论文部分内容阅读
摘 要：目的：观察拳击运动员补充不同剂量牛磺酸对红细胞ATP酶活性的影 响。方法：采用4×4拉丁方设计将23名男子拳击运动员随机分为四组，进行四个剂量水平（ A:400 mg/d、B:800 mg/d、C:1 200 mg/d、D:1 600 mg/d）与四周期（每周期3 d）的牛磺 酸補充；用比色法检测红细胞Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、总ATP酶 活性及血清MDA浓度。结果：与A、B剂量相比，补充C、D剂量的牛磺酸能显著提高ATP酶活性 （P＜0.05）及显著降低血清MDA浓度；Na+-K+-ATP酶活性C高于D剂量组（P＞ 0.05），Ca2+-Mg2+-ATP酶活性D高于C剂量组（P＞0.05）。根据运动员 运动成绩分组比较表明，补充不同剂量牛磺酸后，优秀组与普通组间ATP酶活性无显著性差 异（P＞0.05）；优秀运动员Na+-K+-ATP酶活性C剂量组显著高于D剂量组（P ＜0.05）。结论：拳击运动员牛磺酸的适宜补充剂量为1 200 mg/d；每天1 600 mg补充剂 量可能有过度清除体内自由基的不利效应。
关键词：牛磺酸；拳击；男子运动员；红细胞ATP酶；丙二醛
中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编 号：1007-3612(2011)03-0049-04
Effect of Different Doses of Taurine on Erythrocyte ATPase of Bo xers
GAO Wei wei， SHI Ji peng
（Beijing Sport University, Beijing 100084，China）
Abstract: Objective: to investigate the effect of different doses of taurine supplementingon ATPase. Method: According to the 4×4 randomly Latin square matrix，23 mal e amateur boxers were randomly distributed to four groups. The experiment was d ivided into four periods (three days per period). During the experiment， subje cts took the four doses of taurine (A:400 mg/d、B:800 mg/d、C:1 200 mg/d、D:1 60 0 mg/d) randomly. Erythrocytic Na+ K+ ATPase、Ca2+ Mg2+ ATP ase and total ATPase activities were determined by colorimetry. Result: Supplem enting C and D doses of taurine can significantly rise ATPase activities and des cend MDA concentration comparing with doses of A and B(P<0.05).But Na+K+ ATPase activities of C dose was higher than D， Ca2+ Mg2+ AT Pase activities of C dose was lower than D.All the athletes were redivided intoexcellent and ordinary group according to sport achievement. We found that the re was no statistical differences in ATPase between the two groups（P＞0.05 ）.Na+ K+ ATPase of C dose were markedly higher than D dose in excellentgroup（P＜0.05）. Conclusion:Supplementing 1200mg taurine everyday is mor e suitable for the boxing athletes;1 600 mg taurine may have bad effects on bodyfor excessively eliminating free radical.
Key words: taurine;boxing; male boxer; erythrocyte ATPase; MDA
牛磺酸是细胞内一种含量很高的游离氨基酸，因1827年首次从牛胆汁中分离出来而得名 。近年来，学者们对牛磺酸进行了深入地研究，认为牛磺酸是机体的一种条件必需氨基酸， 是良好的抗氧化剂［1-3］。牛磺酸作为运动营养补剂，可直接发挥其抗氧化作用， 也可通 过提高体内抗氧化酶系统的活力来增强机体的抗氧化能力［4,5］。牛磺酸的抗氧化 作用是其 对抗运动性疲劳及提高机体运动能力的主要机制之一。运动性疲劳出现时的脂质过氧化、Ca 2+稳态失调、能量代谢紊乱及生物膜损伤等现象之间存在着密切的联系［6］，牛磺酸对上述过程均具有良好的修复作用。
有关牛磺酸的研究多见于动物实验，人体实验较少，以运动员为研究对象更为少见，至 今尚未见到有关运动员补充牛磺酸适宜剂量的报道。本研究通过观察男子拳击运动员补充不 同剂量牛磺酸对运动过程中ATPase活性及丙二醛（MDA）浓度的影响，以探讨控制运动过程 中脂质过氧化反应的牛磺酸适宜剂量，为提高该项目运动员机体的抗氧化能力提供理论依据 与实践指导。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 23名男子拳击运动员，其中运动健将6人，一级运动员13人，二级运动员4人。身体健康 ，无不良嗜好，常年坚持系统的运动训练，平均每周训练5 d以上，平均周训练时间≥40 h 。基本情况见表1。随机区组表明，各实验组受试对象的年龄、身高、体重与专项训练年限 等均无显著性差异（P>0.05）。
依照4×4拉丁方设计对四个区组运动员进行不同剂量牛磺酸补充。四个剂量水平牛磺酸 分别为A：400 mg、B：800 mg、C：1 200 mg、D：1 600 mg。第一周期甲、乙、丙、丁四区 组每天 分别服用C、B、A、D四个剂量，第二周期各区组每天分别服用D、C、B、A四个剂量，第三周 期各区组每天分别服用A、D、C、B四个剂量，第四周期各区组每天分别服用B、A、D、C四个 剂量。实验周期为3 d，牛磺酸半衰期仅为15 min［7］，12 h后血药浓度几乎为0， 因此各实验周期间无间隔，四个周期共计12 d。运动员于早、晚饭前口服牛磺酸。
1.2.1 血样采集与处理每个实验周期结束的第二天清晨对四组运动员采样。全部实验对象于安静空腹状态下 ，取无名指血进行红细胞膜ATP酶活性和血清MDA浓度测定，另取20 μL指血进行血红蛋白测 定，上述指标的测试均在采样后即刻进行。
1.2.2 指标与测试方法红细胞总ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、Na+-K+-ATP酶活性测定为定磷法［8 ］，以每小时每克血红蛋白相当的红细胞中ATP酶分解ATP产生1 μmol无机磷的量为一个A TP 酶活力单位，结果以μmolPi/gHb/h表示；血红蛋白测定为氰化高铁法［9］。血 清MDA浓 度测定为硫代巴比妥酸（Thibabituric Acid，TBA）法，结果以nmol/mL表示，变异系数CV= 1.5%。
1.2.3 仪器与试剂HC 5710全血细胞分析仪（美国丹能公司）；6010紫外可见分光光度计（上海安捷伦 分析仪器有限公司）。
全血细胞分析仪用缓冲液（批号：20040430）、稀释液（批号：20040510）、溶血素 （批号：030424）由北京富利泰医学科技有限公司提供；ATP酶活性测定试剂盒（批号：200 40729）和MDA浓度试剂盒（批号：20040722）均由南京建成生物工程研究所提供；牛磺酸由 江苏省常熟市金城化工厂提供（纯度≥99.5），剂型为片剂，每片含牛磺酸200 mg。
1.3 数据处理与统计分析 全部数据应用SAS 6.12统计分 析软件进行方差分析，结果用平均数±标准差表示。
2 结 果
2.1 补充不同剂量牛磺酸后红细胞ATP酶活性和血清MDA浓度
2.1.1 总ATP酶活性和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性总ATP酶活性与Ca2+-Mg2+-ATP酶活性随此四种牛磺酸剂量的增加 而升高。A和B剂量组间无显著性差异，C和D剂量组间亦无显著性差异；但C、D剂量组总ATP 酶活性及Ca2+-Mg2+-ATP酶活性显著高于A、B剂量组（P＜0.05）(表2)。
2.1.2 Na+-K+-ATP酶活性C剂量组的Na+-K+-ATP酶活性最高，与A和B剂量组比较均有显著性差异 （P＜0.05），并且比D剂量组高出12.97%，但无显著性差异。A和B剂量组间的酶活性 无显著性差异，D剂量组的酶活性显著高于A和B剂量组（P＜0.05）(表2)。
表2 补充不同剂量牛磺酸红细胞ATP酶活性（μmolPi/
gHb/h） 及血清MDA浓度（nmol/mL）
剂量组人数 总ATP酶活性Ca2+-Mg2+-ATP
酶活性Na+-K+-ATP
酶活性MDAA 23 182.86±32.67 114.69±28.73
65.56±15.797. 85±1.94B 23 211.08±42.38 128.16±37.81
77.72±18.138. 15±2.64C 23 283.83±50.45*#
174.48±43.33*#115.82 ±41.12*#6.55±3.41*#D 23 305.83±78.52*#
192.94±74.20*#102.52 ±25.21*#6.16±1.95*#注：*(P<0.05)**(P<0.01)，A-B、A-C、A-D组相比；#(P<0.05) ##(P<0.0 1)，B-C、B-D组相比。
2.1.3 血清MDA浓度 血清MDA浓度均呈下降趋势，C、D剂量组M DA浓度显著低于A、B剂量组（P<0.05）(表3)。
2.2 不同实验周期红细胞ATP酶活性 不同实验周期、不同 剂量水平的ATP酶活性在四个周期之间均不具显著性差异（P>0.05）(表3)。
表3 不同实验周期红细胞ATP酶活性 μmolPi/gHb/h
周期 人 数总ATP酶 Ca2+-Mg2+-ATP酶 Na+-K+-ATP酶一 23 247.91±102.51157.34±85.72 90.92±42.56二 23 228.70±62.49133.75±46.37 84.35±33.27三 23 252.38±61.59162.81±44.01 91.09±27.63四 23 254.62±60.10156.36±44.88 95.25±28.31注：仅当表中同一纵栏内均数上标符号不同时示二均数间具明显的统计学差异（P<0.0 5），
2.3 不同等级运动员补充不同剂量牛磺酸红细胞ATP酶的活性本研究以运动成绩为标志对参加实验的拳击运动员进行重新分组，优秀运动员组11人， 运动成绩为全国比赛前3名；普通运动员组12人。两组运动员补充不同剂量牛磺酸后红细胞A TP酶活性的比较见图1。
图1 优秀与普通运动员补充不同剂量牛磺酸红细胞ATP酶活性 优秀与普通运动员组分别补充四个剂量牛磺酸后，ATP酶活性在两组运动员之间均无显 著性差异（P＞0.05）。除优秀运动员的B与C剂量组Ca2+-Mg2+-ATP酶活 性间无显著性差异（P＞0.05）、C剂量组Na+-K+-ATP酶活性显著高于D剂量组（ P＜0.05）及D、Ｂ剂量組间无显著性差异外，两组运动员其他各剂量组间每一种ATP酶活 性的比较结果均依循前述剂量规律。
3 讨 论
ATP酶是红细胞膜上的重要酶系统之一，它对稳定红细胞内、外离子浓度及维持细胞正常形 态具有重要作用。研究发现，抑制Na+-K+-ATP酶活性会导致细胞内Na+增多，达到一 定程度后会引发细胞内Ca+浓度升高；随即细胞内升高的Ca+又引起Ca+激活K+通道 的开放比例增多，致使K+外流［10］。因此，红细胞膜ATP酶活性降低能导致细胞 内和细胞外电解质稳态的紊乱，进而红细胞流变性降低及膜脆性增大。这些改变会直接影响 血液和组织间的气体交换与微循环，甚至引发多个器官系统出现功能障碍［11］。
机体在大强度运动过程中可产生大量自由基，而Na+,K+-ATP酶是自由基攻击细胞膜的有 效目标。自由基导致的脂质过氧化会使Na+,K+-ATP酶失活，尤其是改变其与底物结合的 活性部位［12］。目前自由基引起Na+,K+-ATP酶受损的机制虽尚无定论，但研究 认为Na+,K+-ATP酶的活性与自由基强度直接相关［13］。因此，ATP酶被认为是 衡量红细胞膜结构完整性及反映氧化应激损伤程度的敏感指标。
3.1 不同剂量牛磺酸对红细胞总ATP酶活性的影响 本实验观察 到红细胞总ATP酶活性随此四种牛磺酸剂量水平的增加而升高，C和D剂量组的总ATP酶活性显 著高于A和B剂量组，（P＜0.05）。
文献报道，高强度无氧运动后，红细胞膜ATP酶活性显著下降，MDA含量明显升高［14］ 。本实验观察到每天补充C或D剂量组的牛磺酸能显著提高总ATP酶活性，显著降低血清MDA浓 度，可见这两种剂量的牛磺酸不仅能有效对抗观察阶段内运动负荷产生的自由基，保护细胞 膜免受脂质过氧化损伤，还能改善红细胞膜转运离子的能力。
3.2 不同剂量牛磺酸对红细胞Ca2+-Mg2+-ATP酶活性的影响 C与D剂量组的Ca2+-Mg2+-ATP酶活性显著高于A与B剂量组（P ＜0.05），A与B剂量组间以及C与D剂量组间没有显著性差异（P＞0.05）的结果提 示，每天补充1 200 mg或1 600 mg的牛磺酸对拳击运动员机体红细胞Ca2+-Mg2+ -ATP酶活性更具作用。
红细胞内Ca2+蓄积可使细胞内钙超负荷而损害细胞功能，因此维持细胞内低浓度钙是 细胞行使正常功能的关键。Ca2+-Mg2+-ATP酶(钙泵)具有将胞内Ca2+泵 出胞外的作用［15］，所以细胞膜Ca2+-Mg2+-ATP酶活性对于维持Ca 2+浓度的稳定起重要作用。其活性变化可影响到细胞的许多生理功能及细胞的完整性。
近年来，有关细胞钙离子代谢对生物体机能影响的研究十分活跃。大量医学和生物学 研究发现，细胞钙代谢紊乱是引起机能异常的重要原因［16］。实验证明运动可导致 细胞内钙超载及细胞器如内质网和线粒体内的Ca2+浓度异常，影响兴奋-收缩耦联和A TP的生 成［17］。成熟红细胞不含细胞器，且细胞膜上缺乏Na+-Ca2+交换系统，细 胞可能主要依赖钙泵调节细胞内Ca2+浓度。因此，运动产生的自由基会导致Ca2+ -Mg2+-ATP酶的功能异常，不能有效泵出细胞内钙离子，这可能是引起细胞内钙蓄 积的重要原因。
本研究中每天补充C或D剂量牛磺酸能显著升高运动员红细胞Ca2+-Mg2+-ATP酶 活性的现象可能与红细胞保持低钙状态及行使正常功能有关，这可能是牛磺酸抑制细胞钙代 谢紊乱、延缓运动疲劳和减少运动损伤的机制之一。
3.3 不同剂量牛磺酸对红细胞Na+-K+-ATP酶活性的影响Na+-K+-ATP酶，又称钠泵，是丹麦Aarhus大学的Jens C.Skou在1957年发现的重 要离子 通道蛋白。运动训练对红细胞Na+-K+-ATP酶的影响已经成为学者们关注的热点。有学者 认为 ，红细胞膜上Na+-K+-ATP酶活性在运动过程中增强是正常机体对运动的生理性应激反应 ，反 映机体物质和能量代谢水平的提高［18］。也有研究表明，短道速滑运动员决赛组所 具有的高红细胞Na+-K+-ATP酶活性是该群体获得决赛资格的重要生物学原因之一［ 19］。曾有实验报道大强度训练时，补充B剂量牛磺酸可使运动员体内红细胞Na+-K+- ATP酶活性和血清总抗氧化能力一直维持在较高水平，对维持运动员机体抗氧化能力有积极 作用［20］。
本研究发现，C剂量牛磺酸可使运动员红细胞Na+-K+-ATP酶活性达到较高水平，明显高 于A和B剂量组（P＜0.05），比D剂量组高出12.97%（P＞0.05），且A与B剂量组 运动员的Na+-K+-ATP酶活性并无差异（P＞0.05）。这个结果提示，A与B剂量的牛 磺酸并不足以清除实验期间运动员体内产生的过多自由基，这两组受试者机体Na+-K+-A TP酶活性没有显著变化就是最好的证明。
D剂量组总ATP酶活性和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性只是稍高于C剂量组，而C剂量组 的血清MD A浓度高于D剂量（P>0.05）。这个结果提示，D剂量与C剂量相比较，Na+-K+-ATP 酶活性和血 清MDA浓度呈一致性降低的趋势，存在过度清除体内自由基的可能。细胞内产生的自由基并 不都对细胞有害，有些还可被细胞利用。Na+-K+-ATP酶的活性主要取决于ATP是否充足 ，而A TP在线粒体中的生成需要自由基沿呼吸链传递电子，若自由基减少则可能导致ATP生成不足 ，进而影响Na+-K+-ATP酶的活性［13］。对于成熟红细胞而言，它缺乏任何细胞 器，主要依靠 糖酵解供应能量。D剂量组的Na+-K+-ATP酶活性趋于下降，可能是由于此剂量的牛磺酸 使糖酵解过程中的电子传递出现问题，进而影响Na+-K+-ATP酶活性。
四个实验周期内，运动员的运动负荷可能不尽相同，进而导致体内自由基水平的不同 。但表3的结果显示，ATP酶活性在四个周期间不具显著性差异（P>0.05）。这说明ATP 酶活 性的变化是不同剂量牛磺酸对其产生影响的结果，与不同周期及各周期的运动负荷没有关系 。
本实验四个剂量水平牛磺酸对ATP酶活性的影响表明，运动员每天补充C剂量牛磺酸更 为适宜。
3.4 不同剂量牛磺酸对不同运动水平运动员红细胞ATP酶活性的影响为了进一步探讨补充不同剂量牛磺酸对不同运动水平运动员红细胞ATP酶活性的影响， 本研究以运动成绩为标志把参加实验的拳击运动员分为优秀运动员组和普通运动员组。结果 表明，优秀组和普通组分别补充四个剂量牛磺酸后，两组运动员的每一种酶活性都没有显著 性差异（P＞0.05）。优秀运动员Na+-K+-ATP酶活性C剂量组显著高于D剂量组，这 进一步证明前述可能存在D剂量牛磺酸过度清除体内自由基的观点。
正常人的钙泵活性通常为钠泵的3～8倍［15］。图1表明各组不同剂量牛磺酸对C a2+-Mg2+-ATP酶活性的影响依从于这个规律，仅有倍数间的差异。
4 结 论
1）拳击运动员牛磺酸适宜补充剂量为1 200 mg/d。
2）1 600 mg剂量牛磺酸对机体有过度清除体内自由基的不利效应。
参考文献：
［1］Schuller-Levis GB, Park E. Taurine:new implications for an old am ino acid［J］.FEMS Microbiol Lett,2003,226:195-202.
［2］Yatabe Y, Miyakawa S, Miyazaki T, et al. Effects of taurine administratio n in rat skeletal muscles on exercise［J］.Orthopaedic Science,2003,8: 415-4 19.
［3］Dawson R, Biasetti M, Messina S, et al. The cytoprotective role of taurin e in exercise-induced muscle injury［J］.Amino Acids,2002,22:309-324.
［4］Pushpakiran G, Mahalakshmi K, Anuradha CV.Taurine restores ethanol-induce d depletion of antioxidants and attenuates oxidative stress in rat tissues［J］. Amino Acids，2004,27(1):91-96.
［5］Hideki Mochizuki,et al.Dietary taurine alters ascorbic acid metabolism inrats fed diets containing polychlorinated biphenyls［J］.Adv Exp Med Biol， 2000,4(3):169-175.
［6］田野.細胞Ca2+与运动性骨胳肌纤维损伤［J］.中国运动医学杂志，1992，11( 1)：44-48.
［7］张沂，孙忠实，史湘云，等.牛磺酸的人体药物动力学及对血压、心率的药效学影响 ［J］.中国医院药学杂志，1998，18(3)：106-107.
［8］章南洋，董素心.改良红细胞ATP酶超微量测定法［J］.中国运动医学杂志，1989， 8（3）：155-156.
［9］冯连世，李开刚.运动员机能评定常用生理生化指标测试方法及应用［M］.北京： 人民体育出版社，2002：44-50.
［10］Lindinger MI, Grudzien SP.Exercise-induced changes in plasma compositionincrease erythrocyte Na+,K+-ATPase, but not Na+-K+-2Cl- cotransporter , activity to stimulate net and unidirectional K+ transport in humans［J］.J P hysiol，2003,553(3):987-997.
［11］Wei-Feng TU, Gui-Fang LIN, Jian-Fan SHEN, et al. Changes in erythrocytemembrane ATP-ase and plasma lipid peroxides in upper abdominal surgery under int ravenous procaine balance anesthesia［J］.World J Gastroenterol,1998,4(5):43 0-433.
［12］Kocak-Toker N, Giris M, Tülübas F, et al. Peroxynitrite induced decrea se in Na+,K+-ATPase activity is restored by taurine［J］.World J Gastroent erol,2005,11(23):3554-3557.
［13］吳小春.自由基与钠钾ATP酶的损伤［J］.国外医学临床生物化学与检验学分册，1 992，12（2）：54-58.
［14］黄园，陈志庆，邱卓君，等.高强度无氧运动对血液和红细胞氧化应激水平的影响 ［J］.中国运动医学杂志，2003，22(1)：78-80.
［15］程时.生物膜与医学（第二版）［M］，北京：北京医科大学出版社，2000:32.
［16］张宜龙，陈吉棣.牛磺酸对大鼠急性运动后自由基代谢、膜流动性及钙转运变化的 影响［J］.中国运动医学杂志，1999，18(1)：17-21.
［17］李良鸣.牛磺酸与运动的关系［J］.中国运动医学杂志，2000，19(1)：80-83.
［18］孙湄，高庆生.运动对人红细胞膜影响的研究—Na+-K+-ATP酶活性在运动中的变 化［J］.中国运动医学杂志，1987，6(3)：138-141.
［19］臧广悦.比赛对短道速滑运动员红细胞Na+-K+—ATP酶和血浆抗氧化酶活性的影 响［D］.沈阳体育学院硕士学位论文，2002.
［20］张晓峰.补充牛磺酸对皮划艇激流回旋运动员机体抗氧化能力的影响［D］.沈阳体 育学院硕士学位论文，2004.
关键词：牛磺酸；拳击；男子运动员；红细胞ATP酶；丙二醛
中图分类号：G804.7文献标识码：A文章编 号：1007-3612(2011)03-0049-04
Effect of Different Doses of Taurine on Erythrocyte ATPase of Bo xers
GAO Wei wei， SHI Ji peng
（Beijing Sport University, Beijing 100084，China）
Abstract: Objective: to investigate the effect of different doses of taurine supplementingon ATPase. Method: According to the 4×4 randomly Latin square matrix，23 mal e amateur boxers were randomly distributed to four groups. The experiment was d ivided into four periods (three days per period). During the experiment， subje cts took the four doses of taurine (A:400 mg/d、B:800 mg/d、C:1 200 mg/d、D:1 60 0 mg/d) randomly. Erythrocytic Na+ K+ ATPase、Ca2+ Mg2+ ATP ase and total ATPase activities were determined by colorimetry. Result: Supplem enting C and D doses of taurine can significantly rise ATPase activities and des cend MDA concentration comparing with doses of A and B(P<0.05).But Na+K+ ATPase activities of C dose was higher than D， Ca2+ Mg2+ AT Pase activities of C dose was lower than D.All the athletes were redivided intoexcellent and ordinary group according to sport achievement. We found that the re was no statistical differences in ATPase between the two groups（P＞0.05 ）.Na+ K+ ATPase of C dose were markedly higher than D dose in excellentgroup（P＜0.05）. Conclusion:Supplementing 1200mg taurine everyday is mor e suitable for the boxing athletes;1 600 mg taurine may have bad effects on bodyfor excessively eliminating free radical.
Key words: taurine;boxing; male boxer; erythrocyte ATPase; MDA
牛磺酸是细胞内一种含量很高的游离氨基酸，因1827年首次从牛胆汁中分离出来而得名 。近年来，学者们对牛磺酸进行了深入地研究，认为牛磺酸是机体的一种条件必需氨基酸， 是良好的抗氧化剂［1-3］。牛磺酸作为运动营养补剂，可直接发挥其抗氧化作用， 也可通 过提高体内抗氧化酶系统的活力来增强机体的抗氧化能力［4,5］。牛磺酸的抗氧化 作用是其 对抗运动性疲劳及提高机体运动能力的主要机制之一。运动性疲劳出现时的脂质过氧化、Ca 2+稳态失调、能量代谢紊乱及生物膜损伤等现象之间存在着密切的联系［6］，牛磺酸对上述过程均具有良好的修复作用。
有关牛磺酸的研究多见于动物实验，人体实验较少，以运动员为研究对象更为少见，至 今尚未见到有关运动员补充牛磺酸适宜剂量的报道。本研究通过观察男子拳击运动员补充不 同剂量牛磺酸对运动过程中ATPase活性及丙二醛（MDA）浓度的影响，以探讨控制运动过程 中脂质过氧化反应的牛磺酸适宜剂量，为提高该项目运动员机体的抗氧化能力提供理论依据 与实践指导。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 23名男子拳击运动员，其中运动健将6人，一级运动员13人，二级运动员4人。身体健康 ，无不良嗜好，常年坚持系统的运动训练，平均每周训练5 d以上，平均周训练时间≥40 h 。基本情况见表1。随机区组表明，各实验组受试对象的年龄、身高、体重与专项训练年限 等均无显著性差异（P>0.05）。
依照4×4拉丁方设计对四个区组运动员进行不同剂量牛磺酸补充。四个剂量水平牛磺酸 分别为A：400 mg、B：800 mg、C：1 200 mg、D：1 600 mg。第一周期甲、乙、丙、丁四区 组每天 分别服用C、B、A、D四个剂量，第二周期各区组每天分别服用D、C、B、A四个剂量，第三周 期各区组每天分别服用A、D、C、B四个剂量，第四周期各区组每天分别服用B、A、D、C四个 剂量。实验周期为3 d，牛磺酸半衰期仅为15 min［7］，12 h后血药浓度几乎为0， 因此各实验周期间无间隔，四个周期共计12 d。运动员于早、晚饭前口服牛磺酸。
1.2.1 血样采集与处理每个实验周期结束的第二天清晨对四组运动员采样。全部实验对象于安静空腹状态下 ，取无名指血进行红细胞膜ATP酶活性和血清MDA浓度测定，另取20 μL指血进行血红蛋白测 定，上述指标的测试均在采样后即刻进行。
1.2.2 指标与测试方法红细胞总ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、Na+-K+-ATP酶活性测定为定磷法［8 ］，以每小时每克血红蛋白相当的红细胞中ATP酶分解ATP产生1 μmol无机磷的量为一个A TP 酶活力单位，结果以μmolPi/gHb/h表示；血红蛋白测定为氰化高铁法［9］。血 清MDA浓 度测定为硫代巴比妥酸（Thibabituric Acid，TBA）法，结果以nmol/mL表示，变异系数CV= 1.5%。
1.2.3 仪器与试剂HC 5710全血细胞分析仪（美国丹能公司）；6010紫外可见分光光度计（上海安捷伦 分析仪器有限公司）。
全血细胞分析仪用缓冲液（批号：20040430）、稀释液（批号：20040510）、溶血素 （批号：030424）由北京富利泰医学科技有限公司提供；ATP酶活性测定试剂盒（批号：200 40729）和MDA浓度试剂盒（批号：20040722）均由南京建成生物工程研究所提供；牛磺酸由 江苏省常熟市金城化工厂提供（纯度≥99.5），剂型为片剂，每片含牛磺酸200 mg。
1.3 数据处理与统计分析 全部数据应用SAS 6.12统计分 析软件进行方差分析，结果用平均数±标准差表示。
2 结 果
2.1 补充不同剂量牛磺酸后红细胞ATP酶活性和血清MDA浓度
2.1.1 总ATP酶活性和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性总ATP酶活性与Ca2+-Mg2+-ATP酶活性随此四种牛磺酸剂量的增加 而升高。A和B剂量组间无显著性差异，C和D剂量组间亦无显著性差异；但C、D剂量组总ATP 酶活性及Ca2+-Mg2+-ATP酶活性显著高于A、B剂量组（P＜0.05）(表2)。
2.1.2 Na+-K+-ATP酶活性C剂量组的Na+-K+-ATP酶活性最高，与A和B剂量组比较均有显著性差异 （P＜0.05），并且比D剂量组高出12.97%，但无显著性差异。A和B剂量组间的酶活性 无显著性差异，D剂量组的酶活性显著高于A和B剂量组（P＜0.05）(表2)。
表2 补充不同剂量牛磺酸红细胞ATP酶活性（μmolPi/
gHb/h） 及血清MDA浓度（nmol/mL）
剂量组人数 总ATP酶活性Ca2+-Mg2+-ATP
酶活性Na+-K+-ATP
酶活性MDAA 23 182.86±32.67 114.69±28.73
65.56±15.797. 85±1.94B 23 211.08±42.38 128.16±37.81
77.72±18.138. 15±2.64C 23 283.83±50.45*#
174.48±43.33*#115.82 ±41.12*#6.55±3.41*#D 23 305.83±78.52*#
192.94±74.20*#102.52 ±25.21*#6.16±1.95*#注：*(P<0.05)**(P<0.01)，A-B、A-C、A-D组相比；#(P<0.05) ##(P<0.0 1)，B-C、B-D组相比。
2.1.3 血清MDA浓度 血清MDA浓度均呈下降趋势，C、D剂量组M DA浓度显著低于A、B剂量组（P<0.05）(表3)。
2.2 不同实验周期红细胞ATP酶活性 不同实验周期、不同 剂量水平的ATP酶活性在四个周期之间均不具显著性差异（P>0.05）(表3)。
表3 不同实验周期红细胞ATP酶活性 μmolPi/gHb/h
周期 人 数总ATP酶 Ca2+-Mg2+-ATP酶 Na+-K+-ATP酶一 23 247.91±102.51157.34±85.72 90.92±42.56二 23 228.70±62.49133.75±46.37 84.35±33.27三 23 252.38±61.59162.81±44.01 91.09±27.63四 23 254.62±60.10156.36±44.88 95.25±28.31注：仅当表中同一纵栏内均数上标符号不同时示二均数间具明显的统计学差异（P<0.0 5），
2.3 不同等级运动员补充不同剂量牛磺酸红细胞ATP酶的活性本研究以运动成绩为标志对参加实验的拳击运动员进行重新分组，优秀运动员组11人， 运动成绩为全国比赛前3名；普通运动员组12人。两组运动员补充不同剂量牛磺酸后红细胞A TP酶活性的比较见图1。
图1 优秀与普通运动员补充不同剂量牛磺酸红细胞ATP酶活性 优秀与普通运动员组分别补充四个剂量牛磺酸后，ATP酶活性在两组运动员之间均无显 著性差异（P＞0.05）。除优秀运动员的B与C剂量组Ca2+-Mg2+-ATP酶活 性间无显著性差异（P＞0.05）、C剂量组Na+-K+-ATP酶活性显著高于D剂量组（ P＜0.05）及D、Ｂ剂量組间无显著性差异外，两组运动员其他各剂量组间每一种ATP酶活 性的比较结果均依循前述剂量规律。
3 讨 论
ATP酶是红细胞膜上的重要酶系统之一，它对稳定红细胞内、外离子浓度及维持细胞正常形 态具有重要作用。研究发现，抑制Na+-K+-ATP酶活性会导致细胞内Na+增多，达到一 定程度后会引发细胞内Ca+浓度升高；随即细胞内升高的Ca+又引起Ca+激活K+通道 的开放比例增多，致使K+外流［10］。因此，红细胞膜ATP酶活性降低能导致细胞 内和细胞外电解质稳态的紊乱，进而红细胞流变性降低及膜脆性增大。这些改变会直接影响 血液和组织间的气体交换与微循环，甚至引发多个器官系统出现功能障碍［11］。
机体在大强度运动过程中可产生大量自由基，而Na+,K+-ATP酶是自由基攻击细胞膜的有 效目标。自由基导致的脂质过氧化会使Na+,K+-ATP酶失活，尤其是改变其与底物结合的 活性部位［12］。目前自由基引起Na+,K+-ATP酶受损的机制虽尚无定论，但研究 认为Na+,K+-ATP酶的活性与自由基强度直接相关［13］。因此，ATP酶被认为是 衡量红细胞膜结构完整性及反映氧化应激损伤程度的敏感指标。
3.1 不同剂量牛磺酸对红细胞总ATP酶活性的影响 本实验观察 到红细胞总ATP酶活性随此四种牛磺酸剂量水平的增加而升高，C和D剂量组的总ATP酶活性显 著高于A和B剂量组，（P＜0.05）。
文献报道，高强度无氧运动后，红细胞膜ATP酶活性显著下降，MDA含量明显升高［14］ 。本实验观察到每天补充C或D剂量组的牛磺酸能显著提高总ATP酶活性，显著降低血清MDA浓 度，可见这两种剂量的牛磺酸不仅能有效对抗观察阶段内运动负荷产生的自由基，保护细胞 膜免受脂质过氧化损伤，还能改善红细胞膜转运离子的能力。
3.2 不同剂量牛磺酸对红细胞Ca2+-Mg2+-ATP酶活性的影响 C与D剂量组的Ca2+-Mg2+-ATP酶活性显著高于A与B剂量组（P ＜0.05），A与B剂量组间以及C与D剂量组间没有显著性差异（P＞0.05）的结果提 示，每天补充1 200 mg或1 600 mg的牛磺酸对拳击运动员机体红细胞Ca2+-Mg2+ -ATP酶活性更具作用。
红细胞内Ca2+蓄积可使细胞内钙超负荷而损害细胞功能，因此维持细胞内低浓度钙是 细胞行使正常功能的关键。Ca2+-Mg2+-ATP酶(钙泵)具有将胞内Ca2+泵 出胞外的作用［15］，所以细胞膜Ca2+-Mg2+-ATP酶活性对于维持Ca 2+浓度的稳定起重要作用。其活性变化可影响到细胞的许多生理功能及细胞的完整性。
近年来，有关细胞钙离子代谢对生物体机能影响的研究十分活跃。大量医学和生物学 研究发现，细胞钙代谢紊乱是引起机能异常的重要原因［16］。实验证明运动可导致 细胞内钙超载及细胞器如内质网和线粒体内的Ca2+浓度异常，影响兴奋-收缩耦联和A TP的生 成［17］。成熟红细胞不含细胞器，且细胞膜上缺乏Na+-Ca2+交换系统，细 胞可能主要依赖钙泵调节细胞内Ca2+浓度。因此，运动产生的自由基会导致Ca2+ -Mg2+-ATP酶的功能异常，不能有效泵出细胞内钙离子，这可能是引起细胞内钙蓄 积的重要原因。
本研究中每天补充C或D剂量牛磺酸能显著升高运动员红细胞Ca2+-Mg2+-ATP酶 活性的现象可能与红细胞保持低钙状态及行使正常功能有关，这可能是牛磺酸抑制细胞钙代 谢紊乱、延缓运动疲劳和减少运动损伤的机制之一。
3.3 不同剂量牛磺酸对红细胞Na+-K+-ATP酶活性的影响Na+-K+-ATP酶，又称钠泵，是丹麦Aarhus大学的Jens C.Skou在1957年发现的重 要离子 通道蛋白。运动训练对红细胞Na+-K+-ATP酶的影响已经成为学者们关注的热点。有学者 认为 ，红细胞膜上Na+-K+-ATP酶活性在运动过程中增强是正常机体对运动的生理性应激反应 ，反 映机体物质和能量代谢水平的提高［18］。也有研究表明，短道速滑运动员决赛组所 具有的高红细胞Na+-K+-ATP酶活性是该群体获得决赛资格的重要生物学原因之一［ 19］。曾有实验报道大强度训练时，补充B剂量牛磺酸可使运动员体内红细胞Na+-K+- ATP酶活性和血清总抗氧化能力一直维持在较高水平，对维持运动员机体抗氧化能力有积极 作用［20］。
本研究发现，C剂量牛磺酸可使运动员红细胞Na+-K+-ATP酶活性达到较高水平，明显高 于A和B剂量组（P＜0.05），比D剂量组高出12.97%（P＞0.05），且A与B剂量组 运动员的Na+-K+-ATP酶活性并无差异（P＞0.05）。这个结果提示，A与B剂量的牛 磺酸并不足以清除实验期间运动员体内产生的过多自由基，这两组受试者机体Na+-K+-A TP酶活性没有显著变化就是最好的证明。
D剂量组总ATP酶活性和Ca2+-Mg2+-ATP酶活性只是稍高于C剂量组，而C剂量组 的血清MD A浓度高于D剂量（P>0.05）。这个结果提示，D剂量与C剂量相比较，Na+-K+-ATP 酶活性和血 清MDA浓度呈一致性降低的趋势，存在过度清除体内自由基的可能。细胞内产生的自由基并 不都对细胞有害，有些还可被细胞利用。Na+-K+-ATP酶的活性主要取决于ATP是否充足 ，而A TP在线粒体中的生成需要自由基沿呼吸链传递电子，若自由基减少则可能导致ATP生成不足 ，进而影响Na+-K+-ATP酶的活性［13］。对于成熟红细胞而言，它缺乏任何细胞 器，主要依靠 糖酵解供应能量。D剂量组的Na+-K+-ATP酶活性趋于下降，可能是由于此剂量的牛磺酸 使糖酵解过程中的电子传递出现问题，进而影响Na+-K+-ATP酶活性。
四个实验周期内，运动员的运动负荷可能不尽相同，进而导致体内自由基水平的不同 。但表3的结果显示，ATP酶活性在四个周期间不具显著性差异（P>0.05）。这说明ATP 酶活 性的变化是不同剂量牛磺酸对其产生影响的结果，与不同周期及各周期的运动负荷没有关系 。
本实验四个剂量水平牛磺酸对ATP酶活性的影响表明，运动员每天补充C剂量牛磺酸更 为适宜。
3.4 不同剂量牛磺酸对不同运动水平运动员红细胞ATP酶活性的影响为了进一步探讨补充不同剂量牛磺酸对不同运动水平运动员红细胞ATP酶活性的影响， 本研究以运动成绩为标志把参加实验的拳击运动员分为优秀运动员组和普通运动员组。结果 表明，优秀组和普通组分别补充四个剂量牛磺酸后，两组运动员的每一种酶活性都没有显著 性差异（P＞0.05）。优秀运动员Na+-K+-ATP酶活性C剂量组显著高于D剂量组，这 进一步证明前述可能存在D剂量牛磺酸过度清除体内自由基的观点。
正常人的钙泵活性通常为钠泵的3～8倍［15］。图1表明各组不同剂量牛磺酸对C a2+-Mg2+-ATP酶活性的影响依从于这个规律，仅有倍数间的差异。
4 结 论
1）拳击运动员牛磺酸适宜补充剂量为1 200 mg/d。
2）1 600 mg剂量牛磺酸对机体有过度清除体内自由基的不利效应。
参考文献：
［1］Schuller-Levis GB, Park E. Taurine:new implications for an old am ino acid［J］.FEMS Microbiol Lett,2003,226:195-202.
［2］Yatabe Y, Miyakawa S, Miyazaki T, et al. Effects of taurine administratio n in rat skeletal muscles on exercise［J］.Orthopaedic Science,2003,8: 415-4 19.
［3］Dawson R, Biasetti M, Messina S, et al. The cytoprotective role of taurin e in exercise-induced muscle injury［J］.Amino Acids,2002,22:309-324.
［4］Pushpakiran G, Mahalakshmi K, Anuradha CV.Taurine restores ethanol-induce d depletion of antioxidants and attenuates oxidative stress in rat tissues［J］. Amino Acids，2004,27(1):91-96.
［5］Hideki Mochizuki,et al.Dietary taurine alters ascorbic acid metabolism inrats fed diets containing polychlorinated biphenyls［J］.Adv Exp Med Biol， 2000,4(3):169-175.
［6］田野.細胞Ca2+与运动性骨胳肌纤维损伤［J］.中国运动医学杂志，1992，11( 1)：44-48.
［7］张沂，孙忠实，史湘云，等.牛磺酸的人体药物动力学及对血压、心率的药效学影响 ［J］.中国医院药学杂志，1998，18(3)：106-107.
［8］章南洋，董素心.改良红细胞ATP酶超微量测定法［J］.中国运动医学杂志，1989， 8（3）：155-156.
［9］冯连世，李开刚.运动员机能评定常用生理生化指标测试方法及应用［M］.北京： 人民体育出版社，2002：44-50.
［10］Lindinger MI, Grudzien SP.Exercise-induced changes in plasma compositionincrease erythrocyte Na+,K+-ATPase, but not Na+-K+-2Cl- cotransporter , activity to stimulate net and unidirectional K+ transport in humans［J］.J P hysiol，2003,553(3):987-997.
［11］Wei-Feng TU, Gui-Fang LIN, Jian-Fan SHEN, et al. Changes in erythrocytemembrane ATP-ase and plasma lipid peroxides in upper abdominal surgery under int ravenous procaine balance anesthesia［J］.World J Gastroenterol,1998,4(5):43 0-433.
［12］Kocak-Toker N, Giris M, Tülübas F, et al. Peroxynitrite induced decrea se in Na+,K+-ATPase activity is restored by taurine［J］.World J Gastroent erol,2005,11(23):3554-3557.
［13］吳小春.自由基与钠钾ATP酶的损伤［J］.国外医学临床生物化学与检验学分册，1 992，12（2）：54-58.
［14］黄园，陈志庆，邱卓君，等.高强度无氧运动对血液和红细胞氧化应激水平的影响 ［J］.中国运动医学杂志，2003，22(1)：78-80.
［15］程时.生物膜与医学（第二版）［M］，北京：北京医科大学出版社，2000:32.
［16］张宜龙，陈吉棣.牛磺酸对大鼠急性运动后自由基代谢、膜流动性及钙转运变化的 影响［J］.中国运动医学杂志，1999，18(1)：17-21.
［17］李良鸣.牛磺酸与运动的关系［J］.中国运动医学杂志，2000，19(1)：80-83.
［18］孙湄，高庆生.运动对人红细胞膜影响的研究—Na+-K+-ATP酶活性在运动中的变 化［J］.中国运动医学杂志，1987，6(3)：138-141.
［19］臧广悦.比赛对短道速滑运动员红细胞Na+-K+—ATP酶和血浆抗氧化酶活性的影 响［D］.沈阳体育学院硕士学位论文，2002.
［20］张晓峰.补充牛磺酸对皮划艇激流回旋运动员机体抗氧化能力的影响［D］.沈阳体 育学院硕士学位论文，2004.