生物態含鐵蛋白食品在預防運動性貧血中的應用

康云娜

（周口師范學院體育學院，河南周口466000）

生物態含鐵蛋白食品在預防運動性貧血中的應用

康云娜

（周口師范學院體育學院，河南周口466000）

運動性貧血是運動領域重要關注的問題，嚴重影響運動員的身體健康和競技水平。為改善現狀，采用蚯蚓為原料，提取生物態含鐵蛋白，聯合黑木耳汁和紅棗汁開發一種功能性食品。通過小鼠和運動員的運動性貧血改善實驗分析這種食品的功能性，研究結果證實所制備的功能性食品可以有效緩解改善小鼠和運動員的運動性貧血癥狀，并具有一定安全性。

蚯蚓；生物態含鐵蛋白；功能性食品；運動性貧血

運動性貧血是指運動員在競技體育訓練過程中，由于運動劇烈導致紅細胞機械性損傷導致的貧血現象[1]。運動員患運動性貧血癥狀，將會出現一系列身體不適癥狀，包括呼吸系統障礙、神經系統障礙以及內分泌失調，最終導致運動員身體狀態下降和運動能力減弱[2]。傳統治療運動性貧血的方法主要是使用補鐵藥物，雖然效果較好，但可能會引起一系列的副作用，包括消化功能障礙和食欲減退等[3]。因此，通過膳食補充的方式改善運動性貧血癥狀具有更高的安全性，目前已經成為該領域的研究熱點[4]。生物態含鐵蛋白質是優秀的補血食材，以此為原料開發功能性食品具有較好的應用前景[5]。無脊椎動物由于飼養簡單，加工便捷，已經成為食品加工領域的熱點。蚯蚓是無脊椎動物中養殖最多的動物，其富含蛋白質、健康脂類、維生素和微量元素，特別是其獨有的生物態含鐵蛋白質，其血紅素的含量與哺乳動物血紅蛋白相接近，因此具有極高的開發價值[6]。本研究采用高效的提取方法制備蚯蚓生物體含鐵蛋白，以此為原料開發一種功能性食品，并選擇運動員參與實驗分析其預防運動性貧血的作用。

1 材料與方法

1.1 原料

日本紅蚯蚓購買自當地蚯蚓養殖戶；黑木耳汁和紅棗汁由吉林農業大學食品工程實驗室制備提供；白砂糖、酸味劑等食品添加劑購買自當地經銷商；乙醇、甲醛等化學試劑均為進口分析純。

1.2 主要儀器與試劑

1.2.1 儀器

Pro025型勻漿機：上海書俊儀器設備有限公司；DIP-1型高壓均質機：PhD Technology；Optima XPN型低溫超速離心機：Beckman Coulter；DWG-7A型灌裝機：中國航空制造工廠研究所；DHG-9303型恒溫干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；LGJ-18S型真空冷凍干燥機：上海豫明儀器設備公司；Z2型血細胞計數器：Beckman Coulter；HemoCueWBC型全自動血細胞分析儀：美國雷度；Multiskan GO型酶標儀：Thermo。

1.2.2 試劑

0.1mol/L無菌PBS和紅細胞稀釋液購買自鼎國生物；丙二醛（MDA）測試盒和肝臟超氧化物歧化酶（SOD）測試盒購買自南京建成生物工程研究所提供；膜轉運蛋白和鐵調素蛋白ELISA檢測試劑盒購買自武漢博士德；人類血紅蛋白、血清鐵蛋白ELISA檢測試劑、人類紅細胞內游離原卟啉檢測試劑盒購買自上海生工。

1.3 蚯蚓生物態含鐵蛋白質的提取

取一定量新鮮蚯蚓，充分清洗，立即進行勻漿，勻漿過程中緩慢加入蒸餾水，添加比例為蚯蚓量的十分之一，勻漿后立即進行離心，收集上清液。采用飽和硫酸銨法沉淀上清液中的活性蛋白，小心收集沉淀，0.1mol/LPBS中透析過夜。蛋白復溶后，采用柱層析法進一步純化，收集紅色的生物態含鐵蛋白，進24 h透析，透析后采用真空冷凍干燥法制備生物態含鐵蛋白干粉，經鑒定純度達到99.5%以上。

1.4 功能性食品的研制

將生物態含鐵蛋白使用蒸餾水溶解后調整濃度至3mg/mL，按照1∶1∶1（體積比）與木耳汁和紅棗汁共同混合，精心調配風味，使用均質機充分均質，立即脫氣處理后開始灌裝（200mL/罐），超高溫滅菌后冷卻至室溫備用。

1.5 預防運動性貧血實驗

1.5.1 運動性貧血小鼠模型

選擇40只8周齡雄性昆明鼠，隨機分成實驗組和對照組兩組，每組20只。實驗組和對照組小鼠每日保持跑臺訓練30min，同時實驗組小鼠進行2%苯肼皮下注射處理，注射后所有48 h內小鼠未出現死亡現象，并進行小鼠紅細胞含量測定，證明小鼠運動性貧血模型構建完成。模型建立后，兩組小鼠仍然保持運動訓練，同時實驗組小鼠每日補充生物體含鐵蛋白飲品3次，每次2mL。實驗共進行7d，結束后處死所有小鼠，分離小鼠血液、血清、肝臟組織，進行血細胞數量、血清MDA、膜轉運蛋白、鐵調素蛋白、肝臟SOD含量的檢測。

1.5.2 運動員實驗

通過調查，招募具有運動性貧血癥狀的運動員20人，隨機分成實驗組和對照組兩組，每組10人，一般資料如表1所示。

表1 運動員一般資料（±s）Table1 General information of athletes（±s）

表1 運動員一般資料（±s）Table1 General information of athletes（±s）

比例年齡/歲身高/cm體重/kg運動性貧血癥狀實驗組10 1∶1 23.15±0.23 172.56±0.12 61.24±0.03中度對照組10 1∶1 23.13±0.24 172.54±0.11 61.25±0.04中度組別n男女

兩組資料無顯著性差異，P＞0.05，具有可比性。兩組運動員均按照日常訓練標準進行訓練，其中實驗組人員連續服用生物體含鐵蛋白制品90 d，每日2罐，共400mL，早晚隨餐服用。實驗開始前和開始后的10、30、60、90 d均進行血液紅細胞數量、血紅蛋白、血清鐵蛋白、紅細胞內游離原卟啉含量的檢測。

1.5.3 檢測指標

小鼠運動性貧血和運動員運動性貧血實驗檢測指標的具體檢測方法如下。

1.5.3.1 小鼠運動性疲勞相關指標檢測

所有參與實驗的小鼠斷頸采集血液，首先采用細胞計數板計數法測定血液中的紅細胞含量，隨后取10μL使用血液稀釋液進行10倍稀釋，再采用全自動血細胞分析儀、硫代巴比妥酸比色法和ELISA，進行血清MDA、膜轉運蛋白、鐵調素蛋白、肝臟SOD含量檢測，所有操作均按照試劑盒說明書要求完成。

1.5.3.2 人體運動性貧血相關指標檢測

根據實驗檢測日期，分別采集參與實驗人員血液樣本，采用ELISA法和亞鐵嗪法分別檢測人體血紅蛋白、血清鐵蛋白、紅細胞內游離原卟啉含量。

1.5.3.3 不良反應事件

在運動性貧血實驗過程中，對小鼠和運動員的健康狀態進行緊密觀察，并與當地三甲醫院聯系，對運動員進行定期常規體檢。

1.6 數據統計與分析

所有數據均采用SPSS19軟件進行分析，計量資料以均數±標準差表示，P＜0.05認為差異具有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 小鼠實驗檢測結果

在小鼠運動性貧血模型中測試結果見表2。

表2 小鼠檢測結果（±s）Table2 Them ice test resu lt（±s）

表2 小鼠檢測結果（±s）Table2 Them ice test resu lt（±s）

注：*表示P＜0.05，差異顯著。

鐵調素蛋白/（ng/mL）實驗組3.26±0.12*6.42±0.04*3.39±0.14 15.52±0.11*19.44±0.01*對照組1.25±0.11 2.78±0.05 1.26±0.13 3.79±0.12 7.65±0.01組別血紅細胞數/（T/L）丙二醛/（ng/mL）SOD/（ng/mL）膜轉運蛋白/（ng/mL）

由表2可知，實驗組小鼠血液中血紅細胞數、丙二醛、SOD、膜轉運蛋白和鐵調素蛋白的含量均高于對照組小鼠，其中血紅細胞數、丙二醛、膜轉運蛋白和鐵調素蛋白的含量出現顯著性差異，P＜0.05。

2.2 運動員實驗檢測結果

同樣對患有運動性貧血癥狀的運動員進行觀察，研究結果見表3和表4。

表3 運動員血紅細胞數檢測結果（±s）Table3 The red blood cellcountof ath letes testing results（±s）

表3 運動員血紅細胞數檢測結果（±s）Table3 The red blood cellcountof ath letes testing results（±s）

注：*表示P＜0.05，差異顯著。

90 d/（T/L）實驗組1.15±0.02 1.44±0.11 2.61±0.05*3.37±0.03*5.49±0.02*對照組1.14±0.03 1.19±0.10 1.35±0.04 1.93±0.04 2.23±0.03組別0 d/（T/L）10 d/（T/L）30 d/（T/L）60 d/（T/L）

表4 運動員血液樣本檢測結果（±s）Table4 Theblood samp leofathletes tesing results（±s）

表4 運動員血液樣本檢測結果（±s）Table4 Theblood samp leofathletes tesing results（±s）

注：*表示P＜0.05，差異顯著。

游離原卟啉/（ng/mL）實驗組開始1.12±0.03 2.14±0.02 2.67±0.05結束4.47±0.03*7.33±0.01*5.13±0.04*對照組開始1.13±0.04 2.15±0.03 2.66±0.04結束1.89±0.03 3.32±0.02 3.15±0.03組別階段血紅蛋白/（ng/mL）血清鐵蛋白/（ng/mL）

由表3和表4可得，實驗組運動員連續服用生物態含鐵蛋白食品10 d后即出現血細胞數量明顯增多，30 d后已經顯著高于對照組運動員，在第90天，實驗組運動員血細胞數量已經高于對照組運動員2倍以上。實驗組運動員在血紅細胞數量增多的同時，血紅蛋白、血清鐵蛋白和血液中游離原卟啉的含量也發生顯著改善，在實驗開始和結束階段，組內和組間均發生顯著性增強，P＜0.05。

2.3 不良反應事件

參與實驗的小鼠和運動員整個過程中均為發生任何不良反應事件，證實制備的生物態含鐵蛋白制品具有明顯的安全性。

3 討論

運動性貧血普遍存在于我國體育運動員中，嚴重影響我國體育水平提高。目前引起運動性貧血的原因較多，主要是由于以下5點原因造成：（1）血液稀釋，由于運動導致激素失調，出現抗利尿激素表達水平上調，引起體內水含量大幅度提高[7]；（2）血管內溶血，劇烈的體育運動導致紅細胞存活時間減少或出現破裂現象，導致溶血現象發生；（3）消化道出血，運動員長期的耐力訓練，可能導致胃腸道局部出血現象，將會導致貧血癥狀發生[8]；（4）女性月經紊亂，研究指出女性運動員存在由于運動導致的月經不調現象，特別是在備賽期間出血流量增大的現象，可能會導致貧血的發生；（5）營養攝入缺乏，膳食補充錯誤將直接或間接導致鐵元素的攝入不足，最終引起運動性貧血[9]。這一系列的發生原因基本與鐵色素缺乏有關，因此及時補充生物態含鐵蛋白可以快速補充鐵色素，修復受損紅細胞，預防并緩解運動性貧血癥狀。蚯蚓一直是優秀的食品原料，但是受到傳統觀念和外觀的影響，蚯蚓制品通常難以令人接受。但是由于蚯蚓養殖技術簡單易學，飼養成本低，導致蚯蚓養殖業迅速發展，采用先進的提取方法，制備蚯蚓功能活性成分，并以此為原料開發食品已經成為主流。蚯蚓的生物態鐵蛋白由200多個亞基組成，屬于大分子活性物質，以生物態的形式大量分布在蚯蚓全身，因此具有已提取的基礎[6，10]。

本研究采用蚯蚓生物態含鐵蛋白為原料，開發一種功能性食品，在預防緩解小鼠和運動員的運動性貧血實驗中，實驗組小鼠血細胞數量、丙二醛、膜轉運蛋白、鐵調素蛋白、肝臟SOD含量均優于對照組小鼠，其中血細胞數量、丙二醛、膜轉運蛋白、鐵調素蛋白數值差異顯著，P＜0.05；實驗組運動員血細胞數在從30 d開始增長量均顯著高于對照組運動員（P＜0.05），在60 d后，實驗組運動員血細胞數已到達正常數值；而實驗組運動員血紅蛋白、血清鐵蛋白、紅細胞內游離原卟啉數值均顯著高于對照組，P＜0.05。研究結果證實這種生物體含鐵蛋白食品具有優秀的抗貧血功能，在食品研發層面對人類健康和體育產業發展具有實際應用價值。

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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（漢），講師，碩士，研究方向：運動人體科學。