Forskningsframsteg av sportutmattningsmekanism och livsmedelsburna aktiva ingredienser mot trötthet

ABSTRAKT:Sporttrötthetär en tillfällig minskning av kroppens arbetsförmåga orsakad av själva träningen, vilket visar sig som ett fysiologiskt fenomen som kan återhämtas efter ordentlig tid av vila och anpassning. Det är också resultatet av den skyddande hämningsmekanismen i hjärnbarken. Överdriven trötthet kan lätt framkalla idrottsskador och direkt påverka den normala rörelsen i människokroppen. Därför har hur man effektivt förhindrar förekomsten av träningsinducerad trötthet och snabb återhämtning blivit nyckelriktningen för aktuell forskning. Denna artikel sammanfattade de viktigaste teorierna om mekanismen för träningströtthet under de senaste åren: energiförbrukning, ackumulering av metaboliter, skyddande hämning, störningar i kalciumjonmetabolism, etc.. Den sammanfattade också de effektiva ingredienserna i livsmedelsburnamot träningströtthetoch deras verkningsmekanism, och föreslog attprodukter mot trötthetsammansatt med en mängd olika biologiskt aktiva peptider hade ett brett spektrum av tillämpningar enligt tillämpningen av flera aktiva ingredienser i forskning och utveckling av produkter mot trötthet, för att ge teoretisk vägledning för utveckling av mer säkra, gröna och effektiva anti-trötthetsprodukter. - trötthetsprodukter.

NYCKELORD:träningströtthet; utmattningsmotstånd; livsmedelsburen; bioaktiva komponenter i kosten

Klicka här för att få Nature Supplement-Cistanche för att lindra trötthet

BE OM MER INFORMATION: wallence.suen@wecistanche.com

Introduktion

Konceptet avträningströtthethar föreslagits i nästan 200 år. Det började först 1880. Mosso studerade först förändringarna i arbetsförmågan hos flexormusklerna [1]. Sedan dess har många kända forskare anammat olika metoder ur olika perspektiv. Träningsinducerad trötthet har studerats omfattande och olika definitioner har föreslagits. Fram till 1982 förenade den femte internationella sportbiokemikonferensen i Boston, USA definitionen av trötthet: träningsinducerad trötthet är ett fysiologiskt fenomen som uppstår när människokroppens mentala och fysiska aktiviteter fortsätter till ett visst stadium. Dess funktion är på en specifik nivå eller så kan den inte upprätthålla den förutbestämda träningsintensiteten[2], och intensiteten av träningsträningen bestämmer graden av träningströtthet, och lämplig intensitet av träningströtthet kan främja återhämtningen av människokroppen genom rimliga återhämtningsmetoder .

Skicklighetsnivån fortsätter att förbättras, ochöverdriven trötthetärinte bara skadligttillförbättring av idrottsprestationer, men kan ocksåorsaka idrottsskador. När det gäller dess fysiologiska produktionsmekanism, sammanfattas den huvudsakligen enligt följande: teorin om energimaterialförbrukning, teorin om ackumulering och blockering av metaboliter och teorin om skyddande hämning[3‒5].

Under de senaste åren har forskare hemma och utomlands bedrivit mycket forskning om aktiva substanser mot trötthet i djur och växter och funnit att vissa naturliga aktiva ingredienser såsom polypeptider, aminosyror, polysackarider, vitaminer och polyfenoler har vissa anti- motionströtthetseffekter och är allmänt närvarande i mat. källa till djur och växter. Den här artikeln fokuserar på genomgången av mekanismen för träningströtthet, aktiva ingredienser från livsmedel med potentiella anti-trötthetseffekter och deras tillämpningar, för att ge referens för valet av säkra och effektiva aktiva ingredienser mot trötthet och utvecklingen av nya sammansatta produkter mot trötthet.

1 Fysiologisk mekanism för träningströtthet

1.1 Teorin om energi och materia utarmning

Adenosintrifosfat (ATP) är den direkta energisubstansen i olika livsaktiviteter i människokroppen, och dessutom ger näringsämnen som kolhydrater, fetter och proteiner energi indirekt för kroppsrörelser. Under träning ger fosfagensystemet, mjölksyraenergisystemet och det aerobiska oxidationssystemet energi för livsaktiviteter. När energitillförseln är tillräcklig fungerar muskelvävnaden normalt och fullbordar därmed träningsprocessen;

När tillgången på energiämnen är bristfällig kan den energi som produceras i idrottarens kropp inte upprätthålla träningsbehovet, muskelfunktionen försämras och det schemalagda intensitetsarbetet kan inte genomföras, vilket resulterar i en känsla av trötthet.

Studier har funnit att varaktigheten och intensiteten av kroppsträning påverkar genereringen av träningströtthet genom att påverka konsumtionshastigheten av energiämnen: Vid kortvarig, högintensiv träning tillhandahåller ATP-CP-systemet den huvudsakliga energin och högenergi. fosforsyra som ATP och fosfokreatin i kroppen När trötthet uppstår sjunker fosfokreatinhalten i muskeln till 20 procent av nivån före träningen[6]. Under långvarig, lågintensiv träning tillhandahåller det aeroba oxidationssystemet huvudenergin, och glykogen fungerar som energilagring. Ämnen bryts ner för att tillföra träningskonsumtion och upprätthålla blodsockerbalansen. Långvarig träning kommer att förbruka en stor mängd glykogen, vilket resulterar i träningsinducerad trötthet. Djurförsök visade att [5], när hunden tränade till trötthet, minskade blodsockernivån, och injektionen av adrenalin ökade sockerutnyttjandet av kroppen till muskelvävnaden, vilket ökade blodsockerkoncentrationen och hundens träning förmågan var uppenbarligen återställd. Dessutom, när en stor mängd fett mobiliseras, kommer en stor mängd fria fettsyror att produceras, och ackumuleringen av plasmafria fettsyror kommer att främja ökningen av fritt tryptofan. För mycket tryptofan som kommer in i hjärnan kommer att göra att nivån av serotonin stiger, vilket hämmar hjärnans arbetsförmåga. Stärk den centrala tröttheten [7]. Under olika träningsintensiteter förbrukar kroppen energiämnen i olika sekvenser och riktat energitillskott kan lindra trötthet.

1.2 Metabolitackumulationsteori

Jämfört med vilotillståndet förbrukar idrottare mer energiämnen vid högintensiv träning, och producerar samtidigt fler metaboliter (mjölksyra, NH4 plus , H plus , etc.) [8‒9]. Om dessa metaboliter inte kan avlägsnas i tid, kommer de att blockera ämnesomsättningens normala ämnesomsättning, leda till att muskelvävnadens motoriska funktion försämras och orsaka träningsutmattning. Under högintensiv träning tillför idrottare främst energi genom mjölksyraenergisystemet. Glykogen (glukos) i kroppen sönderfaller för att producera mjölksyra under anoxiska förhållanden. Med ökningen av träningsintensiteten fortsätter mjölksyrahalten i kroppen att ackumuleras. 40 mmol/kg våtvikt, blodmjölksyra upp till 18 mmol/L[10], mjölksyradissociation producerar H plus , sänker pH-värdet i den inre miljön, hämmar aktiviteten av fosforylas och fosfofruktokinas och hämmar därigenom energitillförseln av mjölksyraenergisystemet, vilket resulterar i otillräcklig ATP-tillförsel leder till trötthet[11]; dessutom är hjärnceller mycket känsliga för förändringar i blodets pH, och ett fall i blodets pH kan orsaka en minskning av hjärncellernas arbetsförmåga[12‒13].

SHANELY et al. [14] bekräftade att ju högre mjölksyrahalten är, desto tydligare är nedgången i kroppens motoriska funktion och desto längre återhämtningstid från trötthet. Muskelsammandragning under mänsklig träning kan också producera NH4 plus (AMP katalyseras av deaminas). När ATP i kroppen konsumeras i stora mängder ökar ammoniakhalten i kroppen[15]. Ökningen av ammoniakhalten kan främja glykolys och producera mjölksyra och H plus, vilket resulterar i Aktiviteten hos vissa enzymer minskar eller till och med inaktiveras, och den kombinerade effekten av mjölksyra och ammoniak minskar kroppsfunktionen och orsakar trötthet[16]. Studier har visat [17] att genereringen av NH4 plus i kroppen är positivt korrelerad med träningsintensitet. Under träning, på grund av den förbättrade aminosyrametabolismen och ökningen av koncentrationen av adenosindifosfat i muskeln, stiger ammoniakkoncentrationen i blodet och aktiviteten av citratdehydrogenas hämmas. Det påverkar kroppens energiomsättning och träningsbalans, och orsakar till och med muskelspasmer [18]. Studier av FWENSTROM, BANISTER et al. [19‒20] har bekräftat att förhöjda ammoniaknivåer i blodet kan tränga in i hjärnvävnaden, ha neurotoxiska effekter på hjärnceller, störa balansen mellan glutaminsyra och -aminosmörsyra och leda till central trötthet.

Sammantaget är snabb borttagning av metaboliter och stabilisering av mjölksyra och NH4 plus-nivåer i kroppen av stor betydelse för att lindra trötthet.

1.3 Teorin om det centrala nervsystemets skyddande hämning

Enligt den Pavlovska skolans synsätt utlöser skyddande hämning som produceras av hjärnan träningströtthet. Under högintensiv mental eller fysisk träning stimulerar ett stort antal impulser motsvarande neuroner i hjärnbarken, vilket resulterar i långvarig spänning. För att undvika överdriven konsumtion av energiämnen som glykogen kommer hjärnbarken när den når en viss nivå att producera en skyddande hämning. , producerar en känsla av trötthet för att påminna kroppen om att sluta träna[21], under långvarig högintensiv träning kommer innehållet av grenkedjiga aminosyror i plasma att minska, vilket gör aromatisk aminosyra (aromatisk aminosyra, AAA) /grenkedjig aminosyra (grenkedjig aminosyra, BCAA) värdet ökar, dessutom ökar halten av -aminosmörsyra i hjärnan vid trötthet, vilket också kommer att leda till hämning av hjärnbarken[22].

1.4 Ca2 plus metabolismstörningsteori

Ca2 plus är en viktig reglerande faktor vid intracellulär nerv-muskel-signaltransduktion och träningsinducerad trötthet orsakad av aerob träning[23]. Nyligen genomförda studier har funnit att höga koncentrationer av Ca2 plus i cytoplasman under lång tid kan inducera apoptos av normala muskelceller, och obalansen av kalciumhomeostas i muskelceller kommer så småningom att leda till muskeltrötthet och skada [24]. Dessutom orsakar träning en ökning av koncentrationen av Ca2 plus i cytoplasman, och mitokondrier har funktionen att buffra och reglera koncentrationen av Ca2 plus i cytoplasman. När trötthet uppstår utlöses lipidperoxidation i cellmembransystemet, och mitokondriemembranets permeabilitet för Ca2 plus ökar, och en stor mängd Ca2 plus kommer in i mitokondrierna. När kalciumabnormalitet uppstår, kommer överdriven kalciumjonackumulering att hämma den oxidativa fosforyleringsprocessen av mitokondrier, frikoppla oxidativ fosforylering, minska ATP-produktionen och sedan orsaka cellulär kalciumjonmetabolismstörning, bilda en ond cirkel och orsaka olika

grad av muskeltrötthet och skada [25].

2 Forskning om livsmedelsbaserade aktiva ingredienser mot trötthet

Det finns olika livsmedelsbaserade ingredienser mot trötthet som finns i aktuell forskning, men den övergripande forskningen är fortfarande i ett preliminärt tillstånd. Metoder för att utvärdera trötthet inkluderar uthållighetstest och biokemiskt indexdetektering. För att utvärdera träningstolerans används vanligtvis det uttömmande simtestet för mus. Enligt bedömningsstandarden i "Implementation Manual of Health Food Inspection and Evaluation Technical Specifications": "Det viktbärande simtestresultatet är positivt, och två av de tre indikatorerna för blodmjölksyra, serumureakväve och leverglykogen är positiva och testprovet kan bedömas som positivt." Det har funktionen att lindra fysisk trötthet." [26]. Under senare år har forskare upptäckt [18] att vissa naturliga aktiva ingredienser i mat: peptider, aminosyror, polysackarider, vitaminer, karoten, glykosider, etc., alla har anti - trötthetseffekter.

2.1 Bioaktiva peptider

Livsmedelsbaserade bioaktiva peptider är huvudsakligen hydrolyserade produkter av protein genom enzym, syra eller alkali, och direkt extraherade från naturliga djur- och växtvävnader med högt innehåll av aktiva peptider. De har egenskaperna för snabb absorption, omfattande absorption och ingen energiförbrukning[27]. Som visas i tabell 1 är vattenlevande produkter, insekter och däggdjur de huvudsakliga källorna till bioaktiva peptider mot utmattning som härrör från animaliska livsmedel, medan sojabönor, majs och jordnötter är källorna till bioaktiva peptider som härrör från vegetabilisk föda.

Den huvudsakliga källan till bioaktiva peptider mot trötthet och olika källor till bioaktiva peptider har olika mekanismer för anti-träningströtthet. Biologisk aktivitet kan minska svullnaden och expansionen av skelettmuskelmitokondrier och mitokondriella membranpermeabilitet och minska blodkarbamidkväve (BUN). ) innehåll, öka leverglykogen, superoxiddismutas (superoxiddismutas, SOD), laktatdehydrogenas (laktatdehydrogenas, LDH) innehåll för att lindra träningströtthet [28‒36].

2.2 Polysackarider

Polysackarider är en klass av naturliga aktiva biomakromolekyler med immunmodulerande funktioner. Under senare år har studier funnit [37] att sockerarter också är effektiva mot trötthet. Polysackariderna som extraheras och isoleras från växter har antiinflammatoriska egenskaper som att avlägsna fria radikaler, hämma lipidperoxidation och hämma linolsyraoxidation. Trötthetseffekt.

I studien av Niu Jiamu et al. [38] ICR-hanmöss kompletterades med 20 mg/kg Schisandra polysackarid (SCP-A) lösningsmedel och genomfördes sedan viktbärande simning, greppstyrketest för frambenen och serum urea kväve (BUN), blod urea nitrogen (BUN) , Bestämningen av serummjölksyra (LA), malondialdehyd (MDA) och 8-OHdG-nivåer bekräftade ytterligare att SCP-A har betydande anti-trötthets- och antioxidationseffekter. Dessutom, som visas i tabell 2, är svamp, vargbär, svart svamp och Dendrobium officinale de huvudsakliga källorna till polysackarider mot träningsutmattning som härrör från livsmedel, främst genom att minska

Mjölksyra i blodet och minska BUN-nivån, förbättra leverglykogen och muskelglykogenreservmekanism mot trötthet [39‒44].

2.3 Aminosyror

Som de grundläggande komponenterna i protein kan aminosyror ge energi till kroppen under träning. Tillskott av aminosyror kan till viss del komplettera det protein som kroppen konsumerar under högintensiv träning och spelar en viktig roll för att lindra trötthet. Studien fann[45] att efter sondmatning av 40 mL ꞏkg-1BW Flammulina velutipes aminosyralösning till kunmingmöss av hankön under 7 dagar i följd, ökade halten leverglykogen i mössen signifikant, den viktbärande simtiden av mössen ökade signifikant, MDA, blodmjölksyra och serum Innehållet av ureakväve reducerades avsevärt. Samtidigt visade morellaminosyror, Agaricus blazei grenkedjiga aminosyror och nordöstra vildhasselsvampaminosyror [46‒48] alla höga anti-trötthetseffekter i experiment. Taurin är en icke-protein aminosyra, som kan främja eliminering av fria radikaler i kroppen och förbättra kroppens förmåga att motverka trötthet genom att blockera lipidperoxidation [49].

Förgrenade aminosyror inkluderar isoleucin, leucin och valin, som är tre essentiella aminosyror som kroppen inte kan syntetisera av sig själv och måste intas från matprotein. Grenade aminosyror kan minska nivån av fria radikaler i kroppen efter träning och öka aktiviteten hos antioxidantenzymer. Samtidigt bidrar det också till stabiliteten av kalciumkoncentrationen i kroppen, kan minska koncentrationen av blodmjölksyra efter träning och har en viss effekt på återhämtningen av trötthet efter träning. effekt,

Och kan förbättra kroppens träningskapacitet [50]. Dessutom kan tillskott av en viss mängd grenkedjiga aminosyror efter träning också minska hastigheten för tryptofan som kommer in i hjärnan, bibehålla hjärncellernas normala funktion och bromsa uppkomsten av central trötthet.

2.4 Polyfenoler

Polyfenoler är aromatiska föreningar som innehåller polyhydroxylgrupper, som finns allmänt i mörkfärgade grönsaker, frukter, bönor och andra vegetabiliska livsmedel. Under de senaste åren har ett stort antal studier funnit att polyfenoler har anti-utmattningseffekter, och fenoliska ämnen kan generera stabila semikinonfria radikaler genom reaktionen av fenoliska hydroxylgrupper med fria radikaler, och därigenom terminera fria kedjor.

Reaktion, så att polyfenoler har en stark antioxidant och fria radikalfångande förmåga. Chen Rong et al[52] administrerade olika doser av Gorgon fröskalspolyfenolsaltlösning (400, 200, 100 mg/kgꞏd-1) till friska möss under 5 dagar i följd, och genomförde viktbärande simning och atmosfärisk hypoxi experiment 30 minuter efter sista gången. halten av leverglykogen och muskelglykogen mättes 24 timmar efter den senaste händelsen, och det visade sig att leverglykogen och muskelglykogenreserver hos trötta möss ökade, serumkvävenivåerna i serum minskade och laktatdehydrogenasnivåerna i serum och lever ökade, bekräftar att Gorgon Seed coat-polyfenoler har anti-hypoxi och anti-utmattningseffekter.

Experiment utförda av avdelningen för fysisk utbildning vid Xi'an University of Technology[53] fann att efter 30 dagars intragastrisk administrering av olika doser av tepolyfenolextrakt, jämfört med kontrollgruppen, aktiviteten av blodlaktatdehydrogenas hos råttor ökade efter träning, medan nivåerna av blodmjölksyra och ureakväve minskade, och effekten av 300 mg/kg dos var den mest uppenbara. Liu Qi[54] studerade den optimala reningsprocessen för Acanthopanax polyfenoler, beredde 50 ml polyfenoladsorptionslösning med en koncentration av 0,1 mg/ml och pH =4 och laddade provet till 5 g AB med en flödeshastighet av 2 ml/min. -8 harts för adsorption, med användning av 70 procent etanollösning med en volym på 100 ml, och eluerat med en flödeshastighet på 1 ml/min. Denna adsorptionslösning kan avsevärt förlänga simutmattningstiden för möss och därigenom förbättra nivån mot trötthet. Dessutom har naturliga polyfenoler som garvsyra, antocyanin, katekin, puerarin, tepolyfenoler, rutin, curcumin, quercetin och sojabönisoflavoner alla uppenbara anti-trötthetseffekter[55].

Cistanche-funktionens lista

2.5 Anti-trötthetsforskning av vitaminingredienser

Vitaminer är viktiga näringsämnen för kroppens tillväxt och utveckling. De kan bara intas från mat och kan inte syntetiseras av kroppen själv. De kan delas in i vattenlösliga vitaminer och fettlösliga vitaminer. Studier har funnit att vitaminerna A, B, C och E effektivt kan hämma lipidoxidation i celler och har starka antioxidanter och fria radikaler.

Vitamin A är i huvudsak en omättad envärd alkohol som består av -angelinonring och 2 molekyler av 2-metylbutadien. Zhou Xiufen[56] fann att tillsats av en lämplig mängd vitamin A kan förbättra vitaminlagringsnivån hos råttor i viss utsträckning. , och förbättra kroppens antioxidantkapacitet. Ma Lu[57] fann i studien att efter tillsats av 220 IE/kg BW vitamin A till mjölkkofoder, superoxiddismutation i serum,

Aktiviteten av glutationperoxidas, katalas, total antioxidantkapacitet och hämning av fria radikaler av hydroxyl förstärks, och kroppens antioxidantkapacitet förbättras.

Vitamin E är en viktig antioxidant. Att ta vitamin E oralt efter tung träning kan hämma bildandet av fria syreradikaler i kroppen, förbättra kroppens antioxidantkapacitet och minska plasmaendotelinhalten och serumhalten av kväveoxid hos råttor. Endotelin/kväveoxidförhållandet minskade, vilket tyder på att vitamin E har en skyddande effekt på endotelcellerna hos råttor som tränats med tung träning och kan förbättra kroppens rörelser.

Dynamisk förmåga och förmåga att motverka trötthet [58].

3 Rollen av livsmedelsutvunna aktiva ingredienser mot trötthet i mat som motverkar trötthet

Tillämpning av forskning under de senaste åren har funnit att det finns olika livsmedelsbaserade aktiva ingredienser med anti-träningsutmattningseffekter, som täcker olika näringsämnen som är nödvändiga för livsaktiviteter, men de flesta produkter mot trötthet befinner sig fortfarande i det preliminära utforskningsstadiet. Från och med juli 2016 visar dataförfrågningarna från State Food and Drug Administration att mitt land har godkänt och registrerat 751 importerade hälsokostar och 15 842 inhemska hälsokostar.

Bland dem finns det 2160 produkter med funktionen att lindra fysisk trötthet (inklusive den ursprungliga "anti-fatigue"-funktionen), vilket står för 13,63 procent av det totala antalet hälsokost [59]. De anti-trötthetsprodukter på marknaden kan grovt delas in i tre kategorier: (1) De anti-trötthetsprodukter med höga priser, såsom amerikansk ginseng, maca, rhodiola rosea och Cordyceps sinensis, etc. I den experimentella forskningen i platåområdet var idrottseleverna i experimentgruppen som tog en Rhodiola anti-höjd träningströtthetsmat signifikant bättre än idrottseleverna i kontrollgruppen vad gäller träningstid och träningsdistans [60]; (2) Det kan ses överallt på marknaden, billiga sportdrycker, såsom Red Bull, Gatorade, Jianlibao och andra märken, dessa produkter är huvudsakligen beroende av snabba tillskott av socker och multivitaminer som konsumeras under träning för att lindra trötthet; (3) bioaktiva peptider som de viktigaste råvarorna, i kombination med andra kinesiska örtmediciner och en mängd olika aminosyraföreningar mot trötthet hälsoprodukter, såsom Ganweile som har utvecklats på marknaden, de viktigaste aktiva ingredienserna inkluderar polygonatum polysackarider, majs oligopeptider, polyfenoler av svart te, aminosyror, omättade fettsyror I forskningen kan det förlänga den viktbärande simtiden för möss, minska ansamlingen av metaboliter, öka lagringen av glykogen och utöva en bra anti-trötthetseffekt.

4 Sammanfattning

Sammanfattningsvis är träningströtthet en komplex fysiologisk och biokemisk process som involverar perifera vävnader och centrala nervsystemet. Med sikte på mekanismen för träningströtthet, genom att sammanfatta forskningen under de senaste åren, har vanliga teorier som teorin om energisubstansutarmning, teorin om metabolitackumulering och teorin om skyddande hämning bildats, och mekanismen för trötthet har bildats. utarbetas i detalj. Forskning om aktiva ingredienser mot trötthet;

Polypeptider, proteiner och sockerarter kan lindra trötthet genom att i rätt tid tillsätta energiämnen; polyfenoler, vitaminer, aminosyror, etc. kan uppnå anti-trötthetseffekter genom att ta bort fria radikaler. I framtida forskning och utveckling förväntas det effektivt extrahera aktiva ingredienser från djur och växter, med inriktning på olika grader av olika typer av sporttrötthet, blandas en mängd olika anti-trötthetsingredienser för att producera gröna och effektiva anti-sportutmattningsprodukter.