運(yùn)動(dòng)性疲勞的機(jī)制與大豆多肽對(duì)其調(diào)控的研究進(jìn)展

吳良文，陳 寧*

（武漢體育學(xué)院健康科學(xué)學(xué)院，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練監(jiān)控湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天久運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品研發(fā)中心，湖北 武漢 430079）

機(jī)體在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，糖原被大量消耗，血糖濃度降低，引起蛋白質(zhì)的利用增加，骨骼肌蛋白分解供能，能量代謝產(chǎn)物堆積，致使內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)被破壞，可能導(dǎo)致骨骼肌損傷，從而影響機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力，導(dǎo)致機(jī)體疲勞的發(fā)生。這種由于運(yùn)動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)能力以及身體功能暫時(shí)性下降，稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)性疲勞。適度的運(yùn)動(dòng)性疲勞可通過(guò)一定手段恢復(fù)，但是過(guò)度的運(yùn)動(dòng)性疲勞會(huì)引起機(jī)體的骨骼肌損傷，損害身體健康[1]；因此，研究緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞的方式具有重大的實(shí)際意義。目前，許多食品機(jī)構(gòu)或企業(yè)利用大豆多肽的生物學(xué)特性研制出的運(yùn)動(dòng)飲料能起到很好的抗疲勞作用，并證實(shí)大豆多肽在抗疲勞或者緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞等方面有比較積極的效果[2-3]。

1 運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生機(jī)制

自19世紀(jì)以來(lái)，為了研究清楚運(yùn)動(dòng)性疲勞產(chǎn)生的機(jī)制與機(jī)理，研究人員對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞進(jìn)行了大量研究，同時(shí)嘗試從不同角度解釋運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生原因，并提出了“耗竭學(xué)說(shuō)”、“阻塞學(xué)說(shuō)”、“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失調(diào)學(xué)說(shuō)”等一系列的假說(shuō)[4-5]。目前，關(guān)于對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞普遍認(rèn)可的定義為：在運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)機(jī)體生理過(guò)程不能繼續(xù)保持它在特定水平上進(jìn)行或者不能維持某一預(yù)定的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，即稱(chēng)之為運(yùn)動(dòng)性疲勞。

運(yùn)動(dòng)性疲勞是人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中正常且比較復(fù)雜的生理現(xiàn)象，是身體為保持健康的一種自我警報(bào)信號(hào)，它迫使機(jī)體降低運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，防止機(jī)體發(fā)生過(guò)度的機(jī)能衰竭。適度的運(yùn)動(dòng)性疲勞對(duì)于增強(qiáng)體質(zhì)、獲得訓(xùn)練效果以及提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)具有促進(jìn)作用。運(yùn)動(dòng)性疲勞根據(jù)疲勞產(chǎn)生部位的不同，一般可以分為中樞性疲勞和外周性疲勞兩部分[6]。

1.1 中樞性疲勞機(jī)制

在運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，中樞神經(jīng)系統(tǒng)絮亂與運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生有著密不可分關(guān)系[7]。中樞性疲勞的產(chǎn)生實(shí)質(zhì)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種自我保護(hù)性抑制作用，以防止身體機(jī)能過(guò)度消耗。當(dāng)機(jī)體發(fā)生運(yùn)動(dòng)性中樞疲勞時(shí)，神經(jīng)中樞系統(tǒng)的興奮-抑制過(guò)程平衡將會(huì)被破壞，基底神經(jīng)節(jié)功能調(diào)控不足，導(dǎo)致機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力、學(xué)習(xí)能力下降以及情緒激動(dòng)等[8]。

中樞性疲勞主要是中樞性神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)激烈的、高負(fù)荷的活動(dòng)從而出現(xiàn)的保護(hù)性抑制措施。這種抑制是運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)整體機(jī)能以及運(yùn)動(dòng)能力下降外在表現(xiàn)的前提，有研究表明中樞神經(jīng)系統(tǒng)是機(jī)體產(chǎn)生興奮、發(fā)出沖動(dòng)以及調(diào)節(jié)肌肉收縮舒張的機(jī)能系統(tǒng)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能障礙會(huì)使人體運(yùn)動(dòng)能力以及工作能力水平下降。由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)非常復(fù)雜，因此，研究者在對(duì)中樞性疲勞進(jìn)行探索研究的過(guò)程當(dāng)中，還有很多問(wèn)題沒(méi)有得到解決。目前，中樞性疲勞的研究主要集中在與中樞性神經(jīng)活動(dòng)有關(guān)的氨基酸代謝、腦神經(jīng)遞質(zhì)（如5-羥色胺、γ-氨基丁酸、多巴胺、乙酰膽堿）以及血氨的代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)等[8-9]。

1.2 外周性疲勞

一般說(shuō)來(lái)，外周性疲勞主要發(fā)生在神經(jīng)肌肉節(jié)點(diǎn)、突出傳遞點(diǎn)以及骨骼肌收縮舒張位置，從而引起肌肉最大收縮力以及收縮速度下降，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的降低。外周性疲勞可以分為神經(jīng)肌肉接頭疲勞、能源物質(zhì)耗竭引起的疲勞以及代謝產(chǎn)物堆積引起的疲勞[10]。

肌肉是機(jī)體運(yùn)動(dòng)的主要功能單位。外周疲勞的研究重點(diǎn)主要集中在肌肉內(nèi)部能源物質(zhì)代謝與調(diào)節(jié)、肌肉細(xì)胞以及局部肌肉的血液內(nèi)環(huán)境變化等方面。當(dāng)肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，生物體內(nèi)糖類(lèi)、脂類(lèi)等能源物質(zhì)被大量消耗用于供能，而乳酸、氨等代謝產(chǎn)物開(kāi)始在體內(nèi)大量堆積，導(dǎo)致骨骼肌內(nèi)pH值逐漸降低，肌肉細(xì)胞中Ca2＋轉(zhuǎn)移受到抑制，肌肉收縮能力顯著下降，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生[11]。另外，氧自由基及其引起的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)增強(qiáng)，破壞了生物體內(nèi)環(huán)境的平衡[12]，引起機(jī)體生化指標(biāo)變化以及運(yùn)動(dòng)能力下降[13]，也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞的發(fā)生。

2 運(yùn)動(dòng)性疲勞相關(guān)信號(hào)通路

2.1 骨骼肌蛋白質(zhì)的合成信號(hào)通路

磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidynositol 3 kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，Akt）/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號(hào)通路是促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)合成、修復(fù)肌肉損傷的主要途徑之一[14]（圖1）。PI3K是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)因子，機(jī)體在長(zhǎng)時(shí)間大量運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)胞受到內(nèi)環(huán)境因素變化引起的刺激如缺氧、pH值降低等，從而激活PI3K[15]。Akt可以通過(guò)磷酸化多種酶、激酶或轉(zhuǎn)錄因子等下游因子的方式，介導(dǎo)多種生物學(xué)效應(yīng)。Akt是重要的抗凋亡調(diào)節(jié)因子，被認(rèn)為是PI3K下游的作用靶物[16]。當(dāng)細(xì)胞在受到過(guò)量運(yùn)動(dòng)引起的內(nèi)環(huán)境變化刺激后，PI3K被激活，促使質(zhì)膜磷酸肌醇磷酸化，催化生成磷脂酰肌醇三磷酸（phosphatidylinositol(3,4,5)bisphosphate，PIP3），PIP3可以作為細(xì)胞信號(hào)傳遞的信使介導(dǎo)PI3K多種功能[17]。PIP3同時(shí)招募擁有pH結(jié)構(gòu)域特征的3-磷酸肌醇依賴(lài)性激酶-1（3-phosphoinsitide-dependentprotein kinase-1，PDK1）和Akt至細(xì)胞質(zhì)膜上，促使PDK1通過(guò)將Akt激酶區(qū)的Thr308位點(diǎn)磷酸化從而實(shí)現(xiàn)Akt的激活[18]。激活的Akt主要是通過(guò)介導(dǎo)下游底物mTOR磷酸化的方式，發(fā)揮促進(jìn)蛋白質(zhì)合成、修復(fù)骨骼肌蛋白質(zhì)損傷的作用[19]。mTOR是PI3K/Akt信號(hào)通路下游的一個(gè)靶蛋白，mTOR主要是通過(guò)激活核糖體蛋白S6激酶1（ribosomal protein S6 kinase β1，RPS6KB1或S6K1）的方式磷酸化核糖體蛋白6（ribosomal protein S6，RPS6）或者磷酸化真核翻譯起始因子4E（eukaryotic initiation factor 4E，eIF4E）的抑制因子——4E結(jié)合蛋白（4E-binding protein 1，4E-BP1），達(dá)到調(diào)控蛋白質(zhì)合成過(guò)程的作用[20]。

圖1 運(yùn)動(dòng)性疲勞相關(guān)信號(hào)通路Fig. 1 Exercise fatigue-related signaling pathways

S6K1可以通過(guò)磷酸化的方式調(diào)節(jié)mRNA翻譯過(guò)程的蛋白質(zhì)，例如eIF4B、核糖體蛋白S6（ribosomal protein S6，rpS6）和真核翻譯延伸因子2（eukaryotic elongation factor-2，eEF2）。因此，mTOR介導(dǎo)S6K1磷酸化可以間接調(diào)節(jié)mRNA翻譯的起始和延伸階段[21]。而mTOR磷酸化4E-BP1，可以促使4E-BP1與eIF4E分離，使得游離的eIF4E能夠與eIF4G結(jié)合，促進(jìn)翻譯起始[22]。有研究者證實(shí)，通過(guò)調(diào)控Akt/mTOR信號(hào)通路，可以促進(jìn)翻譯的起始和延伸，增加蛋白質(zhì)的合成，最終導(dǎo)致骨骼肌肥大，強(qiáng)化骨骼肌功能[23]。

2.2 骨骼肌蛋白質(zhì)降解信號(hào)通路

機(jī)體內(nèi)大部分蛋白質(zhì)的周轉(zhuǎn)活動(dòng)都是由泛素-蛋白酶體系統(tǒng)完成的[24]。泛素蛋白酶體系統(tǒng)工作途徑為：蛋白質(zhì)被泛素標(biāo)記之后，依次通過(guò)泛素活化酶（ubiquitin-activating enzyme，E1）、泛素結(jié)合酶（ubiquitin-conjugating enzyme，E2）、泛素連接酶（ubiquitin-ligase enzyme，E3）的作用，完成底物蛋白質(zhì)的泛素化，最終在26S蛋白酶體內(nèi)完成蛋白質(zhì)的降解。其中泛素連接酶E3是泛素-蛋白酶體系中的限速酶，它的主要功能是負(fù)責(zé)底物蛋白特異性識(shí)別以及促進(jìn)泛素轉(zhuǎn)移到相關(guān)底物蛋白上，其活動(dòng)受到嚴(yán)格的調(diào)節(jié)，在骨骼肌蛋白質(zhì)分解過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用[25]。骨骼肌蛋白質(zhì)的泛素化降解主要是依賴(lài)于特殊的E3、肌肉特異性環(huán)指蛋白1（muscle RING finger-1，MuRF1）和肌肉萎縮盒F蛋白（muscle atrophy F-box protein，MAFbx）[26]。骨骼肌蛋白質(zhì)主要是通過(guò)介導(dǎo)叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子O家族蛋白（forkhead box O，F(xiàn)OXO）和轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的表達(dá)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)泛素-蛋白酶體途徑的活性調(diào)節(jié)。FOXO3a是MuRF1和MAFbx的轉(zhuǎn)錄因子，激活FOXO3a的轉(zhuǎn)錄活性可以上調(diào)MuRF1和MAFbx的基因表達(dá)，促進(jìn)泛素-蛋白酶體的作用[27]。AMP激活的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）/Sirt1信號(hào)通路可以激活FOXO3a的轉(zhuǎn)錄活性，促進(jìn)MuRF1和MAFbx的表達(dá)和泛素蛋白酶體途徑的蛋白質(zhì)降解，而胰島素樣生長(zhǎng)因子1（insulin-like growth factor 1，IGF-1）/PI3K/AKT信號(hào)通路則是通過(guò)抑制FOXO3a的轉(zhuǎn)錄活性，下調(diào)MuRF1和MAFbx的基因表達(dá)，抑制肌肉蛋白質(zhì)降解[28]。當(dāng)細(xì)胞受到損傷等刺激的時(shí)候，NF-κB的抑制蛋白激酶（IκB kinase，IKK）被激活，引起抑制蛋白kappa Bα（inhibitor of kappa Bα，I-κBα）上多個(gè)位點(diǎn)被磷酸化，進(jìn)而被蛋白酶降解，促使NF-κB與其抑制物I-κB蛋白分離，被釋放轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞核，通過(guò)調(diào)節(jié)MuRF-1、MAFbx、FOXO3a的轉(zhuǎn)錄等方式實(shí)現(xiàn)調(diào)控蛋白質(zhì)降解的功能[29-30]。在生物分子實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在肌細(xì)胞培養(yǎng)中加入腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α），可激活NF-κB和增加泛素載體蛋白（ubiquitin carrier protein H2，UbcH2）表達(dá)量，增加NF-κB與UbcH2的結(jié)合能力；相反的，可通過(guò)抑制NF-κB的活性，從而抑制C2、C12肌管蛋白分解[31-32]。在大鼠進(jìn)行力竭跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后，研究者發(fā)現(xiàn)其腓腸肌NF-κB活性增加[33]，提示運(yùn)動(dòng)性疲勞會(huì)造成骨骼肌細(xì)胞的降解。

2.3 骨骼肌葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)信號(hào)通路

一般說(shuō)來(lái)，骨骼肌的供能主要是依賴(lài)葡萄糖代謝，人體內(nèi)大部分葡萄糖被骨骼肌所利用，因此骨骼肌內(nèi)糖類(lèi)的儲(chǔ)備以及攝取能力在維持人體血糖濃度穩(wěn)態(tài)和調(diào)控能量代謝平衡等方面發(fā)揮著重要的作用[34]。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4（glucose transporter 4，GLUT4）是骨骼肌細(xì)胞內(nèi)非常重要的葡萄糖運(yùn)載體，它的主要作用是通過(guò)易化擴(kuò)散、濃度差等作用方式將細(xì)胞外的葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)[35]。對(duì)敲除骨骼肌中GLUT4基因的小鼠進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，GLUT4基因的敲除將會(huì)引起嚴(yán)重的胰島素抵抗和葡萄糖耐受等不良癥狀，說(shuō)明GLUT4的表達(dá)或活性下降致使骨骼肌對(duì)葡萄糖攝取能力降低，以及GLUT4在骨骼肌細(xì)胞糖代謝系統(tǒng)當(dāng)中的重要性[36]。GLUT4的活性主要是由PI3K/Akt信號(hào)通路調(diào)控。當(dāng)骨骼肌細(xì)胞受到胰島素刺激之后，細(xì)胞膜上的胰島素受體迅速與胰島素結(jié)合，并且募集和磷酸化胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）。隨后，IRS蛋白與PI3K相互作用，激活PI3K促使質(zhì)膜磷酸肌醇磷酸化，促進(jìn)PIP3的生成。PIP3在細(xì)胞膜上招募并激活一些參與葡萄糖攝取、包含PH結(jié)構(gòu)域的色氨酸/蘇氨酸激酶，例如PDK1和mTORC2，從而激活A(yù)kt。Akt作為一個(gè)關(guān)鍵中心分子，可以通過(guò)調(diào)控含有GLUT4的囊泡轉(zhuǎn)位、靶向運(yùn)轉(zhuǎn)和融合等過(guò)程，從而影響GLUT4運(yùn)轉(zhuǎn)的整個(gè)過(guò)程[37-38]。

教學(xué)手段包括課本、演示文稿、講座、文章研讀、在線(xiàn)學(xué)習(xí)單元模塊、做項(xiàng)目、同學(xué)間進(jìn)行小組討論、在線(xiàn)參與班級(jí)討論并對(duì)至少兩位同學(xué)的發(fā)言進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、回復(fù)等，還有案例分析。每周至少要就該門(mén)課投入九小時(shí)以上的學(xué)習(xí)時(shí)間。教學(xué)模式是以學(xué)生為中心的教師引領(lǐng)輔助型，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、責(zé)任心和創(chuàng)造力。要求學(xué)生每周登錄教學(xué)軟件（Canvas），完成在線(xiàn)學(xué)習(xí)任務(wù)并提交作業(yè),教師線(xiàn)上線(xiàn)下對(duì)學(xué)生的提問(wèn)、討論和問(wèn)題解決方案給出積極正面的反饋意見(jiàn)。

3 功能活性肽——大豆多肽

3.1 大豆多肽的營(yíng)養(yǎng)成分

近年來(lái)，功能活性多肽營(yíng)養(yǎng)保健品已經(jīng)逐漸成為社會(huì)生活討論的熱點(diǎn)。自20世紀(jì)90年代開(kāi)始，活性多肽及其相關(guān)營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究備受關(guān)注。為了促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性疲勞和身體機(jī)能的快速恢復(fù)、提高運(yùn)動(dòng)健身愛(ài)好者的運(yùn)動(dòng)能力，活性肽營(yíng)養(yǎng)品的補(bǔ)充是非常有意義的嘗試。

大豆?fàn)I養(yǎng)豐富，其蛋白質(zhì)含量高、氨基酸組成均衡，是對(duì)人體非常重要的食品。在大豆蛋白酶解工藝中，酶的選擇非常重要。由于蛋白酶具有特異性，會(huì)導(dǎo)致大豆蛋白水解工藝條件和最終多肽產(chǎn)品特性的差異性。大豆多肽的制備方法比較多，包括蛋白水解、生物發(fā)酵、食品加工等。目前大豆多肽工業(yè)化常規(guī)的生產(chǎn)方法是在確定的溫度、pH值、底物濃度、酶濃度等條件下，通過(guò)木瓜醇蛋白酶等酶催化作用將大豆水解為多肽混合物。

有研究者對(duì)大豆多肽產(chǎn)品進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)大豆多肽具有與大豆蛋白相同的氨基酸組成，其水分、含氮化合物和多肽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為6.84%、74.32%和50.0%。并且，該產(chǎn)品當(dāng)中多肽和游離氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和為76.33%，其中人體的必需氨基酸（He、Leu、Met、Phe、Thr、Lys、Trp、Val）和兩種半必需氨基酸（Arg和His）質(zhì)量分別占氨基酸總質(zhì)量的24.94%和6.77%[39]。

3.2 大豆多肽的抗氧化性

巰基是非常重要的自由基清除劑，大豆植物蛋白中巰基基團(tuán)含量高，大豆蛋白水解產(chǎn)物中巰基的含量明顯高于大豆蛋白，因此大豆多肽具有較強(qiáng)的抗氧化性[40]。實(shí)驗(yàn)研究已經(jīng)證實(shí)，大豆多肽抗氧化能力與蛋白水解酶種類(lèi)以及水解度有關(guān)，蛋白酶濃度、水解產(chǎn)物多肽長(zhǎng)度和多肽鏈N末端、C末端的氨基酸組成以及氨基酸順序不同，均會(huì)影響抗氧化性基團(tuán)的表達(dá)，導(dǎo)致大豆多肽的抗氧化性功能不同[40-41]。

3.3 大豆多肽的物理化學(xué)性質(zhì)

大豆多肽基本是由小分子質(zhì)量的寡肽混合物組成，所以與分子質(zhì)量比較大的大豆分離蛋白相比，大豆多肽具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：溶解性在較寬的pH值范圍內(nèi)均較好，且受溫度影響比較小；黏度隨濃度變化不明顯，即使在高濃度的條件下依然呈現(xiàn)溶解狀態(tài)。因此，大豆多肽更容易被機(jī)體所吸收，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收更充分[42]。

4 大豆多肽對(duì)緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞的機(jī)制

4.1 恢復(fù)糖原儲(chǔ)備

在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度訓(xùn)練的過(guò)程中，機(jī)體內(nèi)部的氧氣被大量消耗，造成內(nèi)環(huán)境缺氧，使得葡萄糖分解供能之后轉(zhuǎn)化為乳酸，最終導(dǎo)致血液當(dāng)中乳酸堆積、身體內(nèi)部pH值降低，進(jìn)而引起酸中毒。這種酸中毒可能會(huì)刺激神經(jīng)末梢，引起肌肉痙攣、疼痛，與此同時(shí)，它還能一定程度上增加某些細(xì)胞膜的通透性[43]，引起肌肉收縮強(qiáng)度下降，最終導(dǎo)致疲勞[44]。一般說(shuō)來(lái)，機(jī)體進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的時(shí)候，主要是依賴(lài)于糖類(lèi)供能，激烈運(yùn)動(dòng)之后，體內(nèi)的肝糖原以及肌糖原大量被消耗，身體內(nèi)糖原儲(chǔ)備的多少在一定程度上可以決定機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力，因此糖原合成、儲(chǔ)備是運(yùn)動(dòng)性疲勞恢復(fù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)[34]。

過(guò)度的運(yùn)動(dòng)將會(huì)引起人體內(nèi)部自由基生成量增加，破壞與人體自由基清除能力之間的平衡，內(nèi)源性自由基的堆積將會(huì)引起脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)增強(qiáng)，破壞生物膜，影響內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性。當(dāng)細(xì)胞中活性氧（reactive oxygen species，ROS）過(guò)量時(shí)，可以抑制PI3K/Akt信號(hào)通路，進(jìn)而下調(diào)GULT4的表達(dá)與活性，導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取能力受到限制，引起血糖供應(yīng)異常。關(guān)于運(yùn)動(dòng)是否可以促進(jìn)骨骼肌GULT4蛋白以及GULT4 mRNA表達(dá)量增加，目前還沒(méi)有一個(gè)一致的結(jié)論。但是目前已經(jīng)有研究證實(shí)，經(jīng)過(guò)6 周過(guò)度訓(xùn)練后，小鼠腓腸肌的GULT4蛋白表達(dá)量沒(méi)有明顯增加，反而出現(xiàn)了下降的趨勢(shì)[45]。已經(jīng)研究證實(shí)，枯草芽孢桿菌發(fā)酵生產(chǎn)的大豆多肽能夠促進(jìn)GLUT4的表達(dá)，進(jìn)而可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取能力[46]。此外，另有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)利用大豆多肽喂養(yǎng)小鼠30 d之后，隨劑量（200、400、800 mg/（kg·d））增加，小鼠體內(nèi)的肌糖原以及肝糖原的儲(chǔ)備量呈現(xiàn)梯度性增加，維持機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖濃度的能力增加，可為機(jī)體提供更多的能量，從而達(dá)到抗疲勞的作用（圖2）[41]。

圖2 大豆多肽緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞機(jī)制Fig. 2 Mechanisms by which soybean polypeptide alleviates exercise-induced fatigue

美國(guó)營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)、加拿大營(yíng)養(yǎng)師協(xié)會(huì)以及美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)專(zhuān)家們進(jìn)行的一項(xiàng)聯(lián)合研究探討了運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期飲食與肌糖原合成的關(guān)系，指出在運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期可以通過(guò)健康飲食手段提高血糖濃度，從而促進(jìn)肌糖原恢復(fù)，保持血糖濃度維持在正常范圍當(dāng)中[47]。以上的研究結(jié)果提示，恢復(fù)期攝入一定量的大豆多肽可以增加肌糖原的儲(chǔ)備，緩解機(jī)體疲勞癥狀。

4.2 修復(fù)肌肉損傷

在進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中，肌肉持續(xù)性收縮舒張活動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致骨骼肌發(fā)生可逆性的微損傷，常表現(xiàn)為延遲性肌肉酸痛（delayed onset muscle soreness，DOMS），主要出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)后數(shù)小時(shí)至48 h內(nèi)。一般說(shuō)來(lái)，人在進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或者運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練方式不合理的時(shí)候，極易誘發(fā)DOMS，DOMS常伴有肌肉酸痛、肌肉抽筋等癥狀，影響運(yùn)動(dòng)員主觀(guān)疲勞感覺(jué)以及下一次比賽的表現(xiàn)。但這種癥狀只是暫時(shí)的，運(yùn)動(dòng)后及時(shí)采取有效措施進(jìn)行干預(yù)，有助于修復(fù)肌肉微損傷，緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞。

有研究表明，在運(yùn)動(dòng)后2 h內(nèi)，補(bǔ)充蛋白質(zhì)和氨基酸能夠促進(jìn)胰島素的分泌，促使骨骼肌蛋白質(zhì)合成代謝加強(qiáng)，減少蛋白質(zhì)的分解代謝，促進(jìn)糖原的恢復(fù)，使骨骼肌快速恢復(fù)和修復(fù)[48-49]。人體體外實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)充支鏈氨基酸（包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸）、苯丙氨酸等必需氨基酸可以緩解運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的骨骼肌蛋白質(zhì)水解，促進(jìn)人體肌肉蛋白質(zhì)的合成代謝，降低組織損傷，有助于積極有效地修復(fù)骨骼肌損傷[50-51]。這些骨骼肌損傷的恢復(fù)可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)合成的信號(hào)通路來(lái)調(diào)節(jié)，包括哺乳動(dòng)物mTOR的磷酸化、S6K1蛋白激酶和eIF4e結(jié)合蛋白1的序列激活[52]。

已有研究表明，無(wú)訓(xùn)練的大鼠進(jìn)行一次間歇性下坡跑運(yùn)動(dòng)，分別于運(yùn)動(dòng)結(jié)束后即刻和24、48、72 h補(bǔ)充大豆多肽、大豆蛋白，相比于補(bǔ)水，均能對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的血清肌酸激酶（creatine kinase，CK）、血清丙二醛、β-葡萄糖苷酸酶（beta-glucuronidase，GUS）以及葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（glucose 6-phosphatedehydrogenase，G6PDH）含量升高起到一定抑制作用，而且大豆多肽抑制效果更明顯。GUS和G6PDH水平可以反映骨骼肌炎癥反應(yīng)的程度[53]。大豆多肽和大豆分離蛋白都可以預(yù)防運(yùn)動(dòng)性骨骼肌微損傷的發(fā)生，但是大豆活性多肽的作用要明顯強(qiáng)于大豆分離蛋白，而且在促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后微損傷修復(fù)方面的效果也更為明顯[54]。在大鼠耐力性實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，血漿氨基酸特別是Ala、Gly、Val、lle、Thr、Ser、Tyr等氨基酸含量會(huì)迅速下降。在上述氨基酸當(dāng)中，大豆多肽中Val、lle、Tyr含量比較高，說(shuō)明大豆多肽可以補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)中缺乏的某些氨基酸，促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)的合成，從而最終強(qiáng)化導(dǎo)致骨骼肌肌力以及功能。此外，大豆多肽含有Asp和Glu，這也有助于延緩訓(xùn)練疲勞的發(fā)生[55-56]。

4.3 改善氧化應(yīng)激

在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，骨骼肌在強(qiáng)烈收縮過(guò)程當(dāng)中不斷生成ROS。隨著機(jī)體運(yùn)動(dòng)量的不斷增加，ROS的生成量也不斷增多，過(guò)量的ROS作用于骨骼肌纖維蛋白，可降低肌纖維功能、減少Ca2＋的釋放量，抑制Ca2＋-ATP酶活性；還可使生物體發(fā)生氧化應(yīng)激，導(dǎo)致氧化損傷，例如DNA羥基化、組織損傷以及蛋白質(zhì)變性等[57-58]。

補(bǔ)充抗氧化劑或者生物活性肽有助于人體減少氧化損傷、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性疲勞恢復(fù)[59]。補(bǔ)充高劑量的輔酶Q10（300 mg/d）[60]、甲基磺胺甲烷（3 g/d）[61]和N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC）[62]等抗氧化劑已被證實(shí)可緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞所引起的氧化應(yīng)激損傷，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性疲勞恢復(fù)。在進(jìn)行NAC緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞的研究時(shí)，觀(guān)察到高劑量的NAC給受試者帶來(lái)了輕微的胃腸道副反應(yīng)，因此，需要進(jìn)一步研究既能促進(jìn)治療功效且無(wú)副反應(yīng)的抗氧化劑[59]。

大豆的抗氧化性能已被大量研究證實(shí)[63]。在大豆蛋白水解過(guò)程中，大豆蛋白暴露出更多的活性氨基酸R基團(tuán)。因此，大豆多肽具有比完整蛋白更高的抗氧化活性[64]。同時(shí)大豆多肽還具有溶解性好、黏度低、抗凝膠形成、蛋白質(zhì)利用率高、抗原性低和不致敏等優(yōu)點(diǎn)，因此是非常優(yōu)良的活性多肽補(bǔ)充劑。同時(shí)，已經(jīng)有小鼠實(shí)驗(yàn)證明，從大豆蛋白水解液中純化出的黑大豆肽具有非常高的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除活性，能夠顯著減輕小鼠的身體疲勞[65]。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著全民健身熱潮的來(lái)襲，運(yùn)動(dòng)性疲勞的緩解機(jī)理研究也越來(lái)越具有一定的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義。補(bǔ)充水分和食物是當(dāng)前比較便捷的運(yùn)動(dòng)疲勞恢復(fù)手段。已有人體實(shí)驗(yàn)證實(shí)，可以通過(guò)補(bǔ)充大豆多肽固體飲料緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)性損傷的恢復(fù)，并且其效果比傳統(tǒng)方法更為顯著[66]。目前，關(guān)于大豆多肽緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞、提升機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的研究非常多，但是目前大豆多肽的抗疲勞研究還停留在宏觀(guān)的表象階段，并沒(méi)有深入到分子信號(hào)通路的研究中去，這也給后續(xù)功能活性肽的研究提出了新的要求。

大豆多肽可以通過(guò)促進(jìn)骨骼肌蛋白質(zhì)合成恢復(fù)肌肉運(yùn)動(dòng)性損傷、抑制機(jī)體自由基的氧化應(yīng)激作用以及提升糖原轉(zhuǎn)運(yùn)能力、增加糖原的儲(chǔ)備等方式緩解機(jī)體運(yùn)動(dòng)性疲勞的癥狀，進(jìn)而達(dá)到提高機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力的目的。現(xiàn)如今生活節(jié)奏越來(lái)越快，不管是腦力勞動(dòng)者和體力勞動(dòng)者在身體上和精神上或多或少會(huì)出現(xiàn)疲勞。因此，可以針對(duì)不同人群的需求，聯(lián)合大豆多肽的抗疲勞作用以及其他天然中藥作物的恢復(fù)作用，結(jié)合現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)科學(xué)理論知識(shí)，研制出適用于不同人群加速恢復(fù)疲勞的營(yíng)養(yǎng)保健產(chǎn)品，例如（顆粒沖劑型或膠囊型）營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、運(yùn)動(dòng)飲料等。

大量研究證實(shí)活性功能肽以及天然營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞、增強(qiáng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力等方面發(fā)揮著顯著的功效。本文結(jié)合大豆多肽的蛋白質(zhì)資源豐富、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、易于吸收等特點(diǎn)，針對(duì)運(yùn)動(dòng)性疲勞所引起的氧化應(yīng)激、血糖濃度降低，以及骨骼肌氧化應(yīng)激等癥狀，從理論和已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，探討了大豆多肽在緩解運(yùn)動(dòng)性疲勞方面的可行性，為抗疲勞營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)足品的研究提供理論依據(jù)。