外源核苷酸与运动能力研究

李进国 张新辉

(新疆五家渠兵团党校，新疆 五家渠 831300)

外源核苷酸与运动能力研究

李进国 张新辉

(新疆五家渠兵团党校，新疆 五家渠 831300)

综述了外源核苷酸的主要营养学功能,并对其在运动医学领域中的研究应用进行分析,提出展望。

外源核苷酸;营养学功能;运动医学;应用;展望

1 补充外源核苷酸的必要性及意义

核苷酸是组成细胞的主要成分,是DNA和RNA的基本组成单位,在细胞结构、代谢、能量和功能调节等方面起重要作用。过去人们认为,动物机体能由内源从头合成各种核苷酸,而且又没有特异性的缺乏症,所以一直将其视为非必需营养素。但近年来通过对动物的实验研究表明,机体许多生长代谢旺盛的组织(小肠、大肠、淋巴)和细胞(红细胞、白细胞、骨髓细胞)从头合成的核苷酸能力有限,尤其当动物处在受到免疫应激、肝损伤、饥饿及快速生长的情况下,内源合成的核苷酸不能满足机体的需要,添加外源核苷酸则显得尤为重要。补充日粮核苷酸对胃肠道发育、肠道的损伤修复、脂质代谢、免疫系统等都产生重大的影响。核苷酸生理生化功能主要有:作为RNA和DNA合成的前体物质;作为代谢的调节物质;作为辅酶的成分,如辅酶A;激活糖原和糖蛋白合成的重要中介物,也是磷脂合成的中介物,活化中间产物;参与遗传信息传递;ATP是生命过程的通用能；AMP调节平滑肌的收缩性并可调节血流量;核苷酸还可以作为甲基的供体等。由此可见外源核苷酸的重要生物学地位[1]。外源核苷酸的营养作用越来越受到营养专家们的重视,有称核苷酸为“半必需营养素”和“条件营养素”。

2 外源核苷酸的吸收与代谢

日粮中的核苷酸只有一小部分以游离核苷酸的形式被吸收,大部分是以核蛋白的形式存在。研究发现,动物肠道有消化外源核苷酸的能力。食物中的核蛋白在肠道蛋白水解酶的作用下水解为蛋白质和核酸,核酸被胰核酸酶降解成单核苷酸、双核苷酸、三核苷酸及多聚核苷酸的混合物,其中核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶分别特异性地水解RNA和DNA。外源核苷酸混合物进一步在核酸酶和脱氧核糖核酸酶以及肠道多聚核酸酶和磷酸酯酶的辅助作用下被降解成单核苷酸,释放出的核苷酸再被碱性磷酸酶及核苷酸酶水解成核苷,并可进一步被核苷酶降解成嘌呤或嘧啶碱基(Sanderson,1994)[2]。

Ho(1979)研究表明,在肠道中90%的核苷及碱基可以被吸收[3]。核苷酸的吸收主要在小肠上段进行。根据大鼠试验表明,核苷酸在肠道内的吸收主要有3种形式:即可逆的被动转运、自由扩散和依赖钠离子的主动运输(Griffith等,1990;Wang等,1997)[4-5]。当核苷浓度较低时,依赖Na离子的载体转运机制与核苷的浓度呈线性相关；高浓度的核苷抑制这种载体的吸收,此时主要靠自由扩散来运输核苷,空肠刷状缘膜存在不同的核苷载体(Patli等,1997)。

核苷酸的代谢与其碱基组成有关。体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要是在肝脏、小肠及肾脏中进行,黄嘌呤氧化酶在这些组织中的活性较强,嘌呤碱经过一系列转化最终变成黄嘌呤,又在黄嘌呤氧化酶作用下生成尿酸;嘧啶碱的降解主要在肝脏中进行,胸腺嘧啶降解成β-氨基异丁酸,而胞嘧啶和尿嘧啶最终生成NH3及β-丙氨酸,可直接随尿排出或进一步CO2分解。

3 外源核苷酸的主要营养学功能

3.1外源核苷酸与肠道功能

体外组织培养、肠外营养试验已经证实,核苷酸能够加速小肠细胞的生长、分化和修复。用小肠的局部缺血及灌注试验证实核苷酸有保护小肠细胞受自由基的攻击,降低小肠炎症发生的作用。在肉雏鸡食物中补充嘌呤核苷、嘧啶碱基,可提高了鸡肠绒毛高度、肝脏、肠道蛋白质合成率。

有实验表明,外源核苷酸能提高乳糖致腹泻模型的大鼠血清的乳糖酶、蔗糖酶和麦芽糖酶活性和绒毛高度、腺窝深度,且能促进线粒体基质密度和嵴接近正常大鼠,这说明外源核苷酸可以改善大鼠腹泻病的状况。除此而外,外源核苷酸也能尽快治愈由辐射引起大鼠肠道的损伤。研究发现,喂养补充核苷酸奶粉的婴儿,粪便中双歧杆菌接近于以人乳喂养的婴儿,表明外源核苷酸能刺激双歧杆菌在体内的生长。Yau等(2003)研究发现,用含核苷酸配方乳喂养的婴儿与对照配方组的婴儿相比,腹泻率显著降低,而免疫球蛋白IgA含量显著升高。

3.2外源核苷酸对肝脏生长发育和代谢的影响

肝脏是动物体内合成及释放核苷酸的主要器官,是体内最大的排毒和解毒器官,其对食物中核苷酸含量最敏感。当食物中含有核苷酸时,肝脏能够维持正常的生理功能。食物中限制核苷酸的补充而造成肝脏功能的紊乱可能与肝脏中RNA含量的持续下降有关。核苷酸可抑制氨基酸的氧化,从而增强了肝脏的再生能力;可降低肝脏丙氨酸氨基转移酶(ALT)和天门冬氨酸基转移酶(AST)的活性,从而可以提高肝脏损伤的修复速度。虽然肝脏具有合成核苷酸的能力,但当动物由于免疫应激而导致T淋巴细胞增殖或肝受损后,RNA及DNA的合成速度就会因新组织的再生而提高,这就需要增加更多的核苷酸底物和能量。而食物中补充的外源核苷酸可以降低核苷酸从头合成所需要的能量,从而肝脏合成和转化核苷酸的能力大大提高。因此,当肝脏受到损伤或肝脏疾病时,肠外给予核苷酸/核苷混合物能促进受损肝脏功能的早期恢复及改善氮平衡,有助于肝脏中核苷酸的合成和肝脏损伤的修复。

3.3外源核苷酸对神经细胞的营养作用

细胞外嘌呤及嘧啶具有神经递质及调质的作用。有报道指出鸟嘌呤核苷、腺嘌呤核苷及其相应的磷酸衍生物均可刺激体外鸡脑星形胶质细胞的增生及DNA的合成。此外,ATP和腺苷可刺激人脑星形胶质细胞的合成增加3-10倍。食物中添加外源核苷和核酸对记忆衰退和衰老加速的鼠以及患痴呆症的鼠能提高记忆力。所以对神经系统形成、功能成熟以及损伤后的修复再生,补充外源核苷酸是很有必要的。

3.4外源核苷酸与脂质代谢

核苷酸是多不饱和脂肪酸合成的重要调节物。外源核苷酸能促进总的血浆脂肪酸,特别是n-6和n-3系列不饱和脂肪酸的提高,而对磷脂和胆固酸中脂肪酸的组成几乎没有影响;外源核苷酸对乳鼠红细胞膜脂肪酸的组成也有影响,还能够提高肝delt-4 和delt-5脱饱和酶活性,降低delt-9脱饱和酶活性。有资料表明外源核苷酸可以促进十八碳必需脂肪酸转化成20-22长链不饱和脂肪酸,提高血浆中的脂蛋白水平。另外还发现外源核苷酸可以加速肠道内的脂蛋白合成速度,提高组织中的长链脂肪酸和血清中的脂蛋白水平。外源核苷酸影响脂蛋白代谢的机制可能是通过促进前脂蛋白的合成以及增加胞苷二磷酸衍生物的利用率,最终促进脂蛋白的合成。

3.5外源核苷酸的抗氧化能力

核苷酸碱基的氮氧原子能够捕获亚油酸氧化过程中形成的自由基,并能整合加速氧化的铜、铁等离子,减少由脂质过氧化引起的细胞膜及各种DNA的损伤。

施用晖等实验证明，日粮核苷酸有助于增强氧化应激小鼠的抗氧化能力,降低组织NO含量与NO合成酶活性,保护机体免受氧化损伤,外源核苷酸可以减少核苷酸从头合成时与GSH争夺前体物质,增加了GSH水平,进一步增加了SOD、GSH-PX等抗氧化酶的活性。李石营等实验证明小鼠在受到LPS刺激时,在无核苷酸日粮中添加核苷酸有助于维持机体氧化/抗氧化、炎症/抗炎症平衡,保护机体免受损伤。

4 外源核苷酸在运动医学领域中的应用与展望

从目前的研究来看,在对外源核苷酸进行更深入和更广泛研究的同时,应该在运动医学领域进行如下等相关方面的研究：

1)外源核苷酸具有免疫调节作用,但推广到运动医学领域,能否通过补充外源核苷酸提高大强度运动训练中所出现的运动机体免疫能力暂时性下降情况还有待证实,在运动应激下其能否具有免疫调节作用还有待研究。

2)外源核苷酸具有抗氧化作用,这对运动中自由基的清除有益处,这方面前期的动物实验研究目前仍是空白。

3)外源核苷酸可以改善腹泻的状况,相关的这方面研究在运动医学领域也未见报道。

4)外源核苷酸对神经细胞既有保护作用,在学习和记忆的脑生理变化中起着促进作用,但它在强化记忆的脑生理活动中所起的作用到底有多重要,推广到运动医学中,外源核苷酸对运动技术的学习和熟练是否有促进作用还需要进一步的证实。

5)外源核苷酸具有抗炎作用,通过补充外源核苷酸能不能在运动训练中有效的抗炎止痛,治疗运动创伤还有待证实。

6)在外源核苷酸的多种营养学作用研究中,实验对象、防治目的不同其有效剂量及安全性不同，在运动中的最佳剂量到底是多少?以及不同强度运动中最佳剂量有什么差异?男女运动员之间的服用量是否有显著差异等等问题都是运动医学界应关注的问题。

总之,核苷酸是一种天然物质,没有任何毒副作用,将其开发成为运动功能食品将是一项具有深远意义的工作。

[1] RUDDPH F B.The Biochemistry and Physiology of nucleotides [J].Nutrition,1994,124:124-127.

[2] Sanderson IR,HeY.Nucleotide uptake andmetabolism by intestinal epitheLlial cell[J].J Nutr,1994,124:131s-137s.

[3] Ho CY,M iller KV,Savaiano DA,eL al.Absorption and metabolism of orally administered purines in fed and fasted rats[J].J Nutr,1979,11:101-108.

[4] Griffith DA,ConanLAR,Jarvis SM.DifferenLial inhibition of nucleoside transport systems in mammalian cells by a neap series of ccmpounds relaced to lidoflazine and mioflazine[J].Bioch-em. Phamacol,1990,40:2297-2303.

[5] Wang.IG iaccm ini KM.Molecular deteminan is of substrate selectivity in Na-dependent nucleoside transporters[J].J.Bio1 Chem,1997,272:28845-28848.

ResearchonExogenousNucleotidesandSportsPerformance

Li Jinguo,Zhang Xinhui

(Xinjiang Wujiaqu Army Corps Party School ,Wujiaqu 831300，Xinjiang,China)

The paper summarized the exogenous nucleotide main nutriology function,carries on the analysis to it in the sports medicine domain research application,and proposes the forecast.

exogenous nucleotides;nutriology function;sports medicine;using;forecast

2007-04-02

李进国,男,讲师,主要从事运动训练及理论方面的研究。