教学课件：第十七章-缓解体力疲劳功能.ppt

第十七章 缓解体力疲劳功能,一、疲劳,(一)疲劳的定义疲劳(fatigue)是机体的一种复杂的生理生化变化过程。体力疲劳是由于运动或体力劳动而引起机体生理过程不能将其机能持续在一特定水平或机体各器官不能维持其原有功能水平的现象。体力疲劳是机体自身为防止发生威胁生命的过度机能衰竭而产生的一种保护性反应。它的产生提醒工作者应减低工作 强度或终止运动以免机体损伤。,疲劳-,以肌肉活动为主的体力活动,以精神和思维活动为主的脑力活动,达到一定的程度,经过一定的时间,出现活动能力的下降,表现为,疲倦或肌肉酸痛或全身无力,疲劳,疲劳的本质是一种生理性的改变，经过适当的休息便可以恢复或减轻。,疲劳根据其发生的方式可分急性疲劳和慢性疲劳。急性疲劳主要是频繁而强烈的肌肉活动所引起的慢性疲劳主要是长时间而反复的活动所引起的。当疲劳到了第二天仍未能充分恢复而蓄积时，称为蓄积疲劳。,(二)疲劳发生的部位根据疲劳发生的部位，可以将疲劳分为：中枢疲劳、神经-肌肉接点疲劳和外周疲劳。在体力疲劳的发展过程中，中枢神经系统起着主导作用。大强度短时间工作可导致大脑皮层运动区三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)动用过多，腺苷二磷酸(ADP)ATP比值增加，致使神经元的机能活动性降低从而产生抑制引起的疲劳。而长时间工作时，大脑中ATP、CP水平显著降低，-氨基丁酸明显升高。-氨基丁酸是大脑皮层一种抑制性的神经递质，它可阻抑皮层神经元轴-树突触联系。因此其含量增加形成中枢保护性抑制是导致长时间运动疲劳的原因。此外神经系统蛋白质、核酸代谢在疲劳机制中也起着重要作用。,神经-肌肉接点是传递神经冲动，引起肌肉收缩的关键部位。如果神经-肌肉接点的神经末梢释放乙酰胆碱减少时，肌肉收缩能力下降。乙酰胆碱由接点前膜释放后，进入接点间隙，在这里遇到由于剧烈运动产生的乳酸，发生酸碱中和，使乙酰胆碱被消耗，于是使到达肌膜处的乙酰胆碱量减少，造成肌肉不能收缩或收缩能力下降，表现出疲劳，这就是神经-肌肉接点疲劳。,外周疲劳指除神经系统和神经-肌肉接点之外的各器官系统产生的疲劳。主要指运动器官肌肉的疲劳。表现为肌肉中供能物质输出的功率下降，使机体不能继续保持原来的劳动强度，其次是肌肉收缩力量降低。,(三)引起体力疲劳的生物化学机理1疲劳发生的物质代谢机制机体各部位，各种形式的疲劳都是由物质代谢及内环境等因素的变化而造成的。从物质代谢因素研究疲劳发生的机制目前有三种主要学说。(1)能量物质消耗学说机体进行短时间极限强度的运动时，肌肉中ATP含量极少，仅够维持12s的肌肉收缩。当肌肉中ATP含量减少后，磷酸肌酸将所储存的能量随高能磷酸基团迅速转移给ADP，以重新合成ATP。肌肉中磷酸肌酸的含量尽管比ATP高34倍，也只能维持剧烈运动持续约10s。因此短时间极限强度导致的疲劳与ATP、磷酸肌酸的大量消耗有关。,糖是肌肉活动时能量的重要来源，在超过10s的高强度运动中，糖是主要的供能物质。当肌肉中的糖原(heparin)被大量消耗时，机体活动能力降低，出现疲劳。长时间运动时肌肉不仅消耗糖原，同时还大量摄取血糖(blood sugar)。当摄取速度大于肝糖原的分解速度时，血糖水平降低。由于中枢神经系统主要靠血糖供能，血糖降低引起中枢神经系统供能不足，从而导致全身性疲劳的发生。由此可见，机体能量物质的大量消耗是导致疲劳的一个重要原因,肌肉收缩与糖酵解供能,背景：剧烈运动时肌肉内ATP含量很低；肌肉中磷酸肌酸储存的能量可 供肌肉收缩所急需的化学能;即使氧不缺乏，葡萄糖进行有氧氧化的过程 比糖酵解长得多,来不及满足需要;肌肉局部血流不足，处于相对缺氧状态。,结论：糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量,(2)代谢产物堆积学说机体进行超过10s的剧烈运动时，其肌肉不能得到充足的氧气，主要靠糖原的无氧酵解(zymolysis)来获得能量。乳酸(lactic acid)是在缺氧条件下糖酵解的产物。随着糖酵解速度的加快，肌肉中的乳酸不断增加。在激烈的动力或静力运动时，肌肉中乳酸可比安静时增加30倍。尽管机体对于堆积的乳酸有三条清除代谢途径，但由于这三条代谢途径起始时都要经过将乳酸氧化成丙酮酸的过程，而这一过程在缺氧时是不能进行的。因此在激烈的运动或劳动中，肌肉中的乳酸将逐渐积累，解离的氢离子使肌细胞pH下降，进而引起一系列生化变化：,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,+,丙酮酸,裂解,脱氢,异构,产能,脱水,异构,2、丙酮酸还原为乳酸,丙酮酸(pyruvate),3-磷酸甘油醛,乳酸(lactate),使ATP酶活性下降，不利于ATP的恢复。使糖酵解反应的限速酶磷酸果糖激酶(phosphofructokinase)活力下降。当pH下降到6.36.4时，该酶活性几乎完全丧失，使糖酵解过程中断。这一原因使机体内的乳酸不能无限的积累。影响肌浆网中钙离子的释放及其与肌钙蛋白的偶联，从而降低了肌球-肌动蛋白的连接使肌力下降。破坏了细胞内外离子平衡，使肌细胞膜电位降低，导致肌力下降。使环腺苷-磷酸(cAMP)减少，脂解作用降低，脂肪供能减少。由此可见，糖酵解的产物乳酸及H的积累，造成细胞pH下降，是导致疲劳发生的另一个重要原因。,(3)内环境平衡失调学说在剧烈的运动、劳动过程中，由于机体渗透压、离子分布、pH、水分、温度等内环境条件发生巨大变化，使体内酸碱平衡、渗透平衡、水平衡等失调，从而导致工作能力下降，发生疲劳。,2疲劳发生的综合反应机制疲劳的产生不是逐渐进行的，在能量消耗、代谢产物堆积及内环境改变过程中机体对于运动机能的维持有一个突然变化的阶段，而这突然的变化是机体许多生理生化变化的综合反应达到一定程度所引起的结果。因此疲劳是全身性的。,3疲劳的宏观表现疲劳的宏观表现主要在以下两个方面：一是劳动或运动时能量体系输出的最大功率下降，二是肌肉收缩力量下降。由于劳动或运动时肌肉活动程度以及参与活动的肌群的多寡不同，使肌肉活动引起的代谢率升高出现差异。人们通常用单位时间内机体的产热量来表示肌肉工作的强度(劳动强度)。由于劳动强度的不同，疲劳时机体生化变化也有所不同。短时间进行剧烈运动，致使肌肉中ATP、磷酸肌酸含量显著下降，ADPATP比值增加，乳酸浓度明显增加。肌肉pH降低，肌糖原含量减少。血液中的血糖和乳酸含量增加。大脑中ATP、磷酸肌酸含量明显降低。,较长时间进行中等劳动强度的工作不易引起明显的疲劳，肌肉、血液和大脑中生化变化很小，只有肌肉中糖原下降最明显，与糖和有氧代谢有关的酶活性有所升高。长时间中等强度劳动工作导致明显疲劳时，肌肉中糖原含量极度降低，乳酸中等程度增加，肌肉pH降低，肝糖原含量减少，血液中出现低血糖。大脑中ATP和磷酸肌酸水平明显降低。-氨基丁酸水平增高。大脑和肌肉中的酶活性降低。,二、机体活动能量代谢特点,生物体的新陈代谢(metabolism)过程包括合成代谢(anabolism)与分解代谢(catabolism)两个方面。在物质的分解与合成过程中伴随着能量的释放与吸收。通常把生物体内物质代谢过程中所伴随的能量释放、转移、利用，称为能量代谢(energy metabolism)。人在清醒且非常安静的状态下不受肌肉活动、环境温度、食物、神经紧张等因素影响时的能量代谢称为基础代谢(basal metabolism)。能量代谢随活动增加而增加，剧烈运动时能量代谢率能够达到基础状态下的68倍。人在静息时能量消耗较少，由于可以获得充足的氧，是以有氧代谢方式供能。此时线粒体内氧化脂肪酸的能力大于氧化丙酮酸的能力，因此氧化脂肪的供能量大于氧化糖的供能量，肌肉细胞中ATP保持较高水平。,当人由静息状态转为轻度活动或运动时(如步行、驾驶汽车、缝纫、洗衣、打乒乓球、航海、打高尔夫球等)，代谢率随之增加，肌细胞中ATP等消耗增多，脂肪酸的氧化及肌糖原分解供能速度加快。由于肌肉开始运动时，心输出量及毛细血管血流量来不及迅速增加，使得肌细胞中有氧氧化受到暂时影响而无氧糖酵解被启动。因此由安静状态转入轻度运动开始几分钟，肌细胞内糖无氧酵解产物乳酸浓度稍有上升。随着心脏、毛细血管血流量的调整，肌细胞又获得充足的氧气，糖和脂肪酸的有氧代谢仍然占主导地位。,如果机体进行短时间极限强度的运动或劳动(如短跑、举重物等)，由于在短时间内对能量的需要量极大，因此只有肌细胞内的磷酸原系统能够承担这样的供能任务。这个系统是以储存在肌肉中的高能磷酸化合物ATP及磷酸肌酸释放能量来使肌肉运动的。由于ATP和磷酸肌酸都是通过裂解分子内的高能磷酸键(high energy phosphate bond)释放能量，因此输出功率极大，可达到50Wkg体重，可以实现快速供能。,但是人体肌细胞内ATP含量很少(24.6mmol/kg干肌)，磷酸肌酸含量是ATP的34倍(约80mmol/kg干肌)。当极限强度的肌肉活动发生后，ATP立刻分解为ADP直接向肌肉供能。随着肌细胞内的ATP减少，磷酸肌酸迅速将高能磷酸键转给ADP使之转变为ATP继续为肌细胞供能，直到肌肉中磷酸肌酸的储备不能满足能量的需要时，这个供能过程就停止了。肌细胞内磷酸原系统参与供能的比例随肌肉活动的强度增加而增加。对于极限强度的运动，大约能够连续供能68s。因此肌肉中磷酸肌酸的储备和磷酸原系统供能的代谢过程是影响短时间高强度运动或劳动能力的决定因素，见表。,短时剧烈运动时能量来源相对分配表（%）,如果剧烈运动或强度极大的劳动时间超过8s，肌肉中磷酸肌酸基本上被耗尽。为了继续再合成ATP以保持肌肉的活动能力，储存在肌肉中的糖原便大量分解。由于这时机体处于剧烈运动之中，尽管呼吸和血液循环加快，但仍不能满足细胞对氧的需要，肌细胞处于高度缺氧状态，所以此时肌糖原是靠无氧酵解产生乳酸的代谢途径供能的。这个供能系统从启动开始0.51min可达到最大速率，并可持续供能23min。超过3min后，糖酵解代谢速率明显减慢，甚至停止。这主要是因为糖酵解的产物乳酸大量堆积，使肌肉中pH下降，当pH下降到6.4以下时，糖酵解过程中的磷酸果糖激酶活性受到抑制，从而降低糖酵解过程。由于糖酵解过程中释放能量的最大输出功率只有磷酸原系统的一半，因此当剧烈的肌肉活动持续时间超过10s后，活动能力必然要下降，但维持的时间可以比较长。,人们在进行长时间的活动(如拔草、锄地、推车、行军、3000m以上长距离跑、1500m以上游泳等)时，随着肌肉活动时间的延长，肌细胞需要长时间不间断地获取能量供应。由于运动速度较慢或劳动的强度也不大，经过机体对心脏、脑的血流量的调整之后，细胞中的氧基本上能够满足能量供应的需要。此时机体主要通过氧化糖和脂肪酸产生的ATP来获得能量。糖和脂肪在体内的储存量较多，在大强度运动2h后，肌糖原才接近耗尽。,脂肪的储存量可供长时间的活动，但脂肪的动用受氧的利用率影响较大。只有在强度较低，氧供应特别充足，又有糖分解代谢的产物配合时，脂肪才能大量被利用。由于脂肪的动员还受其他多方面因素的影响，因此尽管机体内脂肪储备量很大，但对强度较大的肌肉活动并不能大量调动脂肪供能。糖和脂肪在有氧分解供能时的输出功率都比较低，糖的有氧氧化最大输出功率只有糖酵解的一半，而脂肪有氧氧化的最大输出功率只有糖有氧氧化的一半。因此越是时间长的肌肉活动，其活动的强度就会越低。,三、评价缓解体力疲劳保健食品的原理和方法,机体感觉到疲劳时，在生物化学上的变化是十分明显的。实际上当人们从事劳动或运动时，在疲劳的感觉出现之前，机体已经发生了各种生化变化。正是由于这些生物化学变化才导致了疲劳感觉的发生。因此用引起疲劳发生的某些生化变化为指标，观察疲劳的出现及其发展的过程是研究缓解疲劳最有效的方法。而要观察、评价某一保健食品是否具有缓解疲劳的作用，显然用那些与疲劳产生机制有关的生物化学指标(生化指标)才能得到可靠的结果。,根据运动及体力劳动时机体物质及能量代谢的特点，可将这些生化指标分为三类：能量物质的储存及动员情况。如肌糖原、肝糖原、血糖血液游离脂肪酸和肌肉中的磷酸肌酸等。劳动或运动时代谢调节的指标。如酶、激素、维生素等。劳动和运动时物质代谢的产物。如肌肉或血液中的乳酸、氢离子、丙酮酸、血清尿素氮、尿蛋白等。总之指标是多种多样的。,在用生化方法评价缓解体力疲劳保健食品的时候应当根据研究对象、研究目的以及具体条件选择指标。由于大多数生化指标所用的实验材料不能或很难从人体得到，因此用生化指标评价缓解体力疲劳保健食品主要用动物为实验材料，而用能够讲行的某些人体生化实验(通常以血、尿为实验材料)及生理实验作为进一步的验证与补充。,(一)运动耐力实验运动耐力(stamina)的提高是机体缓解体力疲劳发生的一种宏观表现。目前采用小鼠游泳至衰竭实验来评价保健食品对此项指标的影响。实验采用50cm40cm60cm有机玻璃水槽，注入2528温水，水深40cm。将小鼠作好标记，每个水槽中放入2只，其中实验组1只，对照组1只。用秒表记录动物入水至头部全部没入水且持续8s不能浮出水面为止的时间。若实验组小鼠持续游泳时间比对照组显著延长，则可说明摄入的保健食品具有缓解体力疲劳效果。这一方法设备简单，可同时进行多只动物实验，实验结果也较准确。为了缩短实验时间，还可用缠上铅丝(保险丝)小型夹子夹在小鼠背部进行负重游泳。负重量可选择体重的25。实验应采用同一批动物同时进行，不要将不同批动物、不同时间的实验结果进行比较。,(二)肌糖原含量肌糖原是运动时能量的一种来源，对长跑运动员来说，如果大腿肌肉中糖原储存为每100g肌肉含2g糖原，则可以持续2h左右的能量供应。因此如果肌糖原储备充足，供应的能量就多，耐力就好。将实验和对照两组结果进行比较，可以观察待测样品是否具有增加肌糖原储备的作用。如果肌糖原储备确有增加，说明该食品能够为肌肉提供更多的能源储备，当然有助于提高耐力，延缓疲劳的产生。,(三)肝糖原含量食用待测保健食品一段时间后，取动物肝脏测定其肝糖原含量，并与同样实验条件的对照组进行比较，则可了解该保健食品对肝糖原储备的影响。如果实验组肝糖原比对照组明显升高，说明该保健食品能够通过增加肝糖原储备，维持运动时血糖水平，从而为机体提供更多的能量来达到缓解疲劳的目的。,(四)血乳酸含量糖酵解是生物体内普遍存在的一种代谢方式，在肌肉开始剧烈收缩时，因氧供应有限，单靠有氧氧化不能满足能量的要求，必须加速糖酵解的供能过程。由于缺氧，糖酵解过程中的还原型辅酶、(NADH)的再氧化受到限制，这样它就与丙酮酸还原成乳酸的反应偶联起来，由此转变为氧化型辅酶(NAD)使酵解反应继续进行。所以在无氧情况下，肌肉在通过糖原酵解反应得到能量的同时，也产生了大量的乳酸。乳酸解离生成的氢离子占肌肉中全部酸性物质解离的85以上。乳酸的增加使肌肉中H浓度上升，pH下降，进而引起一系列生化变化。乳酸在肌肉中堆积越多，疲劳的程度就越严重。肌肉活动开始后，随着乳酸在肌肉中的积累，它的清除过程也就开始了。乳酸在机体中积累的程度取决于乳酸产生与清除的速度。,乳酸的清除代谢途径有三条：在骨骼肌、心肌等组织中氧化成二氧化碳和水。在肝脏和骨骼肌内经糖异生途径转变为葡萄糖。在肝内合成脂肪酸、丙酮酸等其他物质。,这三条途径中、是主要的。尽管它们的代谢途径各不相同，但是它们的第一步反应都是相同的，这就是在乳酸脱氢酶催化作用下，乳酸氧化成丙酮酸。由于这步反应在无氧条件下不能进行，所以乳酸的清除就与有氧代谢有着紧密的联系。,提高肌肉剧烈活动时有氧代谢在能量代谢中所占比例，将使酵解过程中产生的乳酸不容易在肌肉中积累从而可延缓疲劳的发生。而有氧代谢能力的加强还使肌肉活动停止后的恢复期肌肉中过多的乳酸能够迅速被清除，这意味着能够较快消除疲劳。通过测定动物剧烈运动前后不同时期肌乳酸含量，可以了解乳酸的代谢情况，由此推测机体无氧代谢及有氧代谢能力，也能对其疲劳程度及恢复情况作出评价。,因此可用肌乳酸作为评价抗疲劳保健食品的一项指标。肌肉中的乳酸很快渗透进入血液，使血乳酸含量上升，直到肌乳酸与血乳酸之间浓度达到平衡。这个过程需要515min，因此可通过测定血乳酸可达到同样的目的。由于采用血液作为实验材料可在一只动物上重复多次，所以目前大多采用测定血乳酸的方法。实验可选用体重1822g的成年小鼠，实验组食用待测保健食品数日后，取血0.02mL，用乙醛、对羟基联苯比色法测定小鼠静息时的血乳酸值。在处理采血伤口使其止血后，将小鼠放入水深30cm以上，水温(802)水中负重(4体重)游泳30min，游泳后让小息休息，在游泳停止后15min、50min分别取血测定血乳酸值。,小鼠从入水到游泳5min时，活动十分强烈，这一时期基本上是磷酸肌酸与糖原的无氧酵解提供能量，肌肉中乳酸含量不断升高。游泳530min这段时期由于乳酸积累，肌细胞pH下降，使糖酵解速度减慢，小鼠能量输出功率减小。又由于小鼠对游泳已适应，因此运动速度下降，此时主要依靠糖的有氧代谢供能。但因为这期间小鼠仍然处在不停的运动之中，对氧的需求量大，吸进的氧勉强能够维持此时有氧代谢供能的需要而无力偿还前一阶段无氧代谢中所欠下的氧债，所以肌肉中堆积的乳酸并不能得到消除。不仅如此，在这期间由于短时的运动加速等原因，还会造成某些肌群暂时缺氧而采用无氧代谢供能，并继续在这些肌肉中积累乳酸。,运动停止后15min时血乳酸值基本上能反映运动刚停止时的肌乳酸水平。这个时候血乳酸水平较低，说明运动530min这个期间，有氧代谢在供能中所占比例较高，产生的乳酸较少。但如果低水平的无氧代谢也会造成这种情况，而低水平无氧代谢并不是机体运动机能提高的表现。因此建议不要用这一时刻的单一检测结果对保健食品的功能进行评价。从运动停止到停止后第50min期间，机体需大量吸进氧气，靠有氧代谢来偿还剧烈运动中的氧。运动停止后第50min时的血乳酸水平越低，表明在运动恢复期，乳酸的清除代谢速度越快，有氧代谢能力越高，有利于疲劳的迅速消除。,在评价抗疲劳功能食品时，除了可以将实验组与对照组游泳停止后50min的血乳酸值直接比较外，用血乳酸恢复速率作为评价依据更为可靠。用运动停止后15min时的血乳酸值减去运动停止后50min时的血乳酸值，并用这个差值除以35min(1550min)，所得到的结果是运动停止后1550min期间血乳酸的恢复速率。恢复速率的数值越大，表明在这期间乳酸清除速度越快。这个指标直接反映了机体有氧代谢情况，可以说明缓解体力疲劳保健食品是否具有加速消除疲劳的功效。,在运用血乳酸这一指标评价缓解体力疲劳保健食品功能时有几点需要引起注意。由于小鼠代谢速度快，在用血乳酸这一指标观察缓解体力疲劳保健食品功能时，若游泳时间过短又不给其一定负荷，短时间产生的乳酸因其自身清除速度快，不易将保健食品增强有氧代谢的功能很好地反映出来。因此负重且游泳时间长一些能够得到较好的结果。乳酸是机体无氧代谢的终产物，用这一指标评价抗疲劳保健食品功能时，若在短时间(10min以内)运动后立即测定血乳酸，此时的血乳酸值反映的是小鼠肌细胞无氧代谢情况。此时产生的乳酸越多，表明机体靠无氧代谢提供的能量越多。对于一些特殊的功能食品，如为提高运动员200、400m跑成绩而设计的功能食品，可通过这一指标观察它的作用。,根据疲劳的乳酸堆积学说可知，大多数抗疲劳保健食品的设计是为了减少乳酸的堆积。因此我们在运用血乳酸这一指标评价此类保健食品时，尽管观察的指标是血乳酸，但实际上观察的是该保健食品增强有氧代谢的能力。因此除了给动物一定负荷和一定的运动时间造成高血乳酸动物模型外，应该在运动停止后血乳酸的恢复期采血，同时需考虑肌乳酸进入血液达到平衡需要的时间。这意味着运动后第一次采血应在运动停止后约15min为好，这样就一定会避开血乳酸的上升期，只有在恢复期比较才能得到可靠的结果。由于运动后恢复期血乳酸的恢复速率直接反映了机体有氧代谢的情况，不涉及有氧代谢与无氧代谢的关系，因此用这一指标观察缓解体力疲劳保健食品的功能更为可靠。,机体中的能量代谢与物质代谢总是联系在一起的。从各种活动的能量代谢特点我们可以知道，增加机体内磷酸肌酸的储备量以及磷酸肌酸与ATP相互间的代谢能力，将会使极限强度的肌肉活动能力提高。提高机体糖酵解的能力，减少乳酸在肌肉中的堆积将会使亚极限强度的肌肉活动时间延长。提高呼吸、循环系统功能，增加血红蛋白在血液中的含量，对加速糖、脂肪的有氧分解十分有利。若再增加糖原在机体中的储备及提高脂肪酶等有氧分解代谢中限速酶(rate-limiting enzyme)的活性，将会提高机体对负荷的耐力，增长肌肉活动的时间，延缓疲劳的发生。目前大多数缓解体力疲劳保健食品正是依据上述原理而设计的。,(五)乳酸脱氢酶及其同工酶乳酸的清除代谢共有三条途径。将剧烈运动后在肌肉中堆积的乳酸转变成为丙酮酸，是乳酸清除代谢中的第一步反应，也是乳酸清除代谢三条途径的一段共同道路。这步反应是在乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase，LDH)催化下完成的。乳酸脱氢酶有5种同工酶(isoenzyme)，它们普遍存在于组织细胞内。按照它们在电场中的泳动速度，分别将它们依次命名为LDH1、LDH2、LDH3、LDH4及LDH5。,虽然它们都是催化丙酮酸与乳酸之间的双向反应，但它们催化这一可逆反应的速度及方向有明显差异。其中LDH1主要催化乳酸向丙酮酸生成方向的反应。LDH5主要催化丙酮酸向乳酸生成方向反应。LDH2、LDH3和LDH4则是双向的；LDH2催化乳酸向丙酮酸方向的反应能力占双向反应的3/4；LDH4催化丙酮酸向乳酸方向反应能力占双向反应的3/4；LDH3则各占1/2。显然，LDH1、LDH2活动的升高可以加速肌肉中过多乳酸的清除代谢过程，因而可以减少乳酸在肌肉中的积累，延缓疲劳的发生或加速疲劳的消除。,(六)血尿素当机体长时间不能通过糖、脂肪分解代谢得到足够的能量时，机体蛋白质与氨基酸分解代谢随之增强。肌肉中氨基酸经转氨基或脱氨基后，碳链被氧化，氨基与-酮戊二酸转氨形成丙酮酸和谷氨酸，谷氨酸透过线粒体膜进入线粒体基质，由谷氨脱氢酶将氨基脱下形成游离氨，再经尿素循环生成尿素，使血中尿素含量增加。在激烈运动及强体力劳动时核苷酸代谢也随之加强。核苷酸以及核苷分解时都要脱下氨基而产生氨，再经尿素循环转变成尿素，这也使血尿素含量增高。实验证明，当负荷使运动员血尿素含量超过8.3mmol/L时，尽管运动员主观上还没有疲劳的感觉，但此时机体组织的肌肉蛋白质和酶都已开始分解而使机体受到损伤。可见血尿素对于评价机体在体力负荷时的承受能力是一个非常灵敏的指标。研究表明机体血尿素含量随劳动及运动负荷的增加而增加，机体对负荷适应能力越差，血尿素的增加就越明显。,(七)评价缓解疲劳保健食品的其他方法根据疲劳发生的机制，还有很多生化指标可以用来评价缓解疲劳保健食品的效果。如血液pH在强体力劳动或剧烈运动时显著下降，这是机体在运动过程中代谢增强，酸性代谢产物增加，导致H离子浓度升高的客观反应。当机体pH下降，内环境发生重大变化时机体的运动及劳动能力必然受到影响。家兔在安静状态时，血液pH为7.3560.066；当运动至疲劳状态时其pH下降到7.2370.069。人们还发现剧烈运动导致疲劳时，血液中钾、钠离子含量的变化也十分显著。如家兔安静时血钾、钠离子浓度分别为(5.370.58)mmol/L，(145.102.28)mmol/L。而运动至疲劳状态时钾离子浓度升高到(6.430.42)mmol/L，钠离子浓度下降到(135.903.54)mmol/L。再如血液缓冲系统维持酸碱平衡的功能与机体抗疲劳能力有一定关系。,在正常情况下，机体内物质代谢过程中产生的酸性物质多于碱性物质。由于机体内存在一系列缓冲体系，使这些过多的酸性物质进入体液后不会引起pH的显著变化，以维持体液pH的稳定。但在剧烈运动时，由于酸性代谢产物大量增加，而缓冲体系的缓冲能力有限，于是平衡被破坏，酸性代谢物不断积累使体液pH下降而导致疲劳。机体缓冲能力越强，在剧烈运动中维持内环境相对稳定的时间就越长，疲劳也就越不容易发生。对于那些具有增强机体缓冲能力，增强机体碱储备的抗疲劳功能食品可以通过测定碱剩余量来观察该功能食品的效果。所谓碱剩余量是指全血在38，二氧化碳分压5.33kPa，血氧饱和度为100时，用标准酸滴定1000mL全血至pH7.40时所消耗的标准酸的量(mmol)。碱剩余量不受呼吸因素的影响，可以反映血中缓冲碱量与正常相比增多或减少量的变化。正常机体全血的碱剩余量为(03)mmolL(负值是用碱滴定的量，可称为碱欠缺)。,人们在实验中发现，当机体疲劳时血清蛋白中的-球蛋白和-球蛋白数量明显下降，白蛋白和球蛋白比值显著增加，且疲劳程度越高这些变化越明显。因此可以在小鼠游泳疲劳时用电泳的方法分别测定实验组与对照组血浆蛋白的含量，通过血浆蛋白成分的变化情况来评价抗疲劳功能食品的功效。正常人静息时尿中排出的蛋白质含量极少，一般100mL尿中蛋白的含量在10mg以下。但在进行大运动量的运动之后尿蛋白量增多。机体对运动负荷的适应性越差，疲劳程度越高，尿蛋白增加越多。食用抗疲劳功能食品一段时间，测定定量负荷运动后尿蛋白含量，就可以了解该食品对身体机能状态的影响情况。糖与脂肪是机体的主要能源物质。当机体激烈活动需要能量时，能源物质经过多种代谢途径进行异化作用为机体的活动提供能量。在这些代谢途径中，一些关键酶，比如限速酶活性的变化会对整个代谢过程带来重大影响。因此检测这些关键酶的活性变化对于延缓疲劳保健食品的客观评价起着十分重要的作用。,总之，用来评价延缓疲劳保健食品的方法很多。近年来随着对疲劳的研究及对抗疲劳功能食品的研究工作的不断深入，随着仪器分析技术的不断发展，新的实验技术和方法不断涌现。我们在评价某种延缓疲劳功能食品时，应注意根据该功能食品的特点，根据研究的目的及具体条件，选择适当的方法。,二、具有缓解体力疲劳功能的物质,（一）、人参人参分亚洲种和西洋种两类，前者统称人参，后者称西洋参。亚洲种原产中国东北部，朝鲜、韩国和日本也有栽培。西洋参主产于北美的东部。1、主要成分主要含18种（共40余种）人参皂苷：Ro、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、Rf、Rf2、Rg1、Rg2等，其中Rb组又称人参二醇型，R组又称人参三醇型，Ro组则称齐墩果酸型。其中含量高的有Rb1、Rb2、Rc、Re和Rg1。另含人参多糖（7%9%），低聚肽类以及氨基酸、无机盐、维生素及精油等。,2、生理功能,（1）对中枢神经有一定兴奋作用和抗疲劳作用（尤其是其中的人参皂苷Rg1）。（2）对机体功能和代谢具有双向调节作用。向有利于机体功能恢复和加强的方面进行，即主要是改善内部（衰老等）和外部（应激、外界药物刺激等）因素引起的机体功能低下，而对于机体影响很小。如人参对于不正常血糖水平具有调节作用，而对正常血糖无明显影响。（3）预防和治疗机体功能低下，尤其适用于各器官功能趋于全面衰退的中老年人。（4）增强健康、强壮和补益的功能。能增强免疫系统，促进生长发育，增强动物对外部或内部因素引起功能低下的抵抗力和适应性，即抗应激作用。,人参对提高免疫作用的功能主要有以下几个方面。（1）提高巨噬细胞的吞噬功能；（2）促进机体特异抗体的形成；（3）提高T淋巴细胞、B淋巴细胞的分裂；（4）显著增强TIL细胞的体外杀伤活性；（5）刺激白细胞介素-2的分泌；（6）增强天然杀伤细胞NKC的活性；（7）提高环磷酸腺苷的水平。3、限量 一般每天不超过3g（宜12g）。过多食用可导致胸闷、头胀、血压升高等不适反应。,（二）、西洋参,西洋参俗称“芦头”，与人参同属人参属。原产北美，1784年开始进入中国。1975年在我国北方大面积试种，获得成功，现已发展到17个省，年产干品约120t。1、主要成分 主要成分为17种人参皂苷类，其中人参二醇单体皂苷（Rb1，C54H92O2）和人参皂苷Rg1的含量高于亚洲人参，但不含人参皂苷Rf和Rg2。另含有人参酸、齐敦果酸、多种无机盐（锌、硒、锰、钼、锶、铜、铁、钾、镁等）、氨基酸和维生素（B1、B2、C）。2、生理功能 具有抗疲劳的生理功能。对中老年人脏器功能衰弱、免疫功能低、适应环境耐力减退，有一定保障作用。可增强机体对各种有害刺激的特异防御能力,（三）、二十八醇,1、性状白色无味、无臭结晶。对热稳定，熔点83.283.4。属高碳链饱和 脂肪醇，溶于丙酮，不溶于水和乙醇。2、生理功能（1）.增强耐久力、精力和体力。（2）.提高反应灵敏度，缩短反应时间。（3）.提高肌肉耐力。（4）.增加登高动力。（5）.提高能量代谢率，降低肌肉痉挛。（6）.提高包括心肌在内的肌肉功能。（7）.降低收缩期血压。（8）.提高基础代谢率。（9）.刺激性激素。（10）.促进脂肪代谢。,3、制法,存在于小麦胚芽、米糠、甘蔗、苹果、葡萄等果皮中，主要以脂肪酸酯的形式存在，但在甘蔗中，却存在较多游离态的二十八醇。由上述原料经溶剂萃取法、蒸馏法、超临界萃取法等而得。,4、用途供制造健康食品之用，在日本用于糖果、运动员饮料等，但因不溶于水，故用于食品时，应有良好的乳化作用。5、安全性（1）.LD50为18g/kg（小鼠，经口）。（2）.小鼠精子畸变试验、骨髓微核试验、Ames试验，均为阴性。,三、牛磺酸,（一）性状牛磺酸又称2-氨基乙磺酸，白色结晶或结晶性粉末。与乌贼、章鱼、贝类等风味物质的关系密切，能改善水产加工品等的风味。无臭，味微酸，水溶液值4.15.6。熔点大于300，因此在通常烹饪等加工中很稳定。经100加热88h，或经紫外灯照射7 h；pH3.7和10时回流3h不降解；在饮料、奶粉中120d常规贮藏无变化。易溶于水（12，15.5%），不溶于乙醇、乙醚、丙酮。对酸、碱、热均稳定。属非必需氨基酸，但与对体内半胱氨酸的合成有关，并能促进胆汁分泌和吸收。有利于对婴幼儿大脑发育、神经传导、视觉机能的完善、钙的吸收及脂类物质的消化吸收。母乳中含.36.2mg/100ml，牛乳仅含0.7mg/100ml，非母乳喂养者食物中应予补充。在自然界中广泛存在于各种鱼类、贝类及哺乳动物的肌肉及内脏中。尤其在动物的胆液、肝脏及乌贼（0.35%）、章鱼（0.52%）、珠母贝0.8%）、黑鲍（0.95%）、花蛤（0.66%）、扇贝（0.78%）等软体动物的肌肉萃取液中为多。,(四)、鱼鳔胶,鱼鳔胶为鱼鳔的干制品。按制法不同，凡割开后干燥者称“片胶”，不割者称“筒胶”，由小的鱼鳔并压而成者称“长胶”。质量以片胶最好，呈椭圆形，淡黄色，半透明，有光泽。1、主要成分 胶原蛋白、粘多糖等。2、生理功能（1）.抗疲劳。能增强肌肉组织的韧性和弹力，增强体力，消除疲劳。（2）.加强脑、神经和内分泌功能，防止智力减退、神经传导滞缓、反应迟钝。（3）.有养血、补肾、固精作用。可促进生长发育和乳汁分泌作用。与枸杞、五味子等合用，可缓解遗精、腰酸、耳鸣、头晕、眼花等肾虚症状。,3、制法,以黄唇鱼、大黄鱼、鳗鱼等的鱼鳔为原料，经割开、清洗、铺平、干燥而成。也可在7%左右的明矾水中浸渍2030min，以促使其迅速脱水，然后晾干而成。,（五）、葛根,葛根是一种豆科葛属的药食两用植物（长约60cm，直径45cm）的块茎，主要分野葛和粉葛。野葛除西藏、青海、新疆外，各省均有生产；粉葛主要产于广西、广东，以栽培食用为主。1、主要成分 主要成分为葛根总黄酮（1.77%12%，平均含7.64%），包括各种异黄酮和异黄酮苷，另有葛香豆雌粉主要成分，葛苷、，葛根苷，葛根皂苷，三萜类化合物，生物碱等。有较多淀粉（生葛约含27%）。葛根素及其衍生物是葛根特有的生理活性物质，易溶于水。,2、生理功能,（1）抗疲劳作用和改善心脑血管的血流量。能使冠状动脉和脑血管扩张，增加血流量，降低血管阻力和心肌对氧的消耗，增加血液对氧的供给，抑制因氧的不足所导致的心肌产生乳酸，从而达到抗疲劳作用。（2）改善血管微循环障碍。（3）降低血压。（4）抑制心率不齐。（5）对高血糖有抑制作用，可减少血清胆固醇含量，抑制毛细血管透过性的抗进。,3、安全性,（1）葛根黄酮的LD50为1.62.1g/kg（静脉注射，小鼠）。葛根素为1g/kg（静脉注射，小鼠）。（2）大鼠每天口授50100g，无不良影响。,（六）、乌骨鸡,含有多种营养成分，它的血清总蛋白及丙种球蛋白均高于普通肉鸡，乌骨鸡全粉水解后含有18种氨基酸，包括人体所需的8种氨基酸，其中有10种氨基酸比普通肉鸡的含量高，乌骨鸡中还含有维生素B1、B2、B6、B12、C、E和烟酸等多种维生素。而且维生素E、胡萝卜素、维生素C的含量也均高于普通肉鸡，它还含有钙、磷、铁、钠、氯、钾、镁、锌等。试验表明，乌骨鸡能增加体力，提高抗疲劳能力。,（七）、鹿茸其水浸出物中含有多量胶质，灰质中含有钙、磷、铁、镁等。鹿茸精能提高机体的工作能力，降低肌肉的疲劳。（八）、大枣含有多种氨基酸、生物碱、丰富的维生素C及钙、磷、铁、钾等多种微量元素。,四、实例某保健食品的缓解体力疲劳功能动物实验结果如下，见表2-13至表2-16。,经口给予小鼠不同剂量某保健食品30d后，与空白对照组比较，该受试物在中剂量组能延长小鼠的负重游泳时间(p0.05)、减少疲劳小鼠血清尿素产生p0.01)、提高小鼠肝糖原的含量(p0.05)；在高剂量组能延长小鼠的负重游泳时间(p 0.05)、减少疲劳小鼠血清尿素产生(p0.01)、提高小鼠肝糖原的含量(p0.05)。受试物对小鼠体重增长无不良影响。根据保健食品检验与评价技术规范(2003版)对缓解体力疲劳功能保健食品的判定标准可判定该保健食品缓解体力疲劳功能动物实验结果阳性。,