Forskningsfremgang for sportsutmattelsesmekanismer og matbårne aktive ingredienser mot utmattelse

ABSTRAKT:Sportstrettheter en midlertidig nedgang i kroppens arbeidskapasitet forårsaket av treningen i seg selv, som manifesterer seg som et fysiologisk fenomen som kan gjenopprettes etter riktig tid med hvile og tilpasning. Det er også et resultat av den beskyttende hemmingsmekanismen til hjernebarken. Overdreven tretthet kan lett forårsake sportsskader og direkte påvirke den normale bevegelsen til menneskekroppen. Derfor har hvordan man effektivt kan forhindre forekomsten av treningsindusert tretthet og rask restitusjon blitt nøkkelretningen for dagens forskning. Denne artikkelen oppsummerte hovedteoriene om mekanismen for treningstrøtthet de siste årene: energiforbruk, akkumulering av metabolitter, beskyttende hemming, forstyrrelser i kalsiumionmetabolisme, etc.. Den oppsummerte også de effektive ingrediensene i matbårenanti-treningstretthetog deres virkningsmekanisme, og foreslo atprodukter mot tretthetsammensatt med en rekke biologisk aktive peptider hadde et bredt spekter av bruksområder i henhold til bruken av flere aktive ingredienser i forskning og utvikling av anti-tretthetsprodukter, for å gi teoretisk veiledning for utvikling av mer trygge, grønne og effektive anti-tretthetsprodukter -tretthetsprodukter.

NØKKELORD:treningstrøtthet; tretthetsmotstand; matbåren; bioaktive komponenter i kosten

Klikk her for å få Nature Supplement-Cistanche for å lindre tretthet

SPØR OM FLERE DETALJER: wallence.suen@wecistanche.com

Introduksjon

Konseptet avtreningstrøtthethar vært foreslått i nesten 200 år. Det startet først i 1880. Mosso studerte først endringene i arbeidsevnen til bøyemusklene [1]. Siden den gang har mange kjente forskere tatt i bruk forskjellige metoder fra ulike perspektiver. Treningsindusert tretthet har blitt grundig studert og ulike definisjoner har blitt foreslått. Fram til 1982 forenet den femte internasjonale sportsbiokjemikonferansen i Boston, USA definisjonen av tretthet: treningsindusert tretthet er et fysiologisk fenomen som oppstår når menneskekroppens mentale og fysiske aktiviteter fortsetter til et visst stadium. Funksjonen er på et spesifikt nivå, eller den kan ikke opprettholde den forhåndsbestemte treningsintensiteten[2], og intensiteten av treningstrening bestemmer graden av treningstrøtthet, og passende intensitet av treningstrøtthet kan fremme restitusjonen av menneskekroppen gjennom rimelige restitusjonsmetoder .

Ferdighetsnivået fortsetter å forbedres, ogoverdreven trettheterikke bare skadeligtilforbedring av idrettsprestasjoner, men kan ogsåforårsake idrettsskader. Når det gjelder dens fysiologiske produksjonsmekanisme, er den hovedsakelig oppsummert som følger: teorien om energimaterialforbruk, teorien om akkumulering og blokkering av metabolitter, og teorien om beskyttende hemming[3‒5].

De siste årene har forskere i inn- og utland forsket mye på anti-tretthetsaktive stoffer i dyr og planter, og funnet ut at noen naturlige aktive ingredienser som polypeptider, aminosyrer, polysakkarider, vitaminer og polyfenoler har visse anti- treningstrøtthetseffekter, og er mye tilstede i mat. kilde dyr og planter. Denne artikkelen fokuserer på gjennomgangen av mekanismen for treningstrøtthet, matavledede aktive ingredienser med potensielle anti-tretthetseffekter og deres anvendelser, for å gi referanse for valg av trygge og effektive aktive ingredienser mot tretthet og utvikling av nye sammensatte produkter mot tretthet.

1 Fysiologisk mekanisme for treningstrøtthet

1.1 Teorien om energi og materieutarming

Adenosintrifosfat (ATP) er det direkte energistoffet i ulike livsaktiviteter i menneskekroppen, og i tillegg gir næringsstoffer som karbohydrater, fett og proteiner energi indirekte til kroppsbevegelser. Under trening gir fosphagen-systemet, melkesyre-energisystemet og aerobt oksidasjonssystem energi til livsaktiviteter. Når energitilførselen er tilstrekkelig, fungerer muskelvevet normalt, og fullfører dermed treningsprosessen;

Når tilførselen av energistoffer er mangelvare, kan ikke energien som produseres i utøverens kropp opprettholde treningsbehovet, muskelfunksjonen er svekket, og det planlagte intensitetsarbeidet kan ikke fullføres, noe som resulterer i en følelse av tretthet.

Studier har funnet at varigheten og intensiteten av kroppstrening påvirker genereringen av treningstrøtthet ved å påvirke forbruket av energistoffer: Ved kortvarig, høyintensiv trening, gir ATP-CP-systemet hovedenergien og høyenergi. fosforsyre som ATP og fosfokreatin i kroppen Når tretthet oppstår, synker fosfokreatininnholdet i muskelen til 20 prosent av nivået før trening[6]. Under langvarig, lavintensiv trening, gir det aerobe oksidasjonssystemet hovedenergien, og glykogen fungerer som energilagring. Stoffer dekomponeres for å gi treningsforbruk og opprettholde blodsukkerbalansen. Langvarig trening vil forbruke en stor mengde glykogen, noe som resulterer i treningsindusert tretthet. Dyreforsøk fant at [5], når hunden trente til tretthet, sank blodsukkernivået, og injeksjon av adrenalin økte sukkerutnyttelseshastigheten til kroppen til muskelvevet, noe som økte blodsukkerkonsentrasjonen og hundens trening. evnen ble åpenbart gjenopprettet. I tillegg, når en stor mengde fett mobiliseres, vil en stor mengde frie fettsyrer produseres, og akkumulering av plasmafrie fettsyrer vil fremme økningen av fritt tryptofan. For mye tryptofan som kommer inn i hjernen vil føre til at nivået av serotonin øker, og dermed hemme hjernens arbeidsevne. Styrke den sentrale trettheten [7]. Ved ulike treningsintensiteter bruker kroppen energistoffer i ulike sekvenser, og målrettet energitilskudd kan lindre tretthet.

1.2 Metabolittakkumuleringsteori

Sammenlignet med hviletilstanden inntar idrettsutøvere mer energistoffer under høyintensiv trening, og produserer samtidig flere metabolitter (melkesyre, NH4 pluss , H pluss osv.) [8‒9]. Hvis disse metabolittene ikke kan fjernes i tide, vil de blokkere den normale metabolismen av stoffet, føre til nedsatt muskelvevs motoriske funksjon og produsere treningsutløst tretthet. Under høyintensiv trening tilfører idrettsutøvere hovedsakelig energi gjennom melkesyreenergisystemet. Glykogen (glukose) i kroppen brytes ned for å produsere melkesyre under anoksiske forhold. Med økningen i treningsintensiteten fortsetter melkesyreinnholdet i kroppen å samle seg. 40 mmol/kg våtvekt, blodmelkesyre opp til 18 mmol/L[10], melkesyredissosiasjon produserer H pluss , senker pH-verdien i det indre miljøet, hemmer aktiviteten til fosforylase og fosfofruktokinase, og hemmer dermed energitilførselen til melkesyreenergisystemet, noe som resulterer i utilstrekkelig ATP-tilførsel fører til tretthet[11]; i tillegg er hjerneceller svært følsomme for endringer i blodets pH, og et fall i blodets pH kan føre til en nedgang i hjernecellenes arbeidsevne[12‒13].

SHANELY et al. [14] bekreftet at jo høyere melkesyreinnhold, desto tydeligere er nedgangen i kroppens motoriske funksjon, og jo lengre restitusjonsperiode fra tretthet. Muskelsammentrekning under menneskelig trening kan også produsere NH4 pluss (AMP katalyseres av deaminase). Når ATP i kroppen konsumeres i store mengder, øker ammoniakkinnholdet i kroppen[15]. Økningen i ammoniakkinnhold kan fremme glykolyse og produsere melkesyre og H pluss, noe som resulterer i Aktiviteten til noen enzymer reduseres eller til og med inaktiveres, og den kombinerte effekten av melkesyre og ammoniakk reduserer kroppsfunksjonen og forårsaker tretthet[16]. Studier har vist [17] at generering av NH4 pluss i kroppen er positivt korrelert med treningsintensitet. Under trening, på grunn av den forbedrede aminosyremetabolismen og økningen i konsentrasjonen av adenosindifosfat i muskelen, øker ammoniakkkonsentrasjonen i blodet og aktiviteten til citratdehydrogenase hemmes. Det påvirker kroppens energiomsetning og treningsbalanse, og forårsaker til og med muskelspasmer [18]. Studier av FWENSTROM, BANISTER et al. [19‒20] har bekreftet at forhøyede ammoniakknivåer i blodet kan komme inn i hjernevev, ha nevrotoksiske effekter på hjerneceller, forstyrre balansen mellom glutaminsyre og -aminosmørsyre og føre til sentral tretthet.

Alt i alt er rettidig fjerning av metabolitter og stabilisering av melkesyre og NH4 pluss-nivåer i kroppen av stor betydning for å lindre tretthet.

1.3 Teorien om sentralnervesystemets beskyttende hemming

I følge den Pavlovske skolens syn, utløser beskyttende hemming produsert av hjernen treningstrøtthet. Under høyintensiv mental eller fysisk trening stimulerer et stort antall impulser de tilsvarende nevronene i hjernebarken, noe som resulterer i langvarig spenning. For å unngå overdreven forbruk av energistoffer som glykogen, når det når et visst nivå, vil hjernebarken produsere beskyttende hemming. , gir en følelse av tretthet for å minne kroppen på å slutte å trene[21], under langvarig høyintensiv trening vil innholdet av forgrenede aminosyrer i plasma reduseres, noe som gjør aromatisk aminosyre (aromatisk aminosyre, AAA) /branched-chain amino acid (branched-chain amino acid, BCAA) verdi øker, i tillegg øker innholdet av -aminosmørsyre i hjernen ved fatigue, noe som også vil føre til hemming av hjernebarken[22].

1.4 Ca2 pluss metabolismeforstyrrelsesteori

Ca2 pluss er en viktig regulatorisk faktor i intracellulær nerve-muskel-signaltransduksjon og treningsindusert tretthet forårsaket av aerob trening [23]. Nyere studier har funnet at høye konsentrasjoner av Ca2 pluss i cytoplasma over lang tid kan indusere apoptose av normale muskelceller, og ubalansen av kalsiumhomeostase i muskelceller vil til slutt føre til muskeltretthet og skade [24]. I tillegg gir trening en økning i konsentrasjonen av Ca2 pluss i cytoplasmaet, og mitokondrier har som funksjon å bufre og regulere konsentrasjonen av Ca2 pluss i cytoplasma. Når utmattelse oppstår utløses lipidperoksidasjon i cellemembransystemet, og mitokondriemembranens permeabilitet for Ca2 pluss øker, og en stor mengde Ca2 pluss kommer inn i mitokondriene. Når kalsiumabnormitet oppstår, vil overdreven kalsiumionakkumulering hemme den oksidative fosforyleringsprosessen til mitokondrier, koble fra oksidativ fosforylering, redusere ATP-produksjonen og deretter forårsake cellulær kalsiumionmetabolismeforstyrrelse, danne en ond sirkel og forårsake forskjellige

grad av muskeltretthet og skade [25].

2 Forskning på matavledede aktive ingredienser mot tretthet

Det finnes ulike matavledede anti-tretthetsingredienser i dagens forskning, men den generelle forskningen er fortsatt i en foreløpig tilstand. Metoder for å evaluere fatigue inkluderer utholdenhetstest og biokjemisk indeksdeteksjon. For å evaluere treningstoleranse brukes den uttømmende svømmetesten for mus ofte. I henhold til vurderingsstandarden i "Implementation Manual of Health Food Inspection and Evaluation Technical Specifications": "Det vektbærende svømmetestresultatet er positivt, og to av de tre indikatorene på blodmelkesyre, serum urea nitrogen og leverglykogen er positive, og testprøven kan bedømmes som positiv." Det har funksjonen å lindre fysisk tretthet." [26]. I de senere år har forskere oppdaget [18] at noen naturlige aktive ingredienser i mat: peptider, aminosyrer, polysakkarider, vitaminer, karoten, glykosider, etc., alle har anti -tretthetseffekter.

2.1 Bioaktive peptider

Matavledede bioaktive peptider er hovedsakelig hydrolyserte produkter av protein med enzym, syre eller alkali, og direkte ekstrahert fra naturlig dyre- og plantevev med høyt innhold av aktive peptider. De har egenskapene til rask absorpsjon, omfattende absorpsjon og ingen energiforbruk[27]. Som vist i tabell 1 er akvatiske produkter, insekter og pattedyr hovedkildene til bioaktive peptider mot tretthet avledet fra animalsk mat, mens soyabønner, mais og peanøtter er kildene til bioaktive peptider avledet fra plantemat.

Hovedkilden til bioaktive peptider mot tretthet, og forskjellige kilder til bioaktive peptider har forskjellige mekanismer for tretthet mot trening. Biologisk aktivitet kan redusere hevelse og utvidelse av skjelettmuskelmitokondrier og mitokondriell membranpermeabilitet, og redusere blodurea-nitrogen (BUN). ) innhold, øker leverglykogen, superoksiddismutase (superoksiddismutase, SOD), laktatdehydrogenase (laktatdehydrogenase, LDH) innhold for å lindre treningstrøtthet [28‒36].

2.2 Polysakkarider

Polysakkarider er en klasse av naturlige aktive biomakromolekyler med immunmodulerende funksjoner. De siste årene har studier funnet [37] at sukker også er effektive mot tretthet. Polysakkaridene ekstrahert og isolert fra planter har anti-inflammatoriske egenskaper som fjerning av frie radikaler, inhibering av lipidperoksidasjon og inhibering av linolsyreoksidasjon. Tretthetseffekt.

I studien til Niu Jiamu et al. [38], ICR-hannmus ble supplert med 20 mg/kg Schisandra polysakkarid (SCP-A) løsemiddel, og deretter utført vektbærende svømming, grepstyrketest for forben og serum urea nitrogen (BUN), blod urea nitrogen (BUN) , Bestemmelsen av serummelkesyre (LA), malondialdehyd (MDA) og 8-OHdG-nivåer bekreftet videre at SCP-A har betydelige anti-tretthets- og antioksidasjonseffekter. I tillegg, som vist i tabell 2, er sopp, ulvebær, svart sopp og Dendrobium officinale hovedkildene til matavledede polysakkarider mot treningsutmattelse, hovedsakelig gjennom å redusere

Blod melkesyre og redusere BUN nivå, forbedre lever glykogen og muskel glykogen reserve mekanisme anti-fatigue [39‒44].

2.3 Aminosyrer

Som de grunnleggende komponentene i protein, kan aminosyrer gi energi til kroppen under trening. Tilskudd av aminosyrer kan til en viss grad supplere proteinet som forbrukes av kroppen under høyintensiv trening, og spiller en viktig rolle for å lindre tretthet. Studien fant[45] at etter sonde på 40 mL ꞏkg-1BW Flammulina velutipes aminosyreløsning til Kunming-hannmus i 7 dager på rad, økte innholdet av leverglykogen i musene betydelig, den vektbærende svømmetiden av musene økte betydelig, MDA, blodmelkesyre og serum Innholdet av ureanitrogen ble betydelig redusert. Samtidig viste morel-aminosyrer, Agaricus blazei-forgrenede aminosyrer og nordøstlige villhassel-sopp-aminosyrer [46‒48] høye anti-tretthetseffekter i eksperimenter. Taurin er en ikke-protein aminosyre, som kan fremme eliminering av frie radikaler i kroppen og forbedre kroppens anti-tretthetsevne ved å blokkere lipidperoksidasjon [49].

Forgrenede aminosyrer inkluderer isoleucin, leucin og valin, som er tre essensielle aminosyrer som kroppen ikke kan syntetisere av seg selv og må inntas fra matprotein. Forgrenede aminosyrer kan redusere nivået av frie radikaler i kroppen etter trening og øke aktiviteten til antioksidantenzymer. Samtidig bidrar det også til stabiliteten av kalsiumkonsentrasjonen i kroppen, kan redusere konsentrasjonen av melkesyre i blodet etter trening, og har en viss effekt på gjenoppretting av tretthet etter trening. effekt,

Og kan forbedre kroppens treningskapasitet [50]. I tillegg kan tilskudd av en viss mengde forgrenede aminosyrer etter trening også redusere frekvensen av tryptofan som kommer inn i hjernen, opprettholde normal funksjon av hjerneceller og bremse forekomsten av sentral tretthet.

2.4 Polyfenoler

Polyfenoler er aromatiske forbindelser som inneholder polyhydroksylgrupper, som er mye funnet i mørke grønnsaker, frukt, bønner og annen plantemat. De siste årene har et stort antall studier funnet at polyfenoler har anti-tretthetseffekter, og fenoliske stoffer kan generere stabile semikinonfrie radikaler gjennom reaksjonen av fenoliske hydroksylgrupper med frie radikaler, og dermed terminere frie kjeder.

Reaksjon, slik at polyfenoler har sterk antioksidant- og frie radikalfjernende evne. Chen Rong et al[52] administrerte forskjellige doser av Gorgon frøkappe polyfenol saltvannsløsning (400, 200, 100 mg/kgꞏd-1) til friske mus i 5 påfølgende dager, og utførte vektbærende svømming og atmosfærisk hypoksi eksperimenter 30 minutter etter siste gang. , ble innholdet av leverglykogen og muskelglykogen målt 24 timer etter siste forekomst, og det ble funnet at leverglykogen og muskelglykogenreserver i trette mus økte, serum urea nitrogennivåer ble redusert og laktatdehydrogenasenivåer i serum og lever økte, bekrefter at Gorgon Seed coat-polyfenoler har antihypoksi- og anti-tretthetseffekter.

Eksperimenter utført av kroppsøvingsavdelingen ved Xi'an University of Technology[53] fant at etter 30 dager med intragastrisk administrering av forskjellige doser tepolyfenolekstrakter, sammenlignet med kontrollgruppen, aktiviteten til blodlaktatdehydrogenase hos rotter økte etter trening, mens nivåene av melkesyre og ureanitrogen i blodet gikk ned, og effekten av 300 mg/kg dose var den mest åpenbare. Liu Qi[54] studerte den optimale renseprosessen for Acanthopanax polyfenoler, forberedte 50 ml polyfenol adsorpsjonsløsning med en konsentrasjon på 0,1 mg/ml og pH =4, og lastet prøven til 5 g AB med en strømningshastighet på 2 ml/min. -8 harpiks for adsorpsjon, ved bruk av 70 prosent etanolløsning med et volum på 100 ml, og eluert med en strømningshastighet på 1 ml/min. Denne adsorpsjonsløsningen kan forlenge svømmingsutmattelsestiden til mus betydelig, og dermed forbedre anti-tretthetsnivået. I tillegg har naturlige polyfenoler som garvesyre, antocyanin, katekin, puerarin, tepolyfenoler, rutin, curcumin, quercetin og isoflavoner fra soya alle åpenbare anti-tretthetseffekter[55].

Cistanche-funksjonens liste

2.5 Anti-fatigue forskning av vitamin ingredienser

Vitaminer er essensielle næringsstoffer for vekst og utvikling av kroppen. De kan bare inntas fra mat og kan ikke syntetiseres av kroppen selv. De kan deles inn i vannløselige vitaminer og fettløselige vitaminer. Studier har funnet at vitamin A, B, C og E effektivt kan hemme lipidoksidasjon i cellene, og har sterke antioksidanter og frie radikaler som fjerner evner.

Vitamin A er i hovedsak en umettet enverdig alkohol som består av -angelinonring og 2 molekyler av 2-metylbutadien. Zhou Xiufen[56] fant at tilsetning av en passende mengde vitamin A kan forbedre vitaminlagringsnivået hos rotter til en viss grad. , og forbedre kroppens antioksidantkapasitet. Ma Lu[57] fant i studien at etter tilsetning av 220 IE/kg kroppsvekt vitamin A til melkekufôr, ble superoksid-dismutering i serum,

Aktivitetene til glutationperoksidase, katalase, total antioksidantkapasitet og hydroksylfrie radikalhemming forbedres, og kroppens antioksidantkapasitet forbedres.

Vitamin E er en viktig antioksidant. Å ta vitamin E oralt etter tung trening kan hemme dannelsen av frie oksygenradikaler i kroppen, forbedre kroppens antioksidantkapasitet og redusere plasmaendotelininnholdet og seruminnholdet av nitrogenoksid hos rotter. Endotelin/nitrogenoksid-forholdet ble redusert, noe som indikerer at vitamin E har en beskyttende effekt på endotelcellene til rotter som er trent med tung trening, og kan forbedre kroppens bevegelser

Dynamisk evne og anti-tretthetsevne [58].

3 Rollen til matavledede anti-tretthetsaktive ingredienser i anti-tretthetsmat

Anvendelse av forskning de siste årene har funnet ut at det finnes ulike matbaserte aktive ingredienser med anti-treningstretthetseffekter, som dekker ulike næringsstoffer som er nødvendige for livsaktiviteter, men de fleste anti-tretthetsprodukter er fortsatt i det foreløpige utforskningsstadiet. Fra og med juli 2016 viser dataspørringsresultatene fra State Food and Drug Administration at landet mitt har godkjent og registrert 751 importert helsekost og 15 842 innenlandsk helsekost.

Blant dem er det 2160 produkter med funksjonen å lindre fysisk tretthet (inkludert den opprinnelige «anti-fatigue»-funksjonen), som står for 13,63 prosent av det totale antallet helsekost [59]. Anti-fatigue-produktene på markedet kan grovt deles inn i tre kategorier: (1) Anti-fatigue-helseprodukter med høye priser, som amerikansk ginseng, maca, rhodiola rosea og Cordyceps sinensis, etc. I den eksperimentelle forskningen i platåområdet var kroppsøvingselevene i forsøksgruppen som tok en Rhodiola anti-høyde treningstrøtthetsmat signifikant bedre enn kroppsøvingsstudentene i kontrollgruppen når det gjelder treningstid og treningsdistanse [60]; (2) Det kan sees overalt i markedet, rimelige sportsfunksjonelle drikker, som Red Bull, Gatorade, Jianlibao og andre merker, disse produktene er hovedsakelig avhengige av rettidig tilskudd av sukker og multivitaminer som konsumeres under trening for å lindre tretthet; (3) bioaktive peptider som de viktigste råvarene, kombinert med andre kinesiske urtemedisiner og en rekke aminosyreforbindelser anti-tretthetsprodukter, for eksempel Ganweile som er utviklet på markedet, de viktigste aktive ingrediensene inkluderer polygonatum polysakkarider, mais oligopeptider, svart te polyfenoler, aminosyrer, umettede fettsyrer I forskningen kan det forlenge den vektbærende svømmetiden til mus, redusere opphopning av metabolitter, øke lagringen av glykogen og utøve en god anti-tretthetseffekt.

4 Sammendrag

For å oppsummere er treningstrøtthet en kompleks fysiologisk og biokjemisk prosess som involverer perifert vev og sentralnervesystemet. Med sikte på mekanismen for treningstrøtthet, ved å oppsummere forskningen de siste årene, har mainstream-teorier som teorien om energisubstansutarming, teorien om metabolittakkumulering og teorien om beskyttende hemming blitt dannet, og mekanismen for utmattelse har blitt dannet. utdypet i detalj. Forskning på anti-fatigue aktive ingredienser;

Polypeptider, proteiner og sukker kan lindre tretthet ved å tilføre energistoffer i tide; polyfenoler, vitaminer, aminosyrer osv. kan oppnå anti-tretthetseffekter ved å rense frie radikaler. I fremtidig forskning og utvikling forventes det å effektivt trekke ut aktive ingredienser fra dyr og planter, målrettet For ulike grader av ulike typer sportstretthet, er en rekke anti-tretthetsingredienser sammensatt for å produsere grønne og effektive anti-sportsutmattelsesprodukter.