盛治進(jìn)，張忠興，計(jì)永勝

（1.安徽醫(yī)科大學(xué) 體育教學(xué)部，安徽 合肥 230032；2.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部，安徽 合肥 230026）

由生活習(xí)慣所導(dǎo)致的疾病大多與肥胖密切相關(guān)，如Ⅱ型糖尿病、高血壓、高血脂和動(dòng)脈硬化等.因此，肥胖是許多國(guó)家都面臨的健康問題.這種疾病主要是由于缺乏鍛煉或者攝入過多能量所致，為了防止肥胖癥的發(fā)生，一般建議經(jīng)常進(jìn)行耐力訓(xùn)練以及改善飲食習(xí)慣.耐力訓(xùn)練是指在中等到高等強(qiáng)度訓(xùn)練中，能夠提高骨骼肌中脂肪酸氧化能力并且在保證一定的能量輸出下增加全身脂肪利用比例.將飲食同耐力訓(xùn)練相結(jié)合，通過飲食調(diào)整增強(qiáng)耐力訓(xùn)練有效性的研究甚少.

在亞洲國(guó)家，綠茶是最受歡迎的飲料之一，其含有茶兒茶素（Tea Catechins，TC）類多酚組成的GTE.有研究表明，習(xí)慣性地?cái)z入GTE可以減少體重和脂肪量，在人類休息和運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過增強(qiáng)交感神經(jīng)活動(dòng)和脂類分解，提高全身脂肪利用的比率.［1］GTE中所含的TC對(duì)脂肪的代謝有很大影響.［2-3］Murase等人指出，長(zhǎng)期攝入GTE并且進(jìn)行常規(guī)運(yùn)動(dòng)，小鼠體重增加被抑制.長(zhǎng)期攝入GTE增加了骨骼肌中脂肪酸氧化，從而增加了全身脂肪的利用比例.［4-5］國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)于GTE對(duì)于人體有氧性、無氧性運(yùn)動(dòng)疲勞的恢復(fù)做了有關(guān)研究，屬于事后補(bǔ)充GTE的功效研究.［6-7］本文研究人體在耐力訓(xùn)練過程中補(bǔ)充GET對(duì)人體底物代謝的影響.

1 對(duì)象與方法

1.1 受試對(duì)象

研究對(duì)象為合肥市某大學(xué)18名健康男性大學(xué)生.納入標(biāo)準(zhǔn)：有長(zhǎng)期堅(jiān)持體育運(yùn)動(dòng)的習(xí)慣；無綠茶及相關(guān)飲料的飲用習(xí)慣.年齡21～25歲，身高167～177 cm，體重62.7～71.9 kg，體質(zhì)指數(shù)（BMI）21.4～24.4 kg/m2，峰值攝氧量（VO2peak）3.12～3.74 L/min，通氣無氧閾（VT）1.73～2.18 L/min，最大心率（HRmax）181～203次/分.受試對(duì)象被隨機(jī)分為兩組：安慰劑（placebo，PLA）組和GTE組，表1顯示了詳細(xì)信息.所有受試者均已簽署知情同意書.本研究測(cè)試計(jì)劃獲得安徽醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn).

表1 兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)象實(shí)驗(yàn)前后基本特征比較（x±±Ss，n=18）

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

身高體重測(cè)試儀（恒奧德TFB-CSTF-ST），人體成分分析儀（康奈爾公司SN-1C），血壓計(jì)（歐姆龍U30），功率自行車（瑞典Monark834E），氣體分析儀（美國(guó)KORR Cardio Coach），心率表（POLAR RS800CX），心電圖儀（德國(guó)CUSTO Med Cardio 100）.

1.2.2 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)

表.2 測(cè)試飲料成分表 mg

血液指標(biāo)：血糖、甘油三酯、血乳酸、脂肪酸.形態(tài)學(xué)指標(biāo)：身高、體重、BMI.機(jī)能指標(biāo)：心率、血壓.運(yùn)動(dòng)指標(biāo)：遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)（Graded Exercise Test，GXT），每級(jí)負(fù)荷最后1 min心率、血壓、動(dòng)態(tài)心電圖.氣體代謝指標(biāo)：呼吸交換率（Respiratory Exchange Ratio，RER）、攝氧量（Oxygen Uptake，VO2）、二氧化碳生成量（Carbon Dioxide Production，VCO2）.

1.2.3 測(cè)試飲料

兩組受試者在10周內(nèi)每天喝340 mL的測(cè)試飲料.飲料的組成成分如表2所示.在GTE組測(cè)試飲料中，TC總含量為659.5 mg，大約相當(dāng)于6-7杯普通綠茶的含量.PLA組所飲用的飲料中TC總含量為0.實(shí)驗(yàn)期間，受試者不能飲用除實(shí)驗(yàn)室提供的其他飲料.

1.2.4 膳食攝入

在實(shí)驗(yàn)期間，兩組受試者的膳食配比做統(tǒng)一要求，每天平均能量維持在2700±312 kcal，其中蛋白質(zhì)（%）13.5±0.8，脂肪（%）31.2±2.4，CHO（%）55.3±3.1.

1.2.5 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：根據(jù)遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)確定最大吸氧量（VO2max）、耗氧量峰值（VO2peak）、通氣無氧閾（VT）、最大心率（HRmax）指標(biāo).再采用亞極量運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行日常訓(xùn)練，該模式吸氧量為最大吸氧量（VO2max）的75%，能量代謝當(dāng)量（MET）值為8，心率（HR）150～165次/分.受試者在溫度為23℃、濕度為35%的環(huán)境中進(jìn)行為期10周的耐力訓(xùn)練.每周3天，每天60 min.GTE組在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間服用事先備好的含GTE測(cè)試飲料，PLA組服用的飲料不含上述物質(zhì).各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取時(shí)間為，實(shí)驗(yàn)前（Pre-experiment）：未服用測(cè)試飲料，10周訓(xùn)練開始前.實(shí)驗(yàn)后（Post-experiment）：最后一次服用測(cè)試飲料，10周訓(xùn)練結(jié)束后.

實(shí)驗(yàn)操作：首先進(jìn)行遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)開始前，兩組受試者于當(dāng)日早上8點(diǎn)來到實(shí)驗(yàn)室，期間已經(jīng)禁食12小時(shí)，統(tǒng)一提供早餐，餐后90 min進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)溫度23～25℃，濕度50%.待正常狀態(tài)后進(jìn)入負(fù)荷測(cè)試狀態(tài).正式測(cè)試開始后，受試者以60轉(zhuǎn)/分的負(fù)荷開始蹬車，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度每3分鐘增加60轉(zhuǎn)，直到180轉(zhuǎn).在此強(qiáng)度下，每2分鐘增加30轉(zhuǎn)，直到240轉(zhuǎn).之后每2分鐘增加15轉(zhuǎn)，直到受試者力竭不能保持轉(zhuǎn)速.在此期間，每15秒測(cè)試一次耗氧量和通氣閾.結(jié)束后取3個(gè)最大平均值，確定耗氧峰值.然后在亞極量運(yùn)動(dòng)模式下獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和測(cè)試設(shè)備不變，維持VO2max的75%，HR控制在150～165次/分，以每分鐘60轉(zhuǎn)的速度運(yùn)動(dòng)90 min.環(huán)境濕度每分鐘測(cè)量一次.VO2和VCO2每30 s測(cè)量一次.血樣采集時(shí)間在90 min運(yùn)動(dòng)之后.

1.2.6 底物氧化量計(jì)算

底物氧化量的計(jì)算：把實(shí)驗(yàn)過程中每30 s測(cè)量一次的VO2和VCO2數(shù)據(jù)代入底物氧化公式［8］：

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 24.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（xˉ±s）表示，組內(nèi)數(shù)據(jù)用配對(duì)t檢驗(yàn)，組間數(shù)據(jù)用方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)前，PLA組和GTE組血液指標(biāo)、形態(tài)學(xué)指標(biāo)、機(jī)能指標(biāo)、膳食攝入等均無顯著性差異（P＞0.05）.整個(gè)訓(xùn)練過程中，PLA組和GTE組的平均運(yùn)動(dòng)負(fù)荷無顯著性差異（P=0.87，P＞0.05）.

2.1 CHO氧化率變化特征

在PLA組和GTE組中，實(shí)驗(yàn)后兩組的平均CHO氧化率明顯低于實(shí)驗(yàn)前，組內(nèi)差異顯著（P＜0.05）.從組間差異分析，實(shí)驗(yàn)后GTE組CHO氧化率下降值顯著高于PLA組，組間差異顯著（P＜0.05）（表3）.

表3 實(shí)驗(yàn)前后CHO氧化率、脂肪氧化率對(duì)比 (mg/min/kg)（±±Ss， n=18）

表3 實(shí)驗(yàn)前后CHO氧化率、脂肪氧化率對(duì)比 (mg/min/kg)（±±Ss， n=18）

注：*P＜0.05 vs Pre-experiment.#P＜0.05 vs PLA group post-experiment

CHO Oxidation Rates Fat Oxidation Rates PLA group Pre 3.70±1.042.19±2.12 Post 2.84±2.65*2.31±2.65*GTE group Pre 3.74±2.032.18±1.57 Post 2.67±1.75*#2.54±2.24*#

2.2 脂肪氧化率變化特征

實(shí)驗(yàn)后兩組的平均脂肪氧化率明顯高于實(shí)驗(yàn)前，組內(nèi)差異顯著（P＜0.05）.從組間差異分析，實(shí)驗(yàn)后GTE組脂肪氧化率上升程度顯著高于PLA組，組間差異顯著（P＜0.05）（表3）.

2.3 RER變化特征

在PLA組，90 min運(yùn)動(dòng)后平均RER為0.836±0.006，實(shí)驗(yàn)前的數(shù)值為0.840±0.005，組內(nèi)無顯著差異（P＞0.05）.在GTE組中，90 min運(yùn)動(dòng)后平均RER為0.807±0.004，實(shí)驗(yàn)前數(shù)值0.846±0.003，組內(nèi)實(shí)驗(yàn)前后呈顯著性差異（P＜0.05）.實(shí)驗(yàn)后組間方面，GTE組相對(duì)于PLA組下降趨勢(shì)明顯，組間呈現(xiàn)顯著性差異（P＜0.05），即呈現(xiàn)出一種趨勢(shì)，補(bǔ)充GTE結(jié)合中度有氧訓(xùn)練加速了呼吸交換率（RER）的下降.

2.4 血基質(zhì)濃度分析

血乳酸濃度和血漿葡萄糖濃度方面，PLA和GTE組在實(shí)驗(yàn)前后濃度基本不變，組內(nèi)和組間差異不顯著（P＞0.05）.血漿甘油濃度方面，實(shí)驗(yàn)開始前隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)間的推進(jìn)，血漿甘油濃度增加明顯，而實(shí)驗(yàn)后升高的趨勢(shì)減緩，組內(nèi)差異顯著（P＜0.05）.血清游離脂肪酸方面，實(shí)驗(yàn)后兩組濃度呈增高趨勢(shì)，組內(nèi)差異顯著（P＜0.05）.GTE組比PLA組在實(shí)驗(yàn)后增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，組間差異顯著（P＜0.05）（表4）.

表4 實(shí)驗(yàn)前后血基質(zhì)濃度對(duì)比分析（x±±Ss，n=18）

3 討論

筆者發(fā)現(xiàn)，受試者耐力訓(xùn)練中補(bǔ)充GTE，比單獨(dú)訓(xùn)練而言增加了全身脂肪的利用率，增強(qiáng)了在運(yùn)動(dòng)過程中優(yōu)先使用脂肪作為能量來源的能力.Carter與De Bock等人得出過對(duì)訓(xùn)練的代謝適應(yīng)可以降低能量消耗的結(jié)論，但這種減少很難通過比較訓(xùn)練前后的脂肪氧化絕對(duì)值來評(píng)估或解釋脂肪代謝的變化.［9-10］

關(guān)于通過GTE來降低RER的作用機(jī)理，Murase等人曾做過研究，使用過GTE再進(jìn)行耐力訓(xùn)練的老鼠，運(yùn)動(dòng)后血漿脂肪酸濃度明顯高于沒有使用過GTE的老鼠，這表明長(zhǎng)期攝入GTE可在運(yùn)動(dòng)中增強(qiáng)脂肪溶解和脂肪酸在骨骼肌合成中的供應(yīng).［5］傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)過程中骨骼肌的脂肪酸氧化高度依賴于血管內(nèi)FFA濃度［11］，但這個(gè)觀念仍然存在爭(zhēng)議.然而，更高的FFA供應(yīng)至少在一定程度上有助于GTE降低RER.

從作用機(jī)理分析，運(yùn)動(dòng)過程中骨骼肌中脂肪酸特別是長(zhǎng)鏈脂肪酸的氧化主要是通過肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶（CPT-I）進(jìn)入線粒體進(jìn)行調(diào)控的.丙二酰輔酶A（malonyl-CoA）作為存在于外線粒體膜中的一種關(guān)鍵酶，它能起到抑制CPT-I的作用.［12］Murase等人研究證實(shí)，服用GTE結(jié)合耐力訓(xùn)練的老鼠骨骼肌中的malonyl-CoA含量明顯低于沒有使用過GTE的老鼠.因此，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，GTE降低malonyl-CoA水平可以減輕對(duì)CPT-I的抑制，從而促進(jìn)脂肪酸氧化.［4］

對(duì)于人體的作用機(jī)制而言，Odland等人在研究中發(fā)現(xiàn)，盡管脂肪氧化大量增加，但人體骨骼肌中的malonyl-CoA含量在運(yùn)動(dòng)過程中并沒有改變.［13-14］此外，Roepstorff等人報(bào)道稱，無論運(yùn)動(dòng)前肌糖原含量高或低，運(yùn)動(dòng)期間人體骨骼肌中的malonyl-CoA含量變化不大，盡管脂肪氧化有顯著差異.［12］這些研究表明，在運(yùn)動(dòng)過程中，人體骨骼肌肉中的malonyl-CoA可能不是調(diào)節(jié)脂肪酸氧化的關(guān)鍵因素.

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)過程中，線粒體酶的激活對(duì)促進(jìn)脂肪氧化非常重要.在運(yùn)動(dòng)后，服用GTE結(jié)合耐力訓(xùn)練的老鼠骨骼肌內(nèi)脂肪酸β氧化活性明顯高于沒有GTE的小鼠，這表明長(zhǎng)期服用GTE的小鼠在線粒體水平上增加了脂肪酸的氧化.［15］因此，在本研究中，長(zhǎng)期攝入GTE可能激活人體骨骼肌中的脂肪酸β氧化，這可能有助于在運(yùn)動(dòng)過程中加速全身脂肪的利用.然而因?yàn)椴荒苤苯訙y(cè)量人體骨骼肌β氧化的活性，因此，需要進(jìn)一步的研究來評(píng)估.

在PLA組中，RER在實(shí)驗(yàn)前后基本保持不變，不變的RER可能部分歸因于訓(xùn)練前的脂肪代謝基線.較高的脂肪氧化預(yù)訓(xùn)基線可能將訓(xùn)練誘導(dǎo)的基質(zhì)代謝的適應(yīng)性降到最低限度.［16］在GTE組中，訓(xùn)練后觀察到較低的RER，恰恰說明GTE是一種在脂肪氧化中相當(dāng)有效的刺激物.

TC是GTE主要組成部分，是對(duì)于能量消耗和脂肪氧化增加的主要因素.TC抑制兒茶酚氧位甲基轉(zhuǎn)移酶，降低去甲腎上腺素的酶，且咖啡因抑制磷酸二酯酶，降解細(xì)胞內(nèi)環(huán)腺苷酸的酶，所以GTE攝入對(duì)增加或延長(zhǎng)交感神經(jīng)活動(dòng)有協(xié)同效應(yīng)，從而增加能量消耗和脂肪氧化.［17］Venables等人研究發(fā)現(xiàn)，在中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)中，急性攝入GTE可導(dǎo)致脂肪氧化和血漿甘油濃度升高，這表明GTE增強(qiáng)了全身脂肪脂解，從而增加脂肪的氧化.與急性效應(yīng)不同，慢性GTE攝入則有選擇性地增加整體脂肪在運(yùn)動(dòng)時(shí)的利用，而沒有任何關(guān)于能量消耗或全身脂解的影響.［2］Murase等人報(bào)告，與沒有GTE的小鼠相比，在GTE耐力訓(xùn)練的小鼠中，鍛煉時(shí)間明顯更長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)后立即伴有較高的肌糖原含量.［18-19］他們認(rèn)為，耐力表現(xiàn)的提高至少在一定程度上歸功于GTE對(duì)全身脂肪代謝的刺激而導(dǎo)致的肌肉收縮.［5］目前尚不清楚GTE是否會(huì)影響其他生理決定因素，比如VO2peak，VT和肌肉效率.

4 結(jié)論

習(xí)慣性地?cái)z入GTE和適度運(yùn)動(dòng)可以有效增加身體運(yùn)動(dòng)中全身脂肪的利用.從運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練與營(yíng)養(yǎng)干預(yù)相互作用的觀點(diǎn)來看，這項(xiàng)研究將提供一種全新的視角看待全身底物代謝的適應(yīng)性.然而，這項(xiàng)研究的結(jié)果僅限于年輕男子，中等強(qiáng)度的訓(xùn)練，或在一夜未進(jìn)食的狀態(tài)下進(jìn)行的最大運(yùn)動(dòng)測(cè)試.因此，在不同的條件下（如年齡、性別、身體構(gòu)成、訓(xùn)練狀況、鍛煉強(qiáng)度或飲食等）的進(jìn)一步研究需要應(yīng)用策略來解決與脂肪代謝有關(guān)的健康問題.