張選靜, 韓小純
(1.南通大學(xué) 體育科學(xué)學(xué)院,江蘇 南通226000;2.南京大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,江蘇 南京210093)
硒是一種人體不可或缺的微量元素,人體不能合成硒,只有通過外界來吸收[1-2].1990年,國際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)聯(lián)盟召開了關(guān)于人類營養(yǎng)的微量元素作用的會議,根據(jù)基礎(chǔ)代謝率,推薦成年男性和女性的最低硒所需量是21 ng/d和16 ng/d.運動選手由于長期的運動訓(xùn)練有可能導(dǎo)致硒的缺乏,因此可以根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,同時也應(yīng)強(qiáng)調(diào)訓(xùn)練過程中身體的含有量的監(jiān)視,并排除不良影響,提高運動能力.
由于硒具有廣泛的生物學(xué)作用,所以存在大量的關(guān)于硒和運動能力之間關(guān)系的研究.各種研究資料、研究實驗均表明,硒是影響身體免疫機(jī)能的重要因素,機(jī)體內(nèi)硒含量的不足會造成免疫功能的損害[3-4].我國籃球運動員體內(nèi)血清硒水平明顯偏低.本文通過實驗測試證明了硒能夠影響運動員競技能力.此外,硒是身體抗氧化物質(zhì)上不可缺少的成分,能清除身體在代謝過程中生成的自由基.由于體內(nèi)的自由基清除系統(tǒng)的存在,體內(nèi)自由基的水平始終處于動態(tài)平衡狀態(tài)下.然而,當(dāng)機(jī)體內(nèi)自由基過度生成,或自由基清除系統(tǒng)運行速度變慢,都可能使體內(nèi)的自由基變高,使體內(nèi)的細(xì)胞受損.因此,為了保證機(jī)體內(nèi)硒的含量處于適當(dāng)?shù)乃?,需要從食物中攝入一定量的硒.
目前,已經(jīng)有一些關(guān)于國內(nèi)外運動員硒營養(yǎng)狀況的研究報告.一項針對我國職業(yè)籃球運動員的血清硒水平的測試顯示,我國籃球運動員的血清硒水平僅為103.8 ng/mL.其中,一項關(guān)于美國成年人的健康調(diào)查報告顯示,美國成年人血清硒水平濃度為124.7 ng/mL.另外,國外某個分析研究所的研究表明,北歐人的血清硒水平濃度平均為140 ng / mL,日本男性的血清硒水平濃度為156.4 ng / mL.與之相比,我國部分籃球運動員的血清硒水平是明顯偏低的.相關(guān)研究已表明,運動員的競技狀態(tài)與其體內(nèi)血清硒水平息息相關(guān)[5-6],為此,我們設(shè)計實驗進(jìn)行驗證.
實驗對象為CUBA聯(lián)賽的12名籃球運動員,將12名受試者均勻分為兩組并進(jìn)行標(biāo)記,對其中一組進(jìn)行補(bǔ)硒.實驗時兩組受試者首先分別跑步運動30 min,10 min后對這兩組受試者血乳酸含量進(jìn)行檢測,60 min后再進(jìn)行一次檢測,檢測方法為對羥基聯(lián)苯法.
對羥基聯(lián)苯法:(1) 對受試者在安靜狀態(tài)下取末梢血0.02 mL,然后在飲水300~400 mL后立即進(jìn)行劇烈運動10 min,后取末梢血0.02 mL;(2) 取運動前后末梢血后,立即吹入含有0.24 mol/L NaF 0.48 mL的試管中,加入0.6 mol/L的三氯醋酸1.5 mL,充分搖勻,在3 000 r/min下離心10 min,分離出上清液;(3)取6支試管進(jìn)行編號并標(biāo)記運動前和運動后樣品管,填加相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)乳酸應(yīng)用液、三氯醋酸和NaF的試劑,充分搖勻;(4) 加入0.16 mol/L的CuSO4·5H2O溶液4滴,混勻,然后在冰浴中加入濃H2SO46 mL,放置于沸水中加熱4 min,并冷卻至15 ℃;(5) 對各試管加對羥基聯(lián)苯6滴,立即搖勻,使白色絮狀物散失,置于30 ℃水浴0.5 h,每10 min搖動試管一次;(6)用1 cm光徑比色杯,在560 nm波長下進(jìn)行比色,用0號管做空白對照,讀取測定管光密度值.
兩組受試者血乳酸含量的檢測結(jié)果如表1所示,10 min與60 min后進(jìn)行檢測的兩組受試者中補(bǔ)硒組的血乳酸含量明顯低于不補(bǔ)硒組.兩組受試者平均血乳酸含量的原始值分別為18.0 mg/dl與18.1 mg/dl.補(bǔ)硒組平均值更高,但運動10 min后,非補(bǔ)硒組平均值為26.3 mg/dl,而補(bǔ)硒組平均值為24.0 mg/dl,運動60 min后的結(jié)果則分別為24.7 mg/dl與22.1 mg/dl.證明硒可加速乳酸的消除,而血乳酸含量直接影響運動員的競技能力.
在大運動量訓(xùn)練以及比賽中,當(dāng)機(jī)體超過所謂的“無氧閾”時,能量主要通過無氧酵解獲得[7-9].與此同時,機(jī)體內(nèi)將產(chǎn)生大量乳酸,從而導(dǎo)致肌肉中H+濃度上升,pH下降,導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生疲勞感.其過程為:
CH3COCOOH+2[H]→丙酮酸氫化酶→CH3CH (OH)COOH
(丙酮酸) (乳酸)
CH3CH (OH)COOH→脫氫酶→CH3COCOOH+[2H]
(乳酸) (丙酮酸)
表1 受試者血乳酸含量對比
生物體中存在的有機(jī)硒化合物主要有:硒代半胱氨酸(selenocysteine,HSe-CH2CH(NH2)-COOH)、硒甲基硒代半胱氨酸(se-methyselenocysteine,CH3Se-CH2-CH(NH2)-COOH)、硒蛋氨酸(selenomethionine,CH3-Se-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH),硒代胱氨酸(selenocystine,HOOC-CH(NH2)-CH2-Se-Se-CH2-CH(NH2)-COOH)、二甲基二硒(DMDSe,CH3-Se-Se-CH3)等.機(jī)體內(nèi)的硒不僅能通過加速對乳酸的消除來影響競技能力,還與身體免疫機(jī)能密切相關(guān),通過參與機(jī)體的免疫功能影響體能狀態(tài).
硒是影響身體免疫機(jī)能的重要因素之一,對身體的免疫機(jī)能有各種各樣的影響.人類主要是通過觀察硒缺乏動物的免疫功能變化,來了解硒在免疫功能中的作用的.研究發(fā)現(xiàn)硒對免疫功能的影響非常廣泛復(fù)雜,硒參與細(xì)胞免疫過程,可以促進(jìn)干擾素和白介素等淋巴因子的分泌,還能夠影響淋巴細(xì)胞的增殖和分化.
各種研究資料、研究實驗均表明,硒是影響身體免疫機(jī)能的重要因素,機(jī)體內(nèi)硒含量的不足會造成免疫功能的損害.在人類的免疫學(xué)研究中,硒可以在一定程度上改善對寄生蟲和感染性病原體的耐藥性.有機(jī)硒存在形式之一是可以解離的因子;另一種主要以結(jié)合硒的蛋白和硒代半胱氨酸形式存在,以氨基酸共價鍵結(jié)合形式.硒代半胱氨酸結(jié)構(gòu)式與比例模型見圖1.
組織中的硒蛋氨酸主要來自膳食,不能在體內(nèi)合成.硒蛋氨酸在各種蛋白質(zhì)中置換蛋氨酸,硒代半胱氨酸參與構(gòu)成谷胱甘肽過氧化物酶,清除體內(nèi)過多的活性氧自由基,被認(rèn)為是硒的生物活性形式.由于:
2GSH++2H2O2→酶→GSSH+2H2O
(還原型谷胱甘肽) (氧化型谷胱甘肽)
因此,谷胱甘肽過氧化物酶存在時可有效防止過氧化氫對亞鐵血紅蛋白的破壞,從而保護(hù)機(jī)體免受活性氧的損傷和由活性氧所引發(fā)的多種疾病.
硒代半胱氨酸是多種酶輔基的必需成分,硒是谷胱甘肽過氧化物酶的重要組分,每個酶分子含有4個硒原子.谷胱甘肽過氧化物酶能催化過氧化氫還原,并減少活性氧和自由基的產(chǎn)生,讓身體的自由基水平維持在穩(wěn)定狀態(tài),其具有強(qiáng)大的抗氧化活性生物保護(hù)組織.谷胱甘肽過氧化物酶是抗過氧化物的重要酶,其主要功能是阻止過氧化物和自由基的形成(見圖2).
硒能防止運動中的酸化損傷,保護(hù)身體,提高運動后恢復(fù)過程的免疫機(jī)能.硒的缺失,會影響機(jī)體的免疫功能,從而影響競技能力,因此要從食物中攝入一定量的硒.但盲目的補(bǔ)給,不僅會促進(jìn)自由基生成,同時也會對運動能力造成不良影響.研究結(jié)果顯示,經(jīng)常吸煙會造成血液中硒濃度的下降.因此,專家建議,肝臟疾病、心血管疾病、糖尿病患者、癌癥患者、胃腸疾病患者等有必要注意硒補(bǔ)給,保護(hù)機(jī)體免疫力.
究竟以何種劑量進(jìn)行補(bǔ)充才能使主要硒酶和硒蛋白活性達(dá)到最高,這是運動醫(yī)學(xué)界一個重要的研究課題.如表2所示為含硒類食品添加劑中硒的最大允許使用量標(biāo)準(zhǔn),該數(shù)據(jù)通過百度百科搜集得到.通過查閱涉及硒的最大允許使用量標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)博客發(fā)現(xiàn),該數(shù)據(jù)與博客中給出的數(shù)據(jù)都是吻合的.表3為日常食物中硒的相對含量,數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[10].
表2 含硒類食品添加劑中硒的最大允許使用量標(biāo)準(zhǔn)
表3 日常食物中硒的相對含量
對12名CUBA籃球運動員進(jìn)行的測試實驗表明,運動后體內(nèi)充足的硒含量能夠促進(jìn)乳酸的消除,緩解運動疲勞,這能減輕運動損耗,延長運動壽命,提升運動員競技能力.通過對體內(nèi)有機(jī)硒化合物參與機(jī)體免疫功能的分析,進(jìn)一步證明了硒對身體的重要性.