明膠肽對SD大鼠體重的影響

大鼠購買后隨機分組。對照組平均193.37g，方差2.91；實驗1# 組平均194.15g，方差2.93；2# 組平均194.2g，方差2.86；3#組平均194.1g，方差2.89。灌胃飼養(yǎng)28d 后，對照組平均230.8g，方差3.37；實驗1# 組平均231.2g，方差3.41；2# 組平均231.5g，方差3.56；3# 組平均331.3g，方差3.27。試驗組大鼠體重和對照組比較無明顯差異（P＜0.05）。說明明膠肽對大鼠體重?zé)o顯著影響。

2.2 明膠肽對SD大鼠游泳時間、血乳酸、肝肌糖原的影響

根據(jù)保健食品的功能學(xué)評價程序和檢驗方法中判定標(biāo)準(zhǔn)：“負(fù)重游泳實驗結(jié)果陽性，且血乳酸、血清尿素氮、肝肌糖原三項指標(biāo)中任意兩項陽性，可判定該受試樣品具有緩解體力疲勞功能的作用”。試驗結(jié)果如表1 所示，分別分析如下：（1）游泳時間的長短直接反映機體在運動中的耐力，是抗疲勞營養(yǎng)功效高低最有效的表現(xiàn)。表1 的試驗數(shù)據(jù)表明：試驗組1#、2#、3# 大鼠的游泳時間均高于對照組，特別是1# 較對照組游泳時間增加了31.96%，明顯高于對照組（P＜0.01），差異顯著。（2）乳酸的產(chǎn)生和積累是能源物質(zhì)代謝的產(chǎn)物，也是導(dǎo)致運動性外周疲勞產(chǎn)生的重要原因。乳酸在肌肉中堆積越多，疲勞的程度就越嚴(yán)重。機體中乳酸積累的程度取決于乳酸產(chǎn)生與清除的速率，那么運動性疲勞程度即與乳酸產(chǎn)生與清除的速率緊密相關(guān)。進食受試品后，乳酸含量增加越少，證明該受試食品的抗疲勞功效越強，同時乳酸的消除量有利于疲勞的恢復(fù)。由表1 可知，運動后小鼠試驗組的血乳酸含量與對照組比較分別降低了30.60%、29.78%、8.77%，1# 差異顯著（P＜0.01），2#、3# 組均有顯著差異（P＜0.05），這證實明膠肽可以減少乳酸的增加量，亦可能有利于乳酸的消除。（3）從生化角度來說，長時間高強度運動后，糖原消耗嚴(yán)重，血糖含量明顯降低，難以滿足運動對能量的要求。為了滿足大負(fù)荷運動能量的需求，運動后期機體將分解蛋白質(zhì)，以滿足連續(xù)運動的需求，導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化供能比例增加。氨是蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，引起血尿素氮含量會升高。在肌肉中氨主要是以胺離子存在，一方面，它可以增加磷酸果糖激酶的活性，從而提高糖酵解的活性，使肌肉中丙酮酸和乳酸增多；另一方面，胺離子可抑制檸檬酸脫氫酶的活性，從而降低有氧氧化過程，不利于有氧

代謝和糖異生過程，這些都是導(dǎo)致疲勞和影響疲勞消除的因素。此外，日本帝冢山大學(xué)和英國牛津大學(xué)的醫(yī)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，色氨酸是引起CFS 的原因。隨著運動時間的延長，脂肪酸大量被氧化，血中游離脂肪酸含量急劇下降，引起色氨酸被過多地攝入到腦內(nèi)后，就會抑制全身的行動，使動物陷于疲勞狀態(tài)。本次試驗發(fā)現(xiàn)試驗組小鼠血清尿素氮含量較對照組有顯著性降低（P<0.01），證實明膠肽有可能通過改善不同能源物質(zhì)供給能量的比例，減少了通過蛋白質(zhì)等含氮化合物的分解代謝供能，使血清尿素氮含量相對降低，產(chǎn)生抗外周疲勞的功效。（4）肝肌糖原是機體糖類儲存最重要形式，而糖是各種運動最主要能源物，它們的含量高低可直接影響機體的運動耐力。由表1 可知，明膠肽灌胃飼養(yǎng)小鼠可能通過提高動物肝肌糖原的合成速度，促進了肝肌糖原的積累；而肝肌糖原是運動中所消耗血糖的來源，肝肌糖原儲備的增加，就可為機體提供更多的能源物質(zhì)，減少脂肪和蛋白質(zhì)的氧化，達(dá)到提高運動耐力抗疲勞的目的。試驗組肝糖原的含量與對照組比較，分別升高了86.88%、65.00%、14.38%，差異顯著

（P＜0.01）。說明小鼠體內(nèi)的能量儲備可以支持其更長時間的運動需求，能有效抵抗機體的疲勞?？傊驹囼灲Y(jié)果表明4 項指標(biāo)均為陽性，有力證實了明膠肽具有顯著的抗疲勞功效，而且分子量越小的組分抗疲勞功效越明顯。表1 明膠肽抗疲勞功效的試驗結(jié)果（x±s，n=10）*與安靜組比較，P< 0.05；**與安靜組比較，P< 0.01。

2.3 明膠肽對大鼠ATP含量和ATP酶活性影響的結(jié)果與分析

從生理生化方面分析，運動的過程就是糖、脂肪和蛋白質(zhì)等能源物質(zhì)通過氧化反應(yīng)將儲存的化學(xué)能釋放出來，轉(zhuǎn)移到ATP中，通過肌肉的收縮和舒張對抗外力做功，同時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能。任何運動過程三大能源物質(zhì)都參與了能量的供給，不同的運動項目、強度和時間，三者提供能量的比例不同。ATP 是直接能源，糖是最主要的能源，脂肪和蛋白質(zhì)參與供能必須借助糖類，有氧氧化是最重要的氧化方式，三大能源物質(zhì)的氧化反應(yīng)統(tǒng)一

在三羧酸循環(huán)中，ATP 成為供能的最后公路。線粒體是能量ATP產(chǎn)生的重要場所，能量由其內(nèi)膜呼吸鏈通過氧化磷酸化產(chǎn)生，氧化磷酸化能否正常進行的一個關(guān)鍵因素就是內(nèi)膜結(jié)構(gòu)和功能是否完善。張勇[2]等人證明力竭性運動后心肌和骨骼肌線粒體內(nèi)膜流動性下降、分子動力學(xué)改變、呼吸鏈酶活性顯著降低、氧化磷酸化偶聯(lián)程度降低。張勇[3]等進一步研究結(jié)果表明力竭性運動誘導(dǎo)線粒體電子漏增多與電子傳遞- 質(zhì)子轉(zhuǎn)移之間的偶聯(lián)破壞有密切關(guān)系，其機制可能是主要影響質(zhì)子跨膜轉(zhuǎn)運而破壞電子傳遞- 質(zhì)子轉(zhuǎn)移的偶聯(lián)。實驗觀察到力竭運動后肝臟線粒體呼吸鏈復(fù)合體Ⅰ+Ⅲ和Ⅱ+Ⅳ電子傳遞與質(zhì)子泵出比（H+/-e）均明顯降低，表明線粒體呼吸鏈和琥珀酸呼吸鏈的電子傳遞與質(zhì)子泵出偶聯(lián)程度均下降，影響氧化磷酸化，導(dǎo)致ATP 合成減少。相關(guān)研究[4]還證實酶復(fù)合體活性的改變會降低其質(zhì)子泵功能，影響質(zhì)子的跨膜轉(zhuǎn)運。有實驗證明，線粒體ATP 合成活性與線粒體內(nèi)膜外表面質(zhì)子濃度之間有更好的相關(guān)性，并且證明在SMP（亞線粒體）中，ATP 合成與膜表面質(zhì)子更為相關(guān)，進而說明表面質(zhì)子是ATP 合成的主要驅(qū)動力，故在其它條件沒有改變的狀況下，質(zhì)子跨膜轉(zhuǎn)運數(shù)目降低將導(dǎo)致可轉(zhuǎn)化為⊿EH 能值減少而以熱能形式散失的自由能增加，即“滑脫”或“脫偶”影響ATP 的合成。另有一些氧化磷酸化解偶聯(lián)和抑制機制也已弄明白，線粒體酶是氧化磷酸化過程的關(guān)鍵酶，ATP 酶活力的大小是各種細(xì)胞能量代謝及功能有無損傷的重要指標(biāo)[5]。肌肉運動的直接能源物質(zhì)是ATP，而ATP 的水解速率又決定于ATP 酶活性的高低，因而，ATP 酶活性是影響肌肉收縮張力和收縮功率的重要因素[6]。ATPase 是細(xì)胞膜氧化磷酸化酶的主要組成部分，廣泛存在于機體細(xì)胞膜上，主要功能為水解ATP 釋放能量，它的活性降低會使神經(jīng)、肌肉細(xì)胞能量供給受阻，細(xì)胞內(nèi)外離子交換紊亂，引起神經(jīng)、肌肉細(xì)胞突觸體膜受損、神經(jīng)細(xì)胞信息傳遞障礙、運動能力下降等。

表2 明膠肽對大鼠ATP 含量和ATP 酶活性的影響

（x±s，n=10）*與安靜組比較，P< 0.05；**與安靜組比較，P< 0.01。由表2 的實驗結(jié)果可知，給動物灌胃飼養(yǎng)明膠肽后，實驗組動物肌肉組織的ATPase 活性明顯高于對照組，其機制可能是明膠肽發(fā)揮了它的抗氧化功能，清除了由于運動產(chǎn)生的過多自由基，一方面避免了自由基與ATP 酶的巰基（-SH）結(jié)合，保護了酶活性的發(fā)揮。另一方面避免了自由基對生物膜上的磷脂分子的氧化損傷，保護了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和機能完整，維持了膜對各種離子的通透性，防止細(xì)胞內(nèi)Na+ 離子增多而影響Na+、Ca2+ 交換，誘發(fā)Ca2+ 平衡紊亂。同時，避免了胞漿中過多的Ca2+ 形成磷酸鈣沉積于線粒體，保護了線粒體的正常結(jié)構(gòu)和功能，是生成能量的電子傳遞維持完善，氧化磷酸化得以進行，達(dá)到提高ATP 的生成量，使運動過程中所需能量能夠及時供給，延緩了運動疲勞的發(fā)生?？梢哉J(rèn)為，明膠肽通過改善ATP 生成的一系列環(huán)節(jié)：從改善主要能源物質(zhì)糖原的儲備到自由基、乳酸、尿素氮等有害代謝終產(chǎn)物生成的減少，從提高ATPase 活性到增加ATP 生成量，從ATP 生成到傳遞，整個能源物質(zhì)生成環(huán)節(jié)都發(fā)揮了顯著的功

效，提高了ATP 生成效率和生成量，最終達(dá)到抗機體疲勞的功效。

2.4 明膠肽對疲勞大鼠表面肌電影響的結(jié)果與分析

長時間或大負(fù)荷運動導(dǎo)致肌肉最大作功能力或者最大收縮能力的暫時下降誘發(fā)疲勞，而肌肉疲勞的測量則是以肌肉對抗和克服外界阻力的能力下降為判定標(biāo)準(zhǔn)。研究發(fā)現(xiàn)：做功的過程就是電活動的過程，表面肌電圖是指通過專用的肌電電極貼在收縮肌肉的肌腹表面，直接引導(dǎo)記錄的收縮肌肉生物電活動。許多研究已經(jīng)證明骨骼肌的運動性疲勞可以直接從表面肌電圖反映出來，因此肌電圖可以作為診斷骨骼肌疲勞程度的敏感指標(biāo)，表面肌電（sEMG）信號是從肌肉表面引導(dǎo)和記錄到的肌肉活動時神經(jīng)肌肉系統(tǒng)生物電變化的一維時間序列信號，具有良好的特異性、可靠性和局部性，其時域、頻域特征的變化對肌肉的功能狀態(tài)有特異的和敏感的依賴性，常被用于肌肉功能的評價[7，8]，已然成為近幾十年來研究人員設(shè)想解決這一問題的方案之一。肌電圖信號的分析主要包括時域和頻域分析，要闡明神經(jīng)、肌肉的機能狀態(tài)，最理想的應(yīng)是同時應(yīng)用時域與頻域分析。時域分析用以刻畫時間序列信號的振幅特征，主要包括積分肌電值（iEMG），是指一定時間內(nèi)肌肉中參與活動的運動單位放電總量，即在時間不變的前提下其值的大小在一定程度上反映了參加工作的運動單位的數(shù)量多少和每個運動單位的放電大小，是評價疲勞的重要手段。因此在iEMG 值下降到低于初始值時出現(xiàn)疲勞，疲勞程度越重，iEMG 值越低。在頻域分析方面，主要的分析方法是對sEMG 信號進行快速傅里葉轉(zhuǎn)換（FFT），獲得

sEMG 信號的頻譜或功率譜，它們可反映sEMG 信號不同頻率分布的變化，故能較好地在頻率維度上反映sEMG 的信號變化特征，為定量刻畫sEMG 頻譜或功率譜的變化特征，研究人員常采用以下兩項指標(biāo)，即平均功率頻率（Mean Power Frequency，MPF）和中位頻率（Median Frequency，MF）。在疲勞時，MF[9]和MPF[10]值出現(xiàn)相應(yīng)下降。近來，在對運動疲勞機理的研究上，有學(xué)者認(rèn)為，不同運動強度及運動方式都會使進行持續(xù)運動的肌肉產(chǎn)生疲勞，在疲勞的產(chǎn)生過程中，肌纖維膜興奮性隨時間下降的特點，可能具有普遍性。本實驗的結(jié)果如表3 顯示：隨運動時

間的延長，大白鼠前肢肌肉的表面EMG 振幅逐漸下降，幅值降低的原因可能是由于肌細(xì)胞內(nèi)K+ 大量外泄，使靜息電位水平上升造成的。至于EMG 時程變大，波形展寬，可能是由于長時間收縮使肌細(xì)胞膜的興奮程度降低，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)傳播時間延長所致。這個結(jié)果從一定程度上反映了持續(xù)運動乃至疲勞發(fā)生過程中對肌細(xì)胞膜興奮性的變化。對于客觀的評價疲勞較為準(zhǔn)確。但是服用明膠肽的實驗組比較服用蒸餾水對照組，波幅遞減程度更大，抗疲勞耐力更強。此外，表2 的實驗結(jié)果說明，持續(xù)的收縮使肌細(xì)胞膜MF 幅值和MPF 幅值下降，最終影響細(xì)胞膜的興奮性和信號傳導(dǎo)，使運動單位的募集發(fā)生困難，肌肉作功效率難以維持固有的水平，誘發(fā)疲勞。但是實驗組和對照比較，肌電積分更大，做功效率和時間更長，即抗疲勞功效更加顯著。表3 實驗動物MF、MPF、iEMG 檢測值*與安靜組比較，P< 0.05；**與安靜組比較，P< 0.01。

3 結(jié)論

綜合分析，明膠肽有效延長了運動時間，減少了運動中乳酸積累和尿素氮生成，提高了運動肌肉的糖原儲備，具有顯著的抗疲勞營養(yǎng)功效，進一步結(jié)合ATP 含量、ATPase 活性、肌電積分的實驗結(jié)果，深入分析可以得出以下結(jié)論：明膠肽從改善機體主要能源物質(zhì)糖原的儲備到減少乳酸、尿素氮等有害代謝終產(chǎn)物的生成，從提高ATPase 活性到增加ATP 生成量，從ATP 生成、傳遞到使用做功，能源物質(zhì)生成環(huán)節(jié)生成和利用各個環(huán)節(jié)都發(fā)揮了顯著的功效，提高了ATP 生成效率和生成量，使機體運動肌肉肌電積分上升，做功效率和能力提高，抗疲勞功效增強。