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摘要: 维生素作为辅酶参与生物体代谢有许多重要作用。维生素的缺乏会影响糖代谢功能、神经系统功能和酶的正常性等。本文论述了常见维生素的缺乏对运动员运动能力的影响。
关键词: 常见维生素运动能力影响
维生素是维持人体正常代谢机能不可缺少的一种营养素和必需的一类低分子有机化合物,其种类多、理化性质不相同。维生素的营养价值是通过组成辅酶或辅基的形式,参与体内的物质和量代谢,是代谢调节、维持生理功能不可缺少的营养素之一。
维生素分为水溶性维生素和脂溶性维生素。常见的水溶性维生素主要有维生素B■、维生素B■、维生素C,常见的脂溶性维生素主要有维生素A、维生素E。本文从维生素的机理功能对运动能力的影响等方面作一综述。
1.水溶性维生素与运动能力
水溶性维生素主要有维生素B■、维生素B■、维生素C,它们溶于水,在人体的存在比较少,可以通过尿液排出人体外。
(1)维生素B■对运动能力的影响
维生素B■主要以辅酶的形式发挥其生理功能。TPP是维生素B■的主要辅酶形式。TPP对糖代谢具有重要作用,主要表现为糖代谢的三个重要环节均依赖于TPP的辅酶作用:1.丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A;2.三羧酸循环中糖和脂肪代谢产物a-酮戊二酸脱羧为琥珀酰辅酶A;3.作为转酮酸激酶的辅酶[3]。
葡萄糖是脑的重要能源物质,维生素B■缺乏将会引起大脑组织中糖的分解代谢速率减慢,大脑能量供应受阻,对其正常功能产生不利影响。给大鼠饲以缺乏维生素B■的饲料,可见被动回避反应能力丧失,同时大鼠出现异常的听觉反应,主要是脑干听觉反应系统受损,补充维生素B■可恢复[4]。
由于维生素B■与糖代谢有密切关系,因此当维生素B■缺乏时,体内的TDP含量减少,从而使丙酮酸氧化脱羧作用发生障碍,三羧酸循环受阻,使糖的有氧氧化不能正常进行,造成体内丙酮酸、乳酸堆积,使运动员体内pH值下降,糖酵解中的关键酶6-磷酸果糖激酶活性降低,糖酵解功能发生障碍。所以,维生素B■缺乏使糖的无氧代谢和有氧代谢供能系统都遭到破坏,不仅影响运动员的速度运动能力,而且影响运动员的耐力运动能力,严重时丙酮酸、乳酸堆积会使运动员易产生疲劳,并且出现健忘、不安、易怒或抑郁的精神症状,其临床表现为四肢肌肉痉挛,逐渐恶化,以至腿脚僵直,行动困难,使运动员运动能力显著下降。
(2)维生素B■对运动能力的影响
维生素B■是人体内多种氧化酶系统不可缺少的构成部分。它以磷酸酯的形式构成两种辅酶FMN和FAD在生物代谢中发挥重要的生理功能。
由生物氧化理论可知,人体内95%以上的ATP是通过氧化磷酸化的途径生成的。氧化磷酸化反应发生在线粒体上,如果线粒体膜受到的氧(或自由基)损伤,线粒体膜就不能处于正常状态,使ATP生成受到影响。而运动员运动需要的能量供应的基本形式是ATP的分解。当线粒体膜损伤之后,ATP生成量下降,能量供应减少,运动员的运动能力必然受到限制[5]。维生素B■可以防止生物膜(包括线粒体膜、红细胞膜等)遭到脂质过氧化损伤,保护膜的完整性,从而使红细胞能正常携带输O■,维持线粒体膜上氧化磷酸化反应正常进行。由谷胱甘肽氧化还原循环与维生素B■及葡萄糖代谢的关系可知,谷胱甘肽还原酶将氧化型谷胱甘肽(GSSG)转化为还原型谷胱甘肽(GSH)的同时,又把NADPH转化为NADP■,NADP是6-磷酸葡萄糖脱氢酶的辅酶,所以理论上讲,维生素B■的补充可以间接地提高糖酵解和糖的有氧氧化能力,使运动员在运动过程中能及时得到能量补充[3]。当然维生素B■与维粒体中发生的氧化反应关系最大,特别是耐力性运动,对维生素B■的需要量大,大运动量或力量性训练每日也应有所增加。及时补充维生素B■,能提高骨骼肌有氧代谢功能能力,加强肌肉收缩力,提高耐久能力等。
由于维生素B■的供给量随能量供给量的改变而改变,即随热摄入的增高而增高,因此运动员比一般人要多服一些维生素B■,特别是耐力运动员对维生素B■的需要量更大,每日为2mg,大运动量训练时每日应增到4mg。蒋宝泉等对50名初入高原青年进行了为期20天的维生素B■需要量的实验研究,表明初入高原青年维生素B■供给量为2—14mg[7]。研究揭示,维生素B■可能通过慢心率和保护心肌内多种抗自由基酶系,对人鼠心脏反常产生有效的保护作用[11]。由此可见,维生素B■可以清除运动过程中运动员体内产生的自由基,避免自由基在体内的累积,延缓运动性疲劳的发生。
(3)维生素C对运动能力的影响
维生素C作为水溶性自由基清除剂,所参与的反应比脂溶性自由基清除剂维生素E要多,所以维生素C清除自由基的机制也比维生素E丰富。同时,维生素C还可以协助维生素E和谷胱甘肽清除自由基。
陈秀兰等采用鼠尾静脉注射维生素的方法,给动物以大量的维生素C,通过组织化学法观察骨骼肌纤维中琥珀酸脱氢酶和乳酸脱氢酶活性变化,结果发现,注射维生素C后运动15min,琥珀酸脱氢酶活性升高,而乳酸脱氢酶活性下降,表明维生素C可以改善肌肉的有氧代谢能力,提高有氧运动耐力。这与维生素C通过促进乳酸氧化、改变肌细胞酸碱平衡、抑制HO■生成有关[9]。
此外,维生素C还可以通过促进蛋白质合成,提高肌肉质量;增进细胞免疫功能,增强运动员身体健康;促进胶原蛋白合成,益于创伤和运动损伤的快速愈合;使Fe■转变为Fe■,促进铁的吸收与转运,对耐力运动员的运动性贫血起预防和治疗作用;使血红蛋白以亚铁血红蛋白的形式存在,利于氧气运输;提高肉毒碱的合成速度及细胞内肉毒碱的含量,脂酰辅酶A从细胞浆向线粒体内运输速度显著升高,有利于脂肪酸的氧化,从而提高运动员的有氧耐力和运动水平。摄入足量的维生素C可促进动物体内肝糖原和肌糖原的合成,延缓疲劳发生[8]。
2.脂溶性维生素与运动能力
常见脂溶性维生素主要有维生素A与维生素E两大类。它们溶于脂肪及脂溶剂中,食物中常与脂类共存,肠内吸收时与脂类吸收密切相关。
(1)维生素A对运动能力的影响
人体内胡萝卜素可以转变成维生素A,能分解成维生素A源。维生素A对热、酸和碱稳定,但易受强光、紫外线及氧的破坏而失去其功能。维生素A对维持正常视力有重要作用,同时参与组织间的合成,对细胞起粘合和保护作用,维护正常上皮组织的健康。对视力要求高度集中的运动项目应适时适量进行补充,需要量为8000国际单位/日。因此,对射击、射箭等运动项目的运动员有必要补充一定的维生素A。
(2)维生素E对运动能力的影响
维生素E是一种脂溶性维生素,是人类营养的一种必要成分。它具有清除自由基、降低脂质过氧化物水平的作用,是体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂,广泛应用临床预防和治疗许多疾病。
运动与自由基导致的氧应激相关。外源性抗氧化剂的补充在预防和缓解运动性氧自由基损伤、增进抗过氧化能力延缓运动性疲劳的出现方面可能有积极的意义。研究已证实[1],维生素E的作用突出表现在对膜结构的保护。维生素E保护膜的途径主要有2个方面:①作为抗氧化剂直接阻断脂质过氧化反应;②参与膜的结构组成。维生素E对防止运动引起的自由基损伤有很重要的作用。
横关利子观察到服用维生素E对急性运动时过氧化脂质的生成有预防作用,表明维生素E在急性运动和长时间耐力运动中都发挥了保护细胞膜免受伤去的作用,同时对动物的运动能力有一定促进作用。前苏联研究人员把维生素E比喻为提高运动能力的一种秘密武器。他们把运动员分为三组进行大运动量的自行车训练或滑雪训练,对照组服安慰剂,食物中仅含20mg维生素E;实验一组服用100—150mg维生素E,训练时间为1.5—2h;实验一组服用250—300mg维生素E,训练时间为3—4h。结果表明,服用维生素E的两个实验组精力充沛,未出现缺氧症状,而对照组却很早出现力竭状态。日本医生研究了维生素E对高原中长跑成绩的影响,在400m跑中,实验组跑前定期服用维生素E,结果实验组成绩明显优于对照组。[6]
因此,维生素E能提高人体的运动能力,促进蛋白质合成,改善肌肉营养和血液供应,提高肌肉质量,对肌肉有缓解疲劳的作用。可提高运动竞技能力;能减少组织的耗氧量,减少氧债,改善微循环,提高抗氧化过程和维持生殖功能的作用,使人体组织细胞获得较多的氧气供应;能有效地提高肌肉中氧的利用率,减少氧债,增强耐力,对耐力项目尤为重要;对心脏可产生良好的影响;同时又是自由基清除剂,可保护细胞膜的完整性。
3.维生素的补充
维生素具有广泛而且重要的生理功能。它对维持生命,保证健康起着重要的作用,特别是对某些疾病有良好的预防作用,这些功能不仅保证身体健康和生长发育,而且直接影响到人体的运动能力。
维生素A主要来源于鱼类及动物的肝脏、鱼肝油、鱼卵、全奶、奶油、禽蛋;植物体内存在的黄、红色素和叶绿素中,以及有色蔬菜和水果,如:菠菜、豌苗、红心甜薯、胡萝卜、辣椒、冬笕菜及水果中的柿子。
维生素B■广泛地分布在植物的种子、叶、根茎和果实中,含量较丰富的还有动物的内脏(肝、心、肾),瘦猪肉,藓类,花生,以及谷皮,等等。另外,茶叶中含有一种对热稳定的维生素B■分解酶,故人饮茶或咀嚼茶叶时会影响维生素B■的可利用率。
维生素B■主要来源于肝、肾和心等动物性食物;其次是奶类、蛋类、绿叶蔬菜。
维生素C主要存在于芦笋、菜花、马铃薯、西红柿等蔬菜中。
维生素E广泛分布于动植物组织中。植物性油脂中含量最为丰富。如:麦胚油、棉籽油、玉米油、芝麻油、大豆油和花生油等。绿叶葛芭叶、柑桔皮和绿叶植物都含有此种维生素。其也存在于肉、蛋、奶、奶油及鱼肝油中。
维生素应该主要从食物中补充,因此,运动员要多吃有色蔬菜和水果、瘦猪肉、水产等,而不能挑食。必要时还要服用维生素含片中补充。
参考文献:
[1]熊正英,田振军.维生素E与运动能力研究的新进展[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1997,(12).
[2]谢卫平.试论运动与维生素营养[J].青海师范大学学报(自然科学版),2004,(1).
[3][英]J·马克斯著.郑昌学等译.维生素手册[M].北京:科学普及出版社,1981:71-73.
[4]谢惠民,孙定人,张继志等编.维生素知识[M].北京:人民卫生出版社,1985:88-89.
[5]熊正英,田振军.维生素E与运动能力研究的新进展[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1997,(4).
[6]陈永清.运动营养指南[M].北京:北京体育学院出版社,1992:67-68.
[7]熊正英.运动营养学[M].西安:陕西科学技术出版社,1997:67.
[8]张倩,熊正英.维生素B和运动的关系[J].安康师专学报,2001,(9).
[9]熊正英,张全江.维生素C抗氧化作用及其在运动中的应用[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1998,(12).
[10]郭世炳.运动与氧自由基损伤[J].中国运动医学杂志,1990,9,(3).
[11]周志泳,左保华等.核黄素和丹参对在鼠心脏氧反常保护作用的比较[J].皖南医学院学报,1996,(2).
关键词: 常见维生素运动能力影响
维生素是维持人体正常代谢机能不可缺少的一种营养素和必需的一类低分子有机化合物,其种类多、理化性质不相同。维生素的营养价值是通过组成辅酶或辅基的形式,参与体内的物质和量代谢,是代谢调节、维持生理功能不可缺少的营养素之一。
维生素分为水溶性维生素和脂溶性维生素。常见的水溶性维生素主要有维生素B■、维生素B■、维生素C,常见的脂溶性维生素主要有维生素A、维生素E。本文从维生素的机理功能对运动能力的影响等方面作一综述。
1.水溶性维生素与运动能力
水溶性维生素主要有维生素B■、维生素B■、维生素C,它们溶于水,在人体的存在比较少,可以通过尿液排出人体外。
(1)维生素B■对运动能力的影响
维生素B■主要以辅酶的形式发挥其生理功能。TPP是维生素B■的主要辅酶形式。TPP对糖代谢具有重要作用,主要表现为糖代谢的三个重要环节均依赖于TPP的辅酶作用:1.丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A;2.三羧酸循环中糖和脂肪代谢产物a-酮戊二酸脱羧为琥珀酰辅酶A;3.作为转酮酸激酶的辅酶[3]。
葡萄糖是脑的重要能源物质,维生素B■缺乏将会引起大脑组织中糖的分解代谢速率减慢,大脑能量供应受阻,对其正常功能产生不利影响。给大鼠饲以缺乏维生素B■的饲料,可见被动回避反应能力丧失,同时大鼠出现异常的听觉反应,主要是脑干听觉反应系统受损,补充维生素B■可恢复[4]。
由于维生素B■与糖代谢有密切关系,因此当维生素B■缺乏时,体内的TDP含量减少,从而使丙酮酸氧化脱羧作用发生障碍,三羧酸循环受阻,使糖的有氧氧化不能正常进行,造成体内丙酮酸、乳酸堆积,使运动员体内pH值下降,糖酵解中的关键酶6-磷酸果糖激酶活性降低,糖酵解功能发生障碍。所以,维生素B■缺乏使糖的无氧代谢和有氧代谢供能系统都遭到破坏,不仅影响运动员的速度运动能力,而且影响运动员的耐力运动能力,严重时丙酮酸、乳酸堆积会使运动员易产生疲劳,并且出现健忘、不安、易怒或抑郁的精神症状,其临床表现为四肢肌肉痉挛,逐渐恶化,以至腿脚僵直,行动困难,使运动员运动能力显著下降。
(2)维生素B■对运动能力的影响
维生素B■是人体内多种氧化酶系统不可缺少的构成部分。它以磷酸酯的形式构成两种辅酶FMN和FAD在生物代谢中发挥重要的生理功能。
由生物氧化理论可知,人体内95%以上的ATP是通过氧化磷酸化的途径生成的。氧化磷酸化反应发生在线粒体上,如果线粒体膜受到的氧(或自由基)损伤,线粒体膜就不能处于正常状态,使ATP生成受到影响。而运动员运动需要的能量供应的基本形式是ATP的分解。当线粒体膜损伤之后,ATP生成量下降,能量供应减少,运动员的运动能力必然受到限制[5]。维生素B■可以防止生物膜(包括线粒体膜、红细胞膜等)遭到脂质过氧化损伤,保护膜的完整性,从而使红细胞能正常携带输O■,维持线粒体膜上氧化磷酸化反应正常进行。由谷胱甘肽氧化还原循环与维生素B■及葡萄糖代谢的关系可知,谷胱甘肽还原酶将氧化型谷胱甘肽(GSSG)转化为还原型谷胱甘肽(GSH)的同时,又把NADPH转化为NADP■,NADP是6-磷酸葡萄糖脱氢酶的辅酶,所以理论上讲,维生素B■的补充可以间接地提高糖酵解和糖的有氧氧化能力,使运动员在运动过程中能及时得到能量补充[3]。当然维生素B■与维粒体中发生的氧化反应关系最大,特别是耐力性运动,对维生素B■的需要量大,大运动量或力量性训练每日也应有所增加。及时补充维生素B■,能提高骨骼肌有氧代谢功能能力,加强肌肉收缩力,提高耐久能力等。
由于维生素B■的供给量随能量供给量的改变而改变,即随热摄入的增高而增高,因此运动员比一般人要多服一些维生素B■,特别是耐力运动员对维生素B■的需要量更大,每日为2mg,大运动量训练时每日应增到4mg。蒋宝泉等对50名初入高原青年进行了为期20天的维生素B■需要量的实验研究,表明初入高原青年维生素B■供给量为2—14mg[7]。研究揭示,维生素B■可能通过慢心率和保护心肌内多种抗自由基酶系,对人鼠心脏反常产生有效的保护作用[11]。由此可见,维生素B■可以清除运动过程中运动员体内产生的自由基,避免自由基在体内的累积,延缓运动性疲劳的发生。
(3)维生素C对运动能力的影响
维生素C作为水溶性自由基清除剂,所参与的反应比脂溶性自由基清除剂维生素E要多,所以维生素C清除自由基的机制也比维生素E丰富。同时,维生素C还可以协助维生素E和谷胱甘肽清除自由基。
陈秀兰等采用鼠尾静脉注射维生素的方法,给动物以大量的维生素C,通过组织化学法观察骨骼肌纤维中琥珀酸脱氢酶和乳酸脱氢酶活性变化,结果发现,注射维生素C后运动15min,琥珀酸脱氢酶活性升高,而乳酸脱氢酶活性下降,表明维生素C可以改善肌肉的有氧代谢能力,提高有氧运动耐力。这与维生素C通过促进乳酸氧化、改变肌细胞酸碱平衡、抑制HO■生成有关[9]。
此外,维生素C还可以通过促进蛋白质合成,提高肌肉质量;增进细胞免疫功能,增强运动员身体健康;促进胶原蛋白合成,益于创伤和运动损伤的快速愈合;使Fe■转变为Fe■,促进铁的吸收与转运,对耐力运动员的运动性贫血起预防和治疗作用;使血红蛋白以亚铁血红蛋白的形式存在,利于氧气运输;提高肉毒碱的合成速度及细胞内肉毒碱的含量,脂酰辅酶A从细胞浆向线粒体内运输速度显著升高,有利于脂肪酸的氧化,从而提高运动员的有氧耐力和运动水平。摄入足量的维生素C可促进动物体内肝糖原和肌糖原的合成,延缓疲劳发生[8]。
2.脂溶性维生素与运动能力
常见脂溶性维生素主要有维生素A与维生素E两大类。它们溶于脂肪及脂溶剂中,食物中常与脂类共存,肠内吸收时与脂类吸收密切相关。
(1)维生素A对运动能力的影响
人体内胡萝卜素可以转变成维生素A,能分解成维生素A源。维生素A对热、酸和碱稳定,但易受强光、紫外线及氧的破坏而失去其功能。维生素A对维持正常视力有重要作用,同时参与组织间的合成,对细胞起粘合和保护作用,维护正常上皮组织的健康。对视力要求高度集中的运动项目应适时适量进行补充,需要量为8000国际单位/日。因此,对射击、射箭等运动项目的运动员有必要补充一定的维生素A。
(2)维生素E对运动能力的影响
维生素E是一种脂溶性维生素,是人类营养的一种必要成分。它具有清除自由基、降低脂质过氧化物水平的作用,是体内重要的抗氧化剂和自由基清除剂,广泛应用临床预防和治疗许多疾病。
运动与自由基导致的氧应激相关。外源性抗氧化剂的补充在预防和缓解运动性氧自由基损伤、增进抗过氧化能力延缓运动性疲劳的出现方面可能有积极的意义。研究已证实[1],维生素E的作用突出表现在对膜结构的保护。维生素E保护膜的途径主要有2个方面:①作为抗氧化剂直接阻断脂质过氧化反应;②参与膜的结构组成。维生素E对防止运动引起的自由基损伤有很重要的作用。
横关利子观察到服用维生素E对急性运动时过氧化脂质的生成有预防作用,表明维生素E在急性运动和长时间耐力运动中都发挥了保护细胞膜免受伤去的作用,同时对动物的运动能力有一定促进作用。前苏联研究人员把维生素E比喻为提高运动能力的一种秘密武器。他们把运动员分为三组进行大运动量的自行车训练或滑雪训练,对照组服安慰剂,食物中仅含20mg维生素E;实验一组服用100—150mg维生素E,训练时间为1.5—2h;实验一组服用250—300mg维生素E,训练时间为3—4h。结果表明,服用维生素E的两个实验组精力充沛,未出现缺氧症状,而对照组却很早出现力竭状态。日本医生研究了维生素E对高原中长跑成绩的影响,在400m跑中,实验组跑前定期服用维生素E,结果实验组成绩明显优于对照组。[6]
因此,维生素E能提高人体的运动能力,促进蛋白质合成,改善肌肉营养和血液供应,提高肌肉质量,对肌肉有缓解疲劳的作用。可提高运动竞技能力;能减少组织的耗氧量,减少氧债,改善微循环,提高抗氧化过程和维持生殖功能的作用,使人体组织细胞获得较多的氧气供应;能有效地提高肌肉中氧的利用率,减少氧债,增强耐力,对耐力项目尤为重要;对心脏可产生良好的影响;同时又是自由基清除剂,可保护细胞膜的完整性。
3.维生素的补充
维生素具有广泛而且重要的生理功能。它对维持生命,保证健康起着重要的作用,特别是对某些疾病有良好的预防作用,这些功能不仅保证身体健康和生长发育,而且直接影响到人体的运动能力。
维生素A主要来源于鱼类及动物的肝脏、鱼肝油、鱼卵、全奶、奶油、禽蛋;植物体内存在的黄、红色素和叶绿素中,以及有色蔬菜和水果,如:菠菜、豌苗、红心甜薯、胡萝卜、辣椒、冬笕菜及水果中的柿子。
维生素B■广泛地分布在植物的种子、叶、根茎和果实中,含量较丰富的还有动物的内脏(肝、心、肾),瘦猪肉,藓类,花生,以及谷皮,等等。另外,茶叶中含有一种对热稳定的维生素B■分解酶,故人饮茶或咀嚼茶叶时会影响维生素B■的可利用率。
维生素B■主要来源于肝、肾和心等动物性食物;其次是奶类、蛋类、绿叶蔬菜。
维生素C主要存在于芦笋、菜花、马铃薯、西红柿等蔬菜中。
维生素E广泛分布于动植物组织中。植物性油脂中含量最为丰富。如:麦胚油、棉籽油、玉米油、芝麻油、大豆油和花生油等。绿叶葛芭叶、柑桔皮和绿叶植物都含有此种维生素。其也存在于肉、蛋、奶、奶油及鱼肝油中。
维生素应该主要从食物中补充,因此,运动员要多吃有色蔬菜和水果、瘦猪肉、水产等,而不能挑食。必要时还要服用维生素含片中补充。
参考文献:
[1]熊正英,田振军.维生素E与运动能力研究的新进展[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1997,(12).
[2]谢卫平.试论运动与维生素营养[J].青海师范大学学报(自然科学版),2004,(1).
[3][英]J·马克斯著.郑昌学等译.维生素手册[M].北京:科学普及出版社,1981:71-73.
[4]谢惠民,孙定人,张继志等编.维生素知识[M].北京:人民卫生出版社,1985:88-89.
[5]熊正英,田振军.维生素E与运动能力研究的新进展[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1997,(4).
[6]陈永清.运动营养指南[M].北京:北京体育学院出版社,1992:67-68.
[7]熊正英.运动营养学[M].西安:陕西科学技术出版社,1997:67.
[8]张倩,熊正英.维生素B和运动的关系[J].安康师专学报,2001,(9).
[9]熊正英,张全江.维生素C抗氧化作用及其在运动中的应用[J].陕西师范大学学报(自然科学版),1998,(12).
[10]郭世炳.运动与氧自由基损伤[J].中国运动医学杂志,1990,9,(3).
[11]周志泳,左保华等.核黄素和丹参对在鼠心脏氧反常保护作用的比较[J].皖南医学院学报,1996,(2).