植物提取物補充對延遲性肌肉酸痛干預效果

蘇 浩，袁 夢，李翹楚

(北京體育大學，北京 100084)

延遲性肌肉酸痛(Delayed-Onset Muscle Soreness，DOMS)是指機體從事大運動量的活動，特別是開始一項新運動、改變運動項目或突然增加運動強度后一段時間內出現的肌肉酸痛現象，是一種特殊類型的運動性肌肉疲勞，可能是產生超量恢復的基礎條件[1]。臨床癥狀包括肌力下降、運動受限、肌肉僵硬、腫脹和鄰近關節功能障礙等[2]。盡管 DOMS 被認為是一種輕微的損傷類型，但它是影響運動成績的最常見原因之一[3]。DOMS一方面會給健身人群或運動員帶來痛苦，影響健身人群和運動員的鍛煉情緒；另一方面會使肌肉力量明顯下降，直接影響健身鍛煉和運動訓練的效果，影響運動員的運動成績[4]。因此，探討如何采取相應的措施來更好地緩解或消除DOMS，對于維持人體良好的身體機能狀態、提高健身鍛煉和運動訓練效果具有極其重要的意義。

當前在有關預防和緩解延遲性肌肉酸痛的干預手段中，植物提取物補充相較于傳統的物理干預、藥物干預和單一營養素補充而言，是一種容易實施、效果良好且在預防和緩解延遲性肌肉酸痛方面具有良好潛力的干預措施，但目前缺乏關于各種植物提取物對延遲性肌肉酸痛干預效果的研究進展的綜述。本文將對植物提取物干預延遲性肌肉酸痛的作用機制和效果進行綜述，為今后探究營養預防和延緩延遲性肌肉酸痛提供新的研究思路以及一定的理論參考。

1 文獻檢索策略

1.1 檢索詞

本文使用的中文檢索詞為：“延遲性肌肉酸痛”“植物”“植物提取物”“干預”“營養干預”“營養”。本文使用的英文檢索詞為：“Delayed-onset Muscle Soreness”“DOMS”“plant”“plant extracts”“intervention”“nutrition intervention”“nutrition”。

1.2 檢索數據庫

本文使用重要的中文數據庫為中國知網數據庫，英文數據庫為PubMed、EBSCO系列數據庫和Webofscience數據庫，檢索時間見表 1 所示。

表1 檢索的數據庫列表

1.3 檢索步驟

1.3.1 使用中文檢索庫進行檢索

第一步，在“主題”里檢索“延遲性肌肉酸痛”。

第二步，在“關鍵詞”里二次檢索“植物”“植物提取物”“干預”“營養”“營養干預”。

1.3.2 使用英文檢索庫進行檢索(以Webofscience數據庫為例)

第一步，在“Topic”里檢索“Delayed-onset Muscle Soreness”“DOMS”。

第二步，在“Topic”中二次檢索“plant”“plant extracts”“intervention”“nutrition intervention”“nutrition”。

當所選取的用于研究的資料不全時，與研究的作者取得聯系，補充檢索論文和綜述的參考文獻，追述未發表的重要會議論文及各學問論文匯編。

1.4 文獻納入標準

研究對象：所選取文獻的研究對象為18歲以上的成年人或性成熟的實驗大小鼠。

干預措施：被選取的文獻應包含植物提取物干預和營養干預的其中一項或兩項。

結局指標：被選取文獻的主要結局指標有DOMS肌肉反應指標，如CK和VAS指數等；DOMS氧化應激相關指標如ROS和GSH濃度等；DOMS炎性相關因子如IL-6、IL-1b和蛋白CRP等；肌肉力量測試；關節活動度。

研究方案是經過倫理審查的。

僅選擇可以獲取全文的文獻。

最初檢索到1726項可能符合本研究要求的文獻。通過閱讀標題和摘要篩檢重復項，排除文獻 1590項。下載原文仔細閱讀后根據選取排除標準，排除55項，最終選取文獻81項，其中中文3篇，英文78篇。

1.5 檢索流程

本文根據在中英文檢索庫的“主題”以及“關鍵詞”的檢索和選取排除標準，最終確定所選取的文獻，具體檢索流程如圖1所示。

圖1 檢索流程圖

2 延遲性肌肉酸痛的概述

自1902年有研究發現運動會引起延遲性肌肉酸痛現象以來，國內外學者對延遲性肌肉酸痛的發生已進行了大量的研究。最初，人們依據肌肉組織的活檢分析證明了離心緊張肌肉組織的肌原纖維完整性喪失，肌纖維結構被破壞，導致肌纖維壞死和結締組織受損，即產生了機械性損傷[4]。因此，研究認為延遲性肌肉酸痛的潛在損傷機制是由于不活躍，且更易受損的肌肉纖維需要承受更大的肌肉力量，從而產生肌肉的機械性損傷，最終引起延遲性肌肉酸痛(見圖2)。

圖2 延遲性肌肉酸痛的發生機制[3,4,6-12]

隨著對DOMS發生機制研究的不斷深入，人們發現機械性損傷并不是單一引發延遲性肌肉酸痛的因素。在此基礎上，人們進一步研究發現，機械性損傷又會引發相關生化過程即炎癥反應[5]和氧化應激[6,7]。炎癥反應中免疫細胞滲入循環，介導壞死組織分解的過程，巨噬細胞釋放炎癥相關細胞因子，如白細胞介素-6(Interleukin 6，IL-6)和C-反應蛋白(C-reactive protein，CRP)，使相關炎性因子濃度增加，引發延遲性肌肉酸痛。氧化應激產物活性氧(reactive oxygen species,ROS)[8]和活性氮(reactive nitrogen species，RNS)在細胞中的堆積對DOMS的發生也起著非常重要的作用[9-11]。

綜上所述，當前研究廣泛認為延遲性肌肉酸痛并不是由單一因素誘發的，而是機體經受大強度負荷所致的肌肉機械性損傷和機械性損傷所引發的炎癥反應和氧化應激過程共同作用產生的一種自我調節和恢復綜合癥。DOMS在一定程度上會給運動人群帶來生理和心理上的不適，影響人們的運動成績和運動表現，因此，人們開始考慮并研究如何緩解DOMS的相關癥狀并減輕其帶來的影響。

隨著對延遲性肌肉酸痛發生機制的研究不斷深入，研究者也采取了不同的干預方式來緩解其癥狀。目前被用于延遲性肌肉酸痛的防治的主要有三種干預手段，它們分別是物理干預、藥物干預和營養補充，營養補充又包括了單一營養素補充和植物提取物補充。本文將著重介紹植物提取物補充對延遲性肌肉酸痛的干預效果和研究進展，并將其與其他常用干預手段的優缺點進行對比。

3 植物提取物補充對延遲性肌肉酸痛癥狀的影響

3.1 植物提取物概述

植物提取物是指通過物理化學等方式從植物(植物全部或者某一部分)中提取或加工而成的一類單一或混合的化合物，具有促生長、抗氧化、抗炎、抗病毒和增強免疫等生物學功能，可用于醫藥行業、食品行業以及其它行業[13]。植物提取物富含多酚、維生素和皂苷等活性成分，具有良好的抗炎和抗氧化的特性，能夠抑制氧化應激和炎癥反應，從而減輕運動后的肌肉損傷，起到促進機體更快恢復[14,15]和緩解延遲性肌肉酸痛的作用[16]。

以下將分別介紹對干預DOMS癥狀效果較為顯著且受到廣泛研究關注的多酚類、維生素類和皂苷類植物提取物。

3.2 多酚類植物提取物干預對延遲性肌肉酸痛癥狀的影響

多酚類植物提取物是指從植物中提取的一類具有多個酚基團的化學物質的統稱，可以通過向-OH基團中的自由基快速提供電子來減輕氧化應激，抑制脂質過氧化，防止鈣離子堆積來減緩炎癥反應過程[17]，具有良好的抗炎和抗氧化活性，且不同結構的多酚有不同的作用位點，能有效抑制DOMS的炎癥反應和氧化應激，達到預防和緩解DOMS癥狀的目的。

當前研究表明，在緩解DOMS癥狀上具有顯著效果的多酚類植物提取物有姜黃素[16]、花青素[18]、兒茶素[19]和槲皮素[20]等。其中，在運動前攝入姜黃素能顯著降低血清CK和VAS疼痛指數，減少炎癥因子IL-6、IL-8、IL-10的產生，降低氧化應激相關指標晚期糖基化終末產物( advanced glycation end products ，AGEs)和丙二醛濃度，還可以改善肌肉恢復和運動范圍[21,22]；富含花青素的石榴提取物能顯著降低血漿CK和CPR值，有效改善最大努力下的表現結果并有助于恢復肌肉力量[23]；兒茶素的攝入減少了離心運動引起的肌肉損傷標志物血漿CPK和降低LDH活性水平，還減少了運動后肌肉損傷和氧化應激的標志物ROS、 GSH、 MDA和IL-6[24-26]；14天的槲皮素補充不僅減輕了離心運動造成的損傷程度，而且改善了相關炎癥反應和氧化應激癥狀的時間進程，并加快了神經肌肉功能的恢復[27]。

多酚類植物提取物的優點是在有效緩解DOMS癥狀的同時，不會出現非甾體抗炎藥的相關副作用[28,29]，且多酚類植物提取物來源廣泛，如石榴[30-33]、黑醋栗[34]、酸櫻桃[30,35-39]和藍莓[40]等深色漿果中富含花青素，蘋果、芒果和番茄中富含槲皮素；茶葉中富含兒茶素與槲皮素，這些果蔬、茶葉等食品在日常生活中也十分常見，因此，本文建議將補充多酚類植物提取物作為運動員及普通人群在日常運動中的營養策略。

值得注意的是，補充多酚類植物提取物雖然被建議是一種有益于骨骼肌氧化還原狀態的營養策略，但是短期內進行補充似乎不能促進各種生物效應，因為在人體內復合物的最終消除時間不超過24小時。因此，保持血漿中高濃度植物提取物只能通過定期和頻繁的飲食攝入來實現，但長期抗氧化劑的補充是否會損害最佳訓練適應的問題仍需研究證明。未來研究應關注長期補充多酚類植物提取物的最佳適宜用量和時間，這對于研究補充多酚類植物提取物對提高運動恢復和緩解DOMS的潛在效果，以及優化在實踐中補充植物提取物的方案與建議有著重要意義。

3.3 維生素類植物提取物干預對延遲性肌肉酸痛癥狀的影響

維生素類植物提取物是指從植物中提取出的維生素或維生素的前體物質，在許多動物實驗中被證明可以顯著提高大鼠體內GSH水平，降低丙二醛和黃嘌呤氧化酶(xanthineoxidase，XO)水平。通過增強抗氧化活性來保護組織免受運動誘導的氧化應激，還可以通過增強肌肉細胞膜的完整性來保護肌肉纖維和抑制炎癥反應，從而促進DOMS恢復和提高運動表現[41]。

當前研究中，在緩解DOMS癥狀上具有顯著效果的維生素類植物提取物主要是一些類胡蘿卜素。其中，連續十天使用富含番紅花苷[41]的藏紅花補劑(離心運動前7天和離心運動后3天，每天300毫克)對DOMS有很強的預防作用，能顯著降低離心運動后的血清CK和血漿乳酸脫氫酶濃度，并對肌肉的最大等張和等長力的恢復有明顯療效，作用效果甚至強于非甾體抗炎藥的干預[42]。番茄紅素作為最有效的單線態氧清除劑，可以通過減輕肌肉組織中的氧化應激來減輕運動引起的肌肉損傷[43]。

富含番紅花苷的藏紅花可能將是預防DOMS的首選藥草，但藏紅花的獲取對普通運動人群而言具有一定難度，因此，本文建議將富含番茄紅素等類胡蘿卜素的番茄、番茄制品、西瓜以及葡萄柚等果蔬作為日常運動中的營養策略，如果條件允許，使用藏紅花補劑的效果可能會更為優異。維生素類植物提取物對緩解DOMS的作用效果顯著，且目前也沒有研究表明這種提取物會有與非甾體抗炎藥類似的副作用。但作為抗氧化劑，與多酚類植物提取物一樣，需要在未來研究中關注長期或大劑量補充這種提取物是否會損害最佳訓練適應，并進一步擴大人體實驗的范圍和規模。

3.4 皂苷類植物提取物干預對延遲性肌肉酸痛癥狀的影響

皂苷類植物提取物是指從植物中提取出的苷元三萜或螺旋甾烷類化合物的一類糖苷，能使人體骨骼肌不必要的脂質過氧化作用降至最低，保護組織免受劇烈運動誘導的氧化應激和炎癥反應[44,45]，且多項動物實驗表明人參皂苷[46]能顯著增加大鼠體內超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)濃度，并降低骨骼肌中MDA的釋放，被認為是治療運動疲勞最有前途的方法之一[47]。

當前有關皂苷類植物提取物干預DOMS癥狀的影響研究中，人參皂苷是受到廣泛關注的一種皂苷類植物提取物。人參皂苷是一種固醇類化合物，又稱三萜皂苷，是人參中的重要活性成分，主要存在于人參屬藥材中。當前研究表明，人參可以增強肌肉的興奮性，減輕肌肉在離心運動中的損傷，并加速訓練有素的運動員肌肉力量的恢復[48]，但是Pumpa,K.L.等人的研究證明[49]人參對受試者在一次導致DOMS的劇烈運動后的表現、肌肉疼痛和評估DOMS的血液標志物等都沒有任何影響。

因此，雖然皂苷類植物提取物緩解運動疲勞和運動誘導的氧化應激已被證明有顯著效果，但是對延遲性肌肉酸痛癥狀的干預效果尚不明確，且人參的獲得和使用對普通運動人群而言存在一定難度，相較多酚類和維生素類植物提取物而言，皂苷類植物提取物的實用性和具體效果仍需進一步的實驗證明。

4 植物提取物干預對比DOMS其他常用干預手段的優缺點

植物提取物干預作為一種不常應用于DOMS的防治且近幾年才受到人們重視的干預手段，與防治DOMS常用的物理治療、藥物干預以及單一營養素干預相比，存在一定優勢的同時也有一些缺陷。下文將展開植物提取物干預與DOMS其他常用干預手段的優缺點的對比工作(見圖3)。

圖3 延遲性肌肉酸痛的干預療法及優缺點

物理治療是以光、電、磁、熱、力等因子預防和治療疾病的方法[50]，也是最早被用于緩解延遲性肌肉酸痛癥狀的一種干預手段，主要方法包括通過促進肌肉機械性損傷修復來緩解DOMS癥狀的熱療法[51]、冷療法[52]、加壓療法[53]、振動療法[54]、神經電刺激療法[55]和針灸療法[56]，以及通過緩解劇烈運動后體內的炎癥反應和氧化應激來起到緩解DOMS作用的電磁場療法[57]和光療法[58]，但進一步的研究表明物理治療緩解DOMS的效果還存在矛盾。因此，物理治療雖然在防治DOMS上有一定的效果，但物理干預的具體實施對普通人群和運動員的日常訓練來說具有一定的困難，如冷療和光療需要達到一定次數和強度才可能有效地緩解DOMS的相關癥狀[58-62]；熱療、針灸和電磁場療法等干預方法的實施需要專業的操作以及相關設備[51,54,56,63]。且物理干預的效果也存在爭議，目前并未獲得滿意療效。于是人們在探索新型物理干預方法的同時，也逐漸將研究重點轉向了藥物干預。

延遲性肌肉酸痛的藥物干預最早見于大型國際體育比賽中，主要方法是使用非甾體抗炎藥(如阿司匹林和布洛芬等)來減輕DOMS所帶來的不適。研究證明非甾體抗炎藥能延緩DOMS的炎癥反應過程并減少前列腺素的合成，以盡量減少運動中存在的疼痛[64]。但隨著運動中非甾體抗炎藥的過度使用，其不良影響也逐漸受到關注。研究表明，非甾體抗炎藥的使用與低鈉血癥[65]和胃腸道疾病[66]有關，還有增加高血壓和心血管疾病的風險[67]，且在與DOMS治療的相關研究中，也沒有體現出很好的鎮痛效果[68]。因此，雖然相對于物理干預，藥物干預能更有效、及時地緩解DOMS的相關癥狀，但它在大多數情況下僅是作為運動員在大型比賽中的一個應急手段。且它較大的胃腸道和心血管副作用、可能存在的興奮劑風險，使得它既不適合普通運動人群的日常使用，也不利于運動員的身體健康以及在大型體育比賽中的使用，長期服用甚至可能會影響運動員在比賽中的運動表現。

除了物理和藥物干預，營養補充無論是對于普通運動人群還是運動員而言，都是一種實施起來相對簡單且十分有效的防治延遲性肌肉酸痛的方法。當前的營養補充又分為傳統的單一營養素補充和新型的植物提取物補充。植物提取物補充在上文已經做了詳細介紹，而單一營養素通常是指通過人工合成的某種成分單一的營養素。當前研究中常用的單一營養素包括支鏈氨基酸、蛋白質、維生素和ω-3多不飽和脂肪酸(EPA和EHA)等。其中支鏈氨基酸[69,70]和蛋白質類[71]營養補劑的作用機制是通過抑制蛋白質分解和促進蛋白質合成，以加速肌肉的機械性損傷恢復來緩解DOMS。維生素C[72]、維生素E[73]和ω-3多不飽和脂肪酸[74,75]是利用其抗氧化和抗炎的特性，抑制DOMS的氧化應激和炎癥狀態，并改善伴隨的癥狀[76,77]，以達到預防緩解DOMS癥狀的效果。盡管這些單一營養素的補充在推薦食量下食用是安全的，但研究表明，單一營養素緩解DOMS癥狀的作用是有限的，尤其是對于進行高強度訓練的運動員來講，其作用不明顯[78]，且長期或高劑量的補充雖然可能在DOMS防治上帶來更好的效果，但與此同時，可能會使人們產生免疫抑制，并阻礙運動員的適應運動，為運動帶來許多負面影響[79-81]。為了能更好地緩解延遲性肌肉酸痛的相關癥狀，人們逐漸將研究重點轉向許多天然抗炎和抗氧化物質，這些物質的作用機制與藥物干預類似但作用效果和使用的安全性更好，且防治DOMS的潛能更大。

綜上所述，有關植物提取物在預防和治療DOMS中的應用的研究正在逐漸增多。與物理治療相比，植物提取物在日常生活中來源廣泛，更易于在日常中得以補充以緩解DOMS的相關癥狀；與藥物和其他營養干預方式相比，它們具有較好的抗炎和抗氧化能力，能從DOMS的炎癥反應和氧化應激入手有效起到預防和緩解DOMS的作用，且目前并無研究表明植物提取物的副作用。因此，本文鼓勵將富含多酚類和維生素類植物提取物的一些漿果、蔬菜和茶葉等食品作為運動員和普通運動人群日常生活中的營養策略，同時也支持將藏紅花、姜黃和人參等富含相關活性成分的草藥作為運動員在專業訓練及比賽時的營養策略。植物提取物共同的局限是若長期或大劑量地進行補充，可能會對運動人群的訓練適應能力造成損害，但目前對這一可能性尚未有定論，需要進一步研究探討。少數植物提取物(如番紅花苷和人參)主要來源于草藥，其獲得和使用具有一定難度，因而缺乏一些大樣本和大規模的實驗證明其效果。未來研究重點傾向于探討其長期或大劑量的補充是否會損害最佳訓練適應，并進一步研究探討它們的最佳使用時間和劑量。

5 小結

(1)植物提取物補充相較于物理、藥物與單一營養素干預而言，具有較好的抗炎和抗氧化能力，能從DOMS的炎癥反應和氧化應激過程入手來有效預防延遲性肌肉酸痛的相關癥狀，同時能避免潛在的興奮劑風險和心血管及胃腸道的相關副作用。

(2)有關植物提取物的補充效果仍缺乏一些大樣本和大規模人群實驗的證據，因此在人體試驗中對延遲性肌肉酸痛的干預效果仍存在矛盾。

6 展望

基于當前對延遲性肌肉酸痛干預手段的研究現狀，未來研究重點傾向于探討其在長期或大劑量補充植物提取物是否會損害最佳訓練適應，并進一步研究探究更多種類的植物提取物對延遲性肌肉酸痛的干預效果，以及確定在實際應用中具體的最優補劑方案。這有望為運動營養補劑這個領域提供新的研究方向和思路，并對該領域進行擴展和延伸，研發新型運動營養補劑相關功能產品，最終應用于實際，減輕人們在運動中的不適，提高人們的運動能力和運動表現。