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熊正英王小剛
《首都體育學(xué)院學(xué)報(bào)》2006年02期
【作者單位】：陜西師范大學(xué)運(yùn)動(dòng)生物學(xué)研究所
收稿日期：2005-10-19
作者簡(jiǎn)介：熊正英(1952-)，男，陜西，教授，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)；
王小剛(1976-)，男，陜西，研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)。
作者單位：陜西師范大學(xué)運(yùn)動(dòng)生物學(xué)研究所，陜西西安710062
【摘要】：
從自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性這個(gè)全新的概念出發(fā)，介紹了科學(xué)的訓(xùn)練和機(jī)體自身及外源性抗氧化劑和營(yíng)養(yǎng)因素之間相互影響和協(xié)調(diào)對(duì)機(jī)體的影響，討論了它與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。
自由基普遍存在于機(jī)體內(nèi)，它的作用是雙方面的，一方面哺乳類(lèi)動(dòng)物中需要NO合酶(NO synthase)的酶促反應(yīng)產(chǎn)生的NO自由基，發(fā)揮其生理學(xué)作用，另一方面過(guò)多的自由基會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生傷害。為了維持生命，生物體內(nèi)的某些重要物質(zhì)均有其穩(wěn)衡性動(dòng)態(tài)(homeostasis)，自由基按理也不應(yīng)例外，在人機(jī)體內(nèi)自由基的產(chǎn)生、清除、利用、損傷及其修復(fù)所需物質(zhì)與能量均直接或間接來(lái)源于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其代謝物。本文就從自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性這個(gè)基本概念出發(fā)，從訓(xùn)練、營(yíng)養(yǎng)、抗氧化劑等幾方面來(lái)闡述如何使運(yùn)動(dòng)員機(jī)體內(nèi)自由基達(dá)到穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)，從而使其運(yùn)動(dòng)能力達(dá)到提高。
1系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練對(duì)自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性的影響
1．1運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練自由基的產(chǎn)生
1978年Dillard等初次報(bào)道運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)過(guò)氧化物，而四年之后Davies等初次應(yīng)用電子自旋共振技術(shù)(ESR)找到了運(yùn)動(dòng)誘發(fā)自由基生成增多的直接證據(jù)。目前關(guān)于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生自由基的機(jī)制包括線粒體機(jī)制、黃嘌呤氧化酶機(jī)制、中性粒細(xì)胞機(jī)制、前列腺素機(jī)制和鈣機(jī)制等。張勇等以遞增負(fù)荷力竭性運(yùn)動(dòng)為運(yùn)動(dòng)疲勞模型，以大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，利用化學(xué)發(fā)光法直接且定量觀察了大鼠力竭運(yùn)動(dòng)后肝臟、骨骼肌和心肌線粒體超氧陰離子自由基的變化。發(fā)現(xiàn)力竭運(yùn)動(dòng)后肝臟和骨骼肌線粒體超氧陰離子自由基生成顯著增高，這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明肝臟和骨骼肌線粒體呼吸鏈，電子傳遞過(guò)程中，電子漏形成的超氧陰離子自由基是運(yùn)動(dòng)性?xún)?nèi)源性自由基的主要來(lái)源。鄭紅英等以耗竭性游泳的小鼠為急性運(yùn)動(dòng)模型，采用熒光法直接且定量觀察到運(yùn)動(dòng)后心肌線粒體H2O2生成顯著增加，線粒體對(duì)氰化鉀的敏感性顯著下降，表明線粒體電子漏可能是心肌運(yùn)動(dòng)性?xún)?nèi)源自由基的主要來(lái)源。而自由基的增多是引起運(yùn)動(dòng)性疲勞的主要原因之一，還有很多證據(jù)表明自由基與肌肉損傷有關(guān)系。
1．2系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練能促進(jìn)自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性的建立
系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練能提高機(jī)體自身抗氧化防御能力，有學(xué)者對(duì)男性短跑和中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員以及普通學(xué)生進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)有一定訓(xùn)練程度的運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)紅細(xì)胞中SOD含量及活力均明顯高于同齡中沒(méi)有接受系統(tǒng)訓(xùn)練的男大學(xué)生。曹?chē)?guó)華，陳吉棣比較國(guó)家集訓(xùn)隊(duì)男運(yùn)動(dòng)員和同齡一般大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員，發(fā)現(xiàn)他們停止訓(xùn)練和劇烈運(yùn)動(dòng)至少后，國(guó)家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員的細(xì)胞中MAD含量顯著低于大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員，而SOD力和GSH-PX活力則顯著高于大學(xué)生運(yùn)動(dòng)員。程詠梅等以平均年齡為67歲，堅(jiān)持每天跑1小時(shí)以后持續(xù)2年多的健身跑老年人，與同齡不參加健身跑老年人比較，發(fā)現(xiàn)前者紅細(xì)胞中SOD活力顯著高于后者。代毅等在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大鼠游泳至力竭后，運(yùn)動(dòng)后即刻MDA、GSH-PX無(wú)明顯變化，SOD則顯著上升，他們認(rèn)為運(yùn)動(dòng)激活了大鼠大腦組織抗氧化酶SOD的活性，加快了腦組織自由基清除的速率，減弱了因力竭運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的自由基對(duì)大腦的損傷，因此研究者認(rèn)為大腦組織有較強(qiáng)的抗自由基損傷的能力。曹?chē)?guó)華、陳吉棣研究發(fā)現(xiàn)，受試者在一定負(fù)荷下全力登自行車(chē)30秒后，其紅細(xì)胞中丙二醛(MDA)含量不僅沒(méi)有上升，反而有所下降，而紅細(xì)胞中超氧歧化酶(SOD)活力及谷光甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-PX)活力在無(wú)氧運(yùn)動(dòng)后均有顯著性增加，這提示一次急性無(wú)氧運(yùn)動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化程度的增強(qiáng)，產(chǎn)生不同的影響，而適度的耐力訓(xùn)練不但抑制運(yùn)動(dòng)中及運(yùn)動(dòng)后自由基的產(chǎn)生，而且延長(zhǎng)到達(dá)力竭狀態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)間并延緩疲勞出現(xiàn)，同時(shí)可提高安靜狀態(tài)下機(jī)體抗氧化酶的活性，這可能是耐力運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)了機(jī)體的氧化應(yīng)激，抗氧化酶基因表達(dá)增強(qiáng)，誘導(dǎo)抗氧化酶活性升高所致。一般說(shuō)來(lái)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大和/或每日運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于提高骨骼肌抗氧化能力，以有氧代謝為主的耐力訓(xùn)練引起Ⅰ型和Ⅱa型肌抗氧化酶活性提高有所不同，以無(wú)氧代謝為主的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練只能引起Ⅱb型肌抗氧化酶活性提高。而且，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練帶來(lái)的這種適應(yīng)性變化是可逆的，長(zhǎng)期停訓(xùn)后這種改變將消失，訓(xùn)練提高了機(jī)體自身抗氧化能力，機(jī)體的某些抗氧化成分含量增多，這是適應(yīng)機(jī)體自由基的增多，因?yàn)闄C(jī)體的某些重要生成分要保持穩(wěn)定，也就是此時(shí)機(jī)體自由基的穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性以建立，但不同于訓(xùn)練前，只不過(guò)從一個(gè)平衡到了另外一個(gè)的平衡，但這種平衡的建立是與科學(xué)的訓(xùn)練，合理的營(yíng)養(yǎng)，即及時(shí)合理的外源性抗氧化劑分不開(kāi)的。
1．3自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性的建立對(duì)運(yùn)動(dòng)能力提高的意義
自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性是運(yùn)動(dòng)員對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練適應(yīng)的機(jī)體良好表現(xiàn)，在運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)完，自由基相對(duì)一般人或運(yùn)動(dòng)前是增加的，但長(zhǎng)期系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后體內(nèi)自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性在更高的水平建立后，體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)在自由基增多后會(huì)啟動(dòng)防御機(jī)制，使過(guò)多的自由基被清除，使產(chǎn)生和消除達(dá)到一種高水平的平衡，而且體內(nèi)所需有用的自由基將會(huì)保留，所以這種平衡是協(xié)調(diào)的，體內(nèi)過(guò)多的自由基對(duì)人體損傷得以被證明的，而且在競(jìng)技體育中運(yùn)動(dòng)量大，強(qiáng)度大，對(duì)人體要求很高，關(guān)鍵的是如何在運(yùn)動(dòng)中，使機(jī)體臟器不受到損傷以及運(yùn)動(dòng)后如何恢復(fù)。機(jī)體老化或損傷是體內(nèi)一系列的反應(yīng)，在自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性建立后機(jī)體阻斷反應(yīng)鏈或直接清除有害分子，加強(qiáng)靶細(xì)胞或保護(hù)線粒體以保護(hù)機(jī)體不受傷害，使得運(yùn)動(dòng)員成績(jī)提高，而系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練，抗氧化劑及營(yíng)養(yǎng)措施是建立運(yùn)動(dòng)員自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性的關(guān)鍵。
2抗氧化劑能促進(jìn)自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性和運(yùn)動(dòng)建立良性互動(dòng)關(guān)系
2．1抗氧化劑的定義及類(lèi)型
Halliwell和Gutteridge在《抗氧化劑對(duì)DNA損傷的保護(hù)作用機(jī)制的研究》一文中將抗氧化劑定義為：在比可氧化物質(zhì)濃度低很多的情況下，任何一種能明顯的延遲或抑制該物質(zhì)氧化的物質(zhì)?？寡趸瘎┓譃槊割?lèi)抗氧化劑和非酶類(lèi)抗氧化劑，內(nèi)源性抗氧化劑酶類(lèi)包括超氧化我物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氫化物酶(POD)、谷光苷酞過(guò)氧化物酶(GPX)和谷光苷酞還原酶(GSH-R)。非酶類(lèi)抗氧化劑包括：脂溶性物質(zhì)，如微生素E、β-胡蘿卜素和黃酮類(lèi)化合物等；水溶性物質(zhì)，如維生素C，CSH。微量元素銅、鋅、錳等參與酶類(lèi)抗氧化劑的合成。
2．2維生素抗氧化劑
研究表明，運(yùn)動(dòng)員適當(dāng)補(bǔ)充維生素E對(duì)機(jī)體有積極意義。維生素E通過(guò)其二位的植醇側(cè)鏈和生物膜磷脂疏水區(qū)多不飽和脂肪酸特別是花生四烯酸通過(guò)脂-脂密切結(jié)合，分布于生物膜上。其色原烷醇環(huán)位于生物膜的極性面，可通過(guò)膜非極性面的活動(dòng)而做非常快的分子運(yùn)動(dòng)，發(fā)揮其抗氧化功能。色原烷醇環(huán)第六位的羥基是維生素E的活性基團(tuán)，是捕獲自由基、清除過(guò)氧化產(chǎn)物的部位(Anders，1989)。隨后的好多研究都表明維生素E可以保護(hù)有機(jī)體不受運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生自由基的損傷，有研究表明維生素E可保持小鼠力竭后即刻SOD活性相對(duì)穩(wěn)定；對(duì)腦組織的SOD活性、MDA含量沒(méi)有明顯作用。VitE作為體內(nèi)一種重要的抗氧化劑，它的突出作用表現(xiàn)在對(duì)膜結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用。VitE保護(hù)膜的途徑有兩個(gè)方面：一是作為抗氧化劑直接阻斷脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)；二是參與膜的組成。Brady(1979)報(bào)導(dǎo)給大鼠補(bǔ)充VitE可抑制力竭性運(yùn)動(dòng)后肝MDA的升高。Davies(1982)研究發(fā)現(xiàn)缺乏VitE的大鼠運(yùn)動(dòng)耐力下降40％，并認(rèn)為由于缺乏VitE的動(dòng)物進(jìn)行漸增負(fù)荷至力竭運(yùn)動(dòng)時(shí)自由基信號(hào)峰明顯增高，對(duì)線粒體膜造成氧化損傷導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)耐力的下降。氧化脂質(zhì)的大量生成，使組織受損。維生素E作為重要的抗氧化劑，它在生物膜上的獨(dú)特位置及抗氧化功能使其在抗氧化系統(tǒng)中的地位很重要。研究表明，運(yùn)動(dòng)員適當(dāng)補(bǔ)充維生素E對(duì)機(jī)體是有積極意義的。Sumida等對(duì)21名男大學(xué)生補(bǔ)充VE(4周，300mg/d，進(jìn)行遞增負(fù)荷試驗(yàn)到力竭)，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比，補(bǔ)充組運(yùn)動(dòng)前后血清MDA水平顯著下降，同時(shí)，運(yùn)動(dòng)后對(duì)照組血清葡萄糖醛酸酶活性升高23％，而補(bǔ)充組運(yùn)動(dòng)前后無(wú)明顯差異；運(yùn)動(dòng)后機(jī)體的心肌和肝內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化降低，而骨骼肌內(nèi)無(wú)變化，提示補(bǔ)充VE有減少組織氧化損傷的趨勢(shì)，避免脂質(zhì)過(guò)氧化。
2．3谷胱胺酸GSH系統(tǒng)
谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)主要指谷胱甘肽(GSH+GSSG)、谷光甘肽過(guò)氧化酶(GSH-PX)、谷光甘肽轉(zhuǎn)硫酶(GST)、谷光甘肽還原酶(GR)GSH參加某些抗氧化酶的酶促反應(yīng)，協(xié)調(diào)內(nèi)源性與外源性抗氧化劑的作用，維持自由基的產(chǎn)生與清除于正常動(dòng)態(tài)平衡，并使內(nèi)環(huán)境處于穩(wěn)定的還原態(tài)的很重要的抗氧化劑，如：
(1)GSH在消化道內(nèi)可與親電子化合物結(jié)合，減少親電子化合物進(jìn)入體內(nèi)，并可與·OH等自由基反應(yīng)，使消化道內(nèi)自由基減少；
(2)GSH可在非酶反應(yīng)中與·OH等活性氧反應(yīng)，使活性氧清除，所產(chǎn)生的GSSG可在谷胱甘肽還原酶的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镚SH，仍可起到清除自由基的作用；
(3)在GSH-Px的酶促反應(yīng)中GSH氧化為GSSG，但在谷胱甘肽還原酶的作用下也轉(zhuǎn)變?yōu)镚SH，遂可再發(fā)揮它參與GSH-Px的酶促反應(yīng)的抗氧化作用；
(4)GSH還可通過(guò)氧化還原循環(huán)直接或間接地使清除自由基后的外源性抗氧化劑(如抗壞血酸維生素E)與某些內(nèi)源性抗氧化劑(如α-硫辛酸)從氧化型轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓉?lái)的還原型；
(5)在谷胱甘肽轉(zhuǎn)硫酶(slutathionetransferase)的催化下使進(jìn)入體內(nèi)的各種親電子化合物及其代謝物與GSH結(jié)合而被清除；
(6)可作為半胱氨酸的儲(chǔ)備，以應(yīng)體內(nèi)急需；
(7)GSH參與硫氧還蛋白體系與谷氧還蛋白的生化作用。
硫氧還蛋白體系與谷氧還蛋白是調(diào)節(jié)體內(nèi)氧化還原態(tài)的重要-SH蛋白，其生化作用為脫氧核苷酸的生物合成、氧化修飾蛋白的修復(fù)等。訓(xùn)練能改善機(jī)體的代謝機(jī)能，提高機(jī)體的適應(yīng)性，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力，對(duì)谷胱甘肽抗氧化系統(tǒng)也一樣，Kretzchmar等(1990)報(bào)道訓(xùn)練有素的長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員血漿中GSH濃度比同齡一般人高，而GSSG不變，Salmine等(1983)也報(bào)道耐力訓(xùn)練提高了大鼠骨骼肌中GSH的濃度，而耐力訓(xùn)練是大鼠肝臟中GST、GSH-PX、GR活性下降或不變，骨骼肌中酶活性卻升高。Sen等報(bào)道，力竭性跑臺(tái)跑與血漿中的Mn-SOD迅速增加有關(guān)。外源性GSH在控制運(yùn)動(dòng)性氧化應(yīng)激中是有效的，而其對(duì)組織提供抗氧化保護(hù)的不力可能是組織獲得的外源性GSH不夠。Atalay等人測(cè)試了補(bǔ)充GSH對(duì)運(yùn)動(dòng)性RBC附著和中性粒細(xì)胞氧化活性的影響。與對(duì)照組相比，外周血中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、氧化酶活性升高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果初次闡述了內(nèi)源和外源性GSH補(bǔ)充誘發(fā)中性粒細(xì)胞代謝，降低運(yùn)動(dòng)性RBC附著的情況。報(bào)道顯示，至大運(yùn)動(dòng)負(fù)荷前，受試者口服NAC(20mg，4次/天，共2天)，測(cè)試當(dāng)天早上額外給予800mg，可升高血漿中的過(guò)氧基消除能力，減少運(yùn)動(dòng)性血漿谷胱甘肽氧化，降低扭轉(zhuǎn)力峰值和推遲峰值出現(xiàn)時(shí)間，增強(qiáng)骨骼肌的工作能力和抑制急性疲勞出現(xiàn)。Khanna等研究胃內(nèi)補(bǔ)充TIPOTE(150mg/kg體重，8周)，對(duì)肝、心、腎、骨骼肌內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化和谷胱甘肽依賴(lài)型抗氧化防御系統(tǒng)的影響。結(jié)果肝和血液中的谷胱甘肽總量增加，與離體實(shí)驗(yàn)一致，表明在體補(bǔ)充TIPOTE可提高特定組織中的谷胱甘肽水平，但不影響如腎、心、骨骼肌內(nèi)的谷胱甘肽總量水平。
2．4外源性植物天然抗氧化劑
各種廣泛使用的合成抗氧化劑由于其潛在毒性和致癌作用等逐漸受到人們的排斥，因此從植物中尋找天然、低毒抗氧化劑成為了目前抗氧化劑發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，同時(shí)從天然植物中尋找體內(nèi)自由基消除劑也將是現(xiàn)代醫(yī)藥和保健行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一。從目前的研究來(lái)看，已從單純的合成抗氧化劑和食品抗氧化劑逐漸發(fā)展成為天然抗氧化劑，目前研究較多的主要有含酚羥基類(lèi)化合物、萜類(lèi)化合物、不飽和脂肪酸、維生素E和維生素C、其他中藥及中藥復(fù)方和抗氧化功能食品，國(guó)內(nèi)大量研究都表明這些天然抗氧化劑能有效的清除體內(nèi)多的自由基，從而起到防病、健身的作用，而對(duì)于天然植物抗氧化劑對(duì)于運(yùn)動(dòng)能力的提高也有很多相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，目前運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)是從基因表達(dá)的水平研究天然抗氧化劑對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的提高。
3營(yíng)養(yǎng)能促進(jìn)自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性與運(yùn)動(dòng)建立良性互動(dòng)關(guān)系
3．1自由基的產(chǎn)生與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的關(guān)系
生理情況下自由基產(chǎn)生量比較穩(wěn)定，但由于運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)缺乏或不良卻可影響其產(chǎn)生量的變化，活性氧與活性氮是氧代謝中以氧與氮為中心的氧自由基及其活性衍生物。因此，自由基的產(chǎn)生與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧代謝正常與否密切相關(guān)。在動(dòng)物體內(nèi)非酶反應(yīng)或酶反應(yīng)中產(chǎn)生自由基所需的物質(zhì)均直接或間接來(lái)源于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，故自由基的產(chǎn)生是以營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其代謝物為物質(zhì)基礎(chǔ)的。營(yíng)養(yǎng)缺乏可影響運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)自由基產(chǎn)生量，如：蛋白質(zhì)與熱量的嚴(yán)重缺乏(kwashiokor)可使非蛋白結(jié)合鐵增加，造成活性氧產(chǎn)量增高；饑餓誘發(fā)營(yíng)養(yǎng)不良使大鼠肝臟中抗氧化劑減少，GSH水平下降，從肝臟中釋放氧自由基的量增加。有報(bào)道，蛋白缺乏導(dǎo)致離子結(jié)合蛋白濃度的降低或細(xì)胞損傷所造成的細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)離子濃度的增加，將促進(jìn)ROS的產(chǎn)生，脂質(zhì)過(guò)氧化作用以及氧化應(yīng)激的產(chǎn)生；Zn與Cu缺乏可使肝和肺微粒體內(nèi)細(xì)胞色素P-450的活性，刺激ROS的產(chǎn)生并提高了腸道iNO的表達(dá)，這些結(jié)果導(dǎo)致了動(dòng)物對(duì)脂質(zhì)過(guò)氧化作用和胃腸道感染的更加敏感性。
3．2清除自由基系統(tǒng)的成分來(lái)源于營(yíng)養(yǎng)素與抗氧化劑
營(yíng)養(yǎng)缺乏導(dǎo)致清除自由基的能力降低。機(jī)體內(nèi)SOD、過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)等抗氧化酶和非酶的內(nèi)源性抗氧化劑如含有Zn的金屬硫蛋白、銅藍(lán)蛋白，與小分子的內(nèi)源性抗氧化劑(如帶有-SH的化合物)的生物合成原料需要氨基酸、必需的金屬離子和ATP。作為必需外源性抗氧化劑的維生素本身就是營(yíng)養(yǎng)素。另外還有一些非營(yíng)養(yǎng)素的天然抗氧化劑(如黃酮類(lèi)、多酚類(lèi))也是人體內(nèi)清除自由基的物質(zhì)來(lái)源。適量增加硒的含量，可以提高GSH-Px的活性，GSH-Px的活性提高，機(jī)體抗氧化能力增強(qiáng)，清除脂質(zhì)過(guò)氧化物(LPO)速度和能力相應(yīng)加強(qiáng)，從而使血清和組織中LPO含量降低，使細(xì)胞和亞細(xì)胞脂質(zhì)膜免受過(guò)氧化損害。
降低銅缺乏大鼠的紅細(xì)胞中的GSH-Px和G-6-PD酶活性上升，CuZn-SOD活性下降紅細(xì)胞中的SOD活力與Cu水平呈正相關(guān)。蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)缺乏會(huì)使非酶的抗氧化劑水平降低。缺乏Zn還可使金屬硫蛋白的生物合成下降，在應(yīng)激條件下，含鋅金屬硫蛋白對(duì)于機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性的維護(hù)是十分重要的，總之，營(yíng)養(yǎng)缺乏或不良可使外源性抗氧化劑供給不足。
3．3發(fā)揮活性氧與NO的生理作用需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給適宜與生理狀況正常
機(jī)體利用活性氧的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能、對(duì)細(xì)胞分裂、分化和基因的調(diào)控以及其它的生理作用(如參與或調(diào)控前列腺素的生物合成)，并在特殊情況(如細(xì)菌侵入機(jī)體)下，通過(guò)激活的白細(xì)胞中的活性氧殺菌?；钚匝醯倪@些生理作用的發(fā)揮一定需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供給適宜與生理狀況正常，如活性氧與抗氧化劑對(duì)基因表達(dá)都起到重要作用；低濃度的NO還可以通過(guò)增加細(xì)胞內(nèi)的谷膚甘膚而起到抗氧化作用，其活性氧的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與GSH和GSSG的水平有關(guān)。
蛋白質(zhì)或精氨酸缺乏以及其它膳食因素均可影響NO合酶的生物合成或NO產(chǎn)生量。從而影響NO生理學(xué)作用的發(fā)揮。必須指出的是，缺乏精氨酸底物的NO合酶卻可催化O2為O2-，使活性氧的產(chǎn)生量增高。
3．4營(yíng)養(yǎng)素與抗氧化劑是生物大分子損傷修復(fù)的物質(zhì)基礎(chǔ)
在生理情況下，動(dòng)物體內(nèi)產(chǎn)生的自由基雖不斷地被清除，然而只能維持于正常的接近穩(wěn)定平衡的低水平，除發(fā)揮生理作用外，過(guò)多的自由基會(huì)損傷生物膜脂質(zhì)、蛋白質(zhì)(如酶)、DNA等重要的生物大分子。不過(guò)，機(jī)體可使生物大分子損傷得到修復(fù)。DNA損傷與修復(fù)：已知·OH攻擊DNA后的氧化產(chǎn)物較多，其中8-羥基-脫氧鳥(niǎo)嘌呤核苷(8OH 2’deoxyguanoshle，oxo8dG)常作為DNA氧化損傷的標(biāo)志物，渝澤蘭等人采用生物化學(xué)發(fā)光方法體外研究了仙人掌水提物對(duì)OH自由基的清除作用以及對(duì)DNA氧化損傷的保護(hù)作用。結(jié)果表明，野生仙人掌對(duì)·OH自由基有明顯的清除作用，能抑制·OH自由基對(duì)DNA的氧化損傷。
3．5運(yùn)動(dòng)員所面臨的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題
膳食營(yíng)養(yǎng)是保證運(yùn)動(dòng)員對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的需要和維持體能重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。與其重要性不相適應(yīng)的是運(yùn)動(dòng)員膳食的不平衡現(xiàn)象普遍存在，嚴(yán)重影響訓(xùn)練的效果和訓(xùn)練后的恢復(fù)。國(guó)內(nèi)外膳食營(yíng)養(yǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員膳食失衡主要涉及6個(gè)方面：
(1)碳水化合物(糖)攝入嚴(yán)重不足；
(2)脂肪或蛋白質(zhì)攝入過(guò)多；
(3)部分維生素?cái)z入不足；
(4)三餐攝食量分配不合理；
(5)鈣攝入不足；
(6)運(yùn)動(dòng)中忽視了水和無(wú)機(jī)鹽的及時(shí)補(bǔ)充。
在1996年國(guó)際奧委會(huì)建議提高運(yùn)動(dòng)員每天所攝取的抗氧化物營(yíng)養(yǎng)成分的數(shù)量，其中，VC由250mg增至1000mg，VE由100增至400個(gè)國(guó)際單位，β-胡蘿卜素由3mg增至20mg，國(guó)際一些成熟的職業(yè)聯(lián)賽上近幾年也非常重視運(yùn)動(dòng)員的營(yíng)養(yǎng)，非常重視補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)素來(lái)抗氧化，防治機(jī)體自由基損傷，所以我們應(yīng)根據(jù)我國(guó)的運(yùn)動(dòng)員體質(zhì)、健康狀況及訓(xùn)練體制，必須制定科學(xué)的營(yíng)養(yǎng)配餐及疲勞恢復(fù)計(jì)劃。
4結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)在，衰老的自由基理論研究已進(jìn)入成熟期，在此基礎(chǔ)上延緩衰老的有效措施正在不斷地探索和發(fā)現(xiàn)。自由基、抗氧化劑、營(yíng)養(yǎng)素與健康的關(guān)系已成為自由基與營(yíng)養(yǎng)的核心學(xué)術(shù)領(lǐng)域。近幾年來(lái)自由基、抗氧化劑是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，自由基穩(wěn)衡動(dòng)態(tài)性在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域較少提出，有人也研究營(yíng)養(yǎng)、自由基、運(yùn)動(dòng)和抗氧化劑的關(guān)系，但較少把它們看成一個(gè)整體來(lái)研究，同時(shí)，目前的運(yùn)動(dòng)飲料也只起到補(bǔ)充水分和電解質(zhì)的作用，很少涉及到消除自由基的問(wèn)題，運(yùn)動(dòng)員的食物結(jié)構(gòu)與一般人的差異是各種營(yíng)養(yǎng)素量上，而抗氧化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需要量則研究較少，因此增加抗氧化營(yíng)養(yǎng)成分尤其天然抗氧化功能食品是今后的發(fā)展趨勢(shì)之一，而增加種類(lèi)和數(shù)量又是我們需要長(zhǎng)期研究的課題。