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?；撬岬纳飳W(xué)作用及其與人體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)論文牛磺酸是一種含硫的氨基酸，化學(xué)名稱為氨基乙磺酸，與其他氨基酸一樣具有酸、堿兩性電解質(zhì)作用，易溶于水，化學(xué)性質(zhì)比擬穩(wěn)定。早在1827年，?；撬峋鸵驯蝗藗儼l(fā)現(xiàn)，并成功從牛膽汁中分離獲得，自此國(guó)內(nèi)外對(duì)?；撬徇M(jìn)行了深切進(jìn)入的研究，發(fā)現(xiàn)它具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，在人體運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮著極其重要的作用[1].本文在介紹牛磺酸生物學(xué)作用的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步從理論角度來討論牛磺酸和人體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，為體育運(yùn)動(dòng)中運(yùn)發(fā)動(dòng)機(jī)體抗氧化能力提供一定的根據(jù)。1?；撬嵩谌梭w內(nèi)的分布及代謝牛磺酸作為一種條件性必需氨基酸在人體內(nèi)分布非常廣泛，幾乎存在于各個(gè)組織的細(xì)胞質(zhì)中，十分是大腦、心臟、神經(jīng)、肌肉等組織[2].一個(gè)體重為60kg的正常成年人體內(nèi)的?；撬岷靠蛇_(dá)60g左右，約占人體體重的0.1%,這些?；撬崛恳杂坞x形式存在，是體內(nèi)含量最高的游離氨基酸。人體獲取?；撬岬耐緩街饕袃?nèi)源性和外源性兩種方式[3],外源性主要是從食物中攝取，華而不實(shí)海洋中的魚類、貝類中的牛磺酸含量非常豐富，適當(dāng)攝取此類海生動(dòng)物能夠獲取豐富的?；撬幔粌?nèi)源性?；撬岬墨@得是通過人體的本身合成，由半胱氨酸、甲硫氨酸等含硫的氨基酸經(jīng)過一系列的酶促反響轉(zhuǎn)化得到，人體內(nèi)牛磺酸的含量是相對(duì)穩(wěn)定的，腎臟組織根據(jù)每日人體攝入的?；撬岷繉?duì)其進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，維持體內(nèi)物質(zhì)的平衡。2?；撬岬纳飳W(xué)效應(yīng)2.1抗氧化作用人體在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的自由基，自由基極不穩(wěn)定，容易奪取周圍分子中的電子，毀壞細(xì)胞內(nèi)的生化物質(zhì)，迫使細(xì)胞構(gòu)造發(fā)生變化，不能維持正常的生理功能，繼而造成人體免疫力下降，致癌物質(zhì)增加。人體補(bǔ)充牛磺酸，能減少體內(nèi)自由基的生成，增加超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化酶的活性，對(duì)已生成的自由基進(jìn)行復(fù)原，防止人體衰老。田慶偉等[4]在小鼠的膳食中添加含有1%~5%的牛磺酸，對(duì)其持續(xù)喂養(yǎng)8周，發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的活性均有所增加，他們以為?；撬峋哂忻黠@的抗氧化能力。在脂質(zhì)代謝中，細(xì)胞內(nèi)豐富的不飽和脂肪酸在自由基的誘導(dǎo)下極易生成丙二醛，促使膜系統(tǒng)中的蛋白和酶發(fā)生交聯(lián)反響，生成Schiff氏堿，進(jìn)而造成膜系統(tǒng)構(gòu)造改變、功能受損。?；撬崮軠p少脂質(zhì)過氧化，降低血漿中膽固醇和低密度脂蛋白含量，提高高密度脂蛋白水平，防止動(dòng)脈粥樣硬化，冠心病等心血管疾病的發(fā)生。王永輝等[5]研究表示清楚，體內(nèi)嚴(yán)重缺乏?；撬岬男∈?，其高血脂癥和動(dòng)脈粥樣硬化病理將相應(yīng)加重，每日給予服用一定量的?；撬嶂螅∈笱械目偰懝檀己透视腿ズ繉?huì)降低，講明內(nèi)源性?；撬崛狈σ讓?dǎo)致血脂異常升高和動(dòng)脈粥樣硬化性病變，?；撬釋?duì)實(shí)驗(yàn)性高脂血癥有良好的降脂作用。張偉等[6]對(duì)患有亞硒酸鈉性白內(nèi)障的大鼠天天注射2%的牛磺酸溶液，14天后發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)丙二醛含量明顯下降，得出?；撬釋?duì)羥自由基、超氧陰離子自由基具有明顯的去除作用，對(duì)亞硒酸鈉性白內(nèi)障晶狀體中的脂質(zhì)過氧化反響具有明顯的抑制作用。2.2調(diào)節(jié)鈣離子濃度鈣離子是維持人體各項(xiàng)生理活動(dòng)不可缺少的離子，它能維持細(xì)胞膜兩側(cè)的生物電位，保衛(wèi)肌肉-神經(jīng)功能的正常傳導(dǎo)。大量實(shí)驗(yàn)研究表示清楚[7~9],牛磺酸能調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)缺乏鈣離子時(shí)，?；撬崮芗铀侔忖}離子內(nèi)流；當(dāng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子過量時(shí)，?；撬崮芤种瓢忖}離子內(nèi)流，或者增加鈣與某些生化物質(zhì)的親和力以到達(dá)控制游離鈣離子濃度，進(jìn)而維持細(xì)胞的正常生理功能。安文林等[10]考察?；撬釋?duì)新生大鼠腦神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，?；撬釋?duì)細(xì)胞內(nèi)鈣離子有雙向調(diào)節(jié)作用，即?；撬崮苁股窠?jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度輕度升高，又能使處于高鈣狀態(tài)的細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度下降，避免細(xì)胞內(nèi)鈣離子超載，保衛(wèi)神經(jīng)細(xì)胞免受損傷，加強(qiáng)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶等方面的功能。同時(shí)牛磺酸還能介入肌肉正常的舒張和伸縮功能。張振漢等[11]采用離體平滑肌實(shí)驗(yàn)技術(shù)，考察?；撬釋?duì)小腸平滑肌運(yùn)動(dòng)的影響，發(fā)如今低鈣條件下，?；撬嵬ㄟ^鈣離子通道對(duì)小腸平滑肌的收縮運(yùn)動(dòng)具有正調(diào)節(jié)作用；在高鈣條件下，?；撬釀t對(duì)平滑肌收縮進(jìn)行負(fù)調(diào)節(jié)。這與安文林等[10]的研究結(jié)果基本一致，以上實(shí)驗(yàn)證明了?；撬嵬ㄟ^對(duì)機(jī)體組織鈣離子進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)，來維持細(xì)胞正常生理功能，是一種良好的細(xì)胞保衛(wèi)劑。2.3保衛(wèi)膜穩(wěn)定和維持體內(nèi)浸透壓平衡生物膜廣泛存在于機(jī)體內(nèi)的各種組織和細(xì)胞中，主要由磷脂雙分子層和膜蛋白構(gòu)成，組成磷脂雙分子層的主要成分為低熔點(diǎn)的不飽和脂肪酸，在正常的生理狀態(tài)下，這些不飽和脂肪酸是運(yùn)動(dòng)的，進(jìn)而保證生物膜具有流動(dòng)性，使胞內(nèi)外物質(zhì)能正常交換，能量正常傳遞。?；撬嶙鳛橐环N細(xì)胞保衛(wèi)劑能避免細(xì)胞膜上不飽和脂肪酸與外來物質(zhì)發(fā)生酯化、氧化等反響，維持細(xì)胞膜的正常功能。早在1992年，Huxtable[12]發(fā)現(xiàn)?；撬岷驮劁\能以復(fù)合物的形式插入到視網(wǎng)膜的細(xì)胞膜中來維持膜的穩(wěn)定性，隨后Militante等[13]Nusetti等[14]也證實(shí)了?；撬崤c金魚視網(wǎng)膜細(xì)胞的增殖、分化和成熟具有密切的聯(lián)絡(luò)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?；撬岬竭_(dá)100molL-1時(shí)，膜細(xì)胞的增殖分化均到達(dá)最大。牛磺酸能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞的浸透壓，對(duì)于海洋動(dòng)物而言，其調(diào)節(jié)作用尤為顯著。牛磺酸能夠改變細(xì)胞的容積，進(jìn)而維持全身體液的平衡。研究發(fā)現(xiàn)[15]在下丘腦視上核中?；撬岷亢芨?，它能夠通過控制室上核和室旁核神經(jīng)元的興奮性來維持細(xì)胞的浸透壓。張曉丹[16]和薛承斌等[17]都曾報(bào)道牛磺酸能調(diào)節(jié)大鼠和小鼠的骨骼肌、大腦和血小板的浸透壓，可能與細(xì)胞膜的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)密切相關(guān)。對(duì)于患有白內(nèi)障的病人，其眼內(nèi)晶狀體中山梨酸含量很高，進(jìn)而導(dǎo)致晶狀體內(nèi)浸透壓偏高，眼睛失明，長(zhǎng)期補(bǔ)充一定量的?；撬崮軌蚓徑庋劬?nèi)的浸透壓，幫助白內(nèi)障患者恢復(fù)健康[18].2.4影響糖代謝?；撬崮苷{(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)的糖代謝，降低血糖，促進(jìn)肌細(xì)胞對(duì)葡萄糖的利用，增加糖原異生，防止人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)過于疲憊，提高運(yùn)動(dòng)能力，?；撬峤档脱堑臋C(jī)制并不是與胰島素受體直接結(jié)合，而是通過與受體上的蛋白質(zhì)互相作用來完成的[19].毛東偉等[20]以為補(bǔ)充牛磺酸能夠改善胚胎組織Pax3及Cx43基因的mRNA及其蛋白的過度表示出，對(duì)體內(nèi)的高血糖進(jìn)行拮抗，控制糖尿病患者病情惡化。2.5調(diào)節(jié)氨基酸代謝氨基酸是人體新陳代謝中不可或缺的物質(zhì)，?；撬嶙鳛橐环N營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑能提高并穩(wěn)定人體內(nèi)供能氨基酸〔BCAA,主要為支鏈氨基酸〕的濃度，據(jù)推算，人體每消耗1mol的BCAA即可產(chǎn)生42mol左右的ATP;BCAA含量增高，能夠與體內(nèi)芳香族氨基酸發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)性抑制，干擾中樞神經(jīng)系統(tǒng)中多巴胺及腎上腺素神經(jīng)傳導(dǎo)功能，使中樞系統(tǒng)保持興奮狀態(tài)，延緩大腦疲憊。吳燕波等[21]發(fā)現(xiàn)對(duì)力竭的大鼠補(bǔ)充牛磺酸后發(fā)現(xiàn)，其體內(nèi)支鏈氨基酸含量明顯增高，大鼠的運(yùn)動(dòng)能力得到了顯著提高。3牛磺酸與運(yùn)動(dòng)能力一百多年以來，科學(xué)家一直致力于從各個(gè)角度來研究人體運(yùn)動(dòng)性疲憊產(chǎn)生的原因，當(dāng)前比擬一致的看法是人體在運(yùn)動(dòng)經(jīng)過中會(huì)不斷產(chǎn)生自由基，如超氧陰離子、羧基自由基、一氧化氮自由基等，同時(shí)隨著運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行，能量的直接來源ATP會(huì)不斷消耗，血糖、蛋白質(zhì)、脂類物質(zhì)濃度逐步下降，能量代謝出現(xiàn)紊亂，鈣離子穩(wěn)態(tài)被毀壞，人體疲憊感逐步增加，運(yùn)動(dòng)能力大大降低。?；撬釋?duì)提高運(yùn)動(dòng)能力具有顯著的作用，Decombaz等[22]報(bào)道了運(yùn)發(fā)動(dòng)在馬拉松比賽或100km賽跑等耐力運(yùn)動(dòng)中，肌肉會(huì)釋放大量的牛磺酸來維持血漿中?；撬岬娜狈?，保證人體正常的生理運(yùn)動(dòng)。假如體內(nèi)缺乏牛磺酸，其運(yùn)動(dòng)能力將會(huì)遭到嚴(yán)重的影響。Ito等[23]通過敲除牛磺酸轉(zhuǎn)運(yùn)體基因，使模擬小鼠骨骼肌中幾乎不存在牛磺酸，與野生小鼠進(jìn)行一樣負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，?；撬徂D(zhuǎn)運(yùn)體基因敲除后的小鼠的運(yùn)動(dòng)能力比野生小鼠低80%.李健康等[24]通過研究?；撬釋?duì)運(yùn)動(dòng)中骨骼肌功能的影響也證實(shí)了其具有一定的抗疲憊和抗運(yùn)動(dòng)性損傷作用。在運(yùn)發(fā)動(dòng)訓(xùn)練經(jīng)過中，?；撬嶙鳛橐环N外源性營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，能顯著提高紅細(xì)胞谷胱甘肽過氧化物酶的活性，避免脂質(zhì)過氧化，保衛(wèi)心肌線粒體功能和防止心肌受損。侯香玉等[25]發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)力竭后的大鼠體內(nèi)超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶含量均降低，心肌線粒體構(gòu)造遭到毀壞，補(bǔ)充一定量的?；撬岷螅潴w內(nèi)超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化物酶含量逐步升高，運(yùn)動(dòng)能力得到顯著加強(qiáng)，而對(duì)力竭后的大鼠補(bǔ)充與牛磺酸構(gòu)造類似的丙氨酸，其運(yùn)動(dòng)能力沒有能得到明顯改善，講明體內(nèi)牛磺酸是維持運(yùn)動(dòng)能力所必需的，外源性的攝取?；撬崮軌蚴惯\(yùn)動(dòng)能力得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。補(bǔ)充?；撬岢嗽黾映趸锲缁负凸入赘孰倪^氧化物酶含量之外，也能顯著提高體內(nèi)乳酸脫氫酶的含量。研究表示清楚[26],人體經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之后，體內(nèi)會(huì)積累大量的乳酸，促使肌肉產(chǎn)生強(qiáng)烈的酸痛感。乳酸脫氫酶能夠?qū)⑷樗徇M(jìn)行分解，間接到達(dá)去除乳酸的目的，緩解人體長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)后身體出現(xiàn)的不適。劉華榮等[27]等對(duì)小鼠給予不同劑量的牛磺酸，通過檢測(cè)小鼠負(fù)重游泳后的存活時(shí)間以及體內(nèi)血乳酸的含量，發(fā)現(xiàn)牛磺酸能增加體內(nèi)肝糖原，降低血乳酸含量，進(jìn)而緩解了小鼠體力疲憊。黃廣良等[28]也報(bào)道了針對(duì)游泳運(yùn)發(fā)動(dòng)的本身特點(diǎn)，在訓(xùn)練中進(jìn)行?；撬釓?fù)合功能性飲料的補(bǔ)充，提高運(yùn)發(fā)動(dòng)的有氧耐力水平和運(yùn)動(dòng)水平，冬訓(xùn)期間未出現(xiàn)過一例過度疲憊現(xiàn)象。以上研究表示清楚，牛磺酸的抗氧化作用是其抗運(yùn)動(dòng)性疲憊的主要機(jī)制之一。另有研究表示清楚[29~30],在運(yùn)動(dòng)經(jīng)過中補(bǔ)充?；撬峥墒寡獫{中的支鏈氨基酸〔BCAA〕濃度逐步增高；與運(yùn)動(dòng)組相比，體內(nèi)纈氨酸和亮氨酸含量分別提高15%和25%;芳香族氨基酸〔AAA〕的濃度無明顯變化；AAA/BCAA比值降低；保持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，進(jìn)而延緩了運(yùn)動(dòng)型疲憊的出現(xiàn)。4結(jié)束語(yǔ)牛磺酸具有廣