王力伟（无锡工艺职业技术学院体育部 江苏 无锡 214206）

一、引言

牛磺酸是一种分布于体内各个组织和器官的由含硫氨基酸转化而来的条件必需氨基酸，是机体不可或缺的生理活动物质。其以游离形式广泛分布于大脑、心脏、肝、肾、骨骼肌、血液、卵巢等组织器官中，以大脑、骨骼肌、心脏等可兴奋组织内含量更高。研究发现牛磺酸具有重要的生理学效应、药理活性和营养学功能，对机体生长发育、损伤修复、运动能力等方面有着重要影响。牛磺酸不仅参与机体代谢，还具有清除自由基、抗脂质氧化、维持细胞内外钙稳态、保护细胞膜免受损伤、调节渗透压等功能。体育运动员杰出的运动能力是其竞技成绩的基础，近年来，牛磺酸对于体育运动员运动能力影响的成果日益增多，大量实验数据表明其对运动员运动能力有很好地促进和改善作用，因此，在运动营养学领域牛磺酸被认为是一种安全、必需、有效的营养补充剂。本文通过对牛磺酸的生理学功能进行概括，探讨其对体育运动员运动能力的影响，以期为牛磺酸营养补充剂产品的使用提供一定的参考依据。

二、牛磺酸的体内分布与代谢特点分析

机体可通过外源性（直接从海洋鱼虾、贝壳等膳食中摄取）和内源性（体内半胱氨酸、甲硫氨酸等经过一系列的酶促反应生成）两条途径获得牛磺酸，但哺乳动物，包括人体内合成牛磺酸的酶活性较低，其合成不能满足机体正常的生理需求，需要通过膳食获得足够牛磺酸。牛磺酸以游离形式广泛分布于机体组织和器官中，人体含牛磺酸总量为12 g～18 g，其中75%左右存在于骨骼肌内参与机体运动，牛磺酸在机体各组织细胞内的浓度从100∶1到50 000∶1。牛磺酸排出体外有两种途径：以游离形式从尿液排出和以胆汁酸盐形式从胆汁排出，其中以尿液形式为主。肾脏是机体排出牛磺酸的主要途径，当机体牛磺酸浓度过高时，多余的牛磺酸会通过肾脏从尿液排出，当牛磺酸浓度降低不足以满足身体需求时，肾脏可以通过肾小球的重吸收来减少牛磺酸的排出，因此，肾脏对保持体内牛磺酸含量的稳定起主要调节作用。

三、牛磺酸的生理学功能

1.牛磺酸抗氧化作用

大量研究表明，牛磺酸具有明显的抗脂质过氧化反应的作用，主要表现在：谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）及丙二醛（MDA）水平变化。有实验表明，大鼠力竭运动后，其脑内丙二醛含量升高，超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，给予牛磺酸之后，丙二醛显著下降，超氧化物歧化酶及谷胱甘肽过氧化物酶活性增强，且运动时间延长。也有数据报道，牛磺酸能抑制运动后大鼠血浆、红细胞及心肌线粒体细胞内丙二醛含量升高，并能促使其运动后恢复。同时，牛磺酸还可以抑制骨骼肌的脂质过氧化，提高超氧化物歧化酶的活性。

2.牛磺酸促进肌肉增长的作用

牛磺酸对肌肉的增长有快速促进作用，其能增强肌肉收缩力，加快新陈代谢，提高运动效率。在餐后1小时、餐前半小时、睡前补充含牛磺酸及钙、镁、钾的复合制剂，会使肌肉变得更大、更强。在大量抗阻训练中，适当补充富含牛磺酸及维生素C的复合营养制剂除了可促进体育运动员肌肉的生长，还可增强其骨质，从而提高其运动能力。

3.牛磺酸调节Ca2+浓度的作用

Ca2+是参与机体各项正常生理功能不可或缺的元素，其能维持细胞膜内外的生物电位，保持神经传导功能正常进行，并参与肌肉收缩和舒张，维持神经-肌肉的正常传递。牛磺酸对机体Ca2+具有双向调节作用。有实验表明，牛磺酸能升高Ca2+浓度不足小鼠神经细胞内的Ca2+浓度，亦能降低高钙状态下小鼠神经细胞内Ca2+浓度，将Ca2+稳定在一定水平。

4.牛磺酸对细胞膜的保护作用及维持渗透压平衡的作用

牛磺酸可避免细胞膜上不饱和脂肪酸的酯化、氧化等，从而维持细胞膜的稳定性和正常功能。牛磺酸还可调节细胞渗透压，改变细胞的容积，进而维持身体体液平衡。有报道指出，牛磺酸能调节大鼠骨骼肌、脑和血小板的渗透性，为维持机体正常的跨膜转运提供基础。

5.牛磺酸对体内代谢的影响

牛磺酸能调节机体糖代谢，有一定的降血糖效应，促进机体组织对血糖的利用，加速糖酵解，增加糖异生，从而缓解中枢性疲劳的产生，提高运动能力。牛磺酸可提高机体产能支链氨基酸的含量，从而提高ATP及兴奋性神经递质多巴胺的含量，延缓运动疲劳，提高运动能力。牛磺酸对下丘脑-垂体、甲状腺、肾上腺、性腺、胰岛素等器官内分泌功能均有调节作用，能增强机体抵抗能力，达到抗疲劳、抗损伤的效果。

6.牛磺酸的其他生理功能

牛磺酸具有多种生理功能，可以促进视网膜细胞的生长和发育，维持正常的视觉功能；调节晶体渗透压和抗氧化，抑制白内障的发生；促进婴幼儿大脑和智力发育；防止动脉粥样硬化等。

四、牛磺酸营养补充剂对体育运动员运动能力的影响

1.牛磺酸营养补充剂能改善体育运动员耐力

牛磺酸能明显提高人体运动能力，给体育运动员不同剂量的牛磺酸（1 g～6 g），可以增强其耐力。体育运动员在马拉松或者其他耐力运动中，大量的牛磺酸从肌肉中被释放出来以补充血浆中的消耗维持其正常的运动能力。有实验表明，去除小鼠体内牛磺酸转运体基因后，其体内将不再产生牛磺酸，其负荷运动能力比野外正常小鼠低80%。也有研究表明，给大鼠灌胃补充牛磺酸能升高其血清牛磺酸的含量，提升其运动能力。因此，机体内牛磺酸的含量对保持运动能力是必需的，而外源性牛磺酸的供给能使运动能力进一步得到提升。

牛磺酸可显著提高机体细胞GSH-Px和SOD的活性，减少脂质过氧化反应，从而减少自由基对机体细胞的侵害，提升运动耐力。有研究表明，运动力竭小鼠体内的GSH-Px及SOD含量均降低，其心肌线粒体结构被破坏，给其补充一定量外源性牛磺酸之后，小鼠体内这两种酶的含量均逐渐升高，运动能力也相应地得到提升。除此之外，牛磺酸可提高机体促进乳酸分解的乳酸脱氢酶的含量，减少大量运动训练后乳酸在体内堆积，减轻运动员长时间运动后出现酸胀等身体不适，延长运动时间。给小鼠补充不同剂量牛磺酸后，小鼠负重游泳时间及力竭后存活时间延长，体内乳酸含量明显降低，研究人员发现牛磺酸可以增加小鼠体内肝糖原含量，延长其运动时间，降低小鼠体内乳酸含量，从而延长其运动时长并提高其运动能力。也有报道指出，训练中给予游泳运动员富含牛磺酸的复合性饮料，能提升其有氧耐力水平和运动水平。

2.牛磺酸营养补充剂能维持体育运动员骨骼肌正常功能

体育运动员运动后，其骨骼肌中的牛磺酸含量明显下降。有研究发现，牛磺酸可增强骨骼肌的伸缩力，其通过增加肌肉隐钙素蛋白表达来促使骨骼肌钙释放通道关闭，从而维持肌浆网中较低的钙浓度并降低F2-异前列腺素的含量来减少脂质过氧化，进而保持骨骼肌收缩能力。同时，牛磺酸能调节体内代谢，促进骨骼肌细胞对血糖和支链氨基酸的摄取和利用，增加供能，减缓骨骼肌的运动性疲劳；此外，牛磺酸可减少自由基产生及维持胞浆钙浓度，可促进运动损伤修复。因此，牛磺酸能维持骨骼肌正常功能，并能抵御骨骼肌高频损伤并促进损伤修复，从而保持骨骼肌的收缩特性和运动能力。

3.牛磺酸改善体育运动员运动性疲劳

体育运动员在运动时会产生大量的自由基，自由基使机体细胞结构和功能发生变化导致机体运动能力下降，免疫力下降，影响机体健康。运动机体给予牛磺酸之后，除了能减少自由基的产生，还加速体内自由基的清除，减少自由基对机体组织细胞的侵害，抵抗疲劳，提高运动能力。实验表明，在运动力竭前给予大鼠牛磺酸，运动后，其体内MDA含量明显降低，GSH-Px和SOD活性明显增强。也有研究证实，牛磺酸可提高小鼠运动后肝、脑等组织中SOD的活性，降低小鼠运动后组织中MDA含量，达到抗疲劳的效果。

牛磺酸作为一种中枢抑制性神经递质参与中枢性运动疲劳的产生。有研究表明，灌胃一定量牛磺酸的小鼠运动力竭后，与对照组相比，其脑内兴奋性神经递质多巴胺和5-羟色胺均明显增加，此表明牛磺酸有一定的抑制中枢性运动疲劳产生的作用，且在一定范围内具有剂量相应相关性。也有实验表明，给予大鼠牛磺酸能明显延长其运动力竭时间。

4.牛磺酸能促进体育运动员运动后心脏功能恢复

运动后心率的恢复水平对体育运动员运动能力有密切关系。有学者通过实验数据得出，牛磺酸能明显促进运动后心率恢复。剧烈运动后，补充牛磺酸组3分钟可将心率恢复至正常水平，而对照组心率下降不明显，这说明牛磺酸能促进运动后心率恢复，对体育运动员运动后心脏恢复及运动水平的提高有重要意义。牛磺酸约占心肌游离氨基酸的一半以上，其能促进Ca2+内流，从而增强心肌收缩力提升运动能力。有研究表明，长期高强度运动训练可使心肌线粒体内自由基增多而清除能力下降导致自由基在体内堆积，从而使细胞膜的流动性下降，Ca2+转运受到影响，从而降低呼吸链Ca2+依赖酶的活性，使心肌线粒体利用氧的能力下降，ATP合成减少，心肌能力下降，造成机体运动能力下降。还有研究结果显示，牛磺酸可抑制运动机体心肌线粒体脂质过氧化反应，改善自由基蓄积对心肌收缩力造成的运动能力下降。同时，牛磺酸可抑制血小板凝集，阻止血管内脂质沉积，达到抗动脉粥样硬化的作用；牛磺酸还可以提高心肌中超氧化物歧化酶的活性，降低心肌脂质过氧化和一氧化碳的含量，达到保护心肌的作用。

5.牛磺酸能促进体育运动员运动后红细胞恢复

红细胞是机体输送氧气和营养最主要的物质，其功能恢复对体育运动员运动能力有重要关系。在长时间负荷运动或剧烈运动之后，机体会产生大量的对红细胞膜有损伤的丙二醛和活性氧而影响机体运动能力。通过实验发现，过度训练和喂食丙二醛，大鼠均发生不同程度的红细胞形态改变，且红细胞膜稳定性显著降低及红细胞溶血度升高。再给大鼠喂食牛磺酸后，其红细胞形态结构损伤能有效逆转和恢复。因此，牛磺酸能调节机体红细胞抗氧化代谢，促进其功能恢复。

五、小结

牛磺酸具有广泛的生理学功能，其生理学功能对运动机体非常有利，且机体合成牛磺酸的酶活性比较弱，而高强度或长时间的运动训练会使机体内牛磺酸消耗明显增多，因此，及时合理补充牛磺酸营养补充剂对体育运动员非常必要。但有研究发现，过量摄入牛磺酸也可能对机体产生不利影响，所以运动员在训练时对牛磺酸的摄入剂量以及方式有待进一步探讨与研究。