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中图分类号:G804 文献标识:A 文章编号:1009-9328(2012)10-000-01
摘 要 运动作为人体基本的生理功能和锌具有密切的关系,锌能提高抗氧化酶(CuZn-SOD)和碳酸酐酶的活性、促进睾酮的合成,及时清除运动时产生的过多氧自由基,提高红细胞的数量和血红蛋白的含量,加强运动时机体对氧和二氧化碳的运输能力,从而提高运动能力。
关键词 微量元素 锌 运动能力
微量元素也称痕量元素、稀有元素、欠缺元素等,目前体内检出的微量元素达70余种,研究较多较清楚的有铁、铜、锌、硒、锰、钼等,本文对锌与运动能力的关系做一综述。
一、锌在体内的含量及分布
人体含锌量平均为2.3克左右,成人每天需要锌10-15mg,妇女月经期及妊娠期每日约需要25mg,哺乳期约为30-40mg/d,运动员由于经汗液丢失的锌增多,每日亦应相应增加摄入量。体内锌50%分布于肌肉,骨骼和皮肤分别为≤30%和≤20%,血液中锌75%-80%分布于红细胞,细胞膜上的锌很多,作为金属酶和碳酸酐酶、碱性磷酸酶等的组成成分,血浆为12%-22%,主要与血清白蛋白和球蛋白结合[1]。
二、锌的生理作用
锌参加人体内许多金属酶的组成。锌是人机体中200多种酶的组成部分,在按功能划分的六大酶类(氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶、异构酶类和合成酶类)中,每一类中均有含锌酶。人体内重要的含锌酶有碳酸酐酶、DNA聚合酶、醛脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、丙酮酸氧化酶等。它们在组织呼吸以及蛋白质、脂肪、糖和核酸等的代谢中有重要作用。锌可促进机体的生长发育和组织再生。锌是调节基因表达即调节DNA复制、翻译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分[1]。
三、锌的生理作用与运动能力的关系
(一)锌依赖酶碳酸酐酶、CuZn-SOD与运动的关系
碳酸酐酶(CA)是一种广泛存在于不同细胞内的含锌的金属蛋白酶家族,它能可逆性地高效催化CO2的水合反应。CA同工酶均具有催化CO2水合生成碳酸氢根(HCO3-)的能力。锌结合于碳酸酐酶的活性部位,对于CA的催化活性是必需的。近年来研究发现,CAIII具有调节细胞内pH和维持组织酸碱平衡的作用,具有抗氧化的作用,CAIII又与线粒体ATP合成有关[2]。因此机体缺乏锌时碳酸酐酶活性降低,在进行剧烈运动时肌细胞内代谢产物容易大量堆积造成细胞内pH值的降低,自由基和其他形式活性氧(ROS)增加、骨骼肌内ATP水平明显下降,这些因素均可导致骨骼肌的疲劳。因此由于锌缺乏导致碳酸酐酶活性降低,易引起骨骼肌疲劳,从而使运动能力下降。
(二)锌与睾酮及运动的关系
艾华等[3]对大鼠缺锌及缺锌后补充锌与补充睾酮的研究发现,缺锌引起大鼠体重、睾丸重量、睾丸和血清睾酮含量、趾长伸肌重量、股四头肌深层肌总RNA含量明显降低,缺锌大鼠补充锌后上述指标恢复或基本恢复,而补充睾酮上述指标并没有改善,因此锌对睾酮的自身合成和睾酮发挥其功效具有非常重要的作用。
(三)锌参与自由基消除反应
运动时机体的能量和氧气消耗剧增,机体相对缺血缺氧,导致氧自由基的增多。同时机体依靠抗氧化酶和抗氧化剂不断清除自由基,氧化与还原状态处于平衡状态,从而保证正常生理情况下各种自由基的浓度维持在有利无害的、生理性低水平。超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶类,可催化歧化反应以清除O2-。SOD是金属酶,Zn2+作为其构成成分,对维持酶的结构与功能起着重要的作用。因此Zn缺乏时SOD活性降低,抗氧化能力下降,体内自由基水平升高,损伤红细胞和肌细胞,氧和二氧化碳运输能力下降、骨骼肌疲劳,运动能力下降。
周庆功[4]采用锌和维生素C对运动训练小鼠的协同抗氧化作用研究结果表明,运动补充锌组较运动对照组组织SOD活性显著提高,MDA含量显著降低。证明锌具有抗氧化作用。剧烈运动时自由基生成量增加,而自由基又与一系列病理损伤有关,导致运动性疲劳或诱发某些疾病。脂质过氧化作用是指在不饱和脂肪酸中发生的一系列自由基反应。运动后产生的过多自由基如果超出机体清除自由基的能力范围,将进攻生物膜上多元不饱和脂肪酸,产生脂质过氧化,引起生物膜结构和功能障碍。
四、运动训练对锌的影响
微量元素与人体健康密切相关,在各类营养素中,虽然人体对微量元素的需要量很小,但它们参与了神经递质、激素、酶和多种生物活性物质的构成,并调节这些物质的生物活性。武桂新统计分析优秀运动员一年训练中血睾酮和红细胞参数的变化,统计结果表明因此运动员在运动训练中尤其是进行高强度大运动量者应注意补充Zn,避免因Zn的缺乏影响运动成绩甚至造成Zn缺乏疾病。
参考文献:
[1] 王迪浔.病理生理学[M].北京:人民卫生出版社.1994:260-262.
[2] 尚西亮.碳酸酐酶III在疾病和肌肉疲劳发生发展中的作用[J].生命科学.2011.23(5):429-432.
[3] 艾华.缺锌并补充睾酮对大鼠睾酮合成和骨骼肌影响的研究[J].卫生研究.1997.26(3):211-215.
[4] 李积胜,汪超,王静等.补锌对衰老大鼠睾丸细胞凋亡和一氧化氮合酶的影响[J].中国老年学杂志.2000.3(20).
[5] 周庆功.锌和维生素C对运动训练小鼠的协同抗氧化作用[J].环境与健康杂志.2007.24(8):625-627.
摘 要 运动作为人体基本的生理功能和锌具有密切的关系,锌能提高抗氧化酶(CuZn-SOD)和碳酸酐酶的活性、促进睾酮的合成,及时清除运动时产生的过多氧自由基,提高红细胞的数量和血红蛋白的含量,加强运动时机体对氧和二氧化碳的运输能力,从而提高运动能力。
关键词 微量元素 锌 运动能力
微量元素也称痕量元素、稀有元素、欠缺元素等,目前体内检出的微量元素达70余种,研究较多较清楚的有铁、铜、锌、硒、锰、钼等,本文对锌与运动能力的关系做一综述。
一、锌在体内的含量及分布
人体含锌量平均为2.3克左右,成人每天需要锌10-15mg,妇女月经期及妊娠期每日约需要25mg,哺乳期约为30-40mg/d,运动员由于经汗液丢失的锌增多,每日亦应相应增加摄入量。体内锌50%分布于肌肉,骨骼和皮肤分别为≤30%和≤20%,血液中锌75%-80%分布于红细胞,细胞膜上的锌很多,作为金属酶和碳酸酐酶、碱性磷酸酶等的组成成分,血浆为12%-22%,主要与血清白蛋白和球蛋白结合[1]。
二、锌的生理作用
锌参加人体内许多金属酶的组成。锌是人机体中200多种酶的组成部分,在按功能划分的六大酶类(氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶、异构酶类和合成酶类)中,每一类中均有含锌酶。人体内重要的含锌酶有碳酸酐酶、DNA聚合酶、醛脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、丙酮酸氧化酶等。它们在组织呼吸以及蛋白质、脂肪、糖和核酸等的代谢中有重要作用。锌可促进机体的生长发育和组织再生。锌是调节基因表达即调节DNA复制、翻译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分[1]。
三、锌的生理作用与运动能力的关系
(一)锌依赖酶碳酸酐酶、CuZn-SOD与运动的关系
碳酸酐酶(CA)是一种广泛存在于不同细胞内的含锌的金属蛋白酶家族,它能可逆性地高效催化CO2的水合反应。CA同工酶均具有催化CO2水合生成碳酸氢根(HCO3-)的能力。锌结合于碳酸酐酶的活性部位,对于CA的催化活性是必需的。近年来研究发现,CAIII具有调节细胞内pH和维持组织酸碱平衡的作用,具有抗氧化的作用,CAIII又与线粒体ATP合成有关[2]。因此机体缺乏锌时碳酸酐酶活性降低,在进行剧烈运动时肌细胞内代谢产物容易大量堆积造成细胞内pH值的降低,自由基和其他形式活性氧(ROS)增加、骨骼肌内ATP水平明显下降,这些因素均可导致骨骼肌的疲劳。因此由于锌缺乏导致碳酸酐酶活性降低,易引起骨骼肌疲劳,从而使运动能力下降。
(二)锌与睾酮及运动的关系
艾华等[3]对大鼠缺锌及缺锌后补充锌与补充睾酮的研究发现,缺锌引起大鼠体重、睾丸重量、睾丸和血清睾酮含量、趾长伸肌重量、股四头肌深层肌总RNA含量明显降低,缺锌大鼠补充锌后上述指标恢复或基本恢复,而补充睾酮上述指标并没有改善,因此锌对睾酮的自身合成和睾酮发挥其功效具有非常重要的作用。
(三)锌参与自由基消除反应
运动时机体的能量和氧气消耗剧增,机体相对缺血缺氧,导致氧自由基的增多。同时机体依靠抗氧化酶和抗氧化剂不断清除自由基,氧化与还原状态处于平衡状态,从而保证正常生理情况下各种自由基的浓度维持在有利无害的、生理性低水平。超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶类,可催化歧化反应以清除O2-。SOD是金属酶,Zn2+作为其构成成分,对维持酶的结构与功能起着重要的作用。因此Zn缺乏时SOD活性降低,抗氧化能力下降,体内自由基水平升高,损伤红细胞和肌细胞,氧和二氧化碳运输能力下降、骨骼肌疲劳,运动能力下降。
周庆功[4]采用锌和维生素C对运动训练小鼠的协同抗氧化作用研究结果表明,运动补充锌组较运动对照组组织SOD活性显著提高,MDA含量显著降低。证明锌具有抗氧化作用。剧烈运动时自由基生成量增加,而自由基又与一系列病理损伤有关,导致运动性疲劳或诱发某些疾病。脂质过氧化作用是指在不饱和脂肪酸中发生的一系列自由基反应。运动后产生的过多自由基如果超出机体清除自由基的能力范围,将进攻生物膜上多元不饱和脂肪酸,产生脂质过氧化,引起生物膜结构和功能障碍。
四、运动训练对锌的影响
微量元素与人体健康密切相关,在各类营养素中,虽然人体对微量元素的需要量很小,但它们参与了神经递质、激素、酶和多种生物活性物质的构成,并调节这些物质的生物活性。武桂新统计分析优秀运动员一年训练中血睾酮和红细胞参数的变化,统计结果表明因此运动员在运动训练中尤其是进行高强度大运动量者应注意补充Zn,避免因Zn的缺乏影响运动成绩甚至造成Zn缺乏疾病。
参考文献:
[1] 王迪浔.病理生理学[M].北京:人民卫生出版社.1994:260-262.
[2] 尚西亮.碳酸酐酶III在疾病和肌肉疲劳发生发展中的作用[J].生命科学.2011.23(5):429-432.
[3] 艾华.缺锌并补充睾酮对大鼠睾酮合成和骨骼肌影响的研究[J].卫生研究.1997.26(3):211-215.
[4] 李积胜,汪超,王静等.补锌对衰老大鼠睾丸细胞凋亡和一氧化氮合酶的影响[J].中国老年学杂志.2000.3(20).
[5] 周庆功.锌和维生素C对运动训练小鼠的协同抗氧化作用[J].环境与健康杂志.2007.24(8):625-627.