草酰乙酸与运动

摘 要：运用文献资料法，从草酰乙酸加快脂肪分解，提高糖原储备，促进嘌呤核苷酸循环等方面，分析了草酰乙酸与运动的关系，并对其在运动中的应用前景进行了展望。

关键词：草酰乙酸；运动

近年来，许多学者将研究兴趣逐渐转向生物活性成分或经代谢生成的中间产物等营养物的补充上[1]。激烈运动时，人体组织特别是运动肌处于不同程度的缺血环境下，加速组织氧的供应和提高能量代谢水平是改善机体运动能力的重要因素[2]。草酰乙酸作为一种有机酮酸，它是三羧酸循环的重要回补物，也是糖异生过程中的关键物质，广泛参与机体组织的代谢，因此从理论上讲，草酰乙酸可以提高运动员的运动能力，加快运动疲劳的恢复，以及对大众健身都具有积极的作用和意义。

1.草酰乙酸的概况

草酰乙酸是三羧酸循环中间体之一，也是生物代谢中的一个重要物质。草酰乙酸既是一种α-酮酸也是一种β-酮酸。作为α-酮酸，其酮基碳可受亲核进攻，草酰乙酸发生 C-α转氨基作用，得到天冬氨酸； 草酰乙酸与乙酰CoA缩合，得到柠檬酸。这是三羧酸循环中的关键反应之一，一般认为是启动循环的一步。作为β-酮酸，草酰乙酸稳定性不强，易脱羧。苹果酸在苹果酸酶催化下经过草酰乙酸，发生氧化脱羧生成丙酮酸；糖异生中，草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶作用下转变为磷酸烯醇式丙酮酸。

体内草酰乙酸的来源有三个：一是丙酮酸羧化酶催化丙酮酸生成草酰乙酸，二是在心、脑中磷酸烯醇式丙酮酸羧化激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸生成草酰乙酸；三是Asp、Glu转氨可生成草酰乙酸和α-酮戊二酸，Ile、Val、Thr、Met也可以形成琥珀酰辅酶A，最后生成草酰乙酸[3]。

2.草酰乙酸对运动能力的影响

2.1加快脂肪分解

在氧气供应充足的情况下，长时间的耐力运动可以促使脂肪动员，将三酰甘油水解为甘油和脂肪酸。Klein等[4]研究表明：训练有素的人与未经过训练的人相比，在耐力运动中脂肪分解供能更多，这是因为其脂肪酸的跨膜转运能力提高了。而脂肪酸经过β-氧化，在一系列酶的催化作用下，生成含有2个碳原子的乙酰辅酶A，乙酰辅酶A可以和草酰乙酸结合，进入三羧酸循环，可以生成大量ATP，进行有氧供能。这对于大众健身和运动减肥是非常重要的，同样对于提高耐力运动员的训练水平也具有重要的意义。

2.2提高糖原储备

乳酸、丙氨酸等生糖氨基酸进行糖异生时，需要先转变为丙酮酸，由于丙酮酸羧化酶仅存在线粒体内，故胞液中的中的丙酮酸必须进入线粒体，才能羧化生成草酰乙酸，而磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在线粒体和胞液中都存在，因此草酰乙酸可在线粒体中直接转变为磷酸烯醇式丙酮酸在进入胞液，也可在胞液中转变为磷酸烯醇式丙酮酸[5]。但是，草酰乙酸不能直接透过线粒体膜，需借助两种方式将其转运入胞液：一种是经过苹果酸脱氢酶的作用将草酰乙酸还原为苹果酸，然后通过线粒体膜进入胞液，再由胞液中的苹果酸脱氢酶将苹果酸脱氢氢化为草酰乙酸而进入糖异生反应途径。另一种经过谷草转氨酶的作用生成天冬氨酸然后再移出线粒体，胞液中的天冬氨酸再经过谷草转氨酶的催化再转变为草酰乙酸。胞液中草酰乙酸经过一系列的反应最终转变为葡萄糖或糖原。在以无氧供能为主的项目，运动前有足够的肌糖原储备是必要的；体内的糖原储备与人体的有氧运动能力密切相关，在长时间运动的冲刺阶段，肌糖原水平的高低可能是决定胜负的关键[6]。当以60%～80%VO2max运动至疲劳时，糖原耗竭是造成收缩肌疲劳的重要因素[7]。因此推测，在运动前补充适量的草酰乙酸可以提高肌糖原的的储备，从而提高运动员的运动能力。

2.3促进嘌呤核苷酸循环

天冬氨酸是人体内的一种非必需氨基酸，草酰乙酸可以转变为天冬氨酸。由于L-谷氨酸脱氢酶的活性弱，在心肌中是通过嘌呤核苷酸循环联合脱去氨基。在此过程中，谷氨酸与草酰乙酸在谷草转氨酶的作用下，将谷氨酸的氨基转移给草酰乙酸，生成天冬氨酸和a-酮戊二酸，天冬氨酸和次黄嘌呤核苷酸（IMP）通过一系列的反应最终完成氨基酸的脱氨作用。氨基酸分解代谢的最主要反应是与脱氨基作用，因此，嘌呤核苷酸循环联合脱氨有利于体内非必需氨基酸的合成。因此推测，在运动员大强度训练或者是出现运动性血尿的情况下，草酰乙酸可以促进天冬氨酸的增多，能够促进蛋白质合成和修复，对于运动性疲劳的恢复具有重要的作用，可维持ATP/ADP比值处于较高水平，满足机体利用ATP的需要[6]。

3.草酰乙酸与运动研究展望

草酰乙酸对促进运动性疲劳的恢复和提高运动能力具有重要的作用。理论上，适量的草酰乙酸作为运动补剂对人体是有利的，但是草酰乙酸能不能成为运动营养补剂有待实验验证，过量的草酰乙酸对人体的影响有哪些？草酰乙酸的用药时间与运动能力之间的关系，有待进一步探讨。通过补充草酰乙酸能否提高运动能力和促进疲劳消除尚无定论。草酰乙酸与疲劳的机制是什么关系？ 在草酰乙酸促进运动及运动后的恢复过程中到底起了哪几个方面的作用，以及哪方面作用最重要？运动对草酰乙酸代谢影响又是通过哪些机制来实现的？

参考文献：

[1] 邱俊强，冯美云，杨 旭，等.补充苹果酸低聚糖饮料对自行车运动员有氧做功能力的影响[J].体育科学，2004，24（9）：24-27.

[2] 李宝成，张 怡，熊正英，等.补充酪氨酸对运动能力影响的可能机制[J]. 北京体育大学学报，2007，30（1）：68-70.

[3] 史红超，苏铁柱.三羧酸循环及其影响因素对运动能力的影响[J].辽宁体育科技，2011，33（3）：45-50.

[4] Klein S，Coyle EF，W olfe RR.Fat metabolism during low-intensity exercise in endurance-trained and untrained men[J].Am JPhysiol， 1994， 267（6）： 934-940.

[5] 张楚福主编，生物化学原理[M].北京：高等教育出版社，2003.

[6] 张蕴琨，丁树哲主编.运动生物化学[M].北京：高等教育出版社，2007.

[7] 邱俊强，谷建民，冯美云，等.有氧运动中影响运动能力的代谢因素[J].北京体育大学学报，200427（7）：903-907.