外源核苷酸與運(yùn)動能力研究

李進(jìn)國 張新輝

(新疆五家渠兵團(tuán)黨校，新疆 五家渠 831300)

外源核苷酸與運(yùn)動能力研究

李進(jìn)國 張新輝

(新疆五家渠兵團(tuán)黨校，新疆 五家渠 831300)

綜述了外源核苷酸的主要營養(yǎng)學(xué)功能,并對其在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的研究應(yīng)用進(jìn)行分析,提出展望。

外源核苷酸;營養(yǎng)學(xué)功能;運(yùn)動醫(yī)學(xué);應(yīng)用;展望

1 補(bǔ)充外源核苷酸的必要性及意義

核苷酸是組成細(xì)胞的主要成分,是DNA和RNA的基本組成單位,在細(xì)胞結(jié)構(gòu)、代謝、能量和功能調(diào)節(jié)等方面起重要作用。過去人們認(rèn)為,動物機(jī)體能由內(nèi)源從頭合成各種核苷酸,而且又沒有特異性的缺乏癥,所以一直將其視為非必需營養(yǎng)素。但近年來通過對動物的實驗研究表明,機(jī)體許多生長代謝旺盛的組織(小腸、大腸、淋巴)和細(xì)胞(紅細(xì)胞、白細(xì)胞、骨髓細(xì)胞)從頭合成的核苷酸能力有限,尤其當(dāng)動物處在受到免疫應(yīng)激、肝損傷、饑餓及快速生長的情況下,內(nèi)源合成的核苷酸不能滿足機(jī)體的需要,添加外源核苷酸則顯得尤為重要。補(bǔ)充日糧核苷酸對胃腸道發(fā)育、腸道的損傷修復(fù)、脂質(zhì)代謝、免疫系統(tǒng)等都產(chǎn)生重大的影響。核苷酸生理生化功能主要有:作為RNA和DNA合成的前體物質(zhì);作為代謝的調(diào)節(jié)物質(zhì);作為輔酶的成分,如輔酶A;激活糖原和糖蛋白合成的重要中介物,也是磷脂合成的中介物,活化中間產(chǎn)物;參與遺傳信息傳遞;ATP是生命過程的通用能；AMP調(diào)節(jié)平滑肌的收縮性并可調(diào)節(jié)血流量;核苷酸還可以作為甲基的供體等。由此可見外源核苷酸的重要生物學(xué)地位[1]。外源核苷酸的營養(yǎng)作用越來越受到營養(yǎng)專家們的重視,有稱核苷酸為“半必需營養(yǎng)素”和“條件營養(yǎng)素”。

2 外源核苷酸的吸收與代謝

日糧中的核苷酸只有一小部分以游離核苷酸的形式被吸收,大部分是以核蛋白的形式存在。研究發(fā)現(xiàn),動物腸道有消化外源核苷酸的能力。食物中的核蛋白在腸道蛋白水解酶的作用下水解為蛋白質(zhì)和核酸,核酸被胰核酸酶降解成單核苷酸、雙核苷酸、三核苷酸及多聚核苷酸的混合物,其中核糖核酸酶和脫氧核糖核酸酶分別特異性地水解RNA和DNA。外源核苷酸混合物進(jìn)一步在核酸酶和脫氧核糖核酸酶以及腸道多聚核酸酶和磷酸酯酶的輔助作用下被降解成單核苷酸,釋放出的核苷酸再被堿性磷酸酶及核苷酸酶水解成核苷,并可進(jìn)一步被核苷酶降解成嘌呤或嘧啶堿基(Sanderson,1994)[2]。

Ho(1979)研究表明,在腸道中90%的核苷及堿基可以被吸收[3]。核苷酸的吸收主要在小腸上段進(jìn)行。根據(jù)大鼠試驗表明,核苷酸在腸道內(nèi)的吸收主要有3種形式:即可逆的被動轉(zhuǎn)運(yùn)、自由擴(kuò)散和依賴鈉離子的主動運(yùn)輸(Griffith等,1990;Wang等,1997)[4-5]。當(dāng)核苷濃度較低時,依賴Na離子的載體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制與核苷的濃度呈線性相關(guān)；高濃度的核苷抑制這種載體的吸收,此時主要靠自由擴(kuò)散來運(yùn)輸核苷,空腸刷狀緣膜存在不同的核苷載體(Patli等,1997)。

核苷酸的代謝與其堿基組成有關(guān)。體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要是在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行,黃嘌呤氧化酶在這些組織中的活性較強(qiáng),嘌呤堿經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化最終變成黃嘌呤,又在黃嘌呤氧化酶作用下生成尿酸;嘧啶堿的降解主要在肝臟中進(jìn)行,胸腺嘧啶降解成β-氨基異丁酸,而胞嘧啶和尿嘧啶最終生成NH3及β-丙氨酸,可直接隨尿排出或進(jìn)一步CO2分解。

3 外源核苷酸的主要營養(yǎng)學(xué)功能

3.1外源核苷酸與腸道功能

體外組織培養(yǎng)、腸外營養(yǎng)試驗已經(jīng)證實,核苷酸能夠加速小腸細(xì)胞的生長、分化和修復(fù)。用小腸的局部缺血及灌注試驗證實核苷酸有保護(hù)小腸細(xì)胞受自由基的攻擊,降低小腸炎癥發(fā)生的作用。在肉雛雞食物中補(bǔ)充嘌呤核苷、嘧啶堿基,可提高了雞腸絨毛高度、肝臟、腸道蛋白質(zhì)合成率。

有實驗表明,外源核苷酸能提高乳糖致腹瀉模型的大鼠血清的乳糖酶、蔗糖酶和麥芽糖酶活性和絨毛高度、腺窩深度,且能促進(jìn)線粒體基質(zhì)密度和嵴接近正常大鼠,這說明外源核苷酸可以改善大鼠腹瀉病的狀況。除此而外,外源核苷酸也能盡快治愈由輻射引起大鼠腸道的損傷。研究發(fā)現(xiàn),喂養(yǎng)補(bǔ)充核苷酸奶粉的嬰兒,糞便中雙歧桿菌接近于以人乳喂養(yǎng)的嬰兒,表明外源核苷酸能刺激雙歧桿菌在體內(nèi)的生長。Yau等(2003)研究發(fā)現(xiàn),用含核苷酸配方乳喂養(yǎng)的嬰兒與對照配方組的嬰兒相比,腹瀉率顯著降低,而免疫球蛋白IgA含量顯著升高。

3.2外源核苷酸對肝臟生長發(fā)育和代謝的影響

肝臟是動物體內(nèi)合成及釋放核苷酸的主要器官,是體內(nèi)最大的排毒和解毒器官,其對食物中核苷酸含量最敏感。當(dāng)食物中含有核苷酸時,肝臟能夠維持正常的生理功能。食物中限制核苷酸的補(bǔ)充而造成肝臟功能的紊亂可能與肝臟中RNA含量的持續(xù)下降有關(guān)。核苷酸可抑制氨基酸的氧化,從而增強(qiáng)了肝臟的再生能力;可降低肝臟丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)和天門冬氨酸基轉(zhuǎn)移酶(AST)的活性,從而可以提高肝臟損傷的修復(fù)速度。雖然肝臟具有合成核苷酸的能力,但當(dāng)動物由于免疫應(yīng)激而導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞增殖或肝受損后,RNA及DNA的合成速度就會因新組織的再生而提高,這就需要增加更多的核苷酸底物和能量。而食物中補(bǔ)充的外源核苷酸可以降低核苷酸從頭合成所需要的能量,從而肝臟合成和轉(zhuǎn)化核苷酸的能力大大提高。因此,當(dāng)肝臟受到損傷或肝臟疾病時,腸外給予核苷酸/核苷混合物能促進(jìn)受損肝臟功能的早期恢復(fù)及改善氮平衡,有助于肝臟中核苷酸的合成和肝臟損傷的修復(fù)。

3.3外源核苷酸對神經(jīng)細(xì)胞的營養(yǎng)作用

細(xì)胞外嘌呤及嘧啶具有神經(jīng)遞質(zhì)及調(diào)質(zhì)的作用。有報道指出鳥嘌呤核苷、腺嘌呤核苷及其相應(yīng)的磷酸衍生物均可刺激體外雞腦星形膠質(zhì)細(xì)胞的增生及DNA的合成。此外,ATP和腺苷可刺激人腦星形膠質(zhì)細(xì)胞的合成增加3-10倍。食物中添加外源核苷和核酸對記憶衰退和衰老加速的鼠以及患癡呆癥的鼠能提高記憶力。所以對神經(jīng)系統(tǒng)形成、功能成熟以及損傷后的修復(fù)再生,補(bǔ)充外源核苷酸是很有必要的。

3.4外源核苷酸與脂質(zhì)代謝

核苷酸是多不飽和脂肪酸合成的重要調(diào)節(jié)物。外源核苷酸能促進(jìn)總的血漿脂肪酸,特別是n-6和n-3系列不飽和脂肪酸的提高,而對磷脂和膽固酸中脂肪酸的組成幾乎沒有影響;外源核苷酸對乳鼠紅細(xì)胞膜脂肪酸的組成也有影響,還能夠提高肝delt-4 和delt-5脫飽和酶活性,降低delt-9脫飽和酶活性。有資料表明外源核苷酸可以促進(jìn)十八碳必需脂肪酸轉(zhuǎn)化成20-22長鏈不飽和脂肪酸,提高血漿中的脂蛋白水平。另外還發(fā)現(xiàn)外源核苷酸可以加速腸道內(nèi)的脂蛋白合成速度,提高組織中的長鏈脂肪酸和血清中的脂蛋白水平。外源核苷酸影響脂蛋白代謝的機(jī)制可能是通過促進(jìn)前脂蛋白的合成以及增加胞苷二磷酸衍生物的利用率,最終促進(jìn)脂蛋白的合成。

3.5外源核苷酸的抗氧化能力

核苷酸堿基的氮氧原子能夠捕獲亞油酸氧化過程中形成的自由基,并能整合加速氧化的銅、鐵等離子,減少由脂質(zhì)過氧化引起的細(xì)胞膜及各種DNA的損傷。

施用暉等實驗證明，日糧核苷酸有助于增強(qiáng)氧化應(yīng)激小鼠的抗氧化能力,降低組織NO含量與NO合成酶活性,保護(hù)機(jī)體免受氧化損傷,外源核苷酸可以減少核苷酸從頭合成時與GSH爭奪前體物質(zhì),增加了GSH水平,進(jìn)一步增加了SOD、GSH-PX等抗氧化酶的活性。李石營等實驗證明小鼠在受到LPS刺激時,在無核苷酸日糧中添加核苷酸有助于維持機(jī)體氧化/抗氧化、炎癥/抗炎癥平衡,保護(hù)機(jī)體免受損傷。

4 外源核苷酸在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望

從目前的研究來看,在對外源核苷酸進(jìn)行更深入和更廣泛研究的同時,應(yīng)該在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行如下等相關(guān)方面的研究：

1)外源核苷酸具有免疫調(diào)節(jié)作用,但推廣到運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,能否通過補(bǔ)充外源核苷酸提高大強(qiáng)度運(yùn)動訓(xùn)練中所出現(xiàn)的運(yùn)動機(jī)體免疫能力暫時性下降情況還有待證實,在運(yùn)動應(yīng)激下其能否具有免疫調(diào)節(jié)作用還有待研究。

2)外源核苷酸具有抗氧化作用,這對運(yùn)動中自由基的清除有益處,這方面前期的動物實驗研究目前仍是空白。

3)外源核苷酸可以改善腹瀉的狀況,相關(guān)的這方面研究在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也未見報道。

4)外源核苷酸對神經(jīng)細(xì)胞既有保護(hù)作用,在學(xué)習(xí)和記憶的腦生理變化中起著促進(jìn)作用,但它在強(qiáng)化記憶的腦生理活動中所起的作用到底有多重要,推廣到運(yùn)動醫(yī)學(xué)中,外源核苷酸對運(yùn)動技術(shù)的學(xué)習(xí)和熟練是否有促進(jìn)作用還需要進(jìn)一步的證實。

5)外源核苷酸具有抗炎作用,通過補(bǔ)充外源核苷酸能不能在運(yùn)動訓(xùn)練中有效的抗炎止痛,治療運(yùn)動創(chuàng)傷還有待證實。

6)在外源核苷酸的多種營養(yǎng)學(xué)作用研究中,實驗對象、防治目的不同其有效劑量及安全性不同，在運(yùn)動中的最佳劑量到底是多少?以及不同強(qiáng)度運(yùn)動中最佳劑量有什么差異?男女運(yùn)動員之間的服用量是否有顯著差異等等問題都是運(yùn)動醫(yī)學(xué)界應(yīng)關(guān)注的問題。

總之,核苷酸是一種天然物質(zhì),沒有任何毒副作用,將其開發(fā)成為運(yùn)動功能食品將是一項具有深遠(yuǎn)意義的工作。

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ResearchonExogenousNucleotidesandSportsPerformance

Li Jinguo,Zhang Xinhui

(Xinjiang Wujiaqu Army Corps Party School ,Wujiaqu 831300，Xinjiang,China)

The paper summarized the exogenous nucleotide main nutriology function,carries on the analysis to it in the sports medicine domain research application,and proposes the forecast.

exogenous nucleotides;nutriology function;sports medicine;using;forecast

2007-04-02

李進(jìn)國,男,講師,主要從事運(yùn)動訓(xùn)練及理論方面的研究。