蝦青素 Astaxanthin,健身和運動員不可缺的抗氧化劑 antioxidant

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蝦青素 Astaxanthin,健身和運動員不可缺的抗氧化劑 antioxidant

你可能不熟悉蝦青素Astaxanthin,但它實際上是鮭魚,蝦和火烈鳥呈粉紅色的紅色色素。 不僅如此,這是近年來廣泛研究的天然物,特別是在運動醫學領域。

蝦青素 Astaxanthin 是一種非常強的抗氧化劑其保護心臟作用,科學家們測試補充蝦青素對動物的影響,結果証明蝦青素通過改善脂肪燃燒提高了體能,補充蝦青素具有更好的耐力,並燃燒比對照更多的脂肪。

在重度運動訓練和比賽期間,運動員的脂質,蛋白質和核酸分子,對身體內產生活性氧和氮物質 reactive oxygen and nitrogen species(RONS)過量而受損。 正常抗氧化劑可通過去除,滅活和防止活性氧和氮物質 reactive oxygen and nitrogen species(RONS)的形成,防止和延緩細胞氧化損傷,因此補充外源抗氧化劑化合物已成個人和運動員通常採用的營養策略。

蝦青素astaxanthin 化學式
蝦青素 Astaxanthin

蝦青素astaxanthin (3,3′-二羥基-β,β’-胡蘿蔔素-4,4′-二酮)是在海洋物種中發現的天然存在的類胡蘿蔔素,如微藻類,甲殼動物,魚類和一些鳥類。 在水產養殖中使用,蝦青素為養殖鮭魚組織提供特徵性的微紅色素,蝦青素在體外和體內系統中作為有效的抗氧化劑化合物的替代用途,由於它是氧化的(C40H52O4),蝦青素被歸類為類胡蘿蔔素家族的葉黃素亞種。

蝦青素 Astaxanthin  是脂溶性抗氧化類胡蘿蔔素 carotenoid,可通過攝入雨生紅球藻Haematococcus pluvialis來源的抗氧化劑產品。 基於動物運動模型中進行的體外和體內研究,證據表明蝦青素補充劑有效的抗氧化能力,改善運動代謝指標,表現和恢復狀態。 然而,人類在鍛煉時,蝦青素補充的功效,改善耐力和恢復表現。

蝦青素在其結構中含有兩個β-紫羅酮環體系,通過多烯鏈polyene chain連接並含有氧化的酮基oxygenated keto和羥基hydroxyl部分。 多烯鏈在每個部分旁邊的存在使得蝦青素能夠發揮多種抗氧化劑功能,即在磷脂膜內以及在表面處清除和猝滅RONS。

蝦青素的心肺呼吸功能- 提高耐力和運動表現的積極成果

運動員服用蝦青素取得了非常積極的成果,研究人員評估了補充蝦青素補充劑8週後, 運動員選手。 一組28名體育愛好者 – 14名男性和14名女性 – 被分成兩組,一組接受安慰劑,另一組每天接受12mg劑量的蝦青素。 為了評估蝦青素對運動表現的影響,測量了許多參數,包括心率。

在八週結束時,研究人員在補充組中觀察到了積極的結果,心率在次最大耐力強度比對照組慢10%。 心率顯著下降表明他們的心肺功能顯著改善。

運動期間產生的活性氧和氮 Reactive oxygen and nitrogen species(RONS)被認為是可以促進運動表現和整體健康狀況改善的基本應激物。 為了確保持續改進,個人和運動員需要操縱每次練習的數量,強度和頻率。 在重度運動訓練期間,大量內源性抗氧化劑化合物(即超氧化物歧化酶superoxide dismutase,過氧化氫酶catalase,穀胱甘肽過氧化物酶glutathione peroxidase)一起保護細胞以確保RONS的產生不會傷害身體。

身體是具有多功能性,可以通過去除,去活化和防止活性氧和氮 Reactive oxygen and nitrogen species(RONS)的形成,來防止和延緩生物分子的氧。 然而,如果運動訓練積極和過份活躍,RONS的過量產生會壓倒內源性抗氧化防禦系統,造成氧化應激狀態 oxidative stress。 因此,脂質,蛋白質和核酸分子可能受損,對正常生理功能可能有不利影響。 因此攝取外源性抗氧化劑已成為運動人仕的常見做法,作為必需的非酶促分子,外源性抗氧化劑如果充分地從飲食中獲得,就有可能補充內源抗氧化防禦系統。

通過飲食攝入或補充來源的強效抗氧化劑的例子是葉黃素類胡蘿蔔素xanthophyll carotenoid,蝦青素astaxanthin.蝦青素astaxanthin因其強效的抗氧化能力而被認為能增強運動代謝,性能和恢復。

定期膳食補充攝入蝦青素,一些典型的商業生產的蝦青素推薦攝入每天4 mg·,作為三種獨立的立體異構體[(3S,3’S),(3R,3’R)和(3R,3’S),蝦青素的商業應用範圍從日常膠囊和軟凝膠到能量飲料 和粉末。蝦青素的生產可以來自各種合成和天然來源,但目前作為商業產品直接用於人類消費的唯一形式是(3S,3’S)異構體。 因此天然來源如雨生紅球藻Haematococcus pluvialis,生產蝦青素,以確保人類應用的需求可以實現。

功能機制

與其他常見的植物化學物質相比,蝦青素 Astaxanthin具有顯著更高的抗氧化功能,其抗氧化活性定量為其他類胡蘿蔔素(如β-胡蘿蔔素)的100倍, 比α-生育酚(維生素E)大20倍。 特別是,蝦青素似乎對單線態氧 singlet oxygen和過氧自由基中間體peroxyl radical intermediates具有親和性。 例如,通過能量轉移的過程,蝦青素能夠猝滅單線態氧,在三重態激發態產生基態氧和蝦青素。

作為一種類胡蘿蔔素,蝦青素能夠通過與周圍溶劑相互作用來消散這種能量,並在結構上完好無損地返回到基態。 此外,蝦青素也能夠清除並因此使過氧自由基中間體失活,這一功能可能取決於形成共振穩定的以碳為中心的自由基加合物。 因此,已經提出了蝦青素在氧化應激期間廣泛保護富含脂質的結構免於過氧化的能力。

利用動物模型進行的研究,也發現了蝦青素通過與氧化還原敏感轉錄因子如核因子紅細胞2相關因子2 nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2))相互作用間接調節內源性抗氧化防禦系統的潛力。

植物化學物質也可以刺激Nrf2-ARE通路的激活,這一過程可能通過修飾不同的半胱氨酸殘基到那些通過運動靶向的過程,這表明運動和植物化學物質之間在抗氧化防禦存在協同作用。

作為內源性抗氧化防禦系統的關鍵組成部分,蝦青素在施用後可以激活內源抗氧化防禦途徑是合理的。

蝦青素 Astaxanthin與運動代謝

脂肪作為能量來源依賴代謝長鏈脂肪酸進入線粒體; 需要線粒體肉毒鹼棕櫚酰轉移酶複合物 mitochondrial carnitine palmitoyltransferase (CPT) complex,過程特別需要CPT1調節酶。 在運動過程中,去活化和防止活性氧和氮 Reactive oxygen and nitrogen species(RONS)誘導CPT1氧化損傷,以改變其功能,減弱長鏈脂肪酸的運輸,從而限制脂肪作為能量被氧化的能力。 由於其親脂特性,已知蝦青素在消耗後積累在線粒體膜中,並提供針對RONS誘導的對其保護功能。 因此,通過其作為抗氧化劑的功能,蝦青素可以保護CPT1抵抗RONS誘導的氧化,從而間接增強脂肪代謝過程。

動物研究服用4週蝦青素補充劑,蝦青素中的肌糖原濃度也顯著更高,糖原保留作用

蝦青素 Astaxanthin 的抗氧化能力可以通過增加線粒體膜上FAT / CD36和CPT1的插入,間接提高運動時脂肪的利用率

蝦青素 Astaxanthin 也顯著增加肌肉糖原濃度,肝醣原濃度liver glycogen也顯著增加

蝦青素 Astaxanthin 增加運動後血漿葡萄糖水平較高

蝦青素 Astaxanthin 通過提高脂肪利用率和減輕耐力型運動期間肌糖原消耗而發揮代謝好處

蝦青素和運動表現

在耐力運動期間,肌肉糖原的消耗通常引起疲勞; 因此,旨在減少這種衰竭的方法,可以通過延緩疲勞出現可以傳遞這種益處的代謝機制,運動過程中利用脂肪作為糖原的替代能源,研究表明這種代謝效應,已經假設蝦青素在耐力運動的表現中起到有益的輔助作用的可能性。

蝦青素和運動恢復

強度運動訓練和競賽活動後,增加許多生理壓力,例如肌肉損傷,氧化應激和炎症。 因此,對於完成劇烈強度運動所觀察到的骨骼肌的損傷,可能不僅由RONS直接引起的損傷引起,還可能由炎性引起的損傷。 如果運動後恢復不足,可能會妨礙個人和運動員完成後續的運動訓練課程,以促進適應和/或性能改進。 恢復不足也可能增加傷害,疾病和過度訓練的風險。 因此,調查可以減少運動引起的肌肉損傷和/或加速恢復過程的負面影響的策略已經越來越受歡迎。

通過其作為抗氧化化合物的效力,提出蝦青素可通過抑制促氧化劑和促炎中間體。蝦青素對一氧化氮(NO)和細胞內RONS的劑量依賴性抑制過氧化氫誘導的核因子κB(NFκB)。蝦青素也完全抑制誘導型一氧化氮合酶(iNOS)和iNOS mRNA的刺激。

由於iNOS主要存在於許多炎症條件下,炎性細胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和白細胞介素-1β(IL-1β)的表達也受到顯著抑制。

先前在體外細胞培養和體內動物模型中進行的研究提供證據支持使用蝦青素作為個人和運動員的膳食補充劑。根據這些模型,運動代謝,性能和恢復在3-5週的攝入後有所改善;每種功能部分歸因於該葉黃素類胡蘿蔔素的有效抗氧化能力。

最新研究表明,補充蝦青素可通過降低心率來提高耐力,蝦青素的抗氧化潛力的測試中觀察到的結果一致。 科學家們已經表明,這種蝦青素對心血管系統有保護作用,因此可能為預防和治療某些心臟問題提供益處,這種強效抗氧化劑的正面效果可以以營養補充劑的形式獲得。

相關產品資料

蝦青素 Astaxanthin

趙家聲
自然健康顧問
化學學士
生物醫學工程碩士
生物化學科技碩士
材料科技碩士
美國草本治療師
美國自然療法博士

參考資料

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