组小鼠仍然保持运动训练，同时实验组小鼠每日补充生物体含铁蛋白饮品3次，每次2mL。实验共进行7d，结束后处死所有小鼠，分离小鼠血液、血清、肝脏组织，进行血细胞数量、血清MDA、膜转运蛋白、铁调素蛋白、肝脏SOD含量的检测。

1.5.2 运动员实验

通过调查，招募具有运动性贫血症状的运动员20人，随机分成实验组和对照组两组，每组10人，一般资料如表1所示。

表1 运动员一般资料（±s）Table1 General information of athletes（±s）

表1 运动员一般资料（±s）Table1 General information of athletes（±s）

比例年龄/岁身高/cm体重/kg运动性贫血症状实验组10 1∶1 23.15±0.23 172.56±0.12 61.24±0.03中度对照组10 1∶1 23.13±0.24 172.54±0.11 61.25±0.04中度组别n男女

两组资料无显著性差异，P＞0.05，具有可比性。两组运动员均按照日常训练标准进行训练，其中实验组人员连续服用生物体含铁蛋白制品90 d，每日2罐，共400mL，早晚随餐服用。实验开始前和开始后的10、30、60、90 d均进行血液红细胞数量、血红蛋白、血清铁蛋白、红细胞内游离原卟啉含量的检测。

1.5.3 检测指标

小鼠运动性贫血和运动员运动性贫血实验检测指标的具体检测方法如下。

1.5.3.1 小鼠运动性疲劳相关指标检测

所有参与实验的小鼠断颈采集血液，首先采用细胞计数板计数法测定血液中的红细胞含量，随后取10μL使用血液稀释液进行10倍稀释，再采用全自动血细胞分析仪、硫代巴比妥酸比色法和ELISA，进行血清MDA、膜转运蛋白、铁调素蛋白、肝脏SOD含量检测，所有操作均按照试剂盒说明书要求完成。

1.5.3.2 人体运动性贫血相关指标检测

根据实验检测日期，分别采集参与实验人员血液样本，采用ELISA法和亚铁嗪法分别检测人体血红蛋白、血清铁蛋白、红细胞内游离原卟啉含量。

1.5.3.3 不良反应事件

在运动性贫血实验过程中，对小鼠和运动员的健康状态进行紧密观察，并与当地三甲医院联系，对运动员进行定期常规体检。

1.6 数据统计与分析

所有数据均采用SPSS19软件进行分析，计量资料以均数±标准差表示，P＜0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 小鼠实验检测结果

在小鼠运动性贫血模型中测试结果见表2。

表2 小鼠检测结果（±s）Table2 Them ice test resu lt（±s）

表2 小鼠检测结果（±s）Table2 Them ice test resu lt（±s）

注：*表示P＜0.05，差异显著。

铁调素蛋白/（ng/mL）实验组3.26±0.12*6.42±0.04*3.39±0.14 15.52±0.11*19.44±0.01*对照组1.25±0.11 2.78±0.05 1.26±0.13 3.79±0.12 7.65±0.01组别血红细胞数/（T/L）丙二醛/（ng/mL）SOD/（ng/mL）膜转运蛋白/（ng/mL）

由表2可知，实验组小鼠血液中血红细胞数、丙二醛、SOD、膜转运蛋白和铁调素蛋白的含量均高于对照组小鼠，其中血红细胞数、丙二醛、膜转运蛋白和铁调素蛋白的含量出现显著性差异，P＜0.05。

2.2 运动员实验检测结果

同样对患有运动性贫血症状的运动员进行观察，研究结果见表3和表4。

表3 运动员血红细胞数检测结果（±s）Table3 The red blood cellcountof ath letes testing results（±s）

表3 运动员血红细胞数检测结果（±s）Table3 The red blood cellcountof ath letes testing results（±s）

注：*表示P＜0.05，差异显著。

90 d/（T/L）实验组1.15±0.02 1.44±0.11 2.61±0.05*3.37±0.03*5.49±0.02*对照组1.14±0.03 1.19±0.10 1.35±0.04 1.93±0.04 2.23±0.03组别0 d/（T/L）10 d/（T/L）30 d/（T/L）60 d/（T/L）

表4 运动员血液样本检测结果（±s）Table4 Theblood samp leofathletes tesing results（±s）

表4 运动员血液样本检测结果（±s）Table4 Theblood samp leofathletes tesing results（±s）

注：*表示P＜0.05，差异显著。

游离原卟啉/（ng/mL）实验组开始1.12±0.03 2.14±0.02 2.67±0.05结束4.47±0.03*7.33±0.01*5.13±0.04*对照组开始1.13±0.04 2.15±0.03 2.66±0.04结束1.89±0.03 3.32±0.02 3.15±0.03组别阶段血红蛋白/（ng/mL）血清铁蛋白/（ng/mL）

由表3和表4可得，实验组运动员连续服用生物态含铁蛋白食品10 d后即出现血细胞数量明显增多，30 d后已经显著高于对照组运动员，在第90天，实验组运动员血细胞数量已经高于对照组运动员2倍以上。实验组运动员在血红细胞数量增多的同时，血红蛋白、血清铁蛋白和血液中游离原卟啉的含量也发生显著改善，在实验开始和结束阶段，组内和组间均发生显著性增强，P＜0.05。

2.3 不良反应事件

参与实验的小鼠和运动员整个过程中均为发生任何不良反应事件，证实制备的生物态含铁蛋白制品具有明显的安全性。

3 讨论

运动性贫血普遍存在于我国体育运动员中，严重影响我国体育水平提高。目前引起运动性贫血的原因较多，主要是由于以下5点原因造成：（1）血液稀释，由于运动导致激素失调，出现抗利尿激素表达水平上调，引起体内水含量大幅度提高[7]；（2）血管内溶血，剧烈的体育运动导致红细胞存活时间减少或出现破裂现象，导致溶血现象发生；（3）消化道出血，运动员长期的耐力训练，可能导致胃肠道局部出血现象，将会导致贫血症状发生[8]；（4）女性月经紊乱，研究指出女性运动员存在由于运动导致的月经不调现象，特别是在备赛期间出血流量增大的现象，可能会导致贫血的发生；（5）营养摄入缺乏，膳食补充错误将直接或间接导致铁元素的摄入不足，最终引起运动性贫血[9]。这一系列的发生原因基本与铁色素缺乏有关，因此及时补充生物态含铁蛋白可以快速补充铁色素，修复受损红细胞，预防并缓解运动性贫血症状。蚯蚓一直是优秀的食品原料，但是受到传统观念和外观的影响，蚯蚓制品通常难以令人接受。但是由于蚯蚓养殖技术简单易学，饲养成本低，导致蚯蚓养殖业迅速发展，采用先进的提取方法，制备蚯蚓功能活性成分，并以此为原料开发食品已经成为主流。蚯蚓的生物态铁蛋白由200多个亚基组成，属于大分子活性物质，以生物态的形式大量分布在蚯蚓全身，因此具有已提取的基础[6，10]。

本研究采用蚯蚓生物态含铁蛋白为原料，开发一种功能性食品，在预防缓解小鼠和运动员的运动性贫血实验中，实验组小鼠血细胞数量、丙二醛、膜转运蛋白、铁调素蛋白、肝脏SOD含量均优于对照组小鼠，其中血细胞数量、丙二醛、膜转运蛋白、铁调素蛋白数值差异显著，P＜0.05；实验组运动员血细胞数在从30 d开始增长量均显著高于对照组运动员（P＜0.05），在60 d后，实验组运动员血细胞数已到达正常数值；而实验组运动员血红蛋白、血清铁蛋白、红细胞内游离原卟啉数值均显著高于对照组，P＜0.05。研究结果证实这种生物体含铁蛋白食品具有优秀的抗贫血功能，在食品研发层面对人类健康和体育产业发展具有实际应用价值。

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Application of Biologic Ferritin-containing Food in the Prevention of Sports Anem ia

KANGYun-na
（Physical Education Collegeof Zhoukou NormalUniversity，Zhoukou 466000，Henan，China）

Sportsanemiawasan importantconcern problem in the field of sports，affecting the athletes'physicalhealth and competitive levelseriously.In order to change the status，earthwormswere used as rawmaterials to extract ferritin from biomass，and a functional food wasdeveloped in combination with black fungus juice and jujube juice.The results showed that the functional food prepared by our study can effectively alleviate the symptomsofexerciseanemia inmiceand athletes，and had certain safety.

earthworm；biology-containing ferritin；functional food；sportsanemia

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.07.038

2016-12-15

康云娜（1981—），女（汉），讲师，硕士，研究方向：运动人体科学。