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富含茶多酚运动功能饮料对运动员生理机能和运动能力提高作用

2021-01-17李响宿迁学院体育部江苏宿迁223800

食品研究与开发 2021年19期
关键词:茶多酚饮料抗氧化

李响(宿迁学院体育部 江苏 宿迁 223800)

体育竞技水平是一个国家综合实力的重要体现。自21世纪以来,我国体育竞技水平得到了飞速发展,专业运动员也随之增多,运动员之间竞争更加激烈。既往调查显示,提高运动能力除了通过加强训练外,还可通过补充运动功能食品/饮料来实现。目前,市场上常见的运动功能饮料配方及主要成分大致相同,对运动能力的提升效果不甚理想。因此,运动饮料的深入开发及功能挖掘成为大家关注的重点。茶多酚是茶叶中存在的一种活性物质,具有多种生物学作用,有助于改善运动员机体代谢,从而使运动员获得理想的竞技成绩。为进一步推进富含茶多酚的运动功能饮料的开发与推广,本研究从茶多酚对运动员生理机能、运动能力的影响两方面来综合性阐述该类型饮料的作用。

一、运动功能饮料的定义及作用

运动功能饮料是针对运动员、体育爱好者等特殊人群而开发的一类特殊饮料,根据其内容物可列为两类,一类仅含有基础营养成分,另一类则包含某些功能性因子,如茶多酚、咖啡因、白芦藜醇等,目的是提高饮用者身体机能和竞技能力,以获得更好的比赛成绩。有研究人员将30名男性拳击运动员和20名女性跆拳道运动员随机分为两组,其中实验组每天补充2 000 mL的运动功能饮料,对照组则饮用不含功能性成分的饮料,进行为期4周的训练。结果发现,摄入运动功能饮料能够促进运动员体内蛋白质合成,改善机体对氧气的利用率,减少疲劳感。从而说明,摄入运动功能饮料是增强身体机能的一种有利途径。

二、茶多酚的功能

茶多酚是从茶叶中提取的一类酚类活性物质,包括儿茶素类、黄酮类、花色苷类、黄酮醇类等,具有抑菌、抗氧化、抗肿瘤、抗衰老的作用,是天然存在的一种食品防腐剂。既往研究表明,茶多酚的应用在诸多领域均有涉及,例如它被广泛应用于化妆品/药品的防腐等,这些都与茶多酚抑菌作用有关。研究人员经研究发现,与山梨酸钾(一种防腐剂)相比,茶多酚对金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、肉源荧光假单胞菌等的抑制效果更明显,而且呈浓度依赖性,浓度越高抑制效果越强;同时还发现茶多酚在pH=8的环境下抑菌效果最强,与部分金属离子络合后可增强抑菌效果。究其原因,是因为茶多酚结构既有疏水性又有亲水性,对蛋白质结构有较强的破坏力,进而发挥抑菌作用;另外,茶多酚还是金属离子络合剂,二者络合后可减少金属离子对细菌、真菌的供养。

茶多酚作为各领域关注的热点,还与其较强的抗氧化作用有关。既往研究发现,茶多酚中的酚羟基可作为质子易被氧化形成更为稳定的自由基,可通过化学反应消除过量的活性氧自由基(ROS),减轻ROS引起的各种损伤。ROS是机体产生的一类信号分子,正常生理状态下,ROS的生成与消除相互平衡,而运动负荷会促使机体短时间内生成大量的ROS,当平衡向生成一方倾斜后,就会引发脂质过氧化反应,损伤细胞膜功能与结构。除此之外,茶多酚还有以下作用:①增强体内其他具有抗氧化作用的物质(如维生素E、谷胱甘肽、维生素C等)的活性,进一步增强机体抗氧化防御作用;②提高与抗氧化反应相关的生物酶活性,减轻ROS对细胞内DNA的损伤,从而降低基因突变风险,发挥抗癌作用。

三、富含茶多酚运动功能饮料对运动员生理机能的影响

1、抗疲劳

疲劳是机体无法维持某一特定水平的活动而出现的一种现象,主要表现为生理机能暂时性下降、可逆、伴有主观不适感。在赛场上,疲劳会使运动员表现大打折扣,降低竞争力。有关运动性疲劳的理论研究已证实其与供能物质耗竭、代谢物堆积(主要指乳酸)、心理素质等均有关。众所周知,三磷酸腺苷(ATP)是机体运动时的直接供能物质,但ATP含量是有限的,需要通过不断合成,磷酸肌酸(CP)作为ATP合成的原料,如果CP储存量不够就会导致ATP供应不足,引发疲劳,这是短时间、高强度运动下疲劳产生的直接原因。中低强度、长时间运动性疲劳的产生则与血糖、糖原水平降低相关。及时补充含糖运动饮料,可以不断向机体提供ATP,从而延长疲劳发生时间。分析常见运动饮料的成分表发现,主要成分均为碳水化合物、钠元素、钾元素、维生素等,故运动饮料可为机体运动提供能量,减少疲劳。

既往研究显示,运动期间ROS的产生量超过机体消除限度也会产生疲劳。茶多酚具有消除ROS的作用,因此富含茶多酚的运动饮料还可利用这一途径增强抗疲劳作用。研究人员将64名篮球运动员随机分为两组,各32名,其中实验组于运动后2 h摄入500 mg的绿茶提取物,对照组摄入安慰剂,结果实验组次日尿素、丙二醛(MDA)、肌酸激酶(CK)水平显著低于对照组,谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平较对照组升高,结果证实绿茶提取物具有清除ROS、抗疲劳的作用。研究还发现,青少年篮球运动员饮用茶饮料后,其疲劳时间延长,精神状态明显改善,而且这种效用得益于茶多酚。还有研究显示,茶多酚可以通过减少乳酸堆积发挥抗疲劳作用。

2、减少运动损伤

由于运动员训练时间长、运动强度大,不可避免地会发生运动损伤,最常见的为肌肉损伤、关节损伤、韧带损伤等,对运动员身体健康、竞赛成绩有极大的影响。报道显示,有很多运动员因运动损伤而无缘奥运会,甚至提前结束体育生涯。可见,运动损伤对运动员的影响极大,运动员在损伤后应予以积极的救治。花样滑冰作为集艺术与健身于一体的运动项目,深受年轻人的喜爱,但作为一项高难度运动项目,其存在较高的运动损伤风险。研究人员通过搜集既往相关文献及报道发现,足部、踝关节、膝关节、躯干、上肢等部位是青少年花样滑冰运动员易损伤部位,同时运动员通过劳逸结合、增强身体素质、加强保护措施等方法可以进行有效预防。研究表明,超负荷运动会诱发中性粒细胞大量释放ROS,而ROS可攻击细胞DNA,导致DNA的主链、氢链、碱基等发生解螺旋、断裂,有些损伤可能得以修复,而有些损伤则是永久性的。另外,超负荷运动还会加强机体炎症反应,炎症因子也会损伤DNA。DNA损伤可导致细胞生物学功能发生改变,具体表现为机体功能损伤。而茶多酚具有消除ROS的作用,摄入富含茶多酚的运动功能饮料有助于减少运动损伤,从而发挥预防保护作用。既往研究均显示,茶饮料还具有运动保健作用。有学者将30只小鼠随机分为A、B、C三组,其中A组作为对照(不进行力竭训练),B组和C组均进行为期8周的力竭训练,但C组训练期间每天灌服茶多酚(300 mg/kg),8天后处死小鼠检测心肌组织中钙离子(Ca2+)、MDA、GSH-Px、超氧化物歧化酶(SOD)含量及钙、钠泵活性,结果显示C组小鼠Ca2+、MDA含量明显低于B组,SOD、GSH-Px含量及钙、钠泵活性活性明显高于B组,总抗氧化能力也显著提高,表明茶多酚可通过消除内体过量自由基减少心肌损伤。

心肌损伤是力竭运动常见的损伤形式之一,可导致运动员心肌顿抑,削弱运动能力。研究人员以20名女摔跤运动员为研究对象,观察茶多糖对心肌损伤的影响,发现睡前补充10 mg/kg的茶多糖可以减轻运动员心肌损伤,这可能受益于茶多糖成分的抗氧化作用。茶多酚与茶多糖同样有抗氧化能力,也可间接证实富含茶多酚的运动功能饮料可以减轻运动损伤。有学者认为,心肌损伤是运动训练过程中的一种适应性反应。研究显示,短期补充绿茶萃取物(儿茶素)可以减少运动造成的肌肉损伤,提高运动员运动耐力;长期补充可以减重、增强抗氧化能力。

3、增强免疫力

运动性免疫抑制是超负荷运动引起的一种现象,主要表现为免疫细胞减少,长期超负荷训练可导致免疫机能下降,影响运动表现。研究认为,运动所致的免疫力下降与营养素质过度消耗、ROS堆积、免疫系统失衡、心理应激等因素有关。研究人员采用体外细胞实验观察聚酯型儿茶素(属于茶多酚)对淋巴细胞的增殖作用及对白细胞介素-2(IL-2)活性的影响,结果显示不同剂量(50、150、500 μg/mL)的聚酯型儿茶素均能促进淋巴细胞增殖,并增加IL-2及其受体表达水平,而且浓度越高作用越明显,这表明茶多酚具有免疫增强作用。有研究以小鼠为研究对象,发现茶多酚复合物能够提高小鼠淋巴细胞增殖能力,具有免疫调节作用。还有研究以肝癌高危人群为研究对象,发现长期服用茶多酚(3年)可以提高该人群T淋巴细胞亚群及自然杀细胞(NK)细胞活性及SOD活性,认为茶多酚的抗癌机制与其免疫增强、抗氧化作用有关。而且,有学者通过动物实验证实了茶多酚保健饮料可以提高小鼠免疫功能。

由此可见,茶多酚可以有效预防超负荷训练引起的免疫功能下降,进而减少疾病侵入,使运动员维持良好体能状态。

四、富含茶多酚运动功能饮料对运动能力的影响

近年研究显示,茶多酚与运动能力有一定的关联性,长期服用可以提高运动员的运动能力,作用途径如下:①通过消除ROS及抗氧化作用来消除运动疲劳,提高运动能力;②通过调节血糖浓度来提高运动能力;③通过提高脂肪利用率来增强运动耐力。既往研究显示,茶多酚能够调节正常及糖尿病模型动物的血糖浓度,具有明显的降糖作用,可用于糖尿病的防治。茶多酚的这种作用机制与其提高胰岛素敏感性、抑制葡萄糖分解酶的活性有关,可使机体摄入的蔗糖、淀粉分解及吸收速率减慢,因此可以延长供能物质的耗竭时间,提高运动能力。研究发现,茶多酚可通过影响脂蛋白酯酶、肝脂酶活性加快脂肪代谢进程,从而提高脂肪供能效率及运动耐力。研究人员以游泳小鼠为研究对象,发现补充0.2%~0.5%的绿茶提取物可使小鼠游泳力竭时间延长8%~24%,同时还观察到小鼠的呼吸商值也明显下降。呼吸商值与摄氧能力之间有一定的相关性,呼吸商值越低,机体摄氧能力越强,脂肪供能比例越高,因此通过节省糖原,可以减少疲劳、增强运动能力。

因此,富含茶多酚运动功能饮料有助于提高运动能力。

五、小结

现代社会中,随着社会对运动员的关注及重视程度不断提高,以及体育事业蓬勃发展,专业运动员数量大幅度增加,个人竞争将会变得越来越激烈。如何提高身体机能及运动能力成为每位运动员、教练关注的重点。相关研究发现,茶多酚具有消除ROS、抗氧化、抑菌及增强免疫的作用,这有助于提高运动能力。因此,茶多酚可作为功能性成分应用到运动功能饮料中。我国很多地区对茶叶种植有着得天独厚的优势,茶叶种类丰富、文化深厚。而茶多酚主要从茶叶中提取而来,这对我国来说是一个很有利的条件。目前,市场上的茶饮料深受大众喜爱,但市面上较少有针对运动员的茶饮料,富含茶多酚的运动功能饮料具有较大的市场前景及开发价值。

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