脂菌營養包聯合電解質飲料對長期高強度訓練士兵疲勞的影響

徐慶 張新勝 劉釗 劉玉猛 邱繼紅 孔愛景 楊雪艷 劉英華

摘 要：目的：觀察長期高強度訓練條件下特種兵口服脂菌營養包聯合電解質飲料對其疲勞的影響。方法：選擇執行演訓任務特種兵160人，隨機分為4組，即對照組（Control）、電解質飲料組（DRINK）、脂菌營養包組（MCT組）和電解質飲料+脂菌營養包組（DRINK+MCT組），每組40人。每日三餐時服用干預物，連續服用12周，并分別于干預前后收集一般情況、疲勞評分、肌氧飽和度及血液等相關指標，比較各組間干預前后的差異。結果：共有154人完成研究，脫失率3.75%。DRINK組、MCT組和MCT+DRINK組在軀體疲勞評分以及總疲勞評分與對照組比均顯著降低（P<0.05）；DRINK組、MCT組和MCT+DRINK組在21s和41s的肌氧飽和度較干預前均有顯著提升（P＜0.01），其差值較對照組有顯著差異（P＜0.05），MCT+DRINK組在81s的干預前后差值顯著高于其余3組（P＜0.01）；與對照組相比，DRINK組和MCT+DRINK組的血清尿酸（P<0.05）、尿素氮（P<0.01）和乳酸脫氫酶（P<0.01）含量干預后降低更為顯著，3個干預組的血清肌酐和肌酸激酶含量干預后降低更為顯著（P<0.01）；干預后MCT+DRINK組的皮質醇含量下降較對照組更為顯著（P<0.05），睪酮/皮質醇比值顯著高于對照組（P<0.01）。結論：脂菌營養包和電解質飲料均改善高強度訓練后的機體疲勞，兩者聯用效果更為顯著。

關鍵詞：中鏈甘油三酯；電解質飲料；疲勞；特種兵

特種兵是軍隊重要的實戰力量組成，其訓練量在全軍處于較高水平，其訓練難度、體能要求等也明顯高于其他部隊，故極易出現體力疲勞，長期過度的運動負荷將對官兵健康產生不良影響[1]。因此，如何維護和提升高強度訓練條件下的體力作業能力，緩解高強度訓練及作戰環境條件下的體力疲勞、減少運動負荷對機體損傷具有重要的意義。課題組前期在動物研究及坑道施工人群研究中已經證實脂菌營養包（中鏈甘油三酯+乳酸菌粉）能促進能量及營養素代謝并改善坑道作業人員的軀體疲勞[2-3]。國內亦有研究團隊采用中鏈脂肪聯合電解質、維生素等干預方式在士兵中進行抗疲勞研究，發現可顯著提高軍人軍事體力作業能力、緩解體力疲勞、促進體能恢復和預防軍事作訓損傷的作用[4]。本研究通過將脂菌營養包和電解質飲料相聯合，探究其對特種兵長期高強度訓練條件下體力疲勞的影響，同時為其他長期高強度體力活動人群的營養保健提供科學依據。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選擇執行演訓任務的某師特種兵戰士，在其充分知曉研究內容及受試者權益及風險后，遵循自愿原則簽訂知情同意書，根據以下納入及排除標準招募160人參加本研究。在研究期間，所有入選受試者居住、飲食、作息時間一致且統一管理，所有入選受試者訓練強度基本一致，保持為每周6天，每天10～12小時，執行中等以上強度體力活動演訓任務。

納入標準：（1）健康男性；（2）研究前填寫完成綜合健康評分問卷調查表；（3）過去1月內未服用過任何藥物；（4）過去3個月內未使用過任何抗生素類藥物或微量元素補充劑。排除標準：（1）正在使用任何藥物；（2）經常服用任何維生素、微量元素補充劑或保健品；（3）患有心臟、肝臟、腎臟、肺部、胃腸道、血液系統、神經系統或精神疾??；（4）在試驗期間有預期將調動崗位或其他原因導致日常訓練強度發生較大變化者。退出標準：（1）嚴重違背研究方案；（2）各種原因造成的失訪；（3）研究者認為受試者繼續參加研究將面臨不可接受的風險；（4）體力活動量明顯低于其他受試者并持續較長時間等情形；（5）出現過敏、依從性差、不能耐受干預物等受試者要求退出者。本研究由解放軍總醫院醫學倫理委員會批準通過（倫審第S2021-197-01號），并于2021年7月至10月實施完成。

1.2 分組及干預

將160名受試者隨機分為4組，即對照組（Control）、電解質飲料組（DRINK）、脂菌營養包組（MCT組）和電解質飲料+脂菌營養包組（DRINK+MCT組），每組40人。干預時間12周，每日早、午、晚三餐時服用干預物，分別于試驗開始干預前和試驗結束后采集及測定相關指標。試驗分組及對應干預物主要配方見表1。

每份干預物所含主要配料及營養素如下：（1）安慰劑（每33 g）：麥芽糊精22 g、食用葡萄糖4 g、植脂末（20%）7 g；（2）電解質飲料（每100 mL）：碳水化合物4.6 g、鈉56 mg、鉀7 mg、鎂3 mg、氯50 mg、維生素B6 0.11 mg、維生素B12 0.06 μg、維生素E 1.4 mg；（3）脂菌營養包（每33 g）：碳水化合物23.0 g、中鏈脂肪（MCT） 6.02 g、嗜酸乳桿菌7×109CFU、干酪乳桿菌7×109CFU、維生素B10.63 mg、維生素B20.63 mg、維生素B60.63 mg、維生素B12 2 μg。其中，電解質飲料為某食品科技集團有限公司提供的電解質水，脂菌營養包（中鏈甘油三酯復合益生菌粉）及安慰劑粉均委托山東若堯特醫食品有限公司按照配方生產加工。

1.3 觀察指標及測定方法

1.3.1 一般情況調查 采用醫療用標準身高體重測量儀檢測受試者身高及空腹體重，并計算BMI等體格指標，調查其家族病史及一般醫學狀況等。

1.3.2 疲勞量評定 采用“疲勞評定量表-14（FS-14）”對疲勞程度進行評價，該量表分為軀體疲勞（共8題）、腦力疲勞（共6題）兩部分組成，分值越高代表疲勞的主觀感受越強。

1.3.3 肌肉氧飽和度測定 在試驗干預前及干預12周結束后分別采用MOXY3便攜式肌氧含量紅外線測試系統（Fortiori Design LLC，美國）通過連續近紅外光譜技術（檢測光線波長為 380、630、750、850 nm）監測受試者腓腸肌運動過程中肌肉的實時動態肌肉氧飽和度（SmO2）。監測時采用“站姿提踵”的規律運動方式，即受試者保持直立，兩腳分開與肩同寬，按節拍器節奏（1次/s的頻率），小腿腓腸肌發力踮前腳掌上提足跟部約10 cm，隨即放下，依次循環連續運動1 min（共計60次），隨后停止并原地站立靜息1 min，放松肌肉，監測受試者2 min內右側腓腸肌的肌氧飽和度變化。

1.3.4 血清指標測定 血液標本在試驗開始干預前和干預結束時分別進行采集和檢測。血常規項目采用全自動血細胞分析儀檢測，肝腎功等項目采用生化分析儀氧化酶法（GOD-POD）檢測，肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶（LDH）、血睪酮、皮質醇等項目采用ELISA法檢測。

1.4 統計學方法

采用SPSS 22.0統計軟件包進行數據處理，采用單因素方差分析各組間差異，方差齊的組間兩兩比較采用LSD法，方差不齊的組間兩兩比較采用Tamhane法，取P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果與分析

2.1 受試者一般情況

本研究共納入160例受試者，均為男性，隨機分為每組40例，最終完成研究的人數為154人。其中Control組1例、DRINK組1例、MCT組2例、MCT+DRINK組2例因工作調動退出研究，脫失率3.75%。各組間年齡、身高、體重及BMI均無統計學差異（P>0.05）（表2）。

2.2 疲勞評分

采用疲勞評定量表-14（FS-14）對4組受試者干預前后進行疲勞評價，結果提示，在干預前和干預后各組間比較均無顯著差異（P>0.05），但比較干預前后評分變化值發現，DRINK組、MCT組和MCT+DRINK組在軀體疲勞評分以及總疲勞評分都顯著降低，并與Control組有顯著差異（P<0.05）。提示口服電解質飲料或/和脂菌營養包均可改善軀體疲勞評分（表3）。

2.3 肌氧飽和度

如圖1所示，提踵運動開始后，腓腸肌的肌氧飽和度迅速下降，在21s左右達到最低并進入“平臺期”，直到60 s運動結束后，肌氧飽和度迅速升高恢復至正常水平（圖2）。Control組的肌氧飽和度在干預前后各個時間點無顯著差異（P＞0.05），而干預后，DRINK組、MCT組和MCT+DRINK組在21s和41s時間點的肌氧飽和度均較干預前有顯著提升（P＜0.01），其差值較Control組有顯著差異（P＜0.05），MCT+DRINK組在81s的干預前后差值顯著高于另外３組（P＜0.01）（表4）。

2.4 血液指標

各組間的血常規及肝腎功等指標在干預前后均在正常生理范圍，提示干預物安全性較好。各組的白細胞數在干預前后都出現了增加，MCT組和MCT+DRINK組的增加顯著高于對照組（P<0.05）。DRINK組的紅細胞數及血紅蛋白含量在干預前后均顯著低于其他各組（P<0.01），但仍處于正常范圍內，并且干預后的增加值與其他各組沒有顯著差異，提示不同干預方式對紅細胞及血紅蛋白的影響無顯著差異（P>0.05）。與對照組相比，DRINK組和MCT+DRINK組的血清尿酸（P<0.05）和尿素氮（P<0.01）含量干預后均顯著降低，3個干預組的血清肌酐含量干預后均顯著降低（P<0.01）（表5）。

各組受試者的血清LDH、CK和皮質醇含量在干預后都出現了降低。但與對照組相比，DRINK組和MCT+DRINK組的血清LDH含量下降更多（P<0.01），3個干預組的血清CK含量均下降更多（P<0.01），MCT+DRINK組的皮質醇含量下降更多（P<0.05）。各組的睪酮/皮質醇比值在干預前無顯著差異，但在干預結束時MCT+DRINK組顯著高于對照組（P<0.01）。MCT組睪酮/皮質醇比值在干預前后的變化值略有下降，其余各組都有所增加，MCT組較MCT+DRINK具有顯著差異（P<0.01），而其余各組間無顯著差異（P>0.05）（表6）。

3 討論

特種兵的訓練量在全軍處于較高水平，長期的高強度訓練造成較大的體能負荷[1]，對官兵如何促進機體疲勞狀態的快速恢復提出了現實要求。本研究中各組在干預后血常規和肝腎功能等各項指標水平均在正常范圍，未出現不良反應，證實了長期口服上述產品的安全性。本團隊在前期以坑道施工人員為研究對象進行的研究中已發現脂菌營養包能顯著改善其體力疲勞評分[3]，在本研究中再次驗證了脂菌營養包可改善體力疲勞，并同時發現口服電解質飲料或聯用脂菌營養包均可改善體力疲勞。推斷可能與電解質飲料中補充的鈉、鉀、鎂等對長期高強度體力活動后體液和電解質的快速補充有關。

肌氧飽和度是運動醫學廣泛使用的監測指標[5]。本研究繼續沿用前期研究中采用的“站姿提踵”運動監測腓腸肌在運動和靜息狀態下的肌氧飽和度變化，評估干預物對肌肉的疲勞及恢復情況的改善作用[3]，結果提示，脂菌營養包、電解質飲料單獨干預或聯用均可減少在21s和41s的肌氧飽和度下降程度，顯著改善了腓腸肌運動狀態下的肌氧飽和度，且當兩者聯用時在81s肌氧飽和度恢復更為迅速，可能是由于脂菌營養包中的中鏈甘油三酯及復合維生素B的快速供能作用[6]，聯合電解質補充的鉀、鈉等促進了糖的加速吸收和ATP釋放能量，顯著改善了腓腸肌運動后靜息狀態下的恢復速度，這對高強度訓練或運動狀態下肌肉抗疲勞能力以及訓練及運動結束后的肌肉疲勞恢復具有積極促進作用。

體力疲勞的產生包括多種學說，其中能量物質衰竭學說、自由基積累學說和代謝產物累積學說較為公認[7-8]。本研究中對照組肌酐和尿素氮在干預后均出現了輕度升高，而電解質飲料和/或脂菌營養包聯用都使其較干預前有明顯下降，提示可能是通過改善機體在長期高強度訓練或運動過程中的能量供給，減少了機體蛋白質的分解帶來的不利影響。

LDH和CK均屬于細胞內酶，LDH是糖酵解中的關鍵酶，在糖的分解代謝中起重要作用，是衡量機體無氧代謝能力的主要指標，而CK是人體三磷酸腺苷-磷酸肌酸能量代謝系統的關鍵酶，其變化與肌細胞對運動負荷的反應有關，對力量訓練較為敏感[9]。正常情況下，乳酸能被LDH催化生成丙酮酸，然后糖異生途徑轉化生成葡萄糖，為機體供能。肌酸與CK生成含有高能磷酸鍵的磷酸肌酸，快速提供能量。兩者在正常生理狀態下活性都很低，但當劇烈運動損傷或長期疲勞負荷下，肌肉細胞損傷、細胞膜通透性增加，使得它們從肌肉細胞滲透到血液中，導致血清LDH和CK的升高，因此，兩者可以作為肌肉損傷的血清學標志[10]。本研究LDH在干預前后各組都有所降低，但電解質飲料單獨或聯用脂菌營養包干預后LDH的降低幅度顯著高于對照組，提示其可能具有增加機體有氧代謝能力的作用，這一研究結果與國內多位學者的研究相一致[4，11]。CK在各組干預后都出現了不同程度下降，脂菌營養包、電解質飲料單獨使用或聯用的下降幅度顯著高于對照組，提示可顯著減少肌肉損傷。值得注意的是，對照組的這兩項血清酶在干預后亦有輕度下降，可能與對照組中使用的安慰劑成分亦具有提供糖和脂肪等能量物質有關。

血睪酮和皮質醇與運動有密切關聯，運動能刺激機體睪酮水平的升高，并且與運動時間、運動量和運動強度有很大關系。短時間大強度的運動后，血睪酮升高明顯，但長時間負荷大的運動后，血睪酮水平下降；中小強度的運動皮質醇水平下降或不變，而中等偏大以上強度的運動后皮質醇水平顯著升高，血睪酮/皮質醇的比值是評價運動疲勞較為敏感的生化指標，比值越低提示疲勞狀況越嚴重[12]。本研究發現，在干預后各組的睪酮水平變化不明顯，皮質醇水平均有不同程度下降，電解質飲料與脂菌營養包聯用對皮質醇水平下降幅度最為顯著。除脂菌營養包單獨干預組外，血睪酮/皮質醇比值在干預后均有所增高，脂菌營養包與電解質飲料聯用組的增加最為顯著，提示兩者聯用具有較好的改善疲勞的作用，具體機制有待進一步研究。

綜上所述，本研究中采用的脂菌營養包和電解質飲料均能通過不同程度地改善肌肉運動過程中的肌氧飽和度，減少高強度訓練后肌肉損傷分解以及清除血液中的尿素氮、肌酐等代謝產物共同緩解肌肉疲勞與損傷，促進高強度訓練后的機體疲勞的恢復，而將脂菌營養包和電解質飲料聯合使用效果更為顯著。本研究的結果為下一步開展抗疲勞功效營養包的更多適用場景的研究驗證提供了豐富的線索，其具體的抗疲勞作用機制也有待于更深入地加以研究和探討。

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Abstract：ObjectiveTo observe the effect of taking of lipid-probiotics powder combined with electrolyte drinks on fatigue indexes of special forces soldiers under the condition of long-term high-intensity training.MethodA total of 160 special forces soldiers who performed training missions were selected and randomly divided into 4 groups，namely control group （Control），electrolyte drink group （DRINK），lipid-probiotics group （MCT） and electrolyte drink + lipid-probiotics group （DRINK+MCT），with 40 people in each group.The interventions were taken with three meals a day for 12 consecutive weeks.The general condition，fatigue score，muscle oxygen saturation （MOS） and blood were collected before and after the intervention，and the differences between the groups before and after the intervention were compared.ResultA total of 154 soldiers completed the study，with a dropout rate of 3.75%.The physical fatigue score and total fatigue score of the DRINK group，the MCT group and the MCT+DRINK group were significantly lower than those of the control group （P<0.05）. After the intervention，the MOS of the DRINK group，the MCT group and the MCT+DRINK group were significantly improved （P<0.01），and those changes were significantly different with the control group （P<0.05）.In the MCT+DRINK group，the change after intervention at the 81s time point was significantly higher than that in the other three groups （P<0.01）.Compared with the control group，the uric acid （P<0.05），urea nitrogen （P<0.01） and lactate dehydrogenase （P<0.01） levels in serum of the DRINK group and the MCT+DRINK group decreased more significantly after intervention.Compared with the control group，the decrease of levels of serum creatinine and creatine kinase in all the three intervention groups were more significantly （P<0.01），the decrease of levels of cortisol in the MCT+DRINK group was more significantly （P<0.05）.The testosterone/cortisol ratio of the MCT+DRINK group was significantly higher than the control group after the intervention （P<0.01）.ConclusionBoth the lipid-probiotics powder and the electrolyte drink can improve the fatigue after high-intensity training，and the combined effect of the two is more significant.

Keywords：medium chain triglycerides; electrolyte drink; fatigue; special force