赵志梅
(桂林理工大学,广西桂林541004)
海藻多肽对运动员运动耐力的影响
赵志梅
(桂林理工大学,广西桂林541004)
为了研究海藻多肽对运动员耐力水平的影响研究,我们选取40名长跑运动员作为实验对象进行实验,实验组运动员连续服用海藻多肽运动补剂3个月后我们进行运动耐力测试,并检验运动员能量消耗程度和血液样本指标。结果表明:通过跑台耐力测试,观察组运动员运动耐力整体较对照组运动员显著提高(P<0.05);通过分析两组运动员的能量消耗差距,证明实验组运动能量利用程度显著高于对照组运动员(P<0.05);通过血液样本分析,证明实验组运动员血红细胞和免疫相关细胞含量较对照组运动员有显著提高(P<0.05);分析血液指标,证明实验组运动员血液皮质醇和免疫相关因子表达水平均明显提高(P<0.05)。所有的研究对象在训练和测试过程中均未发生任何不良反应,证明海藻多肽具有明显的提高运动耐力的功能,并具有一定的安全性。
海藻;多肽;耐力;免疫
海藻是海产藻类(Algae)的统称,是指生长在海洋中固体物体表面或海底,由基础细胞构成的单链或串状的植物[1]。海藻类生物无明显的叶,茎,根分化现象,属于隐花性植物,主要通过自身作用和类似于光合作用的方式合成物质维持生命[2]。海藻的种类十分丰富,海洋中分布范围极广,担任着海洋中有机物质和无机物质的合成和储存作用。海藻营养成分丰富,主要包括多肽、多糖、氨基酸、维生素、纤维素、不饱和脂肪酸和多种微量元素等生物活性物质[3]。海藻多肽属于天然的植物生长调节剂,可明显改善多种植物内源性活性分子活性,人类使用后可以改善内源性激素的表达水平,临床上已经证明具有明显的药用价值[4]。国外的研究指出,海藻多肽具有较强的抑制肿瘤细胞活性、抗病毒、抗细菌感染以及提高机体免疫力的功效[5]。随着竞技体育的发展,运动员被不断的挖掘运动潜能,因此只有拥有较高的耐力水平,才可以使运动成绩不断提高。如何提高运动耐力是运动生理学领域关注的核心问题。因此,应用自然资源开发运动补剂是目前研究的重点方向[6]。有研究指出海藻多肽对改善运动员能量代谢和缓解运动性疲劳有明显作用[7]。本研究将以长跑运动员为研究对象,对海藻多肽提高运动耐力的机制进行进一步研究,旨在为开发海藻多肽运动补剂提高技术保障。
1.1材料
马尾海藻:采自海口澄迈湾海域;蜂蜜:购买自汪氏蜜蜂园;维生素混合液:广州美迪尔生物科技;乳清蛋白:购买自北京康比特体育科技股份公司;柠檬汁:购买自汇源果汁集团。
实验小鼠:购买自北京哲成科技有限公司,批号20151125,体重25 g,饲养环境温度(24±1.5)℃,相对湿度(50±5)%,定期清扫,保持干净卫生。
XS分析天平:梅特勒-托利多;SX5150型酸度计:杭州联测;XFS-280CB+不锈钢手提式压力蒸汽灭菌器:上海印溪;JY92-IIDN超声波破碎仪:宁波新芝;iever无线心率测试仪:深圳华琳佳科技;BC-3000Plus血球仪:迈瑞医疗。
1.2方法
1.2.1海藻多肽的提取
本研究以马尾藻为研究对象,从中提取多肽进行研究。首先对马尾藻进行破碎,使具有活性的多肽充分溶解。破碎的方法主要以超声法配合酶消耗法,采用活性酶对马尾藻进行处理,之后使用超声波破碎仪进行破碎,尽可能破碎所有的细胞和组织,使其中的多肽充分释放。随后采用水提取法,采用最适合的缓冲液,保持多肽的稳定性,同时去除杂蛋白和杂肽的干扰。
1.2.2海藻多肽运动补剂的制备
海藻多肽运动补剂的配方具体如下:蜂蜜1.5%;维生素混合液0.02%,乳清蛋白0.1%,柠檬汁0.2%,海藻多肽25.26%,使用食品调味剂进行风味调整,以矿物质水进行溶解。
1.2.3小鼠实验
为验证海藻多肽运动补剂的功能和安全性,首先进行小鼠实验,具体实验方法参考文献报道[8-9]。通过负重游泳测试,与未服用海藻多肽运动补剂的小鼠相比,服用海藻多肽运动补剂后可以显著提高小鼠的运动耐力,同时未发现任何不良反应。
1.2.4实验对象与分组
选取长跑运动员40人参与实验,采用随机分配法进行分组,分为实验组合对照组,每组20人。参与实验的运动员运动训练水平一致,身体健康,无疾病史,并签署知情同意书。两组运动员一般资料见表1,数据无显著差异,P>0.05,具有可比性。
表1 两组运动员一般资料比较Table 1 Comparison of general data of two groups
1.2.5运动条件及训练方案
受试者在实验开始均进行血清采集,并保持长跑的习惯。实验组运动员每天服用海藻多肽运动补剂3次,每次服用20 mL,每次服用时间间隔4 h以上,保持服用海藻多肽运动补剂3个月。对照组运动员服用外观,口感均相似的饮品,其中仅不含有海藻多肽,其余成分一致,服用方法和服用时长均保持一致。在整个实验过程,所有的受试者均不服用任何保健品和药品。
1.2.6运动耐力的测定
采用跑台测定法,进行运动员耐力测定。首先进行适应性慢速跑30 min,之后进行80%运动强度的耐力跑测试,统计每名受试者的最大运动时间和运动距离,同时在测试的过程中仅允许引用蒸馏水。受试者在跑步的整个过程中保持实时的心率监测,每跑2公里进行一次呼出气体采集,测试结束后采集所有受试者血清。
1.2.7观察指标的测定及方法
采用无线心率测试仪对所有运动员在在训练过程中的心率变化进行采集。通过气体分析仪测试在耐力跑过程中受试者体内能量供应的情况。在实验开始前和测试结束后采集的血液样品均进行以下多项指标分析:血清皮质醇、血糖、肿瘤坏死因子、白介素(IL-2、IL-4、IL-6),同时进行血细胞和白细胞含量检测。
1.2.8安全性分析
在整个实验过程中,对两组运动员进行实时监控,观察任何不良反应事件,一旦发生并采用积极措施救治。
1.3数据统计
所有数据的统计分析均采用spss18.0,计量资料进行采用t检验,计数资料采用x2检验,P<0.05为差异显著,具有统计学意义。
2.1耐力运动成绩比较
耐力运动成绩的改善可以直观的反应运动员耐力水平的改善。通过比较两组运动员的耐力运动成绩,我们发现实验组运动员耐力成绩较对照组运动员改善明显,最大运动时间和最长运动距离均发生显著提高,P<0.05;通过测定运动过程中心率的变化,我们发现观察运动员在完成耐力训练过程中,心率波动范围低于对照组运动员,P<0.05,说明观察组运动员在较低的心率状态下可以完成训练,减少能量的消耗,海藻多肽对运动耐力的影响见表2。
表2 两组运动员耐力测试结果比较Table 2 Comparison of endurance test results of two groups
2.2能量代谢分析
进一步通过气体分析的方法对两组运动员能量代谢情况进行分析,我们发现实验组运动员碳水化合物和脂肪的利用率较对照组明显提高,P<0.05,说明在耐力运动中,实验组运动员可以更高效的利用自身能源,提高运动耐力,海藻多肽对能量代谢的影响见表3。
表3 两组运动员能量代谢情况比较Table 3 Comparison of energy metabolism of two groups kcal
2.3血液细胞含量检测
血液中血红细胞和免疫细胞的含量与运动员的耐力水平密切相关,通过对血液样本分析,我们发现实验组运动员血液中血红细胞的含量明显较对照组运动员提高,P<0.05;同时比较免疫相关细胞含量,我们发现实验组运动员免疫水平较对照组运动员显著提高,P<0.05,海藻多肽对血液中细胞含量的影响见表4。
表4 两组运动员血液细胞含量检测Table 4 Comparison of blood cell count of two groups个/μL
2.4血液检测分析
进一步检测血液中的皮质醇和白介素(IL-2、IL-4、IL-6)含量,所获得的结果与血液细胞检测结果相接近,实验组运动员血液中皮质醇和白介素(IL-2、IL-4、IL-6)含量均较对照组运动员显著提高,P<0.05,从血液指标检测结果分析,实验组运动员耐力水平和免疫水平均对照组运动员提高,海藻多糖对血液中皮质醇和白介素含量的影响见表5。
表5 两组运动员血液指标分析Table 5 Comparison of blood index of two groups ng/mL
我国是海洋生物多肽资源与开发大国,已经开发和上市的海洋生物多肽达到100多种,具有丰富的应用范围。海藻多肽是本实验室采用现代工艺从低价值的海藻中提取的一种具有低脂肪、胆固醇、丰富氨基酸、多种维生素和维生素的一种天然产物,其中人类所必须的氨基酸其含量丰富,同时赖氨酸的比例远远高于市面上多种植物来源的多肽制品。通过生物活性分析,研究发现海藻多肽在改善心脑血管、抗肿瘤、抗感染领域均有较好的应用效果,能够激活并改善人体的免疫反应,降低血压和血管,同时由于海藻多肽极易被人体吸收,可以通过快速补充的方式维持人体内环境的平衡,预防运动性疲劳[10]。
在本研究中,我们通过给运动员在日常训练过程中连续3个月服用海藻多肽运动补剂,与未服用运动员相比,可以有效在耐力跑训练中提高运动成绩,P<0.05,差异显著。通过分析两组运动员在训练过程中心率的变化,我们发现实验组运动员通过服用海藻多肽后,在长距离耐力跑的过程中,心率提升较慢,可以有效减少能量的消耗,提高运动效率。其心率提升速率较对照组运动员差异明显,P<0.05;从血液分析结果可知,实验组运动员血红细胞含量较对照组运动员明显增高,P<0.05,表明实验组运动员血液携带氧气的能力高于对照组运动员;而免疫细胞和免疫相关细胞因子的表达水平在实验组运动员中显著高于对照组运动员,P<0.05表明服用海藻多肽后,即使进行大运动量训练后,也可以维持运动员免疫水平处于正常水平,避免由于训练过度引起的疾病。通过安全性分析,两组运动员在实验过程中未发生任何不良反应,证明海藻多肽运动补剂具有足够的安全性。至此,我们认为海藻多肽具有明显的提高运动员耐力水平的作用,并具有安全性高的优点,值得推广使用。
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Effects of Seaweed Polypeptide on Endurance Level of Athlete
ZHAO Zhi-mei
(Guilin University of Technology,Guilin 541004,Guangxi,China)
In order to research the effects of seaweed polypeptide on endurance level of athlete,40 long-distance runners were selected as experimental subjects.The experimntal group athletes were taked seaweed polypeptide sports supplements for 3 moths,after which the endurane test and energy consumption level and blood samples of atheles were taked.The results showed that:the observation group athletes in endurance athletes as a whole compared with the control group significantly increased(P<0.05);by analyzing the energy consumption of the gap between the two groups of athletes to prove the extent of use of the kinetic energy of the experimental group was significantly higher than athletes(P<0.05);through the blood sample to prove the experimental group athletes of red blood cells and immune-related cells contents than the control group athletes improved significantly(P<0.05);further analysis of blood indicators prove the experimental group athletes blood cortisol and immune-related cytokine expression levels were significantly increased(P<0.05).All subjects did not occur any adverse reactions in the training and testing process to prove seaweed polypeptide had significantly improved exercise tolerance functions,and had some security.
seaweed;polypeptide;endurance;immunity
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.21.039
2015年广西高等学校科研项目“少数民族大学生体能特点与社会适应性研究”(KY2015YB134)
赵志梅(1978—),女(汉),讲师,本科,研究方向:体育生理,体育教育。
2016-06-15