谷氨酸促进运动疲劳恢复研究进展

摘 要：谷氨酸作为人体非必须氨基酸之一，起到调控机体基本能量代谢作用，同时在机体运动疲劳恢复中也发挥重要作用。谷氨酸促进运动疲劳恢复机制包括：清除运动过程产生的代谢废物及有毒物质、作为能源替代物延缓能量物质耗竭、调控神经递质的释放及其活性。通过研究发现，运动疲劳可对谷氨酸及其蛋白表达产生不同程度影响，对运动能力水平具有显著作用。据此可断，适量补充谷氨酸及其分支结构可作为运动疲劳恢复的有效手段，且具有良好的应用前景。

关键词：谷氨酸（Glu） 运动疲劳 运动能力恢复

中图分类号：G804 文献标识码：A 文章编号：2096—1839（2017）9—0150—05

运动疲劳是指运动过程中机体运动能力下降，运动能力无法维持在特定水平上的现象。运动疲劳机理较为复杂，影响因素较多，科学界公认的运动疲劳机制有以下几点：能量耗竭、中枢传导延阻、神经系统紊乱、自由基损伤等。运动疲劳一般为混合型疲劳，即疲劳的诱因、发生部位较为广泛，单一部位运动性疲劳在运动实践中较少出现。[1]随着体育科学研究的深入，形形色色的运动疲劳的恢复措施及手段被发掘并应用于运动实践，常见的有物理措施、运动疗法、营养摄入及生物补剂。不同的运动疲劳类型及运动疲劳程度也可选择或搭配不同的恢复措施。近年来，生物运动补剂研发速度加快，经过实践证明，谷氨酸等氨基酸类补剂对运动疲劳恢复具有显著效果。

运动疲劳产生时，机体的整体反应较为复杂，表现为神经系统紊乱、代谢废物堆积、能源物质耗竭，甚至组织细胞损伤，疲劳可以是以上症状的一方面，也可以是几个方面。机体在运动疲劳状态下也可自行恢复，轻度运动疲劳经3-7天休息即可恢复运动能力，但中重度运动疲劳如果不采用积极恢复方式，代谢废物及有害物质无法及时清除，可能造成组织、细胞损伤。[2]运动疲劳时产生的代谢产物血氨、脑内氨、乳酸、自由基等在体内堆积，扰乱神经系统正常工作、延缓神经肌肉接头传导、降低肌肉收缩效能，造成运动能力下降。

1 谷氨酸概述

谷氨酸（Glu）是氨基酸的一种，属于非必须氨基酸，人体本身无法合成，但可从外部环境摄取。自然界中，Glu多以谷氨酸钠的形式存在，在食品中浓度为0.2%-0.5%，每人每天允许摄入量（ADl）為0—120ug/kg（以Glu计）。谷氨酸具有较强的降血氨作用，在肝性昏迷及肝性脑病中应用较为广泛，谷氨酸是唯一可作为脑细胞供能物质的氨基酸类，是神经中枢及大脑皮质的重要补剂。[3-5]本文通过阐述谷氨酸对运动疲劳恢复的作用机制及谷氨酸蛋白表达对运动能力影响，为进一步研究谷氨酸功能提供参考。

2 谷氨酸对不同类型运动疲劳恢复作用

2.1 谷氨酸对运动性中枢疲劳恢复的影响

2.1.1谷氨酸与γ-氨基丁酸

研究表明，一次性力竭运动后，实验鼠纹状体细胞外液γ-氨基丁酸（GABA）含量呈现阶梯式下降趋势，运动后恢复阶段30min出现缓慢上升[6]；谷氨酸（Glu）浓度从一次性力竭运动开始出现上升，力竭期前60 min达到峰值，之后开始下降，在恢复期30min降到最低点，之后又回升。[7]GABA是神经中枢中重要的抑制性神经递质，对机体的基本代谢活动、免疫平衡具有重要作用。Zeevalk Gail D认为，Glu与GABA的比值可以基本反映机体神经元兴奋变化，Glu是神经元内兴奋性神经递质，当机体处于疲劳状态时，Glu∕GABA比值出现下降，即神经元兴奋性出现抑制性现象，如疲劳状态下反应时、感觉阈提高等表象。[8-9]研究表明，谷氨酸脱羧酶（GAD）可促进GABA生成，补充运动过程中消耗的GABA，促进运动疲劳恢复。[10]

Aaron J. Coutts等研究发现，运动性中枢疲劳出现后，及时补充Glu可快速提高中枢神经系统兴奋性，加快GABA的清除，继而恢复机体运动能力。[11]乔德才等研究表明GABA、Glu 分别通过GABAARα1与GluR2共同参与了一次性力竭运动过程中大鼠GP 神经元兴奋性的调节。[12]由此推测大鼠GP胞外Glu/GABA失衡，过度激活了间接通路，可能是导致运动疲劳产生的主要原因之一。

2.1.2谷氨酸与5-羟色胺

5-羟色胺（5-HT）也是中枢神经系统的抑制性神经递质，该递质通过减少神经元向外界发送神经冲动以降低机体运动能力，在机体的保护性抑制中发挥重要作用。[13-14]Glu水平下降或5-HT水平上升会抑制机体神经中枢中神经冲动传导，同时，Glu作为脑内神经细胞的重要能量来源。

在运动疲劳状态下，血糖被大量消耗，神经细胞处于能量耗竭状态，血浆游离脂肪酸（f-Trp）含量上升，Cascino 报道，f-Trp是合成脑5-HT的前体，故能量耗竭状态下，5-HT大量生成，造成而及时补充Glu可延缓f-Trp生成[15]，进而减少5-HT的释放，使细胞外液中5-HT浓度下降，继而减轻5-HT对机体的神经抑制作用。

2.1.3谷氨酸与多巴胺

多巴胺（DA）在机体内的主要作用是调节肌紧张，募集运动单位，为接下来的运动进行积极动员。Yu C·Kim 等认为，DA对中枢神经系统神经元具有较强的刺激作用，特别是在耐力运动中，DA可持续合成，对神经系统进行持续刺激，以维持长时间运动能力。[16]脑DA对5-HT具有显著抑制作用，而5-HT含量上升则会消耗大量脑DA，造成运动能力下降，引发神经突触递质传导阻滞，造成中枢性运动疲劳。[17]Glu可有效清除5-HT，减轻运动过程中5-HT对DA的消耗，延缓运动疲劳，延长运动时间。Kirschner等通过L-Glu和CABA干预中脑VTA区DA神经元簇放电效果证明，L-Glu和CABA在诱发DA能神经元簇放电的过程中具有协同作用。[18]

2.2 谷氨酸对运动性外周疲劳的影响