CN101522182A - 用于促进肌肉健康的橄榄汁提取物 - Google Patents

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CN101522182A CNA2007800374084A CN200780037408A CN101522182A CN 101522182 A CN101522182 A CN 101522182A CN A2007800374084 A CNA2007800374084 A CN A2007800374084A CN 200780037408 A CN200780037408 A CN 200780037408A CN 101522182 A CN101522182 A CN 101522182A
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    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives

Abstract

在遭受由于运动导致的肌肉酸痛和肌肉损伤、肌肉疼痛的动物和人中，包含羟基酪醇的橄榄提取物均能有效促进肌肉健康。橄榄提取物能够减少运动后出现的乳酸的蓄积，还能够通过维持谷胱甘肽水平发挥作用。

Description

用于促进肌肉健康的橄榄汁提取物
发明内容
本发明涉及橄榄提取物用于促进肌肉健康，尤其是用于在运动期间保护肌肉，用于促进从运动期间的损伤中恢复，用于减轻与运动相关的肌肉酸痛(muscle soreness)的用途。
发明背景
羟基酪醇(HT)已被描述用于下述组合物中，所述组合物用于从运动期间遭受的损伤中保持或恢复肌肉健康。见WO 2006/053872(2006年五月26日公开)。然而，HT的来源没有指明，并且所述作用一般归因于HT的抗氧化活性。相反，已经发现HT的至少一些有益特性不可归因于其抗氧化活性。
在用于人和动物二者消耗的营养制品的配制物中，通常期望使用天然成分。根据本发明已经发现，在营养制品的制造中所有天然的橄榄提取物均可用作HT的代用来源，所述营养制品能够通过与抗氧化活性不直接相关的机制促进肌肉健康，并保护肌肉免受运动诱导的损伤。
发明概述
本发明因此涉及橄榄提取物用于制造促进肌肉健康的营养药物的用途，尤其是用于在运动期间保护肌肉，用于促进从运动期间的损伤中恢复，和用于减轻与运动相关的肌肉酸痛的用途。虽然在本发明的优选的方面中，橄榄提取物被用作人的食物，但是本发明还适用于动物，尤其是从事大强度运动或工作的动物例如赛跑动物(犬、骆驼、马)和牵引沉重负荷的动物(农用马、雪橇犬等等)。
根据本发明已经发现，橄榄提取物能够以至少两种方式保护肌肉，所述两种方式并不与其抗氧化特性直接相关。
首先，橄榄提取物降低运动期间在血浆、体细胞和肌细胞中蓄积的乳酸的量。这允许参与者运动或训练更长的时间并进行更大强度的运动，同时最小化运动后的酸痛(soreness)。
第二，橄榄提取物提高与运动相关的肌肉中谷胱甘肽的水平。这意味着橄榄提取物除了自身作为抗氧化剂作用外，还激活身体自身的抗氧化机制。因此，本发明的另一方面是橄榄提取物在维持肌肉健康中增强身体自身的抗氧化能力的用途。
本发明的另一方面是橄榄提取物促进肌肉健康的用途，通过在运动前、运动期间或之后不久对动物(包括人)施用橄榄提取物，从而维持肌肉健康和预防运动期间遭受的肌肉损伤。本发明还涉及包含橄榄提取物的营养药物组合物，其在遭受运动后肌肉酸痛、肌肉疼痛(muscle pain)和肌肉损伤的动物(包括人)中有效促进肌肉健康。
附图说明
图1是实施例1研究的时间表。
图2显示血浆乳酸根浓度(表述为偏离基线的％改变)作为时间的函数，对8个受试者的组而言*P<0.05(羟基酪醇与安慰剂比较)。
图3在8个受试者组中比较了两组(运动前值与运动后值比较)中GSH(还原型谷胱甘肽)、GSSG(被氧化的谷胱甘肽(二聚体))和GR(谷胱甘肽还原酶)活性的浓度。
图4显示与基线相比，运动后GSH、GSSH和GR的增加(对8个受试者组而言，均值±SEM)。
橄榄提取物降低乳酸蓄积
根据本发明已经发现，橄榄提取物能降低运动期间和运动后血浆中、体内和肌内的乳酸/乳酸根浓度。从休息中进入高强度运动时，骨骼肌细胞的能量消耗可提高高达100倍。该高能量需求可超出肌细胞的有氧代谢能力，并且需要的大部分ATP必须来自于厌氧代谢。高强度运动也导致收缩功能的快速减退，这已知为骨骼肌疲劳。因此，厌氧代谢的一个结果是收缩功能的减退。
糖原的厌氧降解导致无机酸的细胞内蓄积，在所述无机酸中乳酸在数量上是最重要的。乳酸作为一种强酸，会分解为乳酸根和氢离子；乳酸根自身成为肌细胞的能量来源。因此，肌肉的酸化降低肌肉的功率生产，并产生疲劳和肌肉疼痛。提高的乳酸根产生与细胞酸中毒是一致的，并且保持为诱导代谢酸中毒的细胞代谢条件的良好间接标记物。
由于在较长的运动或体力劳动期间乳酸根和氢离子在细胞中累积，“共同运转(co-transporter)”系统将氢离子运出肌细胞外，从而通过防止氢离子在肌肉中蓄积保持相对良好的pH条件。耐力训练提高该共同转运系统的能力。
氢转运系统不是肌细胞防止运动期间酸累积的唯一方式。还存在Na+/H+交换系统，其主要将氢离子泵出肌细胞，并带入钠离子代替氢离子(乳酸根不参与该过程)。与氢运转系统相似，该交换消耗能量，并且Na+/H+交换在运动期间似乎是极为重要的。
在剧烈的肌肉活动期间，细胞内pH可降低约0.5个pH单位。存在两条证据主线，用于将这种pH下降和疲劳中的收缩功能障碍联系起来。首先，对人肌肉疲劳的研究常显示肌肉pH下降与力量或功率生产的降低之间良好的瞬时关联。其次，对有皮的(skinned)骨骼肌纤维的研究显示酸化可降低等长力(isometric force)和缩短速度(shortening velocity)(HakanWesterblad et al 2002 News Physiol Sci 17：17-21)。
迄今为止除了运动以外，对存在于肌肉中的氢离子如何能够被正面影响的了解相对较少。尽管对该机制几乎不了解，但是发现骨骼肌的细胞内pH会随着乳酸蓄积而降低。pH的降低或乳酸的存在可被感受为肌肉疲劳。对该现象可能的解释可以是，低pH或乳酸的存在抑制在肌肉能量供应的维持中起作用的酶，例如果糖磷酸激酶。一些文章将低pH或乳酸存在与降低的肌肉性能(如输出力)之间联系在一起。
根据本发明已惊人地发现，橄榄提取物形式的羟基酪醇摄取降低了血浆内、体内和肌细胞内的乳酸含量。
橄榄提取物降低与肌肉中高乳酸根含量相关的肌肉疲劳和肌肉疼痛以及运动后肌肉酸痛。因此，本发明的一个方面是包含羟基酪醇的橄榄提取物用于预防或减轻肌肉疲劳，用于预防或减轻与运动相关的肌肉疼痛，和用于允许从肌肉疲劳、肌肉疼痛或运动后肌肉酸痛中更快恢复的用途。
体力运动后可存在由乳酸累积引起的运动后肌肉疲劳、肌肉疼痛和肌肉酸痛。通过预防肌细胞中pH降低的作用，含羟基酪醇的橄榄提取物的使用通过减轻肌肉疲劳导致改善的肌肉健康，从而赋予改善的肌肉性能。后一作用对长期的体力或体育运动是特别可观的，因此在运动消耗0.5到8小时，优选地0.5到2小时之间时间的情况下是优选的。
我们注意到，优选地在运动前或运动期间摄入含羟基酪醇的橄榄提取物。羟基酪醇优选地被口服消耗，但是不是口香糖。
在一项试验中，在运动前10分钟到1小时消耗羟基酪醇，观察到与使用安慰剂的参考实验相比，血浆中的乳酸根水平在运动期间和运动后降低。
根据本发明的另一方面，含羟基酪醇的橄榄提取物被用于减轻和预防肌肉痛性痉挛(cramping)，并用于从肌肉痛性痉挛中更快恢复。该痛性痉挛可由身体应激(例如运动)、精神应激(例如工作或考试的压力)或应激相关的疾病如重复劳损(RSI)引起。
RSI指大范围的肌肉骨骼损伤，例如腕管综合征、滑囊炎或腱炎。其还涵盖工作相关的上肢病症(Work-related Upper Limb Disorders)、职业超量使用损伤(Occupational Overuse Injuries)或累积创伤病症(Cumulative TraumaDisorders)。这些损伤可例如发生在从事繁重计算机键盘使用的雇员中。有时用于这类损伤类型的另一术语是重复活动病症(RMI)，一种与肢体功能丧失相关的过度使用综合征，所述肢体功能丧失由重复的活动或持久的静载荷(static loading)引起。
本发明有利地提供了含羟基酪醇的橄榄提取物用于制造营养药物(优选地为药物)的用途，所述营养药物(优选地为药物)用于降低血浆、肌肉或体内的乳酸根水平和/或用于预防或减轻肌肉疲劳、肌肉疼痛、肌肉酸痛或肌肉痛性痉挛，或用于从运动后肌肉疲劳、肌肉疼痛、肌肉酸痛或肌肉痛性痉挛中更快恢复。在下述情况下本发明的橄榄提取物是有帮助的：优秀运动员的表现以及运动后或较未受到良好训练的人的表现。
谷胱甘肽水平
本发明还涉及含羟基酪醇的橄榄提取物在运动期间和运动后提高存在于血浆中、体内和肌肉内的谷胱甘肽水平的用途。
谷胱甘肽是在肝中主要由半胱氨酸生产的三肽氨基酸。其通过抑制自由基增殖发挥细胞抗氧化剂的作用。抗氧化剂以多种方式作用，以降低肌细胞中自由基的作用。它们可通过如下方式发挥作用：降低自由基引起的损伤，终止自由基开始形成，或通过与自由基接合将其氧化，和通过稳定化中和自由基的有害作用。抗氧化剂的摄入可直接影响肌肉中的自由基。谷胱甘肽是一种细胞内抗氧化剂，其已显示对肌肉中的自由基反应并已存在于体内。其主要以还原形式谷胱甘肽(GSH)存在。谷胱甘肽循环在由GSH过氧化物酶催化的反应中消除H2O2(过氧化氢)：
2 GSH+H2O2→GSSG(氧化形式)+2 H2O
该防御系统功能的缺失或降低使得肌细胞易氧化应激损伤。
“常规运动(regular exercise)”，即不如优秀运动员或职业运动员那样剧烈的运动，可伴随着抵抗自由基损伤的细胞防御的代偿提高。这些防御涉及若干种机制，如增强的抗氧化酶活性和保护性免疫应答中的改变。这些抗氧化酶在体内合成，并包括某些硫醇、谷胱甘肽和泛醌。体内不能合成的重要的抗氧化剂必须来自于膳食。这些抗氧化剂包括维生素C、E和β-胡萝卜素。横向(cross sectional)研究表明，运动员具有比久坐个体更高的抗氧化酶水平。如果这是真的则可得出结论：有体力活性的个体可能的确对自由基损伤更有抗性。训练研究也证实了每周训练距离和抗氧化能力之间似乎存在关系。个体受到的训练越多，他们更可能能够抵抗运动产生的自由基增加。仅仅在有的时候激烈运动的“周末战士(weekendwarrio)”可能最多处于细胞氧化损伤的风险下。营养学家要理解的关键信息是，因为激烈运动可耗尽抗氧化维生素的库存，所以必须专注于膳食的营养密度和品质，从而保护这些维生素的充足用量。不能认为正常的平衡膳食始终足以提供充足的抗氧化水平。
根据本发明已经发现，含羟基酪醇的橄榄提取物的摄入影响血浆、体内和肌肉组织中的谷胱甘肽系统。进一步更惊人的是，含羟基酪醇的橄榄提取物能在运动期间和运动后上调血浆中、体内和肌肉组织中的谷胱甘肽系统，导致提高的谷胱甘肽水平。谷胱甘肽水平的提高导致血浆和肌肉中总抗氧化水平的提高。作为一种可能的后果，肌肉组织中存在的过氧化物量会被降低，这会导致提高的肌肉性能。
本发明还涉及含羟基酪醇的橄榄提取物用于制造营养药物(优选地为药物)的用途，所述营养药物(优选地为药物)用于与不使用羟基酪醇时的水平相比，提高血浆、肌肉或体内的谷胱甘肽水平和/或肌肉性能。
配制物
根据本发明的含羟基酪醇的橄榄提取物可以任何合适的形式使用，例如作为食物或饮料，作为用于特别营养用途的食物，作为膳食补剂，作为营养药物或甚至在饲料或宠物饲料中使用。
含羟基酪醇的橄榄提取物可在这些制品的正常工艺期间任何阶段添加。合适的食物制品包括例如谷物棒、烘焙物如蛋糕和曲奇，还有液体食物如汤或汤粉。合适的饮料包括无醇饮品和醇饮品，以及要添加进饮用水和液体食物中的液体制剂。无醇饮品优选地为矿物质水、运动饮品、接近水的饮品、果汁、柠檬水、茶和浓缩饮品如小杯装的(shot)。运动饮品可以是低渗、高渗或等渗的。运动饮品可作为液体形式、作为浓缩物或粉末(要溶于液体中，例如溶于水中)获得。用于特殊营养用途的食物的例子包括运动食物、减肥食物、婴儿配方和临床食物的范畴。
本文使用的术语“膳食补剂”表示通过嘴摄取的制品，其含有意欲被添加进膳食中的化合物或化合物的混合物。这些制品中的化合物或化合物的混合物可包括：维生素、矿物质、草本(herbs)或其他植物(botanicals)和氨基酸。膳食补剂也可以是提取物或浓缩物，并可以以许多形式存在，例如片剂、胶囊、软明胶胶囊(softgels)、软胶囊(gelcaps)、液体或粉末。
本文使用的术语营养药物表示在营养学和药物应用领域二者中的有用性。根据本发明的营养药物组合物可以是适合施用给动物体(包括人体)的任何形式，特别是常规用于口服施用的任何形式，例如固体形式，如食物或饲料、食物或饲料预混物、片剂、丸剂、颗粒剂、锭剂、胶囊和泡腾剂配制物如粉末和片剂(其中的添加剂/补剂)，或为液体形式，如溶液、乳剂或悬浮液，例如饮料、膏剂和油性悬浮液。掺入有本发明的含羟基酪醇的橄榄提取物的受控(延迟)释放配制物也组成了本发明的部分。另外，可向本发明的营养药物组合物添加多种维生素和矿物质补剂，以获得在一些膳食中缺失的足量必需营养。多种维生素和矿物质补剂也适用于疾病预防和防护生活方式造成的营养丧失和不足。营养药物可进一步包含常用添加剂，例如甜味剂、调味剂、糖、脂肪、乳化剂、防腐剂。营养品也可包含其他活性组分，例如如WO02/45524中所述的(经水解的)蛋白质。营养品中还可以存在其他抗氧化剂，例如黄酮、类胡萝卜素、泛醌、芦丁、硫辛酸、过氧化氢酶、谷胱甘肽(GSH)和维生素，例如维生素C和E及其前体。
羟基酪醇有利地以有效量存在于橄榄提取物中。通常，每份橄榄提取物中1mg到约500mg之间的羟基酪醇是有效于达成一定作用的。优选地，橄榄提取物中存在1mg和250mg之间的羟基酪醇，进一步更优选地，橄榄提取物中使用1mg和100mg之间的羟基酪醇。
包含含羟基酪醇的橄榄提取物的营养药物可在运动前、运动期间或运动后消耗。在运动前使用的情况下，优选地在运动前约20分钟消耗。在运动后使用的情况下，优选地在运动后1小时内，更优选地在运动后立即消耗。
除了适用于人消耗的营养药物制品外，还可能在用于动物的饲料(包括宠物食物)中使用羟基酪醇。因而所述饲料特别适用于动物，其被用于提高动物例如(赛)马或犬(即赛跑犬和雪橇犬)的肌肉力。
提出以下的非限制性实施例阐述本发明。
实施例1
受试者
募集八位健康的雄性志愿者进行本研究，他们均没有参与任何常规运动的历史。受试者的特征在下表1中显示。在获得受试者的书面同意书之前，预先通知所有的受试者实验步骤的性质和可能的风险。该研究由荷兰Medical Ethical Review Board of the Academic Hospital Maastricht批准。
测试前膳食和活动的标准化
指示受试者在测试前三天和测试日当天期间不要消耗橄榄、橄榄油、橄榄制品、果汁、蔬菜汁、酒、多于两杯的茶、多于一片的水果、多于两服务勺(serving spoon)的蔬菜、巧克力和含抗氧化剂的补剂。志愿者在测试日前的傍晚消耗标准膳食(低抗氧化剂)。要求受试者在整个测试周期中记录他们的食物摄取。指示所有的受试者在整个周期中除了抗阻运动周期(resistance exercise session)外避免任何种类的重体力运动。
研究
在两个不同的时期研究所有的受试者。通过随机化的交叉设计，受试者接受橄榄提取物或安慰剂之任一。在测试前的傍晚(8.00pm)和开始运动前30分钟共摄取饮料两次(图1)。橄榄提取物(DSM Food Specialties，Delft，荷兰)含有200mg羟基酪醇。安慰剂在口味和颜色上是类似的。
抗阻运动(resistance exercise)
在该研究中，使用与Koopman et al.2005 Eur JAppl Physiol 94：180-187所述相同的运动方案。受试者在8:00am到达实验室，处于禁食过夜的状态。受试者使用Stairmaster(Jimsa Benelux BV，Rotterdam，荷兰)进行5分钟的一般热身。之后抗阻运动周期靶向腿部，在水平蹬腿机(leg pressmachine)(Technogym BV，Rotterdam，荷兰)上进行8组10个重复并在腿伸展机(Technogym)上进行8组10个重复。两种运动均在75％受试者的个体1RM下完成，组之间有2分钟的休息间隔，总计需要约40分钟完成。在测试期间语言鼓励所有的受试者完成整个方案。未测量运动周期中的能量消耗。根据类似的抗阻运动方案期间的间接量热法的测量结果，其他人显示范围在14和27kJ min-1之间的能量消耗(Bailor et al.Am J Clin Nutr(1988)47：19-25和Burleson et al.Med Sci Sports Exerc(1998)30：518-522)。
取血样
在开始运动前、运动期间和运动后至多两个半小时收集血样(图1)。将血样收集在含有肝素的管中并置于冰上。在1000g和4℃离心5分钟后，将血浆的小份式样储存于-80℃下直至分析。针对损伤和炎症标记物以及抗氧化剂水平进行血液分析。损伤标记物为丙二醛和羰基化蛋白质(protein carbonyls)，炎症标记物为NF-κβ、IL-6、IL-10和TNFα(用LPS刺激血后)。测量了若干种抗氧化剂水平：Trolox当量抗氧化能力(TroloxEquivalent Antioxidant Capacity，TEAC)、尿酸、维生素E、维生素C、谷胱甘肽(GSH和GSSH)、超氧化物岐化酶、谷胱甘肽过氧化物酶和羟基酪醇。另外，测定了血浆中的乳酸根水平。
肌肉活检
在开始运动前30分钟和运动后30分钟采取肌肉活检样品。第二份肌肉活检取自双侧腿。使用经皮针穿刺活检技术(Bergstroml975 ScandJ CHnLab Invest 35：518-522)，从股外侧肌的中部区域(髌骨上方15cm)获得肌肉活检并在约下方3cm处通过筋膜进入。小心解剖肌肉样品使其不含任何可见的非肌肉材料，并在液氮中迅速冷冻。将小部分肌肉活检包埋在Tissue-Tek(Sakura Finetek，Zoeterwoude，荷兰)中并在液氮冷却的异戊烷中迅速冷冻。肌肉活检储存于-80℃下直至分析。
在肌肉活检中测量以下参数：谷胱甘肽(GSH和GSSG)、尿酸、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶和谷胱甘肽S-转移酶(Gosker et al.2005Respir Med 99(1)：118-125)。
尿收集
在测试日和测试日第二天收集晨尿。将尿的小份式样冷冻于-80℃下直至分析8-异前列烷和肌酸酐。
统计学
所有的数据表述为均值±SEM。使用成对的t-检验比较现有补剂与橄榄提取物和安慰剂之间的差异。统计学显著性设定为P<0.05。
表1：受试者特征
 
均值±SEM
年龄(岁) 22.0±1.9
体重(kg) 75.4±3.3
身高(m) 1.82±01.02
 
BMI(kg-m-2) 22.7±0.8
1 RM蹬腿(kg) 197±10
1 RM腿伸展(kg) 117±6
实施例2：乳酸根蓄积
通过肌肉中的厌氧能量生产产生乳酸根。剧烈运动期间乳酸根在肌肉和血中蓄积，这降低了运动性能。在我们的研究中显示，运动期间血浆中的乳酸根浓度可观地提高(图2)。如在运动开始后30分钟和60分钟分别测量的，运动期间血浆中的乳酸根浓度提高14.8倍。摄取羟基酪醇后，运动期间血浆中的乳酸根浓度仅提高12.8倍(图2)。羟基酪醇降低了运动期间乳酸根的血浆峰浓度(图2)。
实施例3：肌肉中的谷胱甘肽系统
谷胱甘肽是抗氧化网络中的一个重要元件。谷胱甘肽主要以其还原形式(GSH)存在。谷胱甘肽还原酶能够将被氧化的谷胱甘肽(GSSG)转化为GSH。
羟基酪醇增强机头中的谷胱甘肽抗氧化系统，即羟基酪醇通过提高的GCH水平帮助维持最佳细胞功能，并保护细胞免受竭力运动的损伤，从而导致更高的GSH/GSSG比例。
与施用了安慰剂的受试者相比，在施用了羟基酪醇的受试者中运动后肌肉中的GSH浓度被提高(图3和图4)。与安慰剂相比，羟基酪醇组中肌肉中GSSG浓度提高得更少(图3)。羟基酪醇提高了运动后谷胱甘肽还原酶的活性(图3和4)。谷胱甘肽还原酶的活性在安慰剂摄取后被提高得更少。

Claims (10)

1.包含橄榄提取物的营养药物组合物，所述营养药物组合物能在由于乳酸蓄积而遭受运动后肌肉酸痛、肌肉疼痛或肌肉损伤的动物中有效促进肌肉健康，所述动物包括人。
2.根据权利要求1的营养药物组合物，其适用于人消耗。
3.根据权利要求1的营养药物组合物，其适用于动物消耗。
4.减少肌肉中由运动导致的乳酸蓄积的方法，包括施用包含橄榄提取物的营养药物组合物。
5.橄榄提取物在制造下述营养药物中的用途，所述营养药物能在由于乳酸蓄积遭受运动后肌肉酸痛、肌肉疼痛或肌肉损伤的动物中有效促进肌肉健康，所述动物包括人。
6.包含橄榄提取物的营养药物组合物，所述营养药物组合物能在运动期间遭受肌肉中谷胱甘肽水平降低的动物中有效促进肌肉健康，所述动物包括人。
7.根据权利要求6的营养药物组合物，其适用于人消耗。
8.根据权利要求6的营养药物组合物，其适用于动物消耗。
9.减少肌肉中由运动导致的谷胱甘肽蓄积的方法，所述方法包括施用包含橄榄提取物的营养药物组合物。
10.橄榄提取物在制造营养药物中的用途，所述营养药物在由于运动遭受肌肉中谷胱甘肽水平降低的动物中有效促进肌肉健康，所述动物包括人。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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