“运动药丸”—— 咖啡因

●邓化林

“运动药丸”
—— 咖啡因

●邓化林

缺乏运动正成为21世纪最大的公共卫生问题，随着而来的是各种代谢疾病和慢性病的患病率大幅度提高并呈年轻化趋势。现实中很少有人能达到WHO推荐的体力活动量，即每周达到150分钟中等强度运动、2～3次力量练习和柔韧性练习。是否有一种药物可以提高运动锻炼的积极性和效果，并且可以发挥和模拟运动对机体带来的生理变化。李顺昌博士在国际顶尖杂志《Trends in Pharmacological Sciences》中提出“运动药丸”的概念，引起全世界的广泛关注。本文结合近年来国内外对咖啡因的研究概况，以文献综述的形式来论述咖啡因与“运动药丸”的关系。

咖啡因；运动药丸；运动

随着社会经济的飞速发展，人们生活水平的不断提高，越来越多的人患上了慢性疾病，而且患病人群在不断地年轻化，患病原因呈现多元化。

大量的研究证明，缺乏锻炼、高脂肪和高胆固醇饮食、紧张、吸烟、酗酒、滥用药物、接触化学毒物和不良性行为等都会引起严重的健康问题［1］。其中，运动不足成为导致心血管疾病、糖尿病、结肠癌、肥胖症、骨关节疾病等慢性疾病高发的重要诱因之一。

规律运动有益健康已成为大家的共识，越来越多的研究正在不断揭示运动改善机体新陈代谢、循环和各器官功能（如心脏、大脑、肝脏、肾脏等）的具体机制。运动改善机体健康分子机制的不断了解，在此基础上，李顺昌[2]博士提出“运动药丸(exercise pills)”的概念，所谓“运动药丸”是指可以模拟规律运动在机体产生的生化特性和功能特征（如线粒体生物合成、脂肪酸供能增强、血管生成、氧化型肌纤维转化、运动能力提高等）的生物活性物质。“运动药丸将会有特定的医学意义，例如，它将有助于减少中风、脊柱损伤等病人的肌肉萎缩，”Laher教授补充到，“另外，它还将增大运动疗法的治疗效果。”“运动药丸”在不远的将来很有可能被研制出来。规律运动可以激活机体整个器官系统的分子通路，进而减少其发展成很多慢性病的风险，这些被运动激活的信号分子理论上可作为运动药丸潜在的药理学靶点。

目前正在研究的可作为潜在运动药丸的活性物质大概分为三类：药理学激动剂(AICAR, GW501516, GSK4716, SR9009)、激素(MOTS-C,Irisin)和植物提取物（[-]-epicatechin, resveratrol）。所有这六种候选运动药丸均处于实验阶段，没有一种候选运动药丸可以完全模拟运动的所有益处。

咖啡因（Caffeine）作为一种具有中枢神经刺激、促进脂肪分解和延缓疲劳的物质广泛存在于多种食物和药物中，如巧克力、咖啡、功能饮料和茶等。研究证明，运动员补充咖啡因可以促进肌肉对脂肪的利用，节省糖原分解，提高耐力水平并延缓疲劳发生。

1 咖啡因与运动

在竞技体育中，咖啡因对运动员在长时间较低强度的耐力运动中的运动能力有肯定的作用，但也存在一些争论，主要原因还是对于咖啡因的运动药理作用的定位还不清晰。由于咖啡因药理作用的多样性，以及不同个体对咖啡因作用的反应差异，到目前为止，咖啡因对运动员运动能力的作用和运动员使用咖啡因的方法也一直处于讨论和研究之中，但是较为肯定的结论在逐渐增多。

咖啡因对短时间大强度运动的运动能力的影响研究结果不一致。有研究认为咖啡因会短时间大强度运动能力的提高作用不明显。也有研究表明，咖啡因可以提高运动时间持续5min、90-100%VO2max的短时间运动的运动能力，可能是因为咖啡因直接作用骨骼肌的无氧能量的供给和收缩 。一项研究证明，受试者补充250mg的咖啡因，在6s的Wingate无氧功率实验中，最大功率输出提高了7% 。

Hogervorst考察了有良好训练的自行车运动员使用咖啡因和碳水化合物对运动能力的影响机制，在试验室条件下在2.5h的60%-75%VO2max强度运动中，咖啡因可以提高运动员的运动能力，并且其机制主要是降低运动中的疲劳感觉、维持运动员的认知能力和清醒意识。在真实的比赛环境中，Foad等发现咖啡因（5mg/kg）可以增加40km自行车计时比赛成绩3.5%(1.5%-5.5%)，同时血乳酸明显升高，并且有一定的安慰剂效应。

2 咖啡因与“运动药丸”

咖啡因虽然不能称为“运动药丸”，但是它却能模拟运动信号，有“运动药丸”的部分功能：咖啡因在消除自由基方面，可以直接阻断自由基反应链，由于咖啡因的特殊结构是成立体的笼状结构，其中包括有氮原子并表现为碱性，可以充分接受活性氧并发生反应。研究证明，咖啡因可降低运动时肌组织中MDA 的产生，增强 SOD 活性，提示咖啡因可通过抗氧化作用对运动过程中相关器官起保护作用，清除自由基，有利于消除运动疲劳。

3 小结

在饮食中可以适当增加含咖啡因食物的摄入，改善机体新陈代谢、调节糖脂代谢平衡，激活机体器官系统的分子通路，增强运动能力和减少发展成很多慢性病的风险，与运动对机体产生的影响类似。但是咖啡因的摄入量超过中等水平时，可以导致以下副作用：增加胃酸分泌；焦虑、神经过敏、失眠、头晕目眩、头痛；兴奋过度、震颤；广泛性印制；心悸、心律失常；饥饿感、多尿等。欧洲食品安全局在标准评估所有食物来源的咖啡因所带来的风险后指出：“一般大众 1 天内从各种食物来源摄取的咖啡因最高达 400 毫克，不会对健康的成年人造成安全疑虑，但孕妇除外。 ”孕妇的摄取量不要超过建议上限的一半。 至于儿童则视体重而定，每公斤体重不得超过 3 毫克。咖啡因的药理作用十分复杂，对机体的作用机制还不是很清楚，将是今后研究的重点。

（作者单位：福建师范大学）

[1]王正伦．运动锻炼的阻力— —当代中国人“运动缺乏”的社会学追问［J］． 南京体育学院学报( 社会科学版) .2002.16(5) :1 －4．

[2]廖八根，杨明，罗兴华，熊锡.咖啡因间歇刺激抑制环孢素A诱导的L6肌管细胞毒性研究[J]. 动物医学进展. 2012.33（8）：31-36.

邓化林，福建师范大学体育科学学院2015级研究生。