段師博
(咸陽師范學(xué)院體育學(xué)院,陜西咸陽 712000)
從上世紀(jì)60年代開始,科學(xué)家們發(fā)展茶葉中含有豐富的茶多酚,這種源自天然的食品抗氧化劑,在多個保健領(lǐng)域均具有顯著效果。經(jīng)過多年的深入研究,茶多酚已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品保健、日用品、醫(yī)療等多個領(lǐng)域。在體育運動領(lǐng)域內(nèi),由于運動員日常訓(xùn)練中會產(chǎn)生高強度、長時間的運動量,增加了體內(nèi)尿素、自由基等含量,容易引發(fā)肌肉疲勞,既會影響運動員的繼續(xù)訓(xùn)練,還存在危害身體健康的隱患。而茶多酚的抗氧化功效使其能夠有效緩解自由基動態(tài)平衡被打破帶來的危害,對緩解運動性疲勞具有獨到作用。因此,深入研究茶多酚對運動性疲勞的影響機制,對促進運動員抗疲勞的發(fā)展具有重要意義。
正如大腦的開發(fā)一樣,人類的運動潛能只開發(fā)了一小部分,而現(xiàn)代競技體育則是最大限度挖掘人體運動潛能的活動。隨著現(xiàn)代競技體育理論的發(fā)展和完善,運動員的運動水平越來越高,尤其是如田徑等體能主導(dǎo)項目的運動員,運動潛能的開發(fā)已經(jīng)逐漸逼近人類的極限。而在競賽和日常訓(xùn)練中,運動員不斷的挑戰(zhàn)自我極限,必然會給身體帶來一定負(fù)擔(dān),所產(chǎn)生的運動疲勞不僅對運動員運動能力產(chǎn)生影響,甚至還存在危害運動員身體健康的可能。因此,如何避免運動疲勞,以及如何有效的進行運動疲勞恢復(fù),一直是運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的重點。過去學(xué)界對運動性疲勞的定義一直未形成統(tǒng)一的認(rèn)知,但隨著設(shè)備技術(shù)水平和運動醫(yī)學(xué)、運動生理學(xué)理論的發(fā)展,對運動性疲勞的研究也逐漸深入。1904年,Ioteyko認(rèn)為運動后肌肉會產(chǎn)生化學(xué)產(chǎn)反應(yīng),而產(chǎn)物則會刺激肌梭產(chǎn)生疲勞感。1914年,F(xiàn)rumerie提出骨關(guān)節(jié)和肌肉長期處于緊張狀態(tài),是導(dǎo)致運動性疲勞的關(guān)鍵。1915年,Mosso指出運動性疲勞屬于中毒現(xiàn)象,源自于運動后細(xì)胞化學(xué)變化的產(chǎn)物。1924年,由于乳酸消除的速率基本等同于劇烈運動后肌肉疲勞的消除速率,Hill等人提出了運動性疲勞源于肌肉中氫離子的提高。1935年,Simonson通過一系列假說分析了運動性疲勞的產(chǎn)生過程:在高強度運動中,逐漸產(chǎn)生基質(zhì)疲勞產(chǎn)物,而繼續(xù)活動所需的基質(zhì)衰竭,導(dǎo)致基質(zhì)的生理學(xué)狀態(tài)發(fā)生改變,人體自我調(diào)節(jié)和協(xié)調(diào)能力下降。這一假說對運動性疲勞的研究具有深遠(yuǎn)影響,成為后續(xù)運動醫(yī)學(xué)和生理學(xué)研究的理論來源之一。
1982 年,國際運動生物化學(xué)會議提出,運動性疲勞是指人體不能維持某一特定水平下的運動機能或運動強度的狀態(tài)。該定義受到行業(yè)內(nèi)專家學(xué)者的廣泛認(rèn)可,同時也是相關(guān)教科書和科研項目采用的統(tǒng)一定義。該定義的特點主要包含兩點,其一是提出了運動性疲勞的評定方法,其評價維度主要從肌肉等體組織和器官兩方面出發(fā);其二是明確提出了衡量運動性疲勞的評價指標(biāo),當(dāng)血乳酸、心率等生理數(shù)據(jù)維持在某一水平時,當(dāng)某項或某幾項數(shù)據(jù)發(fā)生改變,則能夠衡量出運動性疲勞的水平。而在這一定義下,運動性疲勞的特征則表現(xiàn)在以下幾點:首先,器官或細(xì)胞的機能在一段時間內(nèi)下降;其次,機能的下降可逆,通過合理的恢復(fù)方法,能夠在短時間內(nèi)消除疲勞感;最后,疲勞感不僅表現(xiàn)在如器官、細(xì)胞等客觀方面,在主觀方面也會存在如胸悶、頭暈等癥狀。
不同的運動項目對各部位、器官產(chǎn)生的壓力也有所不同,也由此產(chǎn)生了多種運動性疲勞的類別。如按照疲勞部分進行區(qū)分,可分為腦力疲勞和體力疲勞兩種。腦力疲勞是指腦細(xì)胞的工作強度下滑,而體力疲勞則是指肌肉收縮蛋白、肌腱等強度下降。按照局部與整體進行區(qū)分,可分為圍繞著某一特定位置或器官的局部疲勞,和各器官機能下降的整體疲勞。按照器官系統(tǒng)劃分,可分為呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等多種疲勞類型。按照運動方式區(qū)分,則可以分為短時間爆發(fā)項目產(chǎn)生的快速疲勞,以及長跑等耐久項目產(chǎn)生的耐力疲勞。最具科學(xué)性的是按照物質(zhì)能量代謝特點進行劃分,大致分為五類:第一是磷酸原型,其特點在于ATP下降到30-40%左右,CP下降90%以上,血乳酸極少量增加,肌pH值少量下降;第二是磷酸原型-糖酵解型,其特點在于ATP和CP下降90%左右,血乳酸增加10mmol/L左右,肌pH少量增加,且肌內(nèi)二價鈣離子含量下降;第三為糖酵解型,其特點為ATP下降約20-30%,CP下降75-90%,血乳酸量增加15mmol/L,肌pH下降約6.6,肌糖元少量消耗,且肌內(nèi)二價鈣離子含量下降;第四是糖酵解-有氧代謝型,其特點在于ATP下降約30%,CP下降約65%,血乳酸增加12mmol/L,肌pH下降約6.6,中幅度消耗肌糖元,且鉀、鈉離子上升;第五為有氧代謝性,其特點在于CP下降約50%,血乳酸增加4mmol/L,少量下降肌pH,肌糖元消耗在75-90%左右,且存在肌內(nèi)脫水和離子紊亂現(xiàn)象。
茶多酚是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱,也是多羥基酚類化合物的復(fù)合物。茶多酚占茶葉干重的20-30%,主要決定了茶葉的顏色、氣味與功效,一般具有抗氧化、抗衰老、抑菌、降血脂血糖等多種作用。就運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域而言,茶多酚的功效主要表現(xiàn)在以下幾點:首先是抗氧化功效,人體內(nèi)自由基雖然具有氧化作用,但其產(chǎn)生與消除的速率基本一致,一般不會對人體器官產(chǎn)生損害。但當(dāng)由劇烈運動導(dǎo)致自由基動態(tài)失衡時,會導(dǎo)致自由基損傷問題。而茶多酚具有較強的供氧能力,能夠消除自由基活性,且作為斷鏈型抗氧化劑,茶多酚能夠消除脂過氧和烷氧自由基,避免自由基動態(tài)失衡對組織和器官產(chǎn)生的損害。同時,茶多酚能促進維生素C、E等抗氧化劑的生成,且對谷胱甘肽具有明顯的再生作用,其抗氧化功效相對顯著。其次是對心腦血管的保護功效,一方面,茶多酚能對血脂和血糖含量進行有效調(diào)整,且在茶多酚中含量最高的兒茶素還能夠顯著減少動脈面膜的凝聚,避免血管內(nèi)血栓的形成;另一方面,茶多酚能有效保護洗腦血管系統(tǒng)的組織與器官,通過已有實驗可知,靜脈給藥后,小鼠斷頭喘息時間長于不給藥的斷頭喘息時間,課件茶多酚能對腦缺血的再灌注損傷起到保護作用,且茶多酚能降低丙二醛濃度,對血漿腎素起到抑制作用,發(fā)揮了保護心肌損傷的功效。
1978 年,Dillard等通過實驗研究證明了運動員在高強度運動后,脂過氧化代謝產(chǎn)物戊烷的含量顯著上升,而服用抗氧化劑后,脂過氧化代謝產(chǎn)物戊烷的含量則幾乎保持不變。1982年,Davie等人證實了高強度運動會導(dǎo)致器官和組織中自由基含量明顯增加。而后續(xù)大量相關(guān)研究也紛紛證明了,運動性疲勞的原因主要是高強度運動導(dǎo)致自由基的動態(tài)平衡被打破,脂質(zhì)過氧化程度上升,而抗氧化能力下降。根據(jù)上述研究,茶多酚的抗氧化功能能夠有效消除活性自由基,因此使用茶多酚在理論上能夠組織脂質(zhì)過氧化反應(yīng),減輕肌肉疲勞,同時刺激腎血管的擴張,通過尿液排除高強度運動產(chǎn)生的乳酸,進而消除運動性疲勞。就緩解運動員的運動性疲勞而言,現(xiàn)有的研究結(jié)論主要有以下幾種:其一,綠茶浴療法。即借助溫水?dāng)U張體表毛細(xì)血管,加速血液流動,并用皮膚吸收綠茶中的茶多酚,從而及時的解決高強度運動后自由基動態(tài)失衡的問題。其二,運動營養(yǎng)補劑方法。含有豐富茶多酚成分的運動飲料,能夠提高運動員體內(nèi)的糖原儲備,增強人體的運動負(fù)荷能力和運動時間,并減少蛋白質(zhì)等的分解代謝速率,在增強運動員運動能力的同時的,有效的消除高強度運動產(chǎn)生的運動性疲勞。
目前,體育事業(yè)的發(fā)展勢頭欣欣向榮,不僅專業(yè)的競技體育早已形成高度專業(yè)性的系統(tǒng),業(yè)余競技體育甚至普通健身產(chǎn)業(yè)也擁有良好的發(fā)展前景,這也就導(dǎo)致市場對以茶多酚為主要成分的運動保健品需求量不斷上升。以健身行業(yè)發(fā)達(dá)的國家為例,美國每年對綠茶提取物的需求約在500噸左右,日本、歐洲、墨西哥等國家和地區(qū)的需求量也逐年上升。而我國是世界最大的茶葉資源出口國,但每年都有大量優(yōu)質(zhì)的綠茶直銷,加上茶葉加工中剩下了大量無用腳料,茶葉行業(yè)存在資源利用率低下的問題。而針對茶多酚運動保健品的市場需求,如果能夠充分對茶多酚進行提取,并將其加工為運動保健品,不僅能夠開拓新的茶葉市場渠道,帶動種茶地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展,還能有效彌補市場對茶多酚運動保健品的需求。此外,由于茶多酚具有降血脂血糖、抗氧化、預(yù)防心腦血管疾病等多種功效,且分離方法綠色天然抗氧化活性高,即便不作為運動保健產(chǎn)品,而是作為食品抗氧劑進行生產(chǎn)加工,同樣擁有廣闊的市場前景。
肌酸激酶(CK)存在于人體中骨骼肌、平滑肌、心肌等處,腦組織、內(nèi)臟、胃腸道等也有少量存在,對人體能量代謝具有重要作用。CK能實現(xiàn)ATP和CP之間高能磷酸鍵的可逆性轉(zhuǎn)移,在業(yè)余乒乓球運動員短時間高強度運動后,CK能夠通過恢復(fù)反應(yīng)對能量產(chǎn)生補充作用,影響到了運動過程及運動后的能量轉(zhuǎn)移。在人體正?;顒拥那疤嵯?,CK很少會出現(xiàn)細(xì)胞膜,男性運動員的CK值一般在10-300U/L之間,女性運動員的CK值一般在10-200U/L之間。只要有運動訓(xùn)練就會導(dǎo)致CK值上升,高低強度運動的區(qū)別在于,高強度運動往往抑郁引發(fā)肌細(xì)胞損傷,而離心運動對CK活性上升的影響效果更為明顯。造成這一現(xiàn)象的原因雖尚有爭議,但CK可以用于評定運動員肌肉刺激、骨骼肌損傷的標(biāo)準(zhǔn)卻毋庸置疑。利用CK活性,能夠直觀的反映運動員的體能狀態(tài)和恢復(fù)情況。
從運動項目的角度出發(fā),乒乓球相比足球、田徑等項目,運動量一般,但肌肉收縮頻率高,對運動員快速反應(yīng)能力要求較高。因此,乒乓球項目肌細(xì)胞CK活性較高,且容易產(chǎn)生微細(xì)損傷,還可能因紅細(xì)胞破壞而導(dǎo)致CK值上升。當(dāng)然,這種CK值上升并不意味著乒乓球運動員有明顯的肌肉疲勞,而是可能存在肌肉拉傷、撕裂等問題。使用茶多酚后,乒乓球運動員的CK活性會顯著性降低,表明茶多酚能有效緩解乒乓球運動員骨骼肌的細(xì)微損傷,幫助運動員運動性疲勞的恢復(fù)。
尿素(BU)是人體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝分解的主要含氮終產(chǎn)物,產(chǎn)生自肝臟并通過血液流過腎臟,并最終排除體外。在人體正?;顒拥那疤嵯?,血液中尿素濃度大約在1.7-8.3mmol/L區(qū)間內(nèi)變化。BU值主要反饋出運動員體內(nèi)蛋白質(zhì)的降解程度,同時也能反饋出運動性疲勞的恢復(fù)程度。一般而言,高強度運動后人體的BU值會明顯上升,其主要是源于以下幾點:第一,長時間運動會加劇氨基酸氧化分解,從而使得肝臟中由氨基產(chǎn)生的尿素增加。第二,人體蛋白的分解效率增加,導(dǎo)致蛋白代謝產(chǎn)物——尿素的含量增加。第三,肌肉能量平衡被打破,三磷酸腺苷無法及時合成,而新生成的磷酸腺苷容易脫氨基生成能加劇代謝的次黃嘌呤核苷酸。第四,高強度運動會導(dǎo)致腎臟血流量下降,短期內(nèi)腎功能下降。第五,大量排汗導(dǎo)致人體血液總量下降,而此消彼長下血液中尿素濃度必定上升。通過實驗可知,短時間運動對尿素濃度的影響不明顯,只有運動半小時以上時,血液中尿素濃度會明顯上升。因此,當(dāng)乒乓球運動員長時間訓(xùn)練后,服用茶多酚可顯著降低尿素濃度。
醛基(MDA)是人體脂質(zhì)過氧化的代謝產(chǎn)物,用MDA值測算運動員運動性疲勞的康復(fù)效果,是近年來才得出的研究結(jié)論。此外,MDA還經(jīng)常被作為評定脂質(zhì)損傷程度的指標(biāo)之一。由于高強度運動會導(dǎo)致骨骼肌脂質(zhì)過氧化反應(yīng),該反應(yīng)破壞并導(dǎo)致生物膜損傷,進而擾亂細(xì)胞正常代謝功能,產(chǎn)生運動性損傷問題。加上高強度運動后明顯增加的自由基會損害紅細(xì)胞,降低人體血液流變性,還會對運動員的疲勞恢復(fù)產(chǎn)生阻礙作用。而茶多酚具有顯著的抗氧化效果,其中包含的多酚類羥基在進行氧化反應(yīng)后,能夠強有力的清除過量的自由基。通過已有實驗可知,多酚類羥基對自由基的清除率高達(dá)84%,遠(yuǎn)超過常用于抗氧化的維生素C和E。