抗疲劳肽的研究进展

王培鑫， 陈悦宇， 王 睿， 林佳馨， 曾红亮，2， 郑宝东，2， 张 怡，2

(1.福建农林大学食品科学学院；2.中爱国际合作食品物质学与结构设计研究中心，福建福州350002)

生物活性肽(bioactive peptides)是一类具有多种生物活性的多肽的总称，能够调节生物机体的生命活动以及生理活性.生物活性肽不仅种类丰富、功能繁多，而且应用广泛，对于食品、饲料和医药等行业有着重要的贡献[1].抗疲劳肽(anti-fatigue peptides)不仅能够供给人体必需氨基酸，并且能够维持内环境稳定性、提高机体酶的活性、提高机体抗氧化能力、维持神经递质的平衡等，具有较大的研究价值.抗疲劳肽延迟或消除疲劳的主要渠道是消除疲劳物质的积累，并且提高运动耐力，促进机体恢复体力.此外，抗疲劳肽具有易于吸收的特点.从事体力、体育、脑力工作的人群极易疲劳，抗疲劳肽的研究对其有重要的意义.抗疲劳肽将成为食品行业举足轻重的一种功能性食品的基料[2].

当机体的体力活动或脑力活动进行一段时间，达一定阶段后发生了错综复杂的生理变化，这种状态称为疲劳，对于人体来说是一种正常的生理现象[3].它既可能标志着机体工作能力的暂时性降低，又可能是机体到达疾病的一种预示[4].随着时代的发展，人们每天的工作几乎都伴随着疲劳的到来，因而疲劳与生活息息相关[5].目前，我国对抗疲劳功能性食品的研究仍不成熟，与一些发达国家相比，在原料制备、分离纯化等工艺方面仍较为落后，从而造成提取含量低、难以被吸收利用等问题，对其功效的发挥也产生了一定的影响.近几年，国内对于抗疲劳肽的研究仍不够深入，对于抗疲劳肽在抗疲劳肽功能性食品上的应用仍具有相当大的前景.

目前，食品行业内对生物活性肽研究较多的是结构特性及生理功能，与其相关的报道也较为常见.但国内对抗疲劳肽的研究还不多见.本文综述了抗疲劳肽的研究进展，以期为食品行业对抗疲劳肽的研究提供依据.

1 抗疲劳肽的来源

抗疲劳肽不仅能够缓解疲劳，还能够提高运动耐力，是一种重要的生物活性肽.近年来，人们对生物活性肽保健功能的重视度不断提高，社会对抗疲劳功能食品需求增加，抗疲劳肽的研究受到了广泛的重视[6，7].对抗疲劳肽的研究目前多集中于从动植物身上提取得到的活性物质，其中陆生抗疲劳物质来源有鹿茸、牛乳、枸杞、刺五加、天山马鹿血、红景天、金针菇、灵芝、人参、丹参、玉米、大豆、小麦、花粉、猴头菇、西洋参、猪皮等；水生抗疲劳物质来源有草鱼、鮟鱇鱼、牡蛎、秋刀鱼、中华鳖、刺参、海参、南极磷虾、海龙、海马、海星、霞水母、鲐鱼、扇贝、螺旋藻等(表1).

表1 抗疲劳肽的来源Table 1 The sources of anti-fatigue peptides

2 抗疲劳肽的制备

2.1 生物活性肽的常用制备方法

2.1.1 溶剂提取法 目前食品行业制备生物活性肽采用比较多的方法是溶剂提取法，即以适当的缓冲液充分溶解原料后离心除去不溶性杂质，通过一定方法使蛋白质沉淀，例如添加蛋白质变性剂、调节pH等，然后离心除去蛋白质杂质，最后分离纯化样品液以获得目标生物活性肽，主要的分离纯化技术有液相色谱、分子筛层析等.Adebayo et al[14]以二氯甲烷和甲醇混合溶液为溶剂从巴戟青冈叶中提取出了多肽.孙红娜[15]以茶树菇为原料，以水为提取溶剂，以溶剂提取法来提取降血压活性肽，并且对水提法提取工艺进行优化，最后得到的最佳提取工艺条件为：温度30℃，pH为8，提取时间9 h，在此提取条件下，蛋白质提取率达到了88.3%，血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme，ACE)抑制率达到了49.3%.

2.1.2 化学水解法 化学水解法的主要原理是在水浴条件下向待降解蛋白质中加入适当浓度的强酸或强碱溶液破坏蛋白质的肽键，进而控制水解程度，反应一定时间后终止反应，并对其进行分离纯化.化学水解法具有操作简单、成本低廉等优点，但是又具有许多缺点，例如碱试剂容易损害氨基酸、水解程度不好控制、副产物较多，而且水解结束需将碱除去，这些缺点限制了该方法的应用和推广.乔伟等[16]以大豆分离蛋白为原料，通过盐酸水解制备饲料小肽，结果表明，酸水解明显受反应温度和时间影响，其最适宜的反应条件是温度90℃、反应时间5 h，最后测得终产物二肽、三肽含量为19.38%.

2.1.3 酶解法 酶解法是制备生物活性肽最简单易用也最常用的方法.不仅具有成本低廉、反应条件温和、反应容易控制、产品安全性高等优点，并且通过酶的专一性还可以生产特定肽，满足市场的需要.酶解法中，蛋白酶选择的合理性是关键，不仅要求酶切特定位点得到特定的肽段，而且还需确保其安全性.酶解法常用的蛋白酶有碱性蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、菠萝蛋白酶、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和木瓜蛋白酶.曾婷[17]以大豆分离蛋白为原料，使用酶解法制备大豆抗氧化肽，并对酶解条件进行了优化.Abeyrathne et al[18]采用酶解法酶解软黏蛋白制备其水解肽，并探究其最佳酶解条件.

2.1.4 微生物发酵法 微生物发酵法的原理是选择适当的菌种，微生物发酵时会产生一定的蛋白酶系，原料中含有生物活性肽片段的蛋白质受到蛋白酶系的作用而分解.同时，微生物发酵法能够降低或者消除苦味.进行分离纯化后可以省略“脱苦”步骤，不仅能够简化工艺，还能降低成本，对于营养价值破坏较小，在保持营养价值方面有相当大的潜力.牟金秀[19]使用微生物发酵法制备玉米肽，并且对制备工艺条件进行优化，继而对玉米肽功能进行进一步的探索.

2.1.5 化学合成法 化学合成法的主要原理是按照目标生物活性肽的原有序列，以适当的化学方法合成生物活性肽.依据合成介质的不同，可以将化学合成法分成固相合成和液相合成两种.液相合成法的适用范围主要是小分子肽浓缩多肽片段的合成.固相合成法所使用的固相载体有利于合成中肽链的固定、环化、去保护和纯化，但化学合成法也有许多缺点，例如成本高昂、副反应及化学残留严重，使其在规模化生产的应用上受到限制.徐秋霞[20]通过化学方法合成谷胱甘肽，其合成的路线方针是先将半胱氨酸和甘氨酸反应合成Cys-Gly二肽，再与谷氨酸结合形成三肽Glu-Cys-Gly.

2.1.6 基因重组法 基因重组法对于技术水平要求较高，需要投入大量的时间与资金进行研发，研发阶段要求很高.但是假如成功构建一个重组基因体系，就可以以相对较为廉价的原料发酵大批量生产目标生物活性肽.若研究成功，对生物活性肽的研究将会产生重要的影响.时春风[21]通过基因重组法人工合成分子质量为6.27 ku的rLj-RGD4肽，并发现rLj-RGD4能够抑制肿瘤增长与转移的关键性步骤，例如增殖、黏附、迁移、浸润及细胞伪足的形成，并且能够诱导B16细胞发生凋亡，加大对其研究对我国抗肿瘤药物的研发具有重要的意义.

2.1.7 酶合成法 酶合成法的原理主要是通过酶催化氨基酸及其衍生物合成生物活性肽.酶合成法具有许多优点，例如反应条件温和且能够控制酶催化位置的方向，但是也有许多缺点，例如反应过程副产物产生严重、生产效率低下、缺乏最适酶等，这些缺点对其发展产生不利的影响.曹赛等[22]通过染色体整合表达古菌乙酰化酶合成N-末端乙酰化胸腺肽β4，具有多种重要生物学功能.

2.2 抗疲劳肽的制备

酶解法不仅能够生产大量的小肽，而且成本低廉、反应过程较为安全、对环境的危害较小，因而成为目前制备抗疲劳肽的最主要方法.Xu et al[23]通过碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶相结合酶解玉米蛋白粉制得高F值寡肽，并对其进行了抗疲劳作用研究.Huang et al[24]通过木瓜蛋白酶酶解制备带鱼水解肽，研究其亚铁螯合物的抗疲劳活性，结果发现，带鱼水解肽亚铁螯合物能够显著降低小鼠丙二醛、血乳酸含量，延长小鼠力竭游泳时间.Hao et al[25]以中性蛋白酶酶解牡蛎制备牡蛎多肽，并且通过小鼠力竭游泳试验研究其体内抗疲劳活性，发现试验组小鼠游泳时间比对照组延长了78%.Pan et al[26]以胰凝乳蛋白酶和胰蛋白酶酶解牛乳蛋白制备多肽溶液，并通过负重游泳时间、血清尿素氮、血乳酸和肝糖原等指标对其抗疲劳活性进行评价，结果发现其具有良好的抗疲劳活性.

3 抗疲劳肽的分离纯化

生物活性肽进行分离纯化的目的主要是获得活性更高或纯度更高的样品，并尽可能提高产品得率.生物活性肽的研究中，结构分析、构效关系是较为重要的部分，其研究都需要借助分离纯化技术，因而分离纯化对于生物活性肽的研究极其重要.定向分离纯化技术主要包括电泳技术、层析技术、膜分离技术等.

3.1 电泳技术

电泳是一种电场中带电粒子向与其自身所带电荷相反的电极方向移动的现象.蛋白质电泳技术分离纯化的主要原理是利用蛋白质样品各蛋白质组分的电泳迁移率、静电荷不同以及分子大小和形状各异等特性而进行分离的.在目前实验室使用分离技术中，电泳技术仍然占据着重要的地位，电泳技术主要包括毛细管电泳、双向电泳、脉冲场电泳等(表2).

表2 电泳技术的类型Table 2 The types of electrophoresis technique

3.2 层析技术

行业内应用较多的层析技术主要有大孔树脂吸附层析、凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析、反相高效液相色谱法几种(表3).层析法在医药及生化行业应用非常广泛，其中反相高效液相色谱法是最为广泛的一种分离技术.在肽的纯化中，反相高效液相色谱法(reversed-phase high performance liquid chromatog，RP-HPLC)是最常用也最高效的方法.

表3 层析技术的类型Table 3 The types of chromatography technique

3.3 膜分离技术

膜分离技术分为微滤、超滤和纳滤等3种方法(表4).膜分离技术在食品、医药、生物行业具有重要的地位.

表4 膜分离技术的类型Table 4 The types of membrane separation technique

在实际的应用当中，仅仅通过一种方法难以达到想要的效果，因而更多的是采用多种方法联用，不仅能够提高分离效果，而且能够实现生物活性肽多级分离.刘金伟[40]采用超滤法、离子交换层析法分离纯化高F值寡肽，并对其进行了抗疲劳性研究.李鸿梅[41]采用葡萄糖凝胶、高效液相色谱法分离纯化玉米肽，发现玉米肽能够延长小鼠游泳时间，降低小鼠血尿素氮和血乳酸水平，具有较好的抗疲劳活性.李素萍[42]以牛乳酪蛋白为原料，经胰蛋白酶和糜蛋白酶酶解后，通过Sephdax G-15凝胶层析粗分，用RP-HPLC的方法加以鉴定，证实了乳源免疫调节肽具有抗疲劳活性.曹向宇[43]通过超滤、凝胶过滤色谱分离、离子交换层析、反向高效液相色谱等方法分离纯化麦麸多肽液，最终得到2个组分，其中组分1具有较高的自由基清除力，对超氧阴离子自由基和羟基自由基的清除率别为58.32%和69.89%.郭平[44]酶解玉米醇溶蛋白后，采用超滤、葡萄糖凝胶层析和离子交换层析等方法分离纯化玉米肽，得到优势组分C2b，其测定清除DPPH能力为21.34%.

4 抗疲劳肽的序列鉴定

测定抗疲劳肽的序列对于研究其功能及性质具有重要的意义，测定抗疲劳肽的序列也是目前生物活性肽科学研究中的重要内容之一.质谱法是测定抗疲劳肽序列的最主要的方法，常与反相高效液相色谱联用.在质谱分析中，样品经过离子化后进行分离的依据是离子质荷比(m/z)，通过测量不同离子谱峰的强度进行分析.早在1980年代，基质辅助激光解吸电离(matrix-assist laser desorption ionization，MALDI)和电喷雾电离技术(electrospray ionization，ESI)就受到了广泛的重视.基质辅助激光解吸电离质谱技术测定的分子质量上限为400 ku，对盐分的耐受性较大.电喷雾电离质谱技术测定的分子质量上限为150 ku，分辨率较高，常与液相色谱联用.近几年串联质谱仪的发展，使质谱的结构分析的功能进一步加强，能够更加迅速、灵敏地测定多肽的氨基酸序列，鉴定侧链的修饰位点以及确定二硫键的位置.刘丹等[45]以液质联用(RP-HPLC在线连接ESI-MS/MS)测得具有抗疲劳活性的秋刀鱼蛋白肽的两个优势组分PSPHs-C2及PSPH-C3的氨基酸序列，分别为His-Gly-Glu-Glu和Ser-Gly-Ala-Ala-Met.

5 抗疲劳肽的功能评价方法

5.1 抗疲劳运动耐力试验

5.1.1 小鼠爬杆试验 小鼠的爬杆时间可用来评价小鼠的疲劳程度.一般小鼠爬杆试验的方法为：定期灌胃小鼠一段时间后，对小白鼠进行爬杆试验.将光滑有机玻璃杆置于距离地面一定高度处通过一定装置将上端固定，下端悬空，将小鼠放在玻璃杆上，此时小鼠肌肉处于紧张状态，小鼠到达疲劳状态时会从杆上滑落下来，以小鼠的爬竿时间作为疲劳的评价指标.罗翔丹等[46]发现鹿茸多肽能够提高小鼠爬杆的时间.张玉萍等[47]通过小鼠爬杆试验评价电裂解大豆肽的抗疲劳活性，发现其能显著延长小鼠爬杆时间，增加小鼠运动过程中肝糖原和肌糖原含量，减少血清尿素氮的含量、血清乳酸的增加量，最后得到电裂解大豆肽具有显著的抗疲劳作用的结论.Ding et al[48]通过小鼠爬杆试验评价水母胶原蛋白水解肽的抗疲劳活性，发现处理组的小鼠的爬杆时间均比对照组长，血乳酸、血尿素氮含量比对照组低，糖元含量高于对照组，具有良好的抗疲劳活性.

5.1.2 小鼠游泳试验 小鼠的负重游泳力竭时间可用来评价小鼠的疲劳程度.一般小鼠游泳试验的方法为：定期灌胃小鼠一段时间后，对其进行负重游泳试验.给小鼠的右侧臀负荷适当重量的铅片，置于适当尺寸、水温的水槽中游泳，将小鼠从入水游泳至力竭的时间记录下来.小鼠游泳力竭的判定标准为没入水面7s不再上浮.Chen et al[49]为研究维生素B对人参皂苷的抗疲劳性的影响，定期给小鼠灌胃人参皂苷一段时间，结果发现人身皂苷可以延长小鼠游泳时间，降低血乳酸、血尿素氮含量，具有抗疲劳作用，而B族维生素可显著降低抗疲劳作用，对人参皂苷Re的生物利用度有着一定的削弱作用.Wang et al[50]从猪的脾脏中分离出来一个十肽CMS001，并对其对小鼠负重游泳时间的影响展开了研究，发现定期灌胃该物质能延长小鼠的负重游泳时间，并且降低血尿素氮水平，并降低血液中的乳酸积累，进一步表明其具有抗疲劳作用.Nam et al[51]通过小鼠力竭游泳模型研究了发酵猪胎盘中甘氨酸—亮氨酸和亮氨酸—甘氨酸二肽的抗疲劳活性，发现甘氨酸—亮氨酸和亮氨酸—甘氨酸二肽具有较好的抗疲劳活性，在抗疲劳剂的市场上具有较大的应用前景.

5.2 常用的抗疲劳生化指标

常用的抗疲劳生化指标包括血清肌酸激酶、血乳酸、血尿素氮、血睾酮、糖元等，测定运动疲劳时各指标含量，可以用作评价疲劳程度及恢复程度(表5).

6 抗疲劳肽的作用原理

6.1 疲劳的发生机制

1982年第五届国际运动生化会议上提出：疲劳是指机体已经无法维持原有的运动强度持续进行某一特定水平上的运动.Lee et al[70]认为疲劳是在同等工作强度下工作一段时间后机体的工作能力下降、能量供应不足的一种状态.疲劳的主要特征体现为运动能力迅速下降，做功以及力量不能维持在原有的水平、工作效率降低、失误及事故增多、体力减退[71].人体处于疲劳状态时，如果不及时恢复，逐渐积累，则可能会引起“慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome，CFS)”、“过度训练综合症”等，导致机体内分泌失调、免疫力下降，甚至会诱发疾病，威胁人类健康.从相关研究来看，疲劳的发生机制主要有以下几点.

机理一：能源物质耗竭学说.该学说认为引发疲劳的原因是运动时体内ATP、CP、脂肪和糖元等能源物质被大量消耗[72].Qi et al[73]也认为糖元的消耗、血糖水平的下降是机体疲劳的重要影响因素.因为机体ATP和CP的含量有限，长时间运动主要消耗糖和脂肪，而持续长时间运动糖会大量消耗糖元物质，糖元物质及血糖含量急剧下降，机体能源物质供给不足，导致机体器官功能下降，进而导致机体疲劳.

机理二：疲劳物质蓄积学说.随着疲劳的加深，肌肉或血液中的乳酸、丙酮酸等酸性物质会不断增加，因而有人提出疲劳产生的原因是肌肉收缩、腺体分泌、神经冲动传递等生理过程重复进行时，物质代谢产生的一些疲劳物质蓄积[74].

表5 抗疲劳指标Table 5 The index of antifatigue

机理三：中枢递质失衡.多巴胺是脑内中枢兴奋性神经递质，而5-羟色胺是抑制性神经递质.机体正常时，脑内多巴胺和5-羟色胺的含量保持相对平衡，机体的活动正常运行.机体进行长时间运动时，支链氨基酸通过血液到达运动肌氧化供能，游离色氨和支链氨基酸的相对比值升高，并且脑内游离色氨酸含量增多，其原因为游离色氨酸透过血脑屏障而进入脑内.长时间运动时糖元、蛋白质功能不足，甘油和脂肪酸氧化供能增加，为肌肉收缩供能.但由于脂肪酸不溶于，水故其运输过程中必须与血浆白蛋白结合，因而游离脂肪酸会与游离色氨酸竞争白蛋白上的结合位点.由于色氨酸与白蛋白结合较为松散，易于解离，在竞争中处于劣势，因而血液中游离色氨酸含量升高，通过血液运输进入脑内.脑内增加的游离色氨酸通过色氨酸羟化酶和5-羟色氨脱竣酶两种酶的作用合成5-羟色胺.5-羟色胺大量增加致使多巴胺和5-羟色胺比例失调，机体运动能力下降，疲劳产生[75].

机理四：内环境稳定性失调学说.此学说认为，机体在大强度的运动下代谢活动明显增强，致使血液pH值降低，血浆渗透压及电解质浓度等发生变化，导致机体的内环境改变，进而导致疲劳的产生[76].

机理五：自由基学说.如图1，机体在进行高强度、剧烈或者衰竭运动后，机体自由基的代谢增强，有学者认为，活性氧自由基会与膜性结构发生过氧化反应，生成脂质过氧化物，将会破坏膜结构，影响膜的正常功能，并且有可能诱发血红蛋白尿、血清酶和肌蛋白升高，运动性贫血、延迟性肌肉酸痛、肌肉疲劳等病理性改变.因此，运动后产生的大量自由基可能是机体疲劳的重要原因[77].Fu et al[78]也认为运动后产生的大量活性氧自由基与机体运动能力降低、肌肉疲劳和肌肉损伤密切相关.

机理六：突变学说.突变理论认为运动疲劳不是单一因素下作用的结果而是各种因素相互作用的结果.突变学说认为运动疲劳产生的原因主要是兴奋性降低、肌力下降、能源物质消耗三维空间的平衡受到了破坏.单单一个因素如能源耗竭或肌力下降等导致肌肉僵直的情况是不会出现的.机体能源物质消耗过程以及神经或肌肉的兴奋性过程中存在一个突变点，此突变点主要表现为兴奋性的急剧下降或者输出功率的骤然崩溃，进而导致运动性疲劳的发生.突变理论认为机体内运动性疲劳的控制链的每一部分都至关重要，任何部分被破坏都会影响骨骼肌的收缩，进而导致疲劳的产生[79].

图1 自由基的作用机理Fig.1 The mechanism of free radical

6.2 抗疲劳肽的作用机制

抗疲劳肽具有一系列优点，例如维持机体内环境的稳定、调节机体器官的功能、促进机体代谢、提高机体工作能力.另外，运动员补充适量水解蛋白肽，可增加其体重(特别是瘦弱者)，增强其肌肉力量，提高其血清总钙含量，延缓或者抑制因为运动疲劳而引起的机体内的“负氮平衡”产生的副作用，保持或者促进机体内蛋白质的正常合成，降低或者减轻因运动而引起的各种生理变化，进而达到抗疲劳的作用.抗疲劳肽的作用机理可能是以下几个方面.

机理一：抗疲劳肽能够提高疲劳机体的糖元含量.机体进行长时间、过量的运动将会大量消耗体内糖元物质，机体产生疲劳感.抗疲劳肽能够提高疲劳机体的糖元含量，提高机体的运动机能，延缓机体的疲劳[80].刘娜等[81]对大豆寡肽进行抗疲劳作用研究，结果发现，大豆寡肽能够延长小鼠力竭游泳时间，提高肌糖原和肝糖原含量，进而起到一定的抗疲劳作用.张铁华等[82]通过复合酶可控水解玉米蛋白粉制得高F值寡肽，并研究高F值寡肽的抗疲劳，发现与对照组相比，高、中剂量组灌胃小鼠游泳后肝糖原含量分别为对照组的3.2和2.3倍，起到一定的抗疲劳作用.Sun et al[83]以蛋清蛋白粉为原料，通过胃蛋白酶酶解制得蛋清肽，并进行抗疲劳性研究，发现其能提高小鼠运动后的肝糖原和肌糖原含量，具有一定的抗疲劳活性.

机理二：抗疲劳肽能够消除疲劳物质蓄积.运动疲劳会造成血乳酸、血尿素氮等疲劳物质堆积，抗疲劳肽能够抑制乳酸、血清尿素氮等物质在运动机体内的含量，缓解机体的疲劳[84].尹晓平等[85]通过酶解天山马鹿血制备抗疲劳肽并对其进行抗疲劳研究，定期灌胃小鼠天山马鹿血多肽，结果发现其定期灌胃的试验组小鼠运动后血尿素氮和血乳酸含量水平均低于对照组.徐恺等[86]通过对小鼠定期灌胃南极磷虾脱脂蛋白肽以研究其对小鼠抗疲劳的影响，发现高剂量组小鼠负重游泳时间均明显高于空白组，血清中血乳酸、血尿素氮含量明显低于空白组.

机理三：抗疲劳肽具有清除自由基的作用.机体新陈代谢过程中会产生一类不仅具有非常活跃的化学性质与高度氧化活性，而且带有1个或几个不配对电子的基团或者原子，该原子或基团称为自由基.如图2所示，自由基具有十分活跃的化学性质，为了重归稳态，自由基会抢夺其他分子的电子来配对.而抗氧化剂可以通过贡献自己的电子来中和自由基，抑制自由基的连锁反应[87].自由基主要包括以下几种：羟自由基(·OH)、超氧阴离子自由基()、过氧化氢(H2O2)和单线态氧(1O2).机体内适量的自由基是维持生命活动所必需的，但过量的自由基会与机体内的其他化学物质发生反应，对机体产生一定的损害，导致心脑血管疾病、退行性疾病和组织损伤炎症等各种疾病.故而，氧自由基被认为与机体运动能力降低、肌肉疲劳、肌肉损伤等有密切联系.有学者认为机体补充抗氧化剂能够减缓氧化损伤并且有利于改善机体的免疫功能.抗氧化肽发挥作用的主要原理是自由基清除效力、金属离子螯合作用和猝灭单线态氧.近些年，许多医学研究表明，运动后机体产生大量自由基，会破坏组织和细胞的生物膜使其通透性发生变化，引发生物膜脂质过氧化反应，造成蛋白质变性和线粒体功能障碍等，导致Ca2＋在胞浆中蓄积，细胞代谢受到阻碍，线粒体呼吸链受到了破坏，肌肉收缩能力下降，从而使机体处于疲劳状态.因此，自由基的蓄积是引起疲劳产生的重要原因.机体在运动缺氧状态下，各个组织器官会自我调节为机体供能，促进代谢产物的清除，促进机体自由基的清除，提高机体耐受力.机体运动到力竭时，自由基的生成量是正常水平的2～3倍，自由基的清除速率小于生成速率，使得机体抗氧化体系失去了平衡，脂质过氧化物水平升高，造成一系列的生化指标变化，例如酶失活、蛋白质变性、细胞生物膜功能降低、离子运转紊乱等，导致机体运动能力下降.正常情况下机体自由基产生与清除体系保持平衡，当机体进行高强度、过负荷的运动之后，机体内这一平衡被打破，生物膜的不饱和脂肪酸受到大量自由基的攻击使其通透性受到破坏，产生了细胞内酶外释、红细胞裂解、细胞离子转运紊乱、线粒体功能失调、氧代谢能力减弱、ATP生成减少及能量供应不足等影响，致使机体的运动能力下降，进而导致产生疲劳[88].顾芳等[89]对乳源免疫调节肽进行抗疲劳肽研究时发现乳源免疫调节肽能够提高小鼠运动后的自由基清除能力.肖露平[90]研究表明，在相同的运动强度下，灌喂大豆肽组的小鼠的自由基清除活力显著高于生理盐水组.

图2 抗疲劳肽的作用机理Fig.2 The mechanism of anti-fatigue peptide

目前有多种生物活性肽被证实具有抗氧化活性的同时，还具备了抗疲劳的效果.王茵等[91]在研究天然虾青素的抗氧化和抗疲劳活性时发现天然虾青素的抗氧化和抗疲劳能力的关系呈正相关，二者相辅相成.陈圆圆等[92]研究发现天然虾青素不仅能够为机体提供能量，也能够减少肌肉乳酸的生成，减少肌肉损伤，而且能够促进自由基的清除，提高超氧化物歧化酶活力，提高机体的抗氧化能力，并且抗氧化与抗疲劳之间存在着显著的相关性，通过补充抗氧化剂也能延缓机体疲劳，提高运动能力.申彩虹[93]以海参干制品为原料制备海参寡肽与海参多肽，通过体外抗氧化试验与体内抗疲劳动物试验对比两者的生物活性差异，结果发现海参肽具有显著的抗氧化活性及抗疲劳活性，海参寡肽抗氧化活性及抗疲劳活性显著优于海参多肽，并且发现其抗疲劳活性与分子量分布有一定联系.

此外，在一些非肽类活性物质中也发现抗氧化与抗疲劳活性存在一定的关联性.陈飞等[94]研究发现筋骨草可以延长小鼠负重游泳时间，降低运动后小鼠血尿素氮含量，提高肝糖原和肌糖原的储备量，降低血清丙二醛水平，提高超氧化物歧化酶活性，具有较强的抗疲劳和抗氧化活性.陈慧婵[95]通过连续4周对小鼠灌胃一定质量浓度梯度的香菇全粉溶液，发现香菇全粉溶液能够延缓疲劳的发生，促进疲劳消除，提高小鼠的运动耐力，具有良好的抗疲劳作用，并且可以提高机体的总抗氧化能力，提高机体超氧化物歧化酶等多种抗氧化酶活性，促进机体分解有害物质，促进机体清除运动后产生大量的自由基，减缓自由基对机体的损害，具有良好的体内抗氧化作用.李明[96]研究发现白花蛇舌草多糖能显著延长小鼠的力竭游泳时间，提高肝糖原和肌糖原储备量，抑制丙二醛的累积，增加血清SOD活性，并且通过一系列体外试验研究发现白花蛇舌草多糖能够清除氧自由基和羟自由基，因而白花蛇舌草多糖不仅具有体外抗氧化活性，还具有良好的抗疲劳活性.

7 抗疲劳肽研究现状与展望

疲劳是机体运动一段时间后运动机能下降、不能保持原有运动水平的症状，已经成为影响人体健康、工作效率的严重问题[97].随着社会的发展、生活节奏的加快，因工作需要而造成的饮食不规律、睡眠不足等问题持续困扰着人们，最终导致人们的身体持续处在亚健康状态.人们越来越重视对具有抗疲劳、提高免疫力等功效的功能性食品的研究，而抗疲劳肽是一种良好的生物活性肽，在吸收速率、生物学功能方面具有很大的开发潜力.目前，抗疲劳肽的研究主要集中于抗疲劳肽的提取、分离及其产品研发，对抗疲劳肽量效关系和构效关系的研究尚不够深入，还有许多未知领域等待发掘.Hayakawa et al[98]研究发现，脑内炎症可能是疲劳的一大诱因.近年来对于脑内疲劳的研究还知之甚少，复杂的神经通路与疲劳的关系还有待研究.在抗疲劳肽的评价方面，目前普遍通过小鼠试验，测定小鼠血液指标来评价其抗疲劳的功效，但小鼠模型还缺乏统一的标准以及疲劳模型，不同的造模会造成抗疲劳功能性评价尺度不一致，制约着抗疲劳肽研究的进一步发展.我国抗疲劳肽相关研究与发达国家还有一定差距，在国内的认可度也不高，但正因此给了我国抗疲劳肽产品广阔的发展空间.在以后的研究中，应该寻找出某种更能准确反映抗疲劳肽与机体关系的疲劳模型，并且加深抗疲劳肽的量效关系和构效关系的研究，以促进抗疲劳肽的深入研究.

现代营养学研究认为，生物活性肽易被机体消化吸收，当体内营养物质被过量消耗时，会导致机体内环境失调，各系统功能紊乱、低效.当机体处于疲劳状态时，摄入生物活性肽将会有效地补充活性物质和营养物质，使细胞代谢得到改善，失调的内环境得以恢复，使身体的各系统、各器官正常地工作，进而达到延缓或消除疲劳的目的.故而，抗疲劳肽作为一种功能性食品的重要基料，受到了从事体力、脑力、体育运动等的人群的青睐[99].目前行业对于抗疲劳肽的研究正在不断加深，已有学者从牛乳、灵芝、人参、牡蛎等动植物中提取出具有抗疲劳活性的生物活性肽，但对于具有抗疲劳活性的生物活性肽的开发和应用还比较匮乏.肖笑洁[100]将阿片肽应用于奶粉中制成了富含阿片肽奶粉，通过试验证实了富含阿片肽奶粉能够改善睡眠，有抗疲劳的作用.李存孝[101]以大豆蛋白为原料，灵芝为菌种，进行液态深层发酵生产肽饮料，通过肽饮料的抗疲劳生理活性试验表明，该肽饮料具有明显的抗疲劳活性.马晓伟等[102]用人参总皂苷提取物、肌醇、精氨酸、牛磺酸、浓缩果汁等物质制成参肽氨基酸饮料，研究发现该饮料可以提高小鼠运动后的肝糖原含量，降低血乳酸含量，具有良好的抗疲劳作用.郭丽等[103]以新鲜牛奶、黑米和大豆β-伴球蛋白肽为原料，通过一系列加工过程研发出一种具有抗疲劳功效的保健型酸乳.雷海容等[104]以大豆低聚肽和低脂奶粉等原料制备出了一种富肽奶粉，并且由小鼠负重游泳试验可知，服用不同剂量的富肽奶粉试验组均能延长小鼠的负重游泳时间，其中剂量为6 g·d-1的试验组小鼠平均游泳时间高于2 g·d-1组，并且比对照组延长了3.3 min，表明富肽奶粉具有一定的延缓疲劳、延长运动时间的作用.但是，抗疲劳肽应用的食品的种类仍十分有限，目前食品行业仍需对此进行研究，更好地将其应用于食品中.

随着社会的发展，抗疲劳肽的研究和应用越来越受到了各界的关注，抗疲劳肽的作用机制、构象及功能评价的深入研究将会对新的抗疲劳肽的探索与确定产生较大帮助.抗疲劳肽在吸收速度及生物学功能方面都具有独特的优势.未来，抗疲劳肽将会引领抗疲劳功能性食品的潮流，并成为食品行业研究的新热点，同时成为氨基酸药物以及保健食品研发的新趋向.