支鏈氨基酸對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)大鼠自由基代謝的影響

林正豪

（永州師范高等專科學(xué)校 湖南 永州 425000）

前言

運(yùn)動(dòng)員和普通健身群眾在訓(xùn)練和鍛煉過(guò)程中都會(huì)碰到相同的問(wèn)題：乳酸大量堆積導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)能力、自由基大量堆積導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)的時(shí)間太長(zhǎng)、極點(diǎn)過(guò)早的出現(xiàn)等，特別是對(duì)于想要通過(guò)鍛煉來(lái)降低體脂率提升生活健康水平的普通健身群眾來(lái)說(shuō)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能力供應(yīng)和體能下降過(guò)快等。

因此，如何克服運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)能水平下降過(guò)快以及加快運(yùn)動(dòng)后運(yùn)動(dòng)性疲勞的消除，一直是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

支鏈氨基酸（BCAA，包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1）是機(jī)體內(nèi)的必需氨基酸，是人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的重要能量來(lái)源。國(guó)內(nèi)外學(xué)者探討了補(bǔ)充氨基酸與運(yùn)動(dòng)能力的關(guān)系，認(rèn)為補(bǔ)充支鏈氨基酸可以推遲運(yùn)動(dòng)性疲勞出現(xiàn)，可以提高運(yùn)動(dòng)耐力，延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間，保護(hù)骨骼肌細(xì)胞的完整性。

圖1 營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑主要成分分子結(jié)構(gòu)圖

本次研究旨在分析運(yùn)動(dòng)前服用支鏈氨基酸推遲運(yùn)動(dòng)性疲勞，提高耐力，加快運(yùn)動(dòng)后疲勞消除的具體機(jī)制和原因，為普通健身群眾的體育活動(dòng)和專業(yè)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為參考。

1、材料與方法

1.1、實(shí)驗(yàn)對(duì)象及分組

健康雄性SD大鼠30只，3月齡，常規(guī)分籠喂養(yǎng)。適應(yīng)性訓(xùn)練后將大鼠隨機(jī)均分為安靜組（C組）、運(yùn)動(dòng)組（S組）和運(yùn)動(dòng)服用支鏈氨基酸組（SB組）。

1.2、實(shí)驗(yàn)方案

（1）營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑服用方案。

營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑每ml含BCAA20mg，其中亮氨酸50%，異亮氨酸10%，纈氨酸40%。服用劑量與方式：訓(xùn)練前1h逐個(gè)手動(dòng)灌胃：SB組，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑2ml，C組和S組在同一時(shí)間灌服2ml生理鹽水。

（2）運(yùn)動(dòng)方案。

所有實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行3天的適應(yīng)性跑臺(tái)訓(xùn)練 (速度為10m/min，時(shí)間為10min/d，坡度為0°)后隨機(jī)分成3組。參考鄭瀾等人建立的有氧運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行遞增負(fù)荷式訓(xùn)練，每天下午3點(diǎn)30分對(duì)3組大鼠進(jìn)行灌胃，1h后將C組放回籠中，另2組開(kāi)始訓(xùn)練（星期天休息）。訓(xùn)練周期結(jié)束后，第二天所有大鼠進(jìn)行一次同等強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)至力竭，即刻取大鼠右腿腓腸肌組織作為檢測(cè)樣本（具體訓(xùn)練方案見(jiàn)表1）。

表1 大鼠訓(xùn)練方案（速度×持續(xù)時(shí)間）

2、結(jié)果

2.1、訓(xùn)練方案實(shí)施前與結(jié)束后實(shí)驗(yàn)SD大鼠體重變化的比對(duì)結(jié)果

由實(shí)驗(yàn)期間大鼠體重的變化可知，實(shí)驗(yàn)后所有老鼠的體重實(shí)驗(yàn)前都增加明顯，都具有非常顯著性差異（P＜0.01）。S組、SB組老鼠的體重明顯比C組輕，都具有顯著性差異（P＜0.05）。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 大鼠在訓(xùn)練期間的體重變化

2.2、訓(xùn)練方案結(jié)束后不同組別實(shí)驗(yàn)SD大鼠相關(guān)抗氧化測(cè)定指標(biāo)的比對(duì)結(jié)果

SB組與C相比，MDA含量水平明顯較低，且SB組與S組相比，MDA的含量水平同樣明顯較低，都具有顯著性差異（P＜0.05)。

SB組與C組相比，SOD活性升高非常明顯，且SB組與S組相比，SOD、CAT活性同樣升高非常明顯，都具有非常顯著性差異（P＜0.01)。

SB組與C組相比，CAT活性升高非常明顯，且SB組與S組相比，SOD、CAT活性同樣升高非常明顯，都具有非常顯著性差異（P＜0.01)。

SB組與C組相比，GSH-PX活性升高明顯，且SB組與S組相比，GSH-PX活性同樣升高明顯，都具有顯著性差異（P＜0.05）。

S組與C組比較，MDA含量有減少的趨勢(shì)，SOD、GSH-PX、CAT的活性有升高的趨勢(shì)，但沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，服用支鏈氨基酸（BCAA）溶液可以降低長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)束后大鼠腓腸肌內(nèi)丙二醛（MDA）的含量，并增加其超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-PX）、過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性。結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 腓腸肌組織抗氧化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

3、討論與分析

有氧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，隨著時(shí)間的增加，機(jī)體的運(yùn)動(dòng)量也隨之逐漸加大，呼吸頻率加快、物質(zhì)代謝的效率加大，自由基在體內(nèi)的堆積也會(huì)越來(lái)越多，這直接導(dǎo)致了由自由基介導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)速率加快，脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的以丙二醛（MDA，分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2）為代表的許多含有α、β-不飽和醛酮類物質(zhì)（也叫TBARS）是機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力下降、極點(diǎn)過(guò)早出現(xiàn)、運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)時(shí)間變長(zhǎng)的主要原因。

圖2 MDA分子結(jié)構(gòu)圖

3.1、服用BCAA溶液對(duì)長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)束后SD大鼠腓腸肌內(nèi)MDA含量的影響

MDA是機(jī)體內(nèi)自由基作用于脂質(zhì)發(fā)生過(guò)氧化反應(yīng)的產(chǎn)物，影響線粒體呼吸鏈復(fù)合物和線粒體關(guān)鍵酶的活性，對(duì)機(jī)體有一定的毒副作用。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，S組的含量與C組相比有減少的趨勢(shì)，但是沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；SB組與C組相比，MDA的含量明顯減少，具有顯著性差異；SB組與S組相比，MDA的含量明顯減少。這些說(shuō)明，提前服用BCAA制劑可以降低有氧運(yùn)動(dòng)大鼠腓腸肌內(nèi)MDA的含量。

3.2、服用BCAA溶液對(duì)長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)結(jié)束后SD大鼠腓腸肌內(nèi)SOD、GSH-PX、CAT活性的影響

超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-PX）、過(guò)氧化氫酶（CAT）是機(jī)體內(nèi)存在的過(guò)氧化物酶，能消除生物體內(nèi)新陳代謝產(chǎn)生的有害物質(zhì)，是體內(nèi)清除自由基的主要抗氧化酶。

本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，S組C組相比，三種酶的活性有升高的趨勢(shì)，但是沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；SB與C組相比具有顯著性的升高；SB組與S組相比具有顯著性的升高。這些說(shuō)明，提前服用BCAA溶液可以升高有氧運(yùn)動(dòng)大鼠腓腸肌中這三種抗氧化酶的活性。

這些數(shù)據(jù)與前人的研究成果：補(bǔ)充BCAA能抑制或減輕肌肉中脂質(zhì)過(guò)氧化，保護(hù)血清和肌肉中SOD、GSH-PX的活力相一致；有氧運(yùn)動(dòng)鍛煉能夠減少機(jī)體自由基的產(chǎn)生，提高機(jī)體GSH-PX清除自由基的能力。在本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，S組比C組大鼠的腓腸肌MDA含量具有降低的趨勢(shì)，根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程，作者推測(cè)是有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練使其產(chǎn)生了適應(yīng)性變化，提高了機(jī)體清除自由基水平的能力，因而降低了自由基的含量，并提高了腓腸肌抗氧化的能力，從而降低因新陳代謝、組織缺血、缺氧等原因生成的自由基的危害。

4、結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)充BCAA溶液可以降低長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)后SD大鼠腓腸肌內(nèi)自由基水平，可以提高長(zhǎng)時(shí)間有氧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中大鼠骨骼肌抗氧化能力，從而提高其運(yùn)動(dòng)能力，并加快其運(yùn)動(dòng)結(jié)束后運(yùn)動(dòng)能力的恢復(fù)。因此，作者認(rèn)為運(yùn)動(dòng)前服用BCAA溶液推遲運(yùn)動(dòng)性疲勞，提高耐力，加快運(yùn)動(dòng)后疲勞消除的具體機(jī)制和原因是降低了大鼠骨骼肌內(nèi)MDA的含量，同時(shí)升高了SOD、GSH-PX、CAT的活性，即降低自由基水平的同時(shí)提高了抗氧化酶的活性。