牛磺酸營養補充劑對體育運動員運動能力的影響

王力偉（無錫工藝職業技術學院體育部 江蘇 無錫 214206）

一、引言

牛磺酸是一種分布于體內各個組織和器官的由含硫氨基酸轉化而來的條件必需氨基酸，是機體不可或缺的生理活動物質。其以游離形式廣泛分布于大腦、心臟、肝、腎、骨骼肌、血液、卵巢等組織器官中，以大腦、骨骼肌、心臟等可興奮組織內含量更高。研究發現牛磺酸具有重要的生理學效應、藥理活性和營養學功能，對機體生長發育、損傷修復、運動能力等方面有著重要影響。牛磺酸不僅參與機體代謝，還具有清除自由基、抗脂質氧化、維持細胞內外鈣穩態、保護細胞膜免受損傷、調節滲透壓等功能。體育運動員杰出的運動能力是其競技成績的基礎，近年來，牛磺酸對于體育運動員運動能力影響的成果日益增多，大量實驗數據表明其對運動員運動能力有很好地促進和改善作用，因此，在運動營養學領域牛磺酸被認為是一種安全、必需、有效的營養補充劑。本文通過對牛磺酸的生理學功能進行概括，探討其對體育運動員運動能力的影響，以期為牛磺酸營養補充劑產品的使用提供一定的參考依據。

二、牛磺酸的體內分布與代謝特點分析

機體可通過外源性（直接從海洋魚蝦、貝殼等膳食中攝取）和內源性（體內半胱氨酸、甲硫氨酸等經過一系列的酶促反應生成）兩條途徑獲得牛磺酸，但哺乳動物，包括人體內合成牛磺酸的酶活性較低，其合成不能滿足機體正常的生理需求，需要通過膳食獲得足夠牛磺酸。牛磺酸以游離形式廣泛分布于機體組織和器官中，人體含牛磺酸總量為12 g～18 g，其中75%左右存在于骨骼肌內參與機體運動，牛磺酸在機體各組織細胞內的濃度從100∶1到50 000∶1。牛磺酸排出體外有兩種途徑：以游離形式從尿液排出和以膽汁酸鹽形式從膽汁排出，其中以尿液形式為主。腎臟是機體排出牛磺酸的主要途徑，當機體牛磺酸濃度過高時，多余的牛磺酸會通過腎臟從尿液排出，當牛磺酸濃度降低不足以滿足身體需求時，腎臟可以通過腎小球的重吸收來減少牛磺酸的排出，因此，腎臟對保持體內牛磺酸含量的穩定起主要調節作用。

三、牛磺酸的生理學功能

1.牛磺酸抗氧化作用

大量研究表明，牛磺酸具有明顯的抗脂質過氧化反應的作用，主要表現在：谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）及丙二醛（MDA）水平變化。有實驗表明，大鼠力竭運動后，其腦內丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶活性降低，給予牛磺酸之后，丙二醛顯著下降，超氧化物歧化酶及谷胱甘肽過氧化物酶活性增強，且運動時間延長。也有數據報道，牛磺酸能抑制運動后大鼠血漿、紅細胞及心肌線粒體細胞內丙二醛含量升高，并能促使其運動后恢復。同時，牛磺酸還可以抑制骨骼肌的脂質過氧化，提高超氧化物歧化酶的活性。

2.牛磺酸促進肌肉增長的作用

牛磺酸對肌肉的增長有快速促進作用，其能增強肌肉收縮力，加快新陳代謝，提高運動效率。在餐后1小時、餐前半小時、睡前補充含牛磺酸及鈣、鎂、鉀的復合制劑，會使肌肉變得更大、更強。在大量抗阻訓練中，適當補充富含牛磺酸及維生素C的復合營養制劑除了可促進體育運動員肌肉的生長，還可增強其骨質，從而提高其運動能力。

3.牛磺酸調節Ca2+濃度的作用

Ca2+是參與機體各項正常生理功能不可或缺的元素，其能維持細胞膜內外的生物電位，保持神經傳導功能正常進行，并參與肌肉收縮和舒張，維持神經-肌肉的正常傳遞。牛磺酸對機體Ca2+具有雙向調節作用。有實驗表明，牛磺酸能升高Ca2+濃度不足小鼠神經細胞內的Ca2+濃度，亦能降低高鈣狀態下小鼠神經細胞內Ca2+濃度，將Ca2+穩定在一定水平。

4.牛磺酸對細胞膜的保護作用及維持滲透壓平衡的作用

牛磺酸可避免細胞膜上不飽和脂肪酸的酯化、氧化等，從而維持細胞膜的穩定性和正常功能。牛磺酸還可調節細胞滲透壓，改變細胞的容積，進而維持身體體液平衡。有報道指出，牛磺酸能調節大鼠骨骼肌、腦和血小板的滲透性，為維持機體正常的跨膜轉運提供基礎。

5.牛磺酸對體內代謝的影響

牛磺酸能調節機體糖代謝，有一定的降血糖效應，促進機體組織對血糖的利用，加速糖酵解，增加糖異生，從而緩解中樞性疲勞的產生，提高運動能力。牛磺酸可提高機體產能支鏈氨基酸的含量，從而提高ATP及興奮性神經遞質多巴胺的含量，延緩運動疲勞，提高運動能力。牛磺酸對下丘腦-垂體、甲狀腺、腎上腺、性腺、胰島素等器官內分泌功能均有調節作用，能增強機體抵抗能力，達到抗疲勞、抗損傷的效果。

6.牛磺酸的其他生理功能

牛磺酸具有多種生理功能，可以促進視網膜細胞的生長和發育，維持正常的視覺功能；調節晶體滲透壓和抗氧化，抑制白內障的發生；促進嬰幼兒大腦和智力發育；防止動脈粥樣硬化等。

四、牛磺酸營養補充劑對體育運動員運動能力的影響

1.牛磺酸營養補充劑能改善體育運動員耐力

牛磺酸能明顯提高人體運動能力，給體育運動員不同劑量的牛磺酸（1 g～6 g），可以增強其耐力。體育運動員在馬拉松或者其他耐力運動中，大量的牛磺酸從肌肉中被釋放出來以補充血漿中的消耗維持其正常的運動能力。有實驗表明，去除小鼠體內牛磺酸轉運體基因后，其體內將不再產生牛磺酸，其負荷運動能力比野外正常小鼠低80%。也有研究表明，給大鼠灌胃補充牛磺酸能升高其血清牛磺酸的含量，提升其運動能力。因此，機體內牛磺酸的含量對保持運動能力是必需的，而外源性牛磺酸的供給能使運動能力進一步得到提升。

牛磺酸可顯著提高機體細胞GSH-Px和SOD的活性，減少脂質過氧化反應，從而減少自由基對機體細胞的侵害，提升運動耐力。有研究表明，運動力竭小鼠體內的GSH-Px及SOD含量均降低，其心肌線粒體結構被破壞，給其補充一定量外源性牛磺酸之后，小鼠體內這兩種酶的含量均逐漸升高，運動能力也相應地得到提升。除此之外，牛磺酸可提高機體促進乳酸分解的乳酸脫氫酶的含量，減少大量運動訓練后乳酸在體內堆積，減輕運動員長時間運動后出現酸脹等身體不適，延長運動時間。給小鼠補充不同劑量牛磺酸后，小鼠負重游泳時間及力竭后存活時間延長，體內乳酸含量明顯降低，研究人員發現牛磺酸可以增加小鼠體內肝糖原含量，延長其運動時間，降低小鼠體內乳酸含量，從而延長其運動時長并提高其運動能力。也有報道指出，訓練中給予游泳運動員富含牛磺酸的復合性飲料，能提升其有氧耐力水平和運動水平。

2.牛磺酸營養補充劑能維持體育運動員骨骼肌正常功能

體育運動員運動后，其骨骼肌中的牛磺酸含量明顯下降。有研究發現，牛磺酸可增強骨骼肌的伸縮力，其通過增加肌肉隱鈣素蛋白表達來促使骨骼肌鈣釋放通道關閉，從而維持肌漿網中較低的鈣濃度并降低F2-異前列腺素的含量來減少脂質過氧化，進而保持骨骼肌收縮能力。同時，牛磺酸能調節體內代謝，促進骨骼肌細胞對血糖和支鏈氨基酸的攝取和利用，增加供能，減緩骨骼肌的運動性疲勞；此外，牛磺酸可減少自由基產生及維持胞漿鈣濃度，可促進運動損傷修復。因此，牛磺酸能維持骨骼肌正常功能，并能抵御骨骼肌高頻損傷并促進損傷修復，從而保持骨骼肌的收縮特性和運動能力。

3.牛磺酸改善體育運動員運動性疲勞

體育運動員在運動時會產生大量的自由基，自由基使機體細胞結構和功能發生變化導致機體運動能力下降，免疫力下降，影響機體健康。運動機體給予牛磺酸之后，除了能減少自由基的產生，還加速體內自由基的清除，減少自由基對機體組織細胞的侵害，抵抗疲勞，提高運動能力。實驗表明，在運動力竭前給予大鼠牛磺酸，運動后，其體內MDA含量明顯降低，GSH-Px和SOD活性明顯增強。也有研究證實，牛磺酸可提高小鼠運動后肝、腦等組織中SOD的活性，降低小鼠運動后組織中MDA含量，達到抗疲勞的效果。

牛磺酸作為一種中樞抑制性神經遞質參與中樞性運動疲勞的產生。有研究表明，灌胃一定量牛磺酸的小鼠運動力竭后，與對照組相比，其腦內興奮性神經遞質多巴胺和5-羥色胺均明顯增加，此表明牛磺酸有一定的抑制中樞性運動疲勞產生的作用，且在一定范圍內具有劑量相應相關性。也有實驗表明，給予大鼠牛磺酸能明顯延長其運動力竭時間。

4.牛磺酸能促進體育運動員運動后心臟功能恢復

運動后心率的恢復水平對體育運動員運動能力有密切關系。有學者通過實驗數據得出，牛磺酸能明顯促進運動后心率恢復。劇烈運動后，補充牛磺酸組3分鐘可將心率恢復至正常水平，而對照組心率下降不明顯，這說明牛磺酸能促進運動后心率恢復，對體育運動員運動后心臟恢復及運動水平的提高有重要意義。牛磺酸約占心肌游離氨基酸的一半以上，其能促進Ca2+內流，從而增強心肌收縮力提升運動能力。有研究表明，長期高強度運動訓練可使心肌線粒體內自由基增多而清除能力下降導致自由基在體內堆積，從而使細胞膜的流動性下降，Ca2+轉運受到影響，從而降低呼吸鏈Ca2+依賴酶的活性，使心肌線粒體利用氧的能力下降，ATP合成減少，心肌能力下降，造成機體運動能力下降。還有研究結果顯示，牛磺酸可抑制運動機體心肌線粒體脂質過氧化反應，改善自由基蓄積對心肌收縮力造成的運動能力下降。同時，牛磺酸可抑制血小板凝集，阻止血管內脂質沉積，達到抗動脈粥樣硬化的作用；牛磺酸還可以提高心肌中超氧化物歧化酶的活性，降低心肌脂質過氧化和一氧化碳的含量，達到保護心肌的作用。

5.牛磺酸能促進體育運動員運動后紅細胞恢復

紅細胞是機體輸送氧氣和營養最主要的物質，其功能恢復對體育運動員運動能力有重要關系。在長時間負荷運動或劇烈運動之后，機體會產生大量的對紅細胞膜有損傷的丙二醛和活性氧而影響機體運動能力。通過實驗發現，過度訓練和喂食丙二醛，大鼠均發生不同程度的紅細胞形態改變，且紅細胞膜穩定性顯著降低及紅細胞溶血度升高。再給大鼠喂食牛磺酸后，其紅細胞形態結構損傷能有效逆轉和恢復。因此，牛磺酸能調節機體紅細胞抗氧化代謝，促進其功能恢復。

五、小結

牛磺酸具有廣泛的生理學功能，其生理學功能對運動機體非常有利，且機體合成牛磺酸的酶活性比較弱，而高強度或長時間的運動訓練會使機體內牛磺酸消耗明顯增多，因此，及時合理補充牛磺酸營養補充劑對體育運動員非常必要。但有研究發現，過量攝入牛磺酸也可能對機體產生不利影響，所以運動員在訓練時對牛磺酸的攝入劑量以及方式有待進一步探討與研究。