CN102985073A - 用于增强生理性能和恢复时间的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供用于增强运动(例如，强烈的、离心的、高温、重复性的、有氧的，以及高海拔)性能的方法，所述方法包括施用包含稳定构形的电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径。在某些方面，增强运功性能包括以下各项中的至少一种：减少血浆炎症性细胞因子(例如IFN-α、ENA-78和BDNF)；改善肌肉/肌腱损伤或增强肌肉/肌腱恢复；减少运动诱发的肌肉伤害的生物标志物(例如CK、血浆肌红蛋白)；改善运动诱发的肌腱变性、肌腱炎、腱鞘炎、撕脱伤，以及与长期重复性动作相关的肌腱劳损或增强由此的恢复；提高最大VO2；减少RPE；减少血乳酸；保持肌肉收缩功能(例如，最大力，关节ROM)；减少肌肉酸痛；改善运动受试者的疲劳发作。还提供用于产生动电学改变的水性液体(包括体育饮料)的改进方法。

Description

用于增强生理性能和恢复时间的组合物和方法
发明领域
本发明大体涉及体育、运动、能量和/或食品饮料并且更具体来说涉及动电学改变的、含氧的体育、能量和/或食品饮料。特定方面涉及以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量施用的动电学改变的液体(例如，富含气体的(例如超加氧的)动电学液体，其包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液)的用途。某些方面涉及以足以防止运动诱发的肌肉和/或肌腱损伤和/或增强/促进肌肉和/或肌腱从运动和/或运动诱发的损伤中恢复的量施用所述饮料。某些方面涉及防止和/或改善和/或增强从与长期重复性动作相关的肌腱或肌腱劳损中恢复。另外的方面涉及改善强体力活动对受试者的影响。某些方面涉及用于产生动电学改变的水性液体(包括体育饮料)的改进方法。
相关申请的交叉引用
本申请要求分别在2010年5月7日、2010年6月25日以及2010年11月12日提交的美国临时专利申请序列号61/332,669、61/358,798以及61/413,258的优先权，所有这些申请的全部内容以引用的方式并入本文。
发明背景
在人和其它动物中，运动、剧烈训练以及暴露于自然环境(例如，日光、风、雨、冷和热)会导致显著的生理变化。运动或训练的受试者，尤其是在极端条件下(例如，冷或热、高海拔、长期持续时间、高强度、重复性的、有氧的、接触性体育项目等)这样做的受试者，具有发展损伤(例如肌肉和/或肌腱损伤)的风险。例如，过热温度，特别是环境热疾病包括但不限于热晕厥、热衰竭、脱水综合征，以及热中风。热中风的潜在致命临床综合征已经在马拉松选手、军队新兵、足球运动员中，以及在热工业环境中有了描述。热中风的流行病表现已经在城市地区的热浪中有所描述(Ferguson，M.和M.M.O′brien，″Heat Stroke In New York City：Experience With 25 Cases，″N.Y.State J.Med.60：2531-2538，1960)。
同样，高强度运动后恢复障碍或恢复不完全会对生理性能有负面影响并延缓功能发展，从而降低运动员以他或她的峰值水平表现的可能性。运动员一直在不断寻找防止运动诱发的肌肉损伤并促进肌肉从剧烈运动中恢复的方式。例如，运动员已经广泛使用饮食补充剂以在肌肉损伤事件如高强度抗阻运动以及参与接触性体育项目之后促进组织生长和修复。剧烈运动之后，急性炎症性反应通过在受损肌肉中局部地合成和释放化学介体来驱动修复过程。然而，虽然炎症性介体可能帮助吸引用于蛋白质合成和肌肉修复的生长因子，但过度的炎症性反应会损害肌肉并因此妨碍修复过程。
“脱水综合征”可以被表征和/或伴有食欲不振以及工作能力受限。损失例如5％的体内水分时，热衰竭的迹象变得明显，并且在损失约7％的体内水分下，会出现定向障碍和幻觉。损失10％或更多的体内水分是极度危险的，并且如果不立即治疗将导致热中风和死亡。热中风伴有高体温(41.1℃-43.3℃；106℉-110℉)、深度昏迷，并且在大多数情况下完全没有出汗，以及主要器官系统衰竭。
至少三个因素决定身体的热平衡：代谢产热、有机体与其周围环境的热交换，以及汗水蒸发引起的热损失(Knochel，J.P.[1980]″ClinicalPhysiology Of Heat Exposure，″In Clinical Disorders Of Fluid And ElectrolyteMetabolism，M.H.Maxwell和C.R.Kleeman，编著，Mcgraw-Hill，NewYork)。对于特别是在高温环境中运动或工作的受试者，驱散代谢产生的热量的能力大部分取决于所述受试者形成和蒸发汗水的能力(Costill，D.L.和K.E.Sparks″Rapid Fluid Replacement Following Thermal Dehydration，″J.Appl.Physiol.34(3)：299-303，1973；Greenleaf，J.E.″Hyperthermia AndExercise，″Int.Rev.Physiol.20：157-208，1979)。
在运动的过程中，尤其是在高温环境下，可能会发生有效循环容量的严重不足。与环境无关，肌肉工作导致血液大量分流至骨骼肌，以及进入工作肌肉的血浆容量实质性降低。而且，有效循环容量也因为汗水损失而减少(Knochel[1980]同上)。血管内容量的缺乏使被加热的血液向周围递送以便蒸发冷却受到阻碍。因此，在脱水的运动受试者中，当汗水损失积累时，核心体温逐渐升高。
在对强体力活动的多种生理反应中，值得注意的是升高的体温、出汗和脉搏率、血容量下降，以及与化合物代谢以产生能量相关的生物化学变化。另外，大约90％的身体能量产自氧。所有的身体活动，从脑功能到排泄都受到氧调节。血浆保留大约百分之三(3％)的溶解氧，并且红细胞(血红蛋白)保留百分之九十七(97％)。氧从红细胞穿出进入血浆并且转移至在代谢过程中需要氧的细胞。这些细胞将CO2传送回血浆中，在那里CO2被红细胞吸收。此过程在例如运动或剧烈训练中快速增加。
本领域先前的研究集中在甘油引起保水作用的能力上。然而，保水作用单独与增强的耐力或生理性能几乎不相关。为了对耐力和性能产生有益的影响，必须使水在整个体内适当地分配。仅仅减少排尿是不够的。水必须可用于出汗(有效冷却)、细胞的水合作用，并且必须维持血浆容量。只有实现了这些生理目标，耐力和性能才能增强。
渗透压主要影响体内水移动穿过半透膜的方向和速率。因此，水将移动穿过半透膜，使得水的净流动将穿过膜进入起初具有最高溶质浓度的液体中，并且因此消化器官、血浆以及细胞之间的水分配取决于这些位置之间的相对渗透压。虽然已经确定摄取大量甘油导致体内水的滞留(即，尿流率下降)，但单此观察不能产生关于身体对热量和强体力活动的生理反应是否已经增强的信息。例如，胃或肠内的大浓度甘油可使水移动穿过胃肠膜进入消化道中并引起对强体力活动和热暴露的有害反应。或者，高浓度的血浆甘油可使水离开细胞并进入血浆中，导致有害的细胞脱水作用。
因此，本领域迫切需要增强运动性能和恢复时间以及本文描述的相关病状的新颖并且有效的方法。
附图的若干视图的简述
图1是现有技术的混合装置的部分截面、部分框图。
图2是混合装置的一个示例性实施方案的框图。
图3是用于将第一材料递送至图2的混合装置的示例性系统的图解。
图4是图2的混合装置的顶部的不完整部分截面图。
图5是图2的混合装置的第一个侧部的不完整截面图。
图6是图2的混合装置的第二个侧部的不完整截面图。
图7是图2的混合装置的位于图5的第一个侧部与图6的第二个侧部之间的一个侧部的不完整截面图。
图8是图2的混合装置的转子和定子的透视图。
图9是图2的混合装置的第一室的内部的透视图。
图10是图2的混合装置的包括泵410的替代实施方案的第一室的内部的不完整截面图。
图11是图2的混合装置的第二室的内部的透视图。
图12是混合装置的替代实施方案的一个侧部的不完整截面图。
图13是与混合装置的一个替代实施方案一起使用的壳体的中心部分的一个替代实施方案的透视图。
图14是与混合装置的一个替代实施方案一起使用的轴承壳体的一个替代实施方案的不完整截面图。
图15是经过垂直于旋转轴的平面取得的图2的混合装置的混合室的截面图，所述截面图描绘了当转子的通孔靠近(但未对齐)定子的孔时由空泡引起的旋转流型。
图16是经过垂直于旋转轴的平面取得的图2的混合装置的混合室的截面图，所述截面图描绘了当转子的通孔与定子的孔对齐时由空泡引起的旋转流型。
图17是经过垂直于旋转轴的平面取得的图2的混合装置的混合室的截面图，所述截面图描绘了当先前与定子的孔对齐的转子的通孔不再与其对齐时由空泡引起的旋转流型。
图18是转子的替代实施方案的侧视图。
图19是经过垂直于转子的旋转轴的平面取得的放大的不完整截面图，所述截面图描绘了在转子中形成的通孔和在定子中形成的通孔的替代构形。
图20是经过穿过转子的旋转轴并沿着转子的旋转轴延伸的平面取得的放大的不完整截面图，所述截面图描绘了在转子中形成的通孔和在定子中形成的通孔的替代构形。
图21是经过穿过转子的旋转轴并沿着转子的旋转轴延伸的平面取得的放大的不完整截面图，所述截面图描绘了在转子中形成的通孔和在定子中形成的通孔的替代偏移构形。
图22是可以用于构造转子的通孔和/或定子的孔的形状的图解。
图23是可以用于构造转子的通孔和/或定子的孔的形状的图解。
图24是可以用于构造转子的通孔和/或定子的孔的形状的图解。
图25是可以用于构造转子的通孔和/或定子的孔的形状的图解。
图26是在表面附近形成的电双层(“EDL”)的图解。
图27是混合装置内部的模型的透视图。
图28是图27的模型的截面图。
图29是实验设置的图解。
图30图解说明在图2的混合装置中用氧处理并在65华氏度下储存在各自加盖的500ml薄壁塑料瓶和1,000ml玻璃瓶中的水中的溶解氧水平。
图31图解说明在图2的混合装置中用氧处理并在39华氏度下储存在冷藏的500ml塑料薄壁瓶和1,000ml玻璃瓶中的水中的溶解氧水平。
图32图解说明在图2的混合装置中用氧处理并储存在平均温度为55华氏度的32oz.GATORADE
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瓶中的水中的溶解氧水平。
图33图解说明在图2的混合装置中用氧处理的500ml布劳恩平衡盐溶液中的溶解氧保留。
图34图解说明另一实验，其中通过在图2的混合装置中用氮处理水，使用图2的混合装置将氧从水中净化出去。
图35图解说明通过图2的混合装置在标准温度和压力下将氧从水中净化出去。
图36是纳米笼的图解。
图37图解说明通过图2的混合装置用氧处理的水样品产生的Rayleigh散射效应。
图38-41说明，利用连苯三酚测试出本发明的富含氧的液体对辣根过氧化物酶的反应性呈阳性，而压力锅和细泡水样品具有低得多的反应性。
图42图解说明本文所述的连苯三酚/HRP测定，其显示在辣根过氧化物酶的存在下与连苯三酚的反应需要氧，因为本发明的富含其它气体(氩和氮)的液体没有以同样的方式反应。
图43说明，过氧化氢阳性对照物显示出强反应性，而其它测试液体没有一个与谷胱甘肽反应。
图44说明，T7DNA在约50℃下在对照物(去离子水)中显示出构象变化，而在富含氧的本发明液体中的所述DNA直到约60℃仍然完好无损。
图45A和45B图解说明生物反应器系统3300a的示例性实施方案的图形表示。
图46示出图45A和45B的生物反应器系统3300a的示例性实施方案的详细部分。
图47A示出RNS60对人支气管上皮细胞中的DEP介导的IL-8刺激所具有的影响。图47B示出，RNS60调节rTNFα诱发的IL-8，并且其在室温下保持其生物活性数天。
图48图解说明服用动电学改变的液体对运动个体的益处。结果(参见本文下表4)表明饮料对运动性能的所有3个测量参数都有影响，并且在所有3个区域的影响方向都是有利的(即，对最大VO2呈阳性、对RPE(感觉尽力程度评级)呈阴性，并且对乳酸呈阴性)。
图49示出研究设计概观。
图50A和B显示服用RB提高了较健康的运动员的最大VO2。
图51示出服用RB使RPE降低。
图52示出血浆肌红蛋白水平的时间点差异。
图53示出血浆CK水平的时间点差异。
图54示出，RB抑制运动诱发的IFN-α(A)和ENA-78(B)的血浆水平增加。
图55示出，服用RB阻止了运动试验24小时后BDNF血浆浓度的升高。
图56示出服用RB对循环sCD40L水平的影响。
示例性实施方案概述
特定方面提供用于增强运动性能的方法，所述方法包括以足以增强运动性能和恢复时间中的至少一种的量，向有需要的受试者施用包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水溶液中稳定构形，其中提供用于增强运动性能的方法。
在某些方法方面，增强运动性能包括降低受试者的运动诱发的血浆炎症性细胞因子水平的增加。在特定方面，运动诱发的血浆炎症性细胞因子是选自由以下组成的组的细胞因子：干扰素α(IFN-α)、上皮嗜中性粒细胞活化蛋白78(ENA-78)，以及脑源性神经营养因子(BDNF)。
在特定方法方面，增强运动性能包括防止或改善运动介导的肌肉和/或肌腱损伤以及增强肌肉和/或肌腱由此的恢复中的至少一种(例如，包括防止或减轻肌肉纤维微伤的程度，以及增强由此的恢复中的至少一种；包括减少运动诱发的肌肉伤害的生物标志物(如肌酸激酶(CK)、血浆肌红蛋白)；或者包括改善或增强从运动诱发的肌腱变性、肌腱炎、腱鞘炎、撕脱伤以及与长期重复性动作相关的肌腱劳损中的至少一种的恢复)。某些方面，增强运功性能包括以下各项的至少一种：增大受试者在强烈或极限运动中可利用的最大氧量(最大VO2)；降低感觉尽力程度的评级(RPE)；减少运动介导的血乳酸水平的增加；保持肌肉收缩功能，优选是最大力或关节ROM；减少肌肉酸痛；以及改善受试者的运动引发的疲劳发作。
在特定方法方面，运动包括强烈运动、离心运动、在升高的环境温度下的运动、重复性运动、有氧运动以及高海拔运动中的至少一种。
在某些方面，动电学改变的水性液体是经过超加氧的(例如，其中所述动电学改变的水性液体在大气压下包含的氧的量为至少15ppm、至少25ppm、至少30ppm、至少40ppm、至少50ppm或至少60ppm)。
在某些方面，离子性水溶液包含盐水溶液，并且可以包含本文的表1和2公开的至少一种离子或盐。
在特定方面，电荷稳定的含氧纳米结构在离子性水性液体中以足以在所述液体接触活细胞后调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的量稳定构形。在特定方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的能力在密闭的气密性容器中，最佳在约4℃下，持续至少2个月、至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月、至少12个月或更长的时期。在某些方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括改变膜相关蛋白的构象、配体结合活性或催化活性。在某些方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整全细胞传导率。在特定方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整以下各项中的至少一种：钙依赖性细胞信号传导通路或系统；磷脂酶C活性；以及腺苷酸环化酶(AC)活性。
在具体实施方案中，施用动电学改变的水性液体包括口服施用水溶液或体育饮料(例如，包含糖、碳水化物、电解质或其它体育饮料成分的体育饮料)。
另外的方面提供用于产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的改进方法，所述方法包括：在其间界定混合容积的两个间隔的表面之间提供水性液体材料流；以及在或实质上在所述水性液体材料的最高密度的温度下，在适合在小于400毫秒内将至少20ppm的气体注入所述材料的条件下，将氧气引入所述混合容积内的所述流动的水性液体材料中，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。在特定方面，流动材料在混合容积中的停留时间大于0.06秒或大于0.1秒。在某些方面，表面积对容积的比率为至少12、至少20、至少30、至少40或至少50。
再另外的方面提供用于产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的改进方法，所述方法包括使用通过将第一水性材料和第二水性材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：配置成接收来自第一水性材料来源的第一水性材料的第一室；定子；具有旋转轴的转子，所述转子被布置在定子内部并且被配置成绕着其中的旋转轴旋转，转子和定子中的至少一个具有多个通孔；在转子和定子之间界定的混合室，所述混合室与第一室流体连通并且被配置成接收从第一室来的第一水性材料，并且通过在转子和定子之一中形成的多个通孔向混合室提供氧气；与混合室流体连通并且被配置成接收从混合室来的输出材料的第二室；以及容纳于第一室内部的第一内部泵，所述第一内部泵被配置成在或实质上在水性液体材料的最高密度的温度下，将第一水性材料从第一室泵送至混合室中，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。
另外的方面提供用于产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的改进方法，所述方法包括使用通过将第一水性材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：定子；具有旋转轴的转子，所述转子被布置在定子内部并且被配置成绕着其中的旋转轴旋转；在转子和定子之间界定的混合室，所述混合室具有开放的第一末端，第一水性材料通过此末端在或实质上在水性液体材料的最高密度的温度下进入混合室，以及开放的第二末端，输出材料通过此末端离开混合室，第二材料、氧气通过转子和定子中的至少一个进入混合室；与混合室的开放的第一末端的至少大部分连通的第一室；以及与混合室的开放的第二末端连通的第二室，以便以动电学方式改变水性材料，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。
在所述方法的特定方面，第一内部泵被配置成在水性材料进入混合室之前赋予其圆周速度。
再另外的方面提供在形成于两个轮廓面之间以产生输出混合物的弓形混合室中产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的方法，所述弓形混合室的第一末端部分与第二末端部分相对，所述方法包括：提供第一水性材料；在或实质上在水性液体材料的最高密度的温度下，将所述第一水性材料引入弓形混合室的第一末端部分，其中流向为第一分量实质上与弓形混合室相切并且第二分量指向第二末端部分；以及通过弓形混合室的第一末端部分和弓形混合室的第二末端部分之间的两个轮廓面中的至少一个将氧气引入弓形混合室中，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。在特定实施方案中，混合室的第一末端部分耦接至第一室，所述方法进一步包括：在将第一水性材料引入弓形混合室的第一末端部分之前，先将第一水性材料引入第一室中，并在第一室中赋予所述材料以圆周流速。在另外的实施方案中，混合室的第一末端部分耦接至第一室，所述混合室在旋转的圆柱形转子的外部轮廓面与固定的圆柱形定子的内部轮廓面之间形成，并且所述转子在定子内部绕旋转轴旋转，所述方法进一步包括：在将第一水性材料引入弓形混合室的第一末端部分之前，先将第一水性材料引入第一室中，并在第一室中赋予所述材料以实质上绕旋转轴的圆周流速；将氧气引入具有多个通孔的旋转转子的中空部分，所述多个通孔中的每一个从中空部分延伸至转子的外部轮廓面；使氧气通过所述多个通孔从旋转的转子的中空部分流入混合室中；使水性材料从第一室流入混合室中；并且使转子相对于定子旋转，从而在混合室内部将水性材料和氧气混合在一起。
在所有以上方法的另外的方面，水性液体材料包含本文公开的表1和2中的至少一种盐或离子。
在某些方面，方法包括产生体育饮料或运动饮料或其组分。
发明详述
本文提供用于增强运动性能的方法，所述方法包括施用包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在离子性水溶液中稳定构形。在某些方面，增强运动性能包括：减少血浆炎症性细胞因子(例如IFN-α、ENA-78和BDNF)；和/或改善肌肉/肌腱损伤或增强肌肉/肌腱恢复；和/或减少运动诱发的肌肉伤害的生物标志物(例如CK、血浆肌红蛋白)；和/或改善或增强从运动诱发的肌腱变性、肌腱炎、腱鞘炎、撕脱伤以及与长期重复性动作相关的肌腱劳损中的恢复；和/或提高最大VO2；和/或减少RPE；降低血乳酸水平；和/或保持肌肉收缩功能(例如，最大力或关节ROM)；和/或减少肌肉酸痛；和/或改善受试者的运动引发的疲劳发作。在特定方法方面，运动包括强烈运动、离心运动、在升高的环境温度下的运动、重复性运动、有氧运动以及高海拔运动中的至少一种。还提供用于产生动电学改变的水性液体(包括体育饮料)的改进方法。
本文提供动电学改变的液体体育饮料组合物，所述组合物包含含有电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。在某些方面，电荷稳定的含氧纳米结构在离子性水性液体中以足以在所述液体接触活细胞后调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的量稳定构形。在某些方面，电荷稳定的含氧纳米结构是液体中主要的电荷稳定的含气体纳米结构物质。在特定方面，在液体中存在的作为电荷稳定的含氧纳米结构的溶解氧分子的百分比是选自由以下组成的组的百分比，即大于：0.01％、0.1％、1％、5％；10％；15％；20％；25％；30％；35％；40％；45％；50％；55％；60％；65％；70％；75％；80％；85％；90％；以及95％。在某些实施方案中，总的溶解气体实质上存在于电荷稳定的含气体纳米结构中。在某些方面，电荷稳定的含气体纳米结构实质上具有的平均直径小于选自由以下组成的组的尺寸：90nm；80nm；70nm；60nm；50nm；40nm；30nm；20nm；10nm；以及小于5nm。
在特定方面，离子性水溶液包括盐水溶液。在某些方面，液体是经过超加氧的。
在某些实施方案中，电荷稳定的含气体纳米结构包含本文表1和2中公开的至少一种离子或盐或选自由以下组成的组的至少一种离子：包括Li+、Na+、K+、Rb+以及Cs+的基于碱金属的盐、包括Mg++和Ca++的基于碱土金属的盐，以及包括Cr、Fe、Co、Ni、Cu组以及Zn的基于过渡金属的阳离子，在各情况下连同任何合适的平衡离子分。
在某些方面，液体包含溶剂化电子形式以及动电学修饰或带电的氧物质中的至少一种。在某些方面，溶剂化电子形式或动电学修饰或带电的氧物质以至少0.01ppm、至少0.1ppm、至少0.5ppm、至少1ppm、至少3ppm、至少5ppm、至少7ppm、至少10ppm、至少15ppm或至少20ppm的量存在。在某些方面，动电学改变的液体包含至少部分被分子氧稳定的溶剂化电子形式。
在特定方面，在密闭的气密性容器中，最佳在约4℃下，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的能力持续至少2个月、至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月、至少12个月或更长的时期。
在某些方面，改变动电学改变的水性液体包括将所述液体暴露于水动力学诱导的局部动电效应。在某些方面，暴露于局部动电效应包括暴露于电压脉冲和电流脉冲中的至少一种。在某些方面，将流体暴露于水动力学诱导的局部动电效应包括将液体暴露于用于产生液体的装置的引起动电效应的结构特征。
在某些实施方案中，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括改变膜相关蛋白的构象、配体结合活性或催化活性。在某些方面，膜相关蛋白包括选自由以下组成的组中的至少一种：受体、跨膜受体、离子通道蛋白、细胞内附着蛋白、细胞粘附蛋白、整联蛋白等。在某些方面，跨膜受体包括G蛋白偶联受体(GPCR)。在特定方面，G蛋白偶联受体(GPCR)与G蛋白α亚基相互作用。在某些方面，G蛋白α亚基包括选自由以下组成的组的至少一种亚基：Gαs、Gαi、Gαq以及Gα12(例如，其中G蛋白α亚基是Gαq)。
在某些方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整全细胞传导率。在特定方面，调整全细胞传导率包括调整全细胞传导率的线性或非线性电压依赖性贡献中的至少一种。
在某些实施方案中，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整钙依赖性细胞信号传导通路或系统。在某些方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整磷脂酶C活性。在某些方面，调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整腺苷酸环化酶(AC)活性。
在某些方面，动电学改变的体育饮料组合物在大气压下包含的溶解氧的量为至少8ppm、至少15ppm、至少25ppm、至少30ppm、至少40ppm、至少50ppm或至少60ppm氧。在某些方面，液体或溶液的电荷稳定的纳米结构中的气体在存在量为至少25ppm。
另外提供用于产生体育饮料组合物的方法，所述方法包括：提供体育饮料液体制剂或组合物；在相对运动并于其间界定混合容积的两个间隔的表面之间提供体育饮料液体制剂或组合物材料流，其中流动液体材料在混合容积之内并通过混合容积的单向停留时间大于0.06秒或大于0.1秒；以及在适合将至少20ppm、至少25ppm、至少30、至少40、至少50或至少60ppm的气体溶入所述材料中的条件下，将氧气引入混合容积内的流动液体材料中，并且以动电学方式改变液体材料，其中提供包含含有电荷稳定的含气体纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体的体育饮料组合物，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。在某些方面，氧气在小于100毫秒、小于200毫秒、小于300毫秒或小于400毫秒内注入材料中。
另外的方面提供用于产生体育饮料组合物的方法，所述方法包括：提供体育饮料液体制剂或组合物；在其间界定混合容积的两个间隔的表面之间提供体育饮料液体制剂或组合物材料流；以及在适合在小于100毫秒、小于200毫秒、小于300毫秒或小于400毫秒内将至少20ppm、至少25ppm、至少30、至少40、至少50或至少60ppm的气体注入所述材料中的条件下，将氧气引入混合容积内的流动材料中，以便以动电学方式改变体育饮料液体制剂或组合物，其中提供包含含有电荷稳定的含气体纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体的体育饮料液体制剂或组合物，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。在某些方面，流动材料在混合容积内的停留时间大于0.06秒或大于0.1秒。在某些方面，表面积对容积的比率为至少12、至少20、至少30、至少40或至少50。
再另外的方面提供用于产生体育饮料组合物的方法，所述方法包括使用通过将第一材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：提供体育饮料液体制剂或组合物；配置成接收来自第一材料来源的体育饮料液体制剂或组合物材料的第一室；定子；具有旋转轴的转子，所述转子被布置在定子内部并且被配置成绕着其中的旋转轴旋转，转子和定子中的至少一个具有多个通孔；在转子和定子之间界定的混合室，所述混合室与第一室流体连通并且被配置成接收从第一室来的体育饮料液体制剂或组合物材料，并且通过转子和定子之一中形成的多个通孔向混合室提供氧气；与混合室流体连通并且被配置成接收从混合室来的输出材料的第二室；以及容纳于第一室内部的第一内部泵，所述第一内部泵被配置成将体育饮料液体制剂或组合物材料从第一室泵送至混合室中，以便以动电学方式改变体育饮料液体制剂或组合物材料，其中提供包含含有电荷稳定的含气体纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体的体育饮料液体制剂或组合物材料，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。
另外的方面提供用于产生体育饮料组合物的方法，所述方法包括使用通过将第一材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：提供体育饮料液体制剂或组合物；定子；具有旋转轴的转子，所述转子被布置在定子内部并且被配置成绕着其中的旋转轴旋转；在转子和定子之间界定的混合室，所述混合室具有开放的第一末端，体育饮料液体制剂或组合物材料通过此末端进入混合室，以及开放的第二末端，输出材料通过此末端离开混合室，第二材料、氧气通过转子和定子中的至少一个进入混合室；与混合室的开放的第一末端的至少大部分连通的第一室；以及与混合室的开放的第二末端连通的第二室，以便以动电学方式改变体育饮料液体制剂或组合物材料，其中提供包含含有电荷稳定的含气体纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体的体育饮料液体制剂或组合物材料，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。在某些方面，第一内部泵被配置成在体育饮料液体制剂或组合物材料进入混合室之前赋予其圆周速度。
再另外的方面提供在形成于两个轮廓面之间以产生输出混合物的弓形混合室中产生体育饮料组合物材料的方法，所述弓形混合室的第一末端部分与第二末端部分相对，所述方法包括：提供体育饮料液体制剂或组合物；将体育饮料液体制剂或组合物材料引入弓形混合室的第一末端部分，其中流向为第一分量实质上与弓形混合室相切并且第二分量指向第二末端部分；以及通过弓形混合室的第一末端部分和弓形混合室的第二末端部分之间的两个轮廓面中的至少一个将氧气引入弓形混合室中，其中提供包含含有电荷稳定的含气体纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体的体育饮料液体制剂或组合物材料，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。在某些方面，混合室的第一末端部分耦接至第一室，所述方法进一步包括：在将体育饮料液体制剂或组合物材料引入弓形混合室的第一末端部分之前，先将体育饮料液体制剂或组合物材料引入第一室中，并在第一室中赋予所述材料以圆周流速。在某些方面，混合室的第一末端部分耦接至第一室，所述混合室在旋转的圆柱形转子的外部轮廓面与固定的圆柱形定子的内部轮廓面之间形成，并且所述转子在定子内部绕旋转轴旋转，所述方法进一步包括：在将体育饮料液体制剂或组合物材料引入弓形混合室的第一末端部分之前，先将体育饮料液体制剂或组合物材料引入第一室中，并在第一室中赋予所述材料以实质上绕旋转轴的圆周流速；将氧气引入具有多个通孔的旋转转子的中空部分，所述多个通孔中的每一个从中空部分延伸至转子的外部轮廓面；使氧气通过所述多个通孔从旋转转子的中空部分流入混合室中；使体育饮料液体制剂或组合物材料从第一室流入混合室中；以及使转子相对于定子旋转，从而在混合室内部将体育饮料液体制剂或组合物材料和氧气混合在一起。
另外的方面提供根据本文公开的任何方法制成的动电学改变的体育饮料组合物。
在特定方面，动电学改变的液体的电荷稳定的含氧纳米结构包含本文公开的表1和2中的至少一种盐或离子。
在某些方面，本文公开的动电学改变的体育饮料组合物包含至少一种业内公认的体育饮料成分。在某些方面，它们包含糖或碳水化合物，和/或咖啡因。
另外提供用于增强生理性能和恢复时间的方法，所述方法包括以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量向有需要的受试者施用本文公开的动电学改变的体育饮料组合物。在某些方面，所述方法包括改善强体力活动对受试者的影响。
另外提供向受试者施用糖、碳水化合物或其它体育饮料成分的方法，所述方法包括向有需要的受试者口服施用本文公开的动电学改变的体育饮料组合物，以及包括向受试者施用糖或碳水化合物。
另外的方面提供用于产生体育饮料组合物材料的方法，所述方法包括：获得至少一种体育饮料成分；以及将所述至少一种体育饮料成分与包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体组合，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且以足以增强生理性能和恢复时间中的至少一种的量在离子性水性液体中稳定构形。在某些方面，所述至少一种体育饮料成分包含浓缩的体育饮料成分。在某些方面，所述至少一种体育饮料成分包含固体体育饮料成分。
另外的方面提供用于防止肌肉损伤和/或增强/促进肌肉从运动(例如，离心运动)中恢复的方法，所述方法包括以足以防止肌肉损伤和/或增强/促进肌肉从运动中恢复的量向有需要的受试者施用根据权利要求1至29中任一项所述的动电学改变的体育饮料组合物。在特定方面，所述方法涉及减少运动诱发的肌肉伤害的生物标记物(例如，肌酸激酶(CK))。在另外的方面，所述方法包括降低肌肉酸痛的主观评级。在特定方面，所述方法包括保持肌肉收缩功能(例如，最大力、关节ROM)。在某些方面，所述方法包括提高运动性能。
另外提供用于防止运动诱发的肌腱损伤和/或增强/促进肌腱从运动和/或运动诱发的损伤和/或外科手术中恢复的方法，所述方法包括以足以防止运动诱发的肌腱损伤和/或增强/促进肌腱从运动和/或运动诱发的损伤和/或外科手术中恢复的量向有需要的受试者施用本文公开的动电学改变的体育饮料组合物。在某些方面，所述方法包括防止或改善运动诱发的肌腱变性、肌腱炎、腱鞘炎以及撕脱伤中的至少一种。
另外提供用于防止和/或改善和/或增强从与长期重复性动作相关的肌腱劳损中恢复的方法，所述方法包括以足以防止和/或改善和/或增强从与长期重复性动作相关的肌腱劳损中恢复的量向有需要的受试者施用本文公开的动电学改变的体育饮料。
动电学产生的液体：
本文使用的“动电学产生的液体”是指出于本文工作实施例的目的，通过本文详细描述的示例性混合装置产生的申请人的本发明的动电学产生的液体(也参见US2008/02190088(现为U.S.7,832,920)、US2008/0281001(现为U.S.7,919,534)；US2010/0038244、WO2008/052143、US2009/0227018、WO2009/055614以及US20100029764(针对它们在动电学改变的液体的性质和生物活性方面的教义，其全部内容都是以引用的方式并入本文))。如本文公开和呈现的数据所展示，所述动电学液体表示相对于现有技术的非动电学液体，包括相对于现有技术的含氧非动电学液体(例如，压力锅含氧液体等)而言，新颖的并且从根本上不同的液体。如本文的各种方面所公开，动电学产生的液体具有独特而新颖的物理和生物特性，包括但不限于以下：
在特定方面，动电学改变的水性液体包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液，所述纳米结构实质上具有小于约100纳米的平均直径并且在离子性水性液体中以足以在所述液体接触活细胞后调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的量稳定构形。
在特定方面，动电学产生的液体是指在水动力学诱导的局部(例如相对于总液体容积而言不均匀)动电效应(例如，电压/电流脉冲)，如本文描述的装置特征局部效应。在特定方面，所述水动力学诱导的局部动电效应与本文公开和讨论的表面相关性双层和/或流动电流效应组合。
在特定方面，所施用的本发明的动电学改变的液体包含足以调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的量的电荷稳定的含氧纳米结构。在某些实施方案中，动电学改变的液体是经过超加氧的(例如，在标准盐水中，RNS-20、RNS-40以及RNS-60分别包含20ppm、40ppm以及60ppm的溶解氧)。在特定实施方案中，动电学改变的液体是未经超加氧的(例如，RNS-10或Solas包含10ppm(例如在标准盐水中，大约环境水平的溶解氧)。在某些方面，本发明的动电学改变的液体的盐度、无菌性、pH值等在动电学产生所述液体时建立，并且以适当的途径施用无菌液体。或者，在施用液体之前(例如，使用无菌盐水或适当稀释剂)适当地调节液体的盐度、无菌性、pH值等中的至少一种以与施用途径在生理学上相容。优选地，并且用于调节液体的盐度、无菌性、pH值等中的至少一种的稀释剂和/或盐水溶液和/或缓冲液组合物也是动电学液体或在其它方面相容。
在特定方面，本发明的动电学改变的液体包括盐水(例如，一种或多种溶解盐)；例如，基于碱金属的盐(Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+等)、基于碱土金属的盐(例如，Mg++、Ca++)等或基于过渡金属的阳离子(例如，Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等)，在各种情况下连同任何合适的阴离子组分，包括但不限于F-、Cl-、Br-、I-、PO4-、SO4-，以及氮基阴离子。特定方面包括以各种组合和浓度，并且任选地与平衡离子的混合物混合的盐基动电学液体(例如，Na+、K+、Ca++、Mg++、过渡金属离子等)。在特定方面，本发明的动电学改变的液体包括标准盐水(例如，大约0.9％的NaCl或约0.15M的NaCl)。在特定方面，本发明的动电学改变的液体包括浓度为至少0.0002M、至少0.0003M、至少0.001M、至少0.005M、至少0.01M、至少0.015M、至少0.1M、至少0.15M或至少0.2M的盐水。在特定方面，本发明的动电学改变的液体的电导率为至少10μS/cm、至少40μS/cm、至少80μS/cm、至少100μS/cm、至少150μS/cm、至少200μS/cm、至少300μS/cm或至少500μS/cm、至少1mS/cm、至少5mS/cm、10mS/cm、至少40mS/cm、至少80mS/cm、至少100mS/cm、至少150mS/cm、至少200mS/cm、至少300mS/cm或至少500mS/cm。在特定方面，可以使用任何盐来制备本发明的动电学改变的液体，条件是它们允许形成如本文所公开的具有生物活性的盐稳定的纳米结构(例如，盐稳定的含氧纳米结构)。
根据特定方面，包含电荷稳定的含气体纳米结构的本发明的液体组合物的生物效应可以通过改变液体的离子组分，和/或通过改变液体的气体组分来调整(例如，增强、减弱、调和等)。
根据特定方面，包含电荷稳定的含气体纳米结构的本发明液体的生物效应可以通过改变液体的气体组分来调整(例如，增强、减弱、调和等)。在优选的方面，使用氧来制备本发明的动电学液体。在另外的方面，使用氧连同选自氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦、氪、氢以及氙的至少一种其它的气体的混合物。如以上所述，也可以改变离子，包括同时改变气体组分。
通过提供本文公开的教义和测定系统(例如，细胞基细胞因子测定、最大VO2测定、RPE(感觉尽力程度的评级)测定、乳酸测定等)，本领域的技术人员将能够容易地选择适当的盐和其浓度以取得本文公开的生物活性。
表1.示例性阳离子和阴离子
Figure BDA00002659579400201
Figure BDA00002659579400221
表2.示例性阳离子和阴离子
单原子阳离子
  化学式   电荷   名称
  H+   1+   氢离子
  Li+   1+   锂离子
  Na+   1+   钠离子
  K+   1+   钾离子
  Cs+   1+   铯离子
  Ag+   1+   银离子
  Mg2+   2+   镁离子
  Ca2+   2+   钙离子
  Sr2+   2+   锶离子
  Ba2+   2+   钡离子
  Zn2+   2+   锌离子
  Cd2+   2+   镉离子
  AI3+   3+   铝离子
多原子阳离子
  化学式   电荷   名称
  NH4   1+   铵离子
  H3O+   1+   水合氢离子
多价阳离子
  化学式   电荷   名称
  Cr2+   2   铬(II)或二价铬离子
  Cr3+   3  铬(III)或三价铬离子
  Mn2+   2   锰(II)或二价锰离子
  Mn4+   4   锰(IV)离子
  Fe2+   2   铁(II)或亚铁离子
  Fe3+   3  铁(III)或三价铁离子
  Co2+   2   钴(II)或二价钴离子
  Co3+   3   钴(II)或三价钴离子
  Ni2+   2   镍(II)或二价镍离子
  Ni3+   3  镍(III)或三价镍离子
  Cu+   1   铜(I)或一价铜离子
  Cu2+   2   铜(II)或二价铜离子
  Sn2+   2   锡(II)或二价锡离子
  Sn4+   4   锡(IV)或四价锡离子
  Pb2+   2   铅(II)或二价铅离子
  Pb4+   4   铅(IV)或四价铅离子
单原子阴离子
  化学式   电荷   名称
  H-   1-   氢化物离子
  F-   1-   氟离子
  Cl-   1-   氯离子
  Br-   1-   溴离子
  I-   1-   碘离子
  O2-   2-   氧化物离子
  S2-   2-   硫化物离子
  N3-   3-   氮化物离子
多原子阴离子
  化学式   电荷   名称
  OH-   1-   氢氧根离子
  CN-   1-   氰根离子
  SCN-   1-   硫氰酸根离子
  C2H3O2 -   1-   乙酸根离子
  ClO-   1-   次氯酸根离子
  ClO2 -   1-   亚氯酸根离子
  ClO3 -   1-   氯酸根离子
  ClO4 -   1-   高氯酸根离子
  NO2 -   1-   亚硝酸根离子
  NO3 -   1-   硝酸根离子
  MnO4 2-   2-   高锰酸根离子
  CO3 2-   2-   碳酸根离子
  C2O4 2-   2-   草酸根离子
  CrO4 2-   2-   铬酸根离子
  Cr2O7 2-   2-   重铬酸根离子
  SO3 2-   2-   亚硫酸根离子
  SO4 2-   2-   硫酸根离子
  PO3 3-   3-   亚磷酸根离子
  PO4 3-   3-   磷酸根离子
本公开内容列出了新颖的动电学产生的富含气体的液体，包括但不限于动电学产生的富含气体的水、离子性水、水溶液、饮料、体育饮品、能量饮品、食品饮品、水性盐水溶液(例如，标准水性盐水溶液，以及本文讨论并将为业内公认的其它盐水溶液，包括任何生理学上相容的盐水溶液)。
在特定方面，动电学改变的水性液体适合调整溶于其中的报道体溶质(例如，海藻糖)的13C-NMR线宽。NMR线宽效应是测量例如特定工作实施例中如本文描述的测试液体中的溶质“翻滚”的间接方法。
在特定方面，动电学改变的水性液体的特征在于以下各项中的至少一项：在-0.14V、-0.47V、-1,02V和-1.36V中的任一项下的不同方波伏安法峰值差异；-0.9伏特下的极谱法峰值；以及在-0.19和-0.3伏特下不存在极谱法峰值，这对特定工作实施例中如本文公开的动电学产生的液体而言是独特的。
在特定方面，动电学改变的水性液体适合改变细胞膜电位和细胞膜电导率(例如，如本文公开的膜片钳研究所测量的全细胞传导率的电压依赖性贡献)中的至少一种。
在特定方面，动电学改变的水性液体是气化的(例如，含氧的)，其中液体中气体(例如，氧)在大气压下的存在量为至少15ppm、至少25ppm、至少30ppm、至少40ppm、至少50ppm或至少60ppm的溶解气体(例如，氧)。在特定方面，动电学改变的水性液体在大气压下具有小于15ppm、小于10ppm的溶解气体(例如，氧)或具有大约环境氧水平。
在特定方面，动电学改变的水性液体是含氧的，其中液体中气体(例如，氧)的存在量介于约8ppm与约15ppm之间，并且在此情况下在本文中有时称作“Solas”或Solas基液体。
在特定方面，动电学改变的水性液体包含溶剂化电子(例如，由分子氧稳定)以及动电学修饰和/或带电的气体(例如，氧)物质中的至少一种，并且其中在某些实施方案中，所述溶剂化电子和/或动电学修饰和/或带电的气体(例如，氧)物质的存在量为至少0.01ppm、至少0.1ppm、至少0.5ppm、至少1ppm、至少3ppm、至少5ppm、至少7ppm、至少10ppm、至少15ppm或至少20ppm。
在特定方面，动电学改变的水性液体适合改变细胞膜结构或功能(例如，改变膜相关蛋白的构象、配体结合活性或催化活性)，以足以调整细胞内信号转导，其中在特定方面，膜相关蛋白包括选自由以下组成的组的至少一种蛋白质：受体、跨膜受体(例如，G蛋白偶联受体(GPCR)、TSLP受体、β2肾上腺素能受体、缓激肽受体等)、离子通道蛋白、细胞内附着蛋白、细胞粘附蛋白以及整联蛋白。在某些方面，受影响的G蛋白偶联受体(GPCR)与G蛋白α亚基(例如，Gαs、Gαi、Gαq以及Gα12)相互作用。
在特定方面，动电学改变的水性液体适合调整细胞内信号转导，包括调整钙依赖性细胞信号传导通路或系统(例如，调整磷脂酶C活性；或调整腺苷酸环化酶(AC)活性)。
在特定方面，动电学改变的水性液体的特征在于在工作实施例和本文别处描述的各种生物活性(例如，调节细胞因子、受体、酶以及其它蛋白质和细胞内信号传导通路)。
在特定方面，动电学改变的水性液体降低支气管上皮细胞(BEC)中DEP诱导的TSLP受体表达。
在特定方面，动电学改变的水性液体抑制支气管上皮细胞(BEC)中DEP诱导的细胞表面结合的MMP9水平。
在特定方面，动电学改变的水性液体的物理和生物效应(例如，改变细胞膜结构或功能以足以调整细胞内信号转导的能力)在密闭容器(例如，密闭的气密性容器)中，优选地在4℃下，持续至少2个月、至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月或更长的时期。
因此，另外的方面提供所述动电学产生的溶液以及用于产生动电学改变的气化的(例如，含氧的)水性液体或溶液的方法，所述方法包括：在相对运动并于其间界定混合容积的两个间隔的表面之间提供液体材料流，其中流动液体材料在混合容积之内并通过混合容积的单向停留时间大于0.06秒或大于0.1秒；以及在适合将至少20ppm、至少25ppm、至少30、至少40、至少50或至少60ppm的气体(例如，氧)溶入所述材料中的条件下，将氧气(O2)引入混合容积内的流动液体材料中，并且以动电学方式改变液体或溶液。在某些方面，在小于100毫秒、小于200毫秒、小于300毫秒或小于400毫秒内将气体(例如，氧)注入材料中。在特定实施方案中，表面积对容积的比率为至少12、至少20、至少30、至少40或至少50。
再另外的方面提供用于产生动电学改变的气化的(例如，含氧的)水性液体或溶液的方法，所述方法包括：在其间界定混合容积的两个间隔的表面之间提供液体材料流；以及在适合在小于100毫秒、小于200毫秒、小于300毫秒或小于400毫秒内将至少20ppm、至少25ppm、至少30、至少40、至少50或至少60ppm的气体(例如，氧)注入所述材料中的条件下，将气体(例如，氧)引入混合容积内的流动材料中。在某些方面，流动材料在混合容积内的停留时间大于0.06秒或大于0.1秒。在特定实施方案中，表面积对容积的比率为至少12、至少20、至少30、至少40或至少50。
另外的实施方案提供用于产生动电学改变的气化的(例如，含氧的)水性液体或溶液的方法，所述方法包括使用通过将第一材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：配置成接收来自第一材料来源的第一材料的第一室；定子；具有旋转轴的转子，所述转子被布置在定子内部并且被配置成绕着其中的旋转轴旋转，转子和定子中的至少一个具有多个通孔；在转子和定子之间界定的混合室，所述混合室与第一室流体连通并且被配置成接收从第一室来的第一材料，并且通过转子和定子之一中形成的多个通孔向混合室提供第二材料；与混合室流体连通并且被配置成接收从混合室来的输出材料的第二室；以及容纳于第一室内部的第一内部泵，所述第一内部泵被配置成将第一材料从第一室泵送至混合室。在某些方面，第一内部泵被配置成在第一材料进入混合室之前赋予其圆周速度。
另外的实施方案提供用于产生动电学改变的气化的(例如，含氧的)水性液体或溶液的方法，所述方法包括使用通过将第一材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：定子；具有旋转轴的转子，所述转子被布置在定子内部并且被配置成绕着其中的旋转轴旋转；在转子和定子之间界定的混合室，所述混合室具有开放的第一末端，第一材料通过此末端进入混合室，以及开放的第二末端，输出材料通过此末端离开混合室，第二材料、氧气通过转子和定子中的至少一个进入混合室；与混合室的开放的第一末端的至少大部分连通的第一室；以及与混合室的开放的第二末端连通的第二室。
另外的方面提供根据以上任何方法制成的动电学改变的气化的(例如，含氧的)水性液体或溶液。
如本文各种示教和/或定义，措辞“增强运动性能”以及“增强恢复时间”是指，并且包括但不限于：逆转、缓解、抑制运动的消极或限制性病状或症状(例如，运动应力以及如本文所讨论和公开的其它变量)的进展或防止运动的消极或限制性病状或症状，和/或增强运动的积极或有益病状或症状和/或增强和/或加速从运动的这类消极或限制性病状或症状(例如，运动应力)中恢复。
如本文各种示教和/或定义，措辞“性能增强量”以及“恢复增强量”是指，并且包括：本文所公开的动电学改变的液体和饮料足以逆转、缓解、抑制运动的消极或限制性病状或症状(例如，运动应力)的进展或防止运动的消极或限制性病状或症状，和/或增强运动的积极或有益病状或症状，和/或增强和/或加快从运动的这类消极或限制性病状或症状(例如，运动应力)中恢复的施用(或服用)量。
动电学富含气体(例如，氧)的水性液体和溶液
在附图以及以下实施例中，应理解，尽管氧是产生本发明的动电学液体和所描述的生物活性中所使用的优选气体，但本发明也涵盖其它动电学改变的液体，所述液体包含使用上文所讨论的各种阳离子和平衡离子，并且包括饮料领域(例如，体育饮料、能量饮料等)的普通技术人员所熟知的其它添加剂。在某些方面，如本文通过包含平均直径实质上小于约100nm的电荷稳定的含氧纳米结构的示例性氧实施方案所教导，这类动电学液体变体具有调整细胞膜电位或细胞膜导率中的至少一种，和/或调整至少一种生物活性的能力。
电荷稳定的纳米结构(例如，电荷稳定的含氧纳米结构)：
如US2008/02190088(现为U.S.7,832,920)、US2008/0281001(现为U.S.7,919,534)；US2010/0038244、W02008/052143、US2009/0227018；WO2009/055614，以及US20100029764(针对它们在动电学改变的液体的性质和生物活性方面的教义，其全部内容都以引用的方式并入本文，并特别参见其“双层效应”、“停留时间”、“注入速率”，以及“泡尺寸测量”)所详细描述，动电学混合装置在大约毫秒内使得第一材料(例如，水、盐水等)和第二材料(例如，气体，如氧等)产生独特的非线性液体动力学相互作用，其中复杂的动力学湍流与包括提供新颖动电效应的某些表面特征的有效庞大表面积(包括装置的表面积和小于100nm的极小气泡的表面积)接触提供复杂混合。所述特征局部动电效应已经使用包括绝缘的转子和定子特征的特别设计的混合装置来展示(同上)。
如本领域所公认，已知电荷再分布和/或溶剂化电子在水溶液中高度不稳定。根据特定方面，申请人的动电效应(例如，电荷再分布，在特定方面包括溶剂化电子)在输出材料(例如，水、盐水溶液、离子性溶液、饮料溶液等)中出人意料地稳定。实际上，本发明的动电学液体的特性和生物活性的稳定性可以在气密性容器中(优选在4℃下)维持数月，这表明溶解气体(例如，氧)的参与帮助产生和/或维持，和/或介导本发明的溶液的特性和活性。重要的是，电荷再分布和/或溶剂化电子在本发明的动电学离子性水性液体中以足以在所述液体接触活细胞(例如，哺乳动物细胞)后调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的量稳定构形(参见，例如，US2009/0227018；WO2009/055614，以及US20100029764，针对它们在动电学改变的液体的性质和生物活性方面的教义，其全部内容都以引用的方式并入本文)。
根据特定方面，水分子和溶解在水中的物质(例如，氧)的分子之间的相互作用改变水的总体结构并且提供纳米级结构(例如，笼形氧结构或团簇)，包括赋予本发明输出材料的包含氧和/或稳定的和/或缔合的电荷的电荷稳定的纳米结构(例如，包含气体以及离子和/或电子的纳米结构)。不受机制的束缚并且根据本文描述的特性和活性，在特定方面，纳米结构的构形是这样的，即它们：包括(至少对于形成和/或稳定性和/或生物活性)溶解气体(例如，氧)；使动电学液体(例如，水合饮料、体育饮料、性能饮料、能量饮料等)能够在与细胞膜或其相关组分接触或充分接近后调整(例如，赋予或接收)电荷和/或电荷效应(例如，调整膜电位和/或电导率)；并且在特定方面，以生物相关形式稳定(例如，携带、带有、俘获)溶剂化电子和/或电场。
根据特定方面，在离子性或盐水(例如，水、盐水、标准盐水等)溶液中，本发明的纳米结构包括电荷稳定的纳米结构(例如，平均直径小于100nm)，其可在电荷稳定的水合外层内包含至少一个溶解气体分子(例如，氧)。根据另外的方面并如本文别处所描述，电荷稳定的水合外层可包含带有至少一个溶解气体分子(例如，氧)的笼或空隙。根据另外的方面，借助提供合适的电荷稳定的水合外层，电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构可另外包含溶剂化电子(例如，稳定的溶剂化电子)。
不受机制或特定理论的束缚，已经提出与环境(大气的)气体平衡的被水性液体中的离子稳定的电荷稳定的微泡(Bunkin等，Journal ofExperimental and Theoretical Physics，104：486-498，2007；其全部内容以引用的方式并入本文)。根据本发明的特定方面，申请人的新颖动电学液体包含新颖的生物活性形式的电荷稳定的含氧纳米结构，并且可进一步包含此类结构的新颖阵列、团簇或缔合。
根据电荷稳定的微泡模型，水结构的短程分子序因气体分子的存在而破坏(例如，起初与非吸附性离子复合的溶解气体分子提供短程序缺陷)，这使得离子性液滴凝聚，其中缺陷被水分子的第一和第二配位层包围，其交替被在配位层中分别占据6和12个缺位的吸附性离子(例如，获得Na+离子的“筛选外层”以形成电双层)和非吸附性离子(例如，占据第二配位层的Cl-离子)填充。在不饱和溶液中(例如，不饱和盐水溶液)，这种水合的‘核心’仍然保持稳定直到第一和第二层分别被6个吸附性和5个非吸附性离子填充，然后经受库仑爆炸，产生含有气体分子的内部空隙，其中吸附性离子(例如，Na+离子)被吸附至所产生的空隙的表面，而非吸附性离子(或其一些部分)扩散至溶液中(Bunkin等，同上)。在此模型中，防止了纳米结构中的空隙由于吸附至其表面的离子(例如，Na+离子)之间的库仑斥力而引起的崩塌。含有空隙的纳米结构的稳定性被公设为是由于将带有类似电荷的溶解离子吸附至空隙/泡表面上以及溶解气体与泡内的气体之间的扩散平衡，其中由所产生的电双层施加的负、(向外静电压力为表面张力提供了稳定的补偿，并且泡内的气体压力与环境压力发生平衡。根据此模型，此类微泡的形成需要离子组分，并且在某些方面颗粒之间的碰撞介导的缔合作用可提供较大有序团簇(阵列)的形成(同上)。
Bunkin等的电荷稳定的微泡模型表明颗粒可以是气体微泡，但只涵盖这类结构在与环境空气平衡的离子性溶液中自发形成，此模型未经表征并且不能说明是否氧能够形成这类结构，如何将这类结构进一步稳定，并且同样不能说明溶剂化电子是否能被这类结构缔合和/或稳定。
根据本发明的特定方面，本发明的含有电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构的动电学液体是新颖的并且从根本上不同于根据微泡模型的假设的非动电学的、大气的电荷稳定的微泡结构。重要的是，此结论不可避免，至少部分源于此事实：对照盐水溶液不具有本文公开的生物特性，而申请人的电荷稳定的纳米结构提供了新颖的、生物活性形式的电荷稳定的含氧纳米结构。
根据本发明的特定方面，申请人的新颖动电学装置和方法提供新颖的动电学改变的液体，所述液体包含大量电荷稳定的纳米结构，此量超过在与空气平衡的离子性液体中或在任何非动电学产生的液体中可能或可能不自发出现的任何量。在特定方面，电荷稳定的纳米结构包括电荷稳定的含氧纳米结构。在另外的方面，电荷稳定的纳米结构都是或实质上都是电荷稳定的含氧纳米结构或者电荷稳定的含氧纳米结构是动电学液体中主要的电荷稳定的含气体纳米结构物质。
根据再另外的方面，电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构可包含或带有溶剂化电子和/或电场(电双层)，并因此提供了新颖溶剂化电子或电场载体。在特定方面，电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构提供了新颖类型的电子化合物(或反向电子化合物)，与具有单独有机配位的阳离子的常规溶质电子化合物相比，它们反而具有在空隙或含有氧原子的空隙周围稳定排列的多个阳离子，其中排列的钠离子通过水水合外层，而非通过有机分子配位。根据特定方面，溶剂化电子和/或电场(电双层)可被水分子的水合外层容纳或者水合的电子可以容纳于纳米结构空隙中或分布在所有的阳离子之上。因此，在某些方面，本发明的纳米结构在溶液中提供新颖‘超电子化合物’结构，这是不仅通过提供溶剂化电子和/或电场在多排列的钠阳离子之上的分布/稳定，而且还通过提供溶剂化电子与空隙中的笼形氧分子缔合或部分缔合—溶剂化电子在钠原子和至少一个氧原子的阵列之上分布来实现的。因此，根据特定方面，本发明的动电学液体中的‘溶剂化电子’在包括水分子的直接水合的传统模型中可能不会溶剂化。或者，在与干燥的电子化合物盐的限制性类比中，本发明的动电学液体中的溶剂化电子可以在多个电荷稳定的纳米结构之上分布以提供‘晶格胶质’，以在水性液体中稳定更高序的阵列。
在特定方面，本发明的电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构能够与细胞膜或其组分或蛋白质等相互作用，以介导生物活性。在特定方面，本发明的带有溶剂化电子和/或电场(电双层)的电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构能够与细胞膜或其组分或蛋白质等相互作用，以介导生物活性。
在特定方面，本发明的电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构与作为电荷和/或电荷效应供体(递送)和/或作为电荷和/或电荷效应受体的细胞膜或其组分或蛋白质等相互作用，以介导生物活性。在特定方面，本发明的带有溶剂化电子和/或电场(电双层)的电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构与作为电荷和/或电荷效应供体和/或作为电荷和/或电荷效应受体的细胞膜相互作用，以介导生物活性。
在特定方面，本发明的电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构符合并且导致了所观察到的本发明的动电学液体的稳定性和生物活性，并且在水性离子性溶液(例如，水、盐水溶液、饮料等)中进一步提供供给稳定的溶剂化电子和/或电场(例如，电双层)的新颖电子化合物(或反向电子化合物)。
在特定方面，电荷稳定的含氧纳米结构实质上包含电荷稳定的含氧纳米泡，采取电荷稳定的含氧纳米泡的形式或者可以产生电荷稳定的含氧纳米泡。在特定方面，电荷稳定的含氧团簇使得形成电荷稳定的含氧纳米结构的相对较大的阵列，和/或电荷稳定的含氧纳米泡或其阵列。在特定方面，电荷稳定的含氧纳米结构可在接触疏水表面后使得形成疏水纳米泡。
在特定方面，电荷稳定的含氧纳米结构实质上包含至少一个氧分子。在某些方面，电荷稳定的含氧纳米结构实质上包含至少1个、至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少10个、至少15个、至少20个、至少50个、至少100个或更多氧分子。在特定方面，电荷稳定的含氧纳米结构包含或产生约20nm x 1.5nm的表面纳米泡(例如，疏水纳米泡)，包含约12个氧分子(例如，基于约0.3nm x 0.4nm的氧分子尺寸)，假设理想气体并且应用n＝PV/RT，其中P＝1atm，R＝0.082057I.atm/mol.K；T＝295K；V＝pr2h＝4.7x 10-22L，其中r＝10x10-9m，h＝1.5x 10-9m，并且n＝1.95x 10-22摩尔)。
在某些方面，液体中所存在的在离子性水性液体中具有电荷稳定构形的电荷稳定的纳米结构或其阵列中氧分子的百分比是选自由以下组成的组的百分比量：即大于：0.1％、1％；2％；5％；10％；15％；20％；25％；30％；35％；40％；45％；50％；55％；60％；65％；70％；75％；80％；85％；90％；以及大于95％。优选地，此百分比大于约5％、大于约10％、大于约15％或大于约20％。在另外的方面，在离子性水性液体中具有电荷稳定构形的电荷稳定的含氧纳米结构或其阵列的实质性或生物相关性尺寸(平均或中值直径)是选自由以下组成的组的尺寸：即小于：100nm；90nm；80nm；70nm；60nm；50nm；40nm；30nm；20nm；10nm；5nm；4nm；3nm；2nm；以及1nm。优选地，此尺寸小于约50nm、小于约40nm、小于约30nm、小于约20nm或小于约10nm。
在某些方面，本发明的动电学液体包含溶剂化电子和/或稳定的电场。在另外的方面，本发明的动电学液体包含电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构，和/或其阵列，所述动电学液体包含以下至少一种：溶剂化电子；以及独特的电荷分布(极性、对称的、不对称的电荷分布)或电场。在某些方面，电荷稳定的纳米结构和/或电荷稳定的含氧纳米结构和/或其阵列具有顺磁性特性。
相比之下，相对于本发明的动电学液体，对照压力锅含氧液体(非动电学液体)以及类似物不包含能够调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的此类电荷稳定的生物活性纳米结构和/或具有生物活性的电荷稳定的含氧纳米结构和/或其阵列。
在另外的方面，本发明的动电学液体包含本文公开的电荷稳定的纳米结构，所述动电学液体包括离子组分以及气体组分中的至少一种的变化(例如，阳离子或平衡离子的变化)。如本文别处所描述，在特定方面，本发明的动电学改变的液体包括盐水(例如，一种或多种溶解盐)；例如，基于碱金属的盐(Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+等)、基于碱土金属的盐(例如，Mg++和Ca++)等或基于过渡金属的阳离子(例如，Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等)，在各种情况下连同任何合适的阴离子组分，包括但不限于F-、Cl-、Br-、I-、PO4-、SO4-，以及氮基阴离子。特定方面包括以各种组合和浓度，并且可任选地与平衡离子的混合物混合的盐基动电学液体(例如，Na+、K+、Ca++、Mg++、过渡金属离子等)。在特定方面，本发明的动电学改变的液体包括标准盐水(例如，约0.9％的NaCl或约0.15M的NaCl)。在特定方面，本发明的动电学改变的液体包括浓度为至少0.0002M、至少0.0003M、至少0.001M、至少0.005M、至少0.01M、至少0.015M、至少0.1M、至少0.15M或至少0.2M的盐水。在特定方面，本发明的动电学改变的液体的电导率为至少10μS/cm、至少40μS/cm、至少80μS/cm、至少100μS/cm、至少150μS/cm、至少200μS/cm、至少300μS/cm或至少500μS/cm、至少1mS/cm、至少5mS/cm、10mS/cm、至少40mS/cm、至少80mS/cm、至少100mS/cm、至少150mS/cm、至少200mS/cm、至少300mS/cm或至少500mS/cm。在特定方面，可以使用任何盐来制备本发明的动电学改变的液体，条件是它们允许形成如本文所公开的具有生物活性的盐稳定的纳米结构(例如，盐稳定的含氧纳米结构)。
根据特定方面，包含电荷稳定的含气体纳米结构的本发明液体组合物的生物效应可以通过改变液体的离子组分，和/或通过改变液体的气体组分来调整(例如，增强、减弱、调和等)。
根据特定方面，包含电荷稳定的含气体纳米结构的本发明液体组合物的生物效应可以通过改变液体的气体组分来调整(例如，增强、减弱、调和等)。在优选方面，使用氧制备本发明的动电学液体。在另外的方面，使用氧连同选自氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦、氪、氢以及氙的至少一种其它气体的混合物。如以上所述，也可以改变离子组分(阳离子和/或平衡离子)，包括同时改变气体组分。
根据特定方面，本发明的动电学改变的液体组合物可被配制为可口服使用的饮料/饮品(例如，水、体育饮品、运动饮品、能量饮品、水合饮料、食品饮料等)。根据特定方面，此类饮料可以具有一种或多种添加剂，如已经在相关领域广泛认可的那些添加剂。
例如，本发明的有关食品饮料或液体是其中液体或食品包含本发明的动电学改变的液体组合物的食品。这是因为食品，如农业食品、牲畜食品、水产食品、发酵食品、罐装食品、方便食品等，可以根据各自的食品添加剂的状态和形式与液体或各种类别的食品添加剂混合，并且没有特定的限制施加于本发明的有关食品的种类、状态以及形式。本发明的食品饮料的再另外的实例包括营养补充剂等，如健康食品，其状态和形式包括液体、粉末、片剂、胶囊，其中并有本发明的液体或食品添加剂。
本发明的有关饮料是，例如其中添加本发明的动电学改变的液体作为特征的饮料。动电学改变的液体可以根据其种类、状态和形式而被添加至或配制成各种饮料，无特定的限制施加于饮料的种类、状态和形式。可以指出的其实例是酒精饮料、软饮料或提神饮料，如果汁、浓缩果汁、花蜜、汽水、可乐饮料、茶、咖啡、红茶、水、体育饮品、运动饮品、能量饮品、水合饮料、食品饮料等。或者，可对预制饮料进行动电学处理以产生所描述的生物活性饮料。
根据某些方面，动电学改变的液体被制造为体育、能量和/或食品饮品。根据另外的方面，由动电学改变的液体制成的体育、能量和/或食品饮品可以含有其它组分。添加这些其它组分可用于许多所希望的特性，包括但不限于口感、味道以及增多的营养素。例如，其它组分可以是汁、碳水化合物(例如，单糖、二糖以及多糖，包括但不限于蔗糖、葡萄糖、果糖、右旋糖、甘露糖、半乳糖、麦芽糖、乳糖、麦芽糊精、葡萄糖聚合物、麦芽三糖、高果糖玉米糖浆、甜菜糖、蔗糖，以及黑红糖己酮糖，如糖是阿拉伯糖、核糖、果糖、山梨糖、塔格糖山梨糖醇，以及欧洲专利说明书公布No.223,540中描述的那些糖，通过引用并入本文)、盐(包括但不限于由钠、钾、氯、磷、镁、钙形成的那些盐、氯化钠、磷酸钾、柠檬酸钾、琥珀酸镁、泛酸钙、乙酸钠、酸性柠檬酸钠、酸性磷酸钠、碳酸氢钠、溴化钠、柠檬酸钠、乳酸钠、磷酸钠、无水硫酸钠、硫酸钠、酒石酸钠、苯甲酸钠、亚硒酸钠、氯化钾、乙酸钾、碳酸氢钾、溴化钾、柠檬酸钾、D-葡糖酸钾、磷酸二氢钾、酒石酸钾、山梨酸钾、碘化钾、氯化镁、氧化镁、硫酸镁、碳酸镁、天冬氨酸镁和硅酸镁)(欧洲专利申请公布No.587,972，以引用方式并入本文，提供了对此类盐及其合适浓度的广泛讨论)、维生素(例如，维生素C、维生素B、维生素E、泛酸、硫胺素、烟酸、烟酰胺、核黄素、铁和生物素)、矿物质(例如、铬、镁以及锌)、氨基酸(例如、丙氨酸、甘氨酸、色氨酸、半胱氨酸、牛磺酸、酪氨酸、组氨酸和精氨酸)、电解质、微量元素、调味助剂、磷酸、柠檬酸、苹果酸、富马酸、己二酸、葡糖酸、乳酸、酪蛋白酸钙或钠、乳清蛋白、浓缩乳清蛋白、分离乳清蛋白、乳清蛋白水解物、脱盐乳清蛋白、乳蛋白、大豆蛋白、分离大豆蛋白、浓缩大豆蛋白、豌豆蛋白、大米蛋白、酪蛋白水解物、大豆粉、大米蛋白、小麦蛋白、玉米蛋白以及酵母浓缩物。
还可以添加其它成分，包括但不限于着色剂、调味剂、人工增甜剂以及防腐剂。本文描述的所有成分的合适量和类型是本领域已知的，并且在本文中不作详细描述。制备具有合适浓度的所有组分的饮料制剂在本领域的技术人员能力范围内。
干和液体形式的营养组合物的其它组成组分包括调味剂组分和/或着色剂组分。提供本发明的营养组合物的调味剂组分以赋予营养组合物以特殊和特征性的味道和(有时)香味。在营养组合物中使用调味剂组分，包括水果调味剂，还为营养组合物提供了增强的美感性质，这将会增加使用者对使用产品的吸引力。调味剂组分选自由以下组成的组：可溶于水的天然或人工提取物，包括苹果、香蕉、樱桃、肉桂、蔓越橘、葡萄、哈密瓜、蜂蜜、猕猴桃、柠檬、酸橙、桔子、桃子、薄荷、菠萝、树莓、柑橘、西瓜、野樱桃以及其等同物和组合。
提供本发明的营养组合物的着色剂组分以赋予营养组合物以特征性颜色连同特殊的香味。例如，黄色用于香蕉风味或者红色用于樱桃风味。调味剂组分选自由以下组成的组：可溶于水的天然或人工染料，包括蓝色、绿色、橙色、红色、黄色以及紫色的FD&C染料(食品、药品和化妆品用途染料)；氧化铁染料；蓝色、粉红色、红色和紫色群青颜料；以及其等同物。以上讨论的染料是周所周知的，并且是可购得的材料，它们的化学结构描述在例如21 C.F.R.第74部分(1988年4月1日修订)以及Cosmetics，Toiletry and FragrancyAssociation，Inc.出版的CTFA Cosmetic Ingredient Handbook，(1988)中。
不同的饮料组合物已经描述在相关参考文献中。1972年4月18日颁予Donald等的美国专利号3,657,424教导除了天然存在于柑橘汁中的那些经过钠、钙以及氯离子强化的柑橘汁。添加这些离子以补充他或她的体液中存在的这些物质量减少的个体的需求。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1977年8月16日颁予Kahm的美国专利号4,042,684公开了用于补充哺乳动物体内因身体活动而损耗的糖和必需盐的饮食需求的饮料。所述饮料含有果糖、葡萄糖、氯化钠、氯化钾以及自由柠檬酸的水溶液。所述专利教导以至少两倍果糖的量将葡萄糖包括在饮料中。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1982年1月5日颁予Staples的美国专利号4,309,417描述了含有钠离子、钾离子、氯离子、磷酸根离子以及增甜剂的经过蛋白质强化的等渗饮料。饮料中所需的大部分电解质通过添加至饮料中的浓缩乳清蛋白来提供。所述饮料的重量克分子渗透压浓度范围为约140至约375mOs/kg。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1982年1月26日颁予Korduner等的美国专利号4,312,856公开了适合用于在重肌肉工作期间快速更换人体内的液体和碳水化合物的饮料产品。所述产品是不含单糖的低渗溶液。它含有矿物质盐、可溶的寡糖和/或多糖。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1982年3月30日颁予Ko的美国专利号4,322,407教导用于与水重组以提供电解质饮品的化学组合物。所述饮品由钠、钾、镁、氯化物、硫酸盐、磷酸盐、柠檬酸盐、蔗糖、右旋糖、抗坏血酸以及吡哆素组成。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1984年5月15日颁予Epting，Jr.的美国专利号4,448,770描述了适合用于人服用以维持液体损耗或钾损耗期间的体液平衡的饮食饮料。所述饮料含有钾离子、钙离子、镁离子以及蔗糖。蔗糖的存在量的范围是每加仑饮料5至10盎司。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1985年11月5日颁予Nakel等的美国专利号4,551,342描述了适合于pH值范围为约2.5至约6.5的碳酸软饮品的饮料。所述饮料由第一回归公式定义含有钙、钾以及镁阳离子的混合物。由第二回归公式定义还包括酸，如柠檬酸、苹果酸、琥珀酸以及磷酸。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1986年6月3日颁予Winer等的美国专利号4,592,909教导为运动员服用而配制的水基饮品。所述饮品含有其中添加了钠盐、钾盐、钙盐以及镁盐的水。所述饮品不含有任何糖，这样所述饮品的重量克分子渗透压浓度可保持在低水平。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1987年3月10日颁予Gyllang等的美国专利号4,649,051公开了适合用于向人体施用水和碳水化合物的饮料产品。所述饮品不含单糖。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1988年4月12日颁予Nakel等的美国专利号4,737,375教导在营养上补充有柠檬酸、苹果酸、磷酸还有显著含量的溶解钙的饮料和饮料浓缩物。所述饮料和浓缩物实质上不含糖醇。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1988年4月19日颁予Clark的美国专利号4,738,856教导含有钙离子、镁离子以及钾离子的饮料溶液。所述饮料还含有增甜剂和稳定剂。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1989年5月16日颁予Braun等的美国专利号4,830,862描述了补充有显著含量的溶解钙和低含量硫酸根和氯离子的饮料和饮料浓缩物。它们还含有选自磷酸、柠檬酸、苹果酸、富马酸、己二酸、葡糖酸和乳酸的酸，以及这些酸的混合物。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1989年10月3日颁予Millman的美国专利号4,871,550教导一种营养组合物。所述组合物含有游离氨基酸、碳水化合物、维生素、矿物质和微量元素、电解质以及调味助剂。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
1972年3月28日颁予Babagan等的加拿大专利号896486教导与利用蔗糖的惯常饮料相比含有右旋糖和电解质的基本上等渗的饮料。针对其在其它组分的添加方面的教义将此专利的全部内容以引用的方式并入本文。
多种电解质和体育饮品可在市场上获得。这些饮品据宣称补充由于脱水而从人体损失的水、碳水化合物、必需电解质以及其他成分。
Stokely-Van Camp公司销售的Gatorade.RTM.Thirst Quencher含有约6％的蔗糖和葡萄糖。它还含有钠、钾、氯和磷。所述饮品的重量克分子渗透压浓度的范围介于280-360mOs/升之间。
Ross Laboratories销售的Exceed.RTM.Fluid Replacement &Energy Drink含有约7％的葡萄糖聚合物和果糖。它还含有钠、钾、钙、镁以及氯。所述饮品的重量克分子渗透压浓度为250mOs/升。
Cramer Products公司销售的Quickkick.RTM.含有约4.7％的果糖和蔗糖。所述饮品还具有钠、钾、钙、氯和磷。所述饮品的重量克分子渗透压浓度为305mOs/升。
Universal Products公司销售的Sqwincher.RTM.the Activity Drink含有葡萄糖、果糖、钠、钾、钙、镁、磷、氯以及维生素C。所述饮品的重量克分子渗透压浓度为470mOs/升。
Beverage Products公司销售的10-K.TM.含有蔗糖、葡萄糖、果糖、钠、钾、维生素C、氯以及磷。所述饮品的重量克分子渗透压浓度为350mOs/升。
Texas Wet公司销售的USA Wet.TM.含有蔗糖、钠、钾、氯以及磷。所述饮品的重量克分子渗透压浓度为450mOs/升。
公开了向饮品添加组分的其它专利包括1992年5月19日颁予Stray-Gundersen的美国专利号5,114,723；1999年4月6日颁予Strahl的美国专利号5,891,888；2002年9月24日颁予Kampinga的美国专利号6,455,511；2006年1月24日颁予Portman的美国专利号6,989,171。所有专利整体以引用的方式并入本文，包括其在添加其它组分方面的教义。
已经公开了增强持久力的体育饮品。
在美国专利号4,853,237中，Prinkkila公开了含有葡萄糖聚合物、各种盐以及果酸的健康饮品粉末。Prinkkila的饮品组合物被设计为可以最适宜的方式用于身体。另外，所述饮品产品被设计为维持在强体力活动过程中血液中的高糖浓度。
在美国专利号5,032,411中，Stray-Gunderson公开了具有必需电解质、矿物质以及碳水化合物的低渗饮料。因为所述饮料组合物是低渗的，所以胃非常快速地排空并且所述组合物可以产生有益的生理反应。
在美国专利号4,042,684中，Kahm公开了含有糖和必需盐的饮食饮料。据称所述组合物增强能量存储。另外，所述组合物不需要防腐剂。所述组合物中使用的葡萄糖和果糖的混合物使得葡萄糖被快速从消化系统转运出去，而果糖较缓慢地从所述系统转运出去。
在美国专利号6,039,987中，Strahl公开了用于防止脱水并防止抽筋的组合物，所述组合物含有电解质、碳水化合物以及奎宁。
在美国专利号5,780,094中，King公开了含有1.25％重量体积比的量的葡萄糖。
在美国专利号5,397,786中，Simone公开了含有碳水化合物、各种电解质以及如天冬氨酸、精氨酸以及谷氨酸的一种氨中和剂的再水合饮品。
Boyle在美国专利号4,874,606中公开了用于再水合身体的调味并增甜的水性饮食饮料。L-天冬氨酰基-L-苯丙氨酸甲酯包括在所述饮料中以增加胃排空的程度。
实施例
实施例1
(根据特定方面，具有生物活性的动电学液体的产生通过如本文所描述在低温和/或高气体压力下处理液体来增强)
根据特定方面，用于动电学产生生物活性动电学水性液体的最佳温度是介于约-2℃与约10℃之间、介于约-2℃与约5℃之间、介于约0℃与约5℃之间的温度，并且优选地为约4℃或等于正在处理的液体的最大水性密度的温度(因为最大密度可随着所述水性液体的盐浓度而稍微变化)。在特定方面，用于动电学产生生物活性动电学水性液体的最佳温度是约0℃至约4℃、0℃至约3℃、0℃至约2℃、0℃至约1℃、2℃至约4℃或3℃至约4℃。
在另外的方面，用于动电学产生生物活性动电学水性液体的最佳温度是水性液体(例如，水或盐水)的最高密度的温度(例如，4℃)。对于纯水，这出现在约4℃下，并且是1.0000g/cm3加或减0.0001。
不受机制的束缚，用于产生生物活性动电学液体的最佳温度可能与提供出乎意料地(相对于在其它温度或温度范围下存在的水结构而言)促进形成根据本说明书的电荷稳定的含氧纳米结构的水结构相一致。
如本领域所理解，水的最大密度出现在约4℃下，随着温度升高或降低密度下降。根据特定方面，此温度密度分布型表明在冻结之前，在最大密度下或附近，和/或在水性液体的冰点温度与所述液体的最大水性密度的温度之间出现了独特的水结构，其中所述独特的水结构最佳促进根据本说明书的电荷稳定的含氧纳米结构的形成。在特定方面，这可能反映水结构提供了与根据本说明书的电荷稳定的含氧纳米结构的水性水合外层中的氢键结类似或者所述氢键结需要的氢键结。
在另外的方面，生物活性动电学水性液体的最佳产生包括在高压下，包括在与以上讨论的最佳温度参数结合的高压下引入气体。标准大气压(atm)是定义为等于101,325Pa或101.325kPa(例如，0.101Mpa、760mmHg(托)、Hg中29.92、14.696PSI、1013.25毫巴)的压力单位。在特定方面，在至少0.5p si、至少15p si、至少30、至少45、至少60、至少75、至少90的压力下将气体(例如，氧气)引入动电学混合装置的混合室中，并且优选使用的压力介于约15psi与100psi之间。在特定方面，氧压力为至少35psi。在特定方面，穿过旋转的混合室从一端到另一端存在压力梯度(例如，从25psi至15psi，穿过装置下降10psi)，其中这样的梯度可包括例如约0.5psi与100psi的范围内或其子范围内的压力梯度。
在特定方面，具有特征阵列的旋转混合装置(US2008/02190088(现为U.S.7,832,920)、US2008/0281001(现为U.S.7,919,534)；US2010/0038244、WO2008/052143)的特征诱导的空泡形成完善了在动电学液体处理过程中混合室内位于特征处或附近的不连续的空泡诱导的增压-减压事件。在特定方面，混合室内的不连续的空泡诱导的增压-减压事件的完善与在如上所述的增大的压力下将氧气引入混合室中相结合。
在特定方面，通过将液态氧引入动电学混合装置的混合室中来将氧引入动电学混合装置的混合室中。
实施例2
(所公开的动电学水性液体的生物活性的稳定性显示是温度依赖性的)
RNS60调整IL8的表达。当在1个大气压的氧背压下从而产生60ppm的氧含量，通过所公开的动电学混合装置处理等渗盐水时产生RNS60。为了测试是否RNS60对支气管上皮细胞具有附加影响，我们测试多个炎症性介体的释放。气道组织的炎症被认为与呼吸疾病发展高度相关。使用呼吸道促炎症性细胞因子如IL-8来获得上皮细胞对环境刺激的反应。在此实验中，我们测试当用柴油废气颗粒(DEP)和重组TNFα(rTNFα)激发时，RNS60对人气道上皮细胞的IL-8分泌的影响。
方法。将HBEpC细胞用含有盐水溶液的无血清培养基(NS或RNS60)预处理并且在37℃下孵育1小时。然后用rTNFα或DEP刺激细胞并孵育过夜。收集HBEpC培养上清液并且进行IL-8ELISA。
结果。实验重复三次并且代表性数据在此示出。图47a显示RNS60调节DEP诱导的IL8分泌。将HBEpC用10％-30％的NS或RNS60预处理1小时，然后用100μg/ml的DEP刺激并且在37℃下孵育过夜，收集上清液并且进行IL-8ELISA。重复三次得到的平均数据在此示出。
图47b显示RNS60调节rTNFα诱导的IL8，并且其在室温下保持其生物活性数天。将HBEpC用30％的NS或RNS60预处理并如上所述用100ng/ml的rTNFα刺激，收集上清液并且进行IL-8ELISA。示出重复三次得到的平均数据。
如图47a和b所示，RNS60显著抑制DEP或rTNFα诱导的原代人支气管细胞的IL-8分泌。此外，如图47b所示，通过将液体在18-22℃(室温)下放置8至10天，可以至少部分逆转RNS60的生物活性(IL-8功效)。
因此，根据特定方面，产生后，所公开的动电学水性液体的生物活性的稳定性也是温度依赖性的。根据特定方面，用于所公开的动电学水性液体的生物活性的稳定性的最佳温度是介于约-2℃与约10℃之间、介于约-2℃与约5℃之间、介于约0℃与约5℃之间的温度，并且优选地为约4℃或等于正在处理的液体的最大水性密度的温度(因为最大密度可随着所述水性液体的盐浓度而稍微变化)。在特定方面，用于所公开的动电学水性液体的生物活性的稳定性的最佳温度是约0℃至约4℃、0℃至约3℃、0℃至约2℃、0℃至约1℃、2℃至约4℃或3℃至约4℃。
在另外的方面，用于所公开的动电学水性液体的生物活性的稳定性的最佳温度也是水性液体(例如，水或盐水)的最高密度的温度(例如，4℃)。对于纯水和大多数盐水溶液，这出现在约4℃下，并且是1.0000g/cm3加或减0.0001。
在特定方面，如果被储存在没有或具有很少的“头”容积的密闭容器中，动电学改变的液体的生物活性的稳定性也会增强。优选地，如果储存容器中存在“头容积”，那么它是最小的含氧头容积。
实施例3
(表明动电学处理的液体对人运动性能和/或恢复的有益影响)
概述：
运动性能由许多参数，包括年龄、性别、训练以及生物力学决定。另外，优化的饮食和水合作用是取得并保持最大性能的重要因素。目前市场上可获得的饮料目的在于通过包括电解质、蛋白质、碳水化合物或咖啡因在内的添加剂来提高性能。本发明的特定方面提供一种创新的方法以通过提供借助电荷稳定的纳米结构(CSN)技术来保护肌肉细胞的产品来增强运动性能。
使用申请人专有的在氧的存在下涉及Taylor-Couette-Poiseuille流的方法产生含有CSN的液体。
动电学处理的水对人跑步机运动性能的影响由SeattlePerformance Medicine，Seattle，Washington评估。
因此，根据特定方面，在剧烈运动之前每日服用RSB提高了性能并增强了训练适应能力。
材料和方法：
如本文所述，使用在氧的存在下涉及Taylor-Couette-Poiseuille流的专有泵产生RSB。测试液体是如本文所述处理的动电学改变的纯化水(BEV-A)(还参见US2008/02190088(现为U.S.7,832,920)、US2008/0281001(现为U.S.7,919,534)；US2010/0038244、WO2008/052143)。用于测试液体的溶解氧浓度(D.O.)为52.4ppm。对照物(阴性对照物)是相对应、但非动电学处理的纯化水。
进行双盲、随机交叉研究，其中25位健康的男性受试者(年龄：18至35岁)服用RSB(含CSN的液体；BEV-A)或作为对照物的纯化水(PW)持续两周，随后在75％的最大耗氧量(最大VO2)下进行60分钟的跑步机运动。根据修改的Astrand方案确定最大VO2，并且根据修改的Borg量表在15与50分钟时记录感觉尽力程度(RPE)的评级。骨骼肌破坏的血浆标记物：肌红蛋白和肌酸激酶(CPK)通过ELISA来测量。另外，所选细胞因子的血浆浓度用Luminex 52-plex细胞因子测定法测量。
向所有受试者提供知情同意书、饮食和运功方案以及日记工作簿。在服用研究测试和对照饮料之前，组A和B服用相同的非动电学改变的“冲洗”饮料。组A受试者在组B前一天开始服用他们各自的冲洗饮料，并且在开始对比研究之前，持续服用冲洗饮料大约一个月。
组A和B受试者服用他们各自的交替饮料2周。
表3
Figure BDA00002659579400481
在研究过程中维持受试者的水合作用、碳水化合物摄入以及运动水平。
测试品：
将对照和测试品都储存在冷藏条件下。在制造时，将每个瓶贴有保密维持在发起人的设备处的标签键。将测试和对照品都分发给受试者并且在服用之前保持冷藏。
研究受试者：
研究受试者是具有不同健康水平，年龄介于18和35岁之间的男性。确定受试者身体健康，没有先前病状并不在服用药物。在开始服用测试品之前，将饮食和活动水平标准化。
血样：
对于乳酸，在运动过程中的第20、40以及60分钟时(恰在运动结束之前)采取血样。在每个饮料周期之前、恰在运动之前、运动开始之后的第30和第60分钟时，然后在运动完成之后24小时取静脉样品。这些样品包括cbc、完整的新陈代谢概况、镁、钙、磷、肌红蛋白、乳酸、CPK、CRP以及Luminex细胞因子分析。对于包括IL-1b、TNF-a、IL-6、IL-8、INF-g、IL-4在内的细胞因子以及由发起人确定的其它细胞因子，分析Luminex样品。开始饮料之前、力竭运动之前以及运动后24小时采集24小时尿液总采集量、肌酐清除率、重量克分子渗透压浓度以及尿电解质。
统计分析：
根据最大VO2(例如：25-40ml/kg/min和41-60ml/kg/min)将统计分析层化并且也作为整体进行检验。
最大VO2或最大摄氧量是可以确定运动员进行持久运动的能力的一个因素并且和有氧耐久力有关。最大VO2是指个体在强烈或最大运动过程中可利用的最大氧量。它被测量为“每千克体重一分钟内使用的氧的毫升数。”
RPE是指感觉尽力程度评级，其中在最大VO2末尾，使用视觉模拟量表来评定感觉疲劳(即，最大尽力程度)。
乳酸是指血乳酸水平。血液中的乳酸可与肌肉组织中的乳酸累积水平相互关联。
结果：
在表4和图48中，“P”对应于对照(非动电学饮料)组，并且“R”：
对应于动电学饮料测试组。
结果(参见下表4和图48)表明饮料对运动性能的3个参数有影响，并且在所有3个区域的影响方向都是有利的方向(对最大VO2呈阳性、对RPE(感觉尽力程度评级)呈阴性、对乳酸呈阴性)。RPE具有最实质性的转变，并且它是运动性能最相关的因素。
记录性能提高真正是体育科学中所有研究的最终目标。测量值如VO2、乳酸、你的实验室测试结果说服力不大，但是性能数据是真正触动运动员、教练和体育科学家的东西。
表4
Figure BDA00002659579400501
Figure BDA00002659579400511
T检验结论：
最大vo2：在80％信赖下，(R-P)的预期值将在[-.0006，1.6438]内。在95％信赖下，(R-P)的预期值将在[-.4660，2.1092]内。
RPE：在95％信赖下，(R-P)的预期值将在[-.9843，-.0557]内。注意，有95％信赖下R-P的预期值是负值。
乳酸：在80％信赖下，(R-P)的预期值将在[-.8923，.565]内。在95％信赖下，(R-P)的预期值将在[-1.189，.4534]内。
因此，根据特定方面，本发明具有增强运动性能和恢复的实质性效用。
在特定方面，本发明具有维持，并且在某些方面正常化动物的在血氧下降效应活动后降低的含氧血液水平(如在耗氧活动，如运动之后通常在动物，如人中所发生的)的实质性效用。这些生理上可测量的参数的变化通常伴随有体力活动、压力或其它疲劳诱发的事件的增加。
在特定方面，患者响应于规定运动方案的心率、氧饱和度、血乳酸、耗氧量以及疲劳评定的变化在服用规定量的动电学改变的液体后，相对于非动电学改变的对照液体而言得到有利改善。
在特定方面，本发明具有抑制和/或延缓人疲劳发作的实质性效用。在特定方面，服用动电学改变的含氧液体的受试者与未服用动电学改变的含氧液体的受试者相比，其氧饱和度下降得较少。
在特定方面，本发明的组合物和方法具有抑制和/或减少人运动伴随的血乳酸水平的升高、减少肌肉酸痛以及减少肌肉中乳酸累积的实质性效用。
在特定方面，本发明的组合物和方法具有减少和/或抑制人运动导致的疲劳发作的实质性效用。
在特定方面，本发明的组合物和方法具有通过服用富含氧的纳米结构液体制品增加和/或补充血流中可用的氧的实质性效用。
实施例4
(服用所公开的体育饮料改变运动性能和心肺适能的标记物)
概述：
目前市场上可获得的饮料旨在含有包括电解质、蛋白质、碳水化合物或咖啡因在内的添加剂以提高性能。本文公开一种新颖途经，所述途经提供目的在于通过电荷稳定的纳米结构(CSN)来保护肌肉细胞的饮料。使用申请人专有的涉及Taylor-Couette-Poiseuille流的方法在氧存在下产生含有CSN的溶液。申请人先前已经证明，RNS60(一种盐水治疗制剂)通过对电压门控离子通道以及潜在地对其它电压感受蛋白的影响，改变细胞对各种应激物的反应。电压门控离子通道紧密调节骨骼肌收缩和心脏功能，并且最大摄氧量(最大VO2)(一种广泛使用的心肺适能的指标)部分由心输出量决定。
在此实施例中，申请人调查到，无论是否口服服用申请人的体育饮料(RB)，以与RNS60类似的方式处理的水饮料都会改变运动过程中的选定生理反应。在双盲、随机、交叉研究中，服用RB导致高度健康受试者的最大VO2增大5％，并且较少训练的受试者的感觉尽力程度评级降低。另外，RB降低肌红蛋白和肌酸激酶(剧烈运动的两个反应标记物)的血浆水平，并且减弱若干细胞因子的运动诱导的循环水平。测试和对照液体如实施例3所描述。
因此，根据特定方面，(例如，在剧烈运动前数天)摄取SB提高了性能并增强了训练适应能力。
运动性能由许多参数，包括年龄、性别、训练以及生物力学决定。另外，优化的饮食和水合作用是取得并保持最大性能的重要因素。目前市场上可获得的饮料目的在于通过包括电解质、蛋白质、碳水化合物或咖啡因在内的添加剂来提高性能。申请人已经开发了一种创新的方法以通过提供借助电荷稳定技术(CSN)来保护肌肉细胞的液体组合物来来增强运动性能。
作为初级研究终点，申请人测量最大摄氧量(最大VO2)和感觉尽力程度评级(RPE)。最大VO2与有氧运动性能有关，并且虽然清楚单单最大VO2不是总体运动性能的预测因子，但它却是心肺适能的重要指标[2]。最大VO2很大程度上受心输出量的影响，并且心脏功能受电压门控离子通道的紧密调节的相互作用控制[3]。RPE是强体力活动的主观评级，它广泛用作生理压力和保持体力运动的能力的一般性指标[4]。另外，申请人测量了肌红蛋白和血浆肌酸激酶(CK)(两个常用的骨骼肌损伤标记物)的血浆水平[5]。
已经显示剧烈运动诱发细胞因子反应[6]。在骨骼肌释放的细胞因子中，白细胞介素-6(IL-6)据报道经受最快速而深刻的上调[6、7、8]。已提出IL-6诱发抗炎症反应，所述抗炎症反应可能参与防止过度的组织损伤[9]，但也认为其与一般性疲劳和表现不佳综合征(亦称过度训练综合征)有关，所述综合征的特征是其症状为从缺少性能提高到临床抑郁症征兆[10、11]。在两个独立的跑步机运动研究中，IL-6的血浆水平与最大VO2和RPE有关：在第一个研究中，IL-6水平与最大VO2呈反相关[12]，而在第二个研究中，服用碳水化合物饮料诱发的血浆IL-6水平下降与较低的RPE有关[13]。
其它细胞因子对运动的反应缺乏足够的研究。据已报道，可溶性CD40配体(sCD40L、CD154)的循环水平因运动员的超耐力运动[14]以及心脏衰竭患者的适度运动[15]而降低。CD40以及其配体参与动脉粥样硬化斑块的炎症性过程以及引起心肌梗塞的动脉血栓的发展，并且sCD40L被认定为急性冠脉综合征患者的危险标记物[16]。已显示，包括巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)在内的集落刺激因子响应于运动而上调[17]，但此时蕴涵是未知的。基于对炎症性过程相关的运动影响的增加的认识，申请人使用Luminex 52-plex细胞因子测定法来筛选一组综合细胞因子的循环水平的变化。
研究设计
研究参与者是性能导向的个体和注重一般健康状况的人群的混合。在测试之前将饮食和活动水平标准化，并且指示受试者在贯穿整个研究期间服用一致的饮食。在运动测试之前的24小时期间内，指示受试者服用相同的由约60％的碳水化合物、约15％的蛋白质以及约25％的脂肪组成的菜单。允许受试者自由吃喝直到获得他们的运动前静脉血采样；从那时刻起他们服用大约10盎司的淡水直到开始运动，并且在60分钟的耐力期间他们不服用任何东西。建议受试者在测试他们的最大VO2之前两天以及在整个试验周内避免长时间或辛苦的锻炼。还指示受试者避免改变他们的训练，除非研究设计要求。
此研究设计为交叉研究(图49)。将研究受试者随机分为两组。一组每天服用1.5L RB，持续两天，并且在2周的冲洗期后，每天服用1.5L安慰剂水(PW)。另外一组开始服用1.5L PW，持续2周，并且在冲洗期后，持续每天服用1.5L RB。
图49示出研究设计概览。将研究受试者随机分为2组。组1每天服用1.5L RB，持续两周，并且在2周的冲洗期后，每天服用1.5LPW。组2开始服用1.5L PW，持续2周，并且在冲洗期后，持续每天服用1.5L RB。在两个饮料服用期间内，各在第12天确定最大VO2并且在第15天进行运动测试。
最大VO2测量。在服用饮料第12天，根据修改的Astrand方案(变量5-8mph并且每个阶段增加2.5％的坡度)确定最大VO2。需要大于8mph的速度的受试者使用Costill和Fox方案(8-9mph并且每个阶段增加2％的坡度)。所有的测试都在Precor Treadmills上，在温度(62-67℉)、压力(700-715mmHg)以及相对湿度(30-40％)的标准实验室条件下完成。在每个测试之前，校准设备。运动方案要求受试者在开始测试的第一阶段之前，完成10分钟的自控步速热身，此举的目标为RPE为11。在3分钟的第一阶段之后，每2分钟增大坡度至最大努力点。完成测试时，记下最终功率输出和最大VO2。3天后，计算75％的最大VO2功率输出，作为运动测试的目标。
运动测试。在服用饮料的第15天，进行运动测试。在每个测试期间，受试者在75％的最大VO2下，在水平的跑步机上持续跑60分钟。参与者都在相同的跑步机上并在相同的步速下进行运动。在三个时间区间：临运动前、运动第30分钟时、恰在运动完成前的第60分钟，以及运动完成后的24小时从肘前静脉采集血样。对于运动期间的采样，受试者在返回他们的跑动步速之前，缓下来以3.0-3.5mph走动少于3分钟(平均：2.5分钟)。血样用于测量全血细胞计数、综合代谢概况、镁、钙、磷、肌红蛋白、乳酸、肌酸激酶(CK)以及C反应蛋白(CRP)。另外，用Luminex 52-plex细胞因子测定法测量一组细胞因子的血浆浓度。
根据修改的Borg量表在第15和50分钟时记录RPE。利用Accusport Lactate Plus分析器在以下时间获得乳酸测量值，即：运动前、运动期间的第20、30和40分钟时，以及在第60分钟运动结束时。开始饮料之前、力竭运动之前以及运动后24小时采集24小时的尿液总采集量、肌酐清除率、重量克分子渗透压浓度以及尿电解质。
结果和讨论：
服用RB提高了熟练运动员的最大VO2。将25位健康的男性受试者(年龄：18至35岁)随机分配至研究组中。所述研究组包括具有定期训练史的个体以及较久坐的个体，他们的平均最大VO2是53.4mL/kg/min。整个研究群体内的最大VO2值的比较没有揭露出接收申请人的体育饮料(RB)的受试者与接收正常纯化水(PW)的受试者之间的差异。然而，当在研究受试者的起始健康水平的基础上分析他们时，在子群中观察到5％的提高，其中最大VO2高于60mL/kg/min(图50A)。此差异未达到统计显著性，可能是因为在此最大VO2范围内的受试者的数量小(n＝6)。但是，值得注意的是，6位受试者中的5位显示出最大VO2增大(图2B)。在最大VO2低于60mL/kg/min的研究受试者中，服用RB的受试者与服用PW的受试者(图2A)之间的最大VO2没有差异。
图50A和B示出服用RB提高了较健康运动员的最大VO2。图50A.数据呈现为与相对应的PB组相比，RB组中由最大VO2阈值60分开的百分比变化(平均值±SEM)。图50B.最大VO2＞60mL/kg/min的六位研究受试者的最大VO2绝对值。
最大VO2由Fick等式定义，最大VO2＝Q(CaO2-CvO2)，其中Q是心输出量，CaO2是动脉氧含量，并且CvO2是静脉氧含量。因此，最大VO2大部分依赖于心输出量。在特定方面，RB具有直接或间接改变心脏离子通道的能力。影响最大VO2的其它要素与氧递送、摄取以及利用有关[2]。肺贡献通常不是限制性因素；然而在一些精英运动员中，运动诱发的低氧血症(EIH)可起因于非常高的每搏输出量和快速的肺循环运输时间，其中肌红蛋白由于在肺泡水平上花费的时间不够，没有吸收足够的氧[18、19]。另外，由血浆容量、铁状态以及血红蛋白水平决定的血液的携氧能力是氧递送的重要组分[20]。在肌肉水平上，毛细血管密度和膜扩散有助于氧递送，并且线粒体密度以及酶和底物的状态决定氧的利用率[20]。
虽然最大VO2是一个可训练的运动参数，但已显示它具有遗传组分，并且在成年人中报道了高和低反应者[21]。在精英运动员组中，在密集的24天的“高住低训”海拔训练方案之后报道了4.1％的最大VO2增加[22]，并且在未训练的受试者中，在75％的有氧能力下训练30分钟，一周3次，持续6个月，对产生15％-20％的平均最大VO2增加是必要的[23]。考虑到饮料服用期短并且没有严格的训练计划，所以在我们研究的较健康的运动员中观察到的5％增加表示实质性改进。
虽然竞争性的运动性能需要高的最大VO2，但它不是实际运动性能的唯一决定因素。作为另一种运动反应参数，测量感觉尽力程度评级(RPE)。
服用RB改变RPE。在跑步机运动过程中的15和50分钟的时间点测量RPE。正如预期，随着时间的推移RPE增加(图51)。在服用RB后，与服用PW相比，研究参与者显示较低的RPE(图3)；这在最大VO2＜60mL/kg/min的参与者的子群中特别明显(图3)。与较少训练的子群相比，较高度训练的子群可能在较低的RPE水平下操作(12.5±1.5相对14.8±0.3，p＝0.02)，因此可能不能像从RB的影响中获益那么多。
图51显示服用RB降低RPE。利用修改的Borg量表在性能运动过程中的第15和50分钟时记录RPE。数据呈现为被最大VO2阈值60mg/kg/min分开。
降低的RPE意谓个体可以在较低水平的感觉尽力程度下完成给定的运动或运动更久直到筋疲力尽，所以这表明潜在有效的训练反应。
交叉研究人工制品。当分析来自第二运动试验的数据时，申请人注意到，此试验的PW组的受试者(图49中的组1)当服用RB时，与第一试验的PW组(数据未显示)相比，表现得更像他们在第一试验中的表现。这个现象独立于受试者的最大VO2。对训练的适应性是潜在原因，这在如此短的时间框架内是不可能的。一个可能的解释是，在两个试验之间的冲洗期不够“重设”先前服用RB带来的变化。为了避免基于不充分冲洗导致的偏差数据，我们排除对研究组1(首先RB)的进一步分析，转而只分析组2(首先PW)。因此，以下展示的所有数据表示对在试验1中服用PW并在试验2中服用RB的组2个体的成对分析。
服用RB降低血浆肌红蛋白和CK水平。当研究受试者服用PW时，循环肌红蛋白水平在运动过程中增加，在运动结束时最高达到2.8倍的升高(绝对平均增加：73ng/mL)。然而，当受试者服用RB时，肌红蛋白水平没有升至运动前的值以上(图52)。CK水平与肌红蛋白相比增加较缓慢，这与公布的报道一致[5]。血浆CK的最高增加(1.9倍，绝对平均增加：202单位/L)出现在受试者已经服用PW，耐力试验的24小时后。服用RB以统计上显著的方式在60分钟和24小时的时间点处减弱了血浆CK水平的升高(图52)。
图52示出血浆肌红蛋白水平的时间点差异。数据呈现为由x轴的标记指示的两个时间点之间的差异(平均值±SEM)。D0＝开始服用饮料之前的日期，PE＝临开始耐力运动之前的时间点，30min＝耐力运动的第30分钟时间点，60min＝耐力运动的第60分钟时间点(运动结束)，24h＝完成运动的24小时后。P值通过威氏符号秩次检验法来计算。
图53示出血浆CK水平的时间点差异。数据呈现为由x轴的标记指示的两个时间点之间的差异(平均值±SEM)。D0＝开始服用饮料之前的日期，PE＝临开始耐力运动之前的时间点，30min＝耐力运动的第30分钟时间点，60min＝耐力运动的第60分钟时间点(运动结束)，24h＝完成运动的24小时后。P值通过威氏符号秩次检验法来计算。
因此，根据特定方面，血浆肌红蛋白和CK水平的降低表明运动之后的肌肉损伤通过饮用RB得到了减轻。
服用RB对血浆细胞因子水平的影响。
IL-6。在所有的研究组中，IL-6的循环水平低，其适度地最大增加了约2倍，从运动前的3.97±7.79(SD)pg/mL增加至运动结束时的8.30±8.14(SD)pg/mL(p＜0.0001)。虽然其他人已经报道运动后的IL-6水平增加到100倍[24]，但获得此量级的增加通常需要更高的运动水平和/或更长的运动持续时间。例如，在若干公布的研究中，跑步2至3个小时的时间与40pg/mL至120pg/mL范围内的最大IL-6水平有关[7、13、25]。
申请人没有测量到服用RB与服用PW之间血浆IL-6水平的显著差异(数据未显示)。据其他人报道，服用6％的碳水化合物饮料降低了马拉松运动员的循环IL-6水平[13]；然而，与申请人的研究相比，此影响在较长运动持续时间(2.5小时)后观察到，并且IL-6水平在较高浓度范围内(50-75pg/mL)[13]。长时间运动后的IL-6的增加以及通过服用含有碳水化合物的饮料达到的下降都与这样的事实一致，即：IL-6的产生是在耗乏糖原的骨骼肌中诱导的[26、27]。
IFN-a、ENA-78以及M-CSF。当研究受试者服用RB时，显示血浆浓度降低的两个促炎症性细胞因子是干扰素α(IFN-α)和上皮嗜中性粒细胞活化蛋白78(ENA-78)(图54)。
图54显示RB抑制运动诱导的IFN-α(A)和ENA-78(B)的血浆水平增加。数据呈现为由x轴的标记指示的两个时间点之间的差异(平均值±SEM)。D0＝开始服用饮料之前的日期，PE＝临开始耐力运动之前的时间点，30min＝耐力运动的第30分钟时间点，60min＝耐力运动的第60分钟时间点(运动结束)，24h＝完成运动的24小时后。P值通过威氏符号秩次检验法来计算。
在服用PW两周后进行的运动试验完成24小时后，两种细胞因子都增加；然而当受试者已经服用RB时，此增加不存在(图6)。IFN-α是具有广泛范围的抗增生活性的细胞因子[28]。类似于IL-6，IFN-α的水平升高与疲劳和抑郁有关[29、30]。因为IFN-α诱导IL-6[31]，所以IFN-α的这些作用可能部分间接引起。ENA-78是IL-8家族的趋化因子，它具有与无所不在的IL-8类似的作用：其吸引嗜中性粒细胞并且因此促进炎症[32]。升高的ENA-78水平被发现在类风湿性关节炎患者的血液和滑膜液中并且与克罗恩氏病、溃疡性结肠炎、急性阑尾炎以及慢性胰腺炎的疾病进展有关[32]。已显示，ENA-78表达在受损的骨骼肌中增加[33]，并且因此RB对血浆ENA-78的抑制与肌红蛋白和CK的数据所表明的有效保护一致。
M-CSF、IFN-α以及ENA-78显示出相同的趋势：在24小时时间点服用PW的受试者的血浆水平增加，这在接受RB的受试者中减弱(数据未显示)。然而，在高比例的样品中，绝对M-CSF水平低于检测极限。
BDNF。当研究受试者已经服用了PW时，在完成运动试验24小时后，脑源性神经营养因子(BDNF)的血浆水平明显增加(图6)。服用RB消除了运动后的BDNF峰值(图55)。
图55显示服用RB阻止了运动试验24小时后的BDNF血浆浓度增加。数据呈现为由x轴的标记指示的两个时间点之间的差异(平均值±SEM)。D0＝开始服用饮料之前的日期，PE＝临开始耐力运动之前的时间点，30min＝耐力运动的第30分钟时间点，60min＝耐力运动的第60分钟时间点(运动结束)，24h＝完成运动的24小时后。P值通过威氏符号秩次检验法来计算。
BDNF是神经营养因子家族的一员，它在大脑和周围神经系统中高水平表达[34]。BDNF对神经元细胞具有多种多样的影响，包括生长、分化以及修复[34]，并且已经表明它是缺血性组织中的促血管生成因子[35]。也有报道BDNF充当天然的抗抑郁剂[36、37]，并且与运动对记忆功能和抑郁症的有益影响有关[38、39]。相较于这些积极影响，BDNF在冠状动脉中的高表达在心脏病患者中发现，并且表明会促进斑块不稳定性和不稳定性心绞痛[40]。目前还不清楚如何解释在我们的研究中服用RB后BDNF减少。然而，应注意，具有最高血浆浓度的BDNF的研究受试者也具有最高浓度的ENA-78(数据未显示)。可以猜测，运动后的BDNF增加可能以与针对IL-6、TNF-α以及IL-1β所假设类似的方式与如ENA-78等促炎症性因子增加有关[9]。换言之，如果损伤因子在第一处没有释放，则可能不需要抵抗损伤反应的因子存在。
sCD40L。不同于IFN-α、ENA-78以及BDNF，它们都在运动24小时后显示血浆水平增加，与它们相比sCD40L在较早的时间点显示出差异，差异随后消失(图56)。虽然当受试者服用PW时，sCD40L水平从运动前时间点到运动中第30分钟增加，但当受试者饮用RB时它们下降(图56)。然而，绝对血浆浓度在两种实验条件之间没有显著的差异(数据未显示)。
图56显示服用RB对循环CD40L水平的影响。数据呈现为由x轴的标记指示的两个时间点之间的差异(平均值±SEM)。D0＝开始服用饮料之前的日期，PE＝临开始耐力运动之前的时间点，30min＝耐力运动的第30分钟时间点，60min＝耐力运动的第60分钟时间点(运动结束)，24h＝完成运动的24小时后。P值通过威氏符号秩次检验法来计算。
此实施例概述。根据特定方面，申请人的体育饮料(RB)有利地改变了对运动的反应。所述研究证明了服用RB带来的有前景的趋势。最重要的是，看起来最大VO2在高度健康的受试者中升高，而较少训练的受试者显示出较低的RPE的趋势。同时，血浆肌红蛋白和CK(肌肉损伤的两种标记物)在两个研究子群中都较低。
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实施例5
(动电学处理的液体对人强烈运动之后的运动性能和/或恢复的有益影响)
概述：
人的运动诱发的肌肉损伤在本领域内得到广泛认可(例如，参见Clarkson和Hubal，Am.J.Phys.Med.Rehabil.81：S52-S69，针对其在运动诱发的肌肉损伤方面的教义以引用的方式并入本文)。
根据特定方面，使用动电学改变的纯化水(测试液体)进行盲法(例如，双盲、随机、安慰剂对照的两组试验)运动性能和恢复测试(例如，以测试对肌肉纤维微伤和恢复程度的影响)，其特征在于所公开的动电学处理的液体具有防止组织损伤和/或增强强烈运动之后的组织和/或生理恢复，包括防止肌肉和/或肌腱损伤和/或增强/促进肌肉和/或肌腱从运动(例如，离心运动)中，特别是从强烈运动中恢复的实质性效用。
材料：
使用如先前所述处理的动电学改变的纯化水(测试液体)(还参见US2008/02190088(现为U.S.7,832,920)、US2008/0281001(现为U.S.7,919,534)；US2010/0038244、WO2008/052143，针对它们各自在动电学改变的液体的处理和特性方面的教义以引用的方式整体并入本文)。对照物(阴性对照液体)是相应的非动电学处理的纯化水。
优选的施用途径是口服。
方法：
将包括对肱二头肌的离心运动的业内公认的臂弯模型(例如，参见Borsa和Sauers，Med Sci Sports Exerc 32(5)：891-896，2000；以及Borsa和Liggett J Athl Train 33(2)：150-155，1998；还参见McHugh等，sports Med.27：157-170，1999，针对它们在离心运动模型和相关测量方面的教义全部以引用的方式并入本文)用于使用离心运动诱发人受试者的骨骼肌酸痛和功能障碍。肌肉损伤和恢复的程度(例如，对肌肉纤维微伤和恢复的程度的影响)由对肌肉损伤和/或恢复的血清生物标志物的分析测定。在特定方面，运动包括单个回合的增强离心运动。
在某些方面，测量肌肉微伤。例如，使用针对肱二头肌的向心/离心等速运动方案来诱发肌肉微伤(例如，肌肉纤维微伤和恢复的程度)。此运动的结果是，受试者显示与轻微体育相关性肌腱伤害有关的类似征兆和症状。在某些方面，运动在Kin-Com 500-H测力计(Chattecx公司)上进行。使受试者(例如，包括年龄在18-35岁之间的男性和女性成年人，如果他们身体健康，不吸烟，并且至少6周不食用营养或饮食补充剂的话)如用于典型的测力那样就坐并固定。在某些方面，将向心动作的角速度设定为30°s-1，并且离心动作的角速度设定为60°s-1。在特定方面，将所述运动的移动范围预设为肘屈曲45-110°。使受试者就坐并且将肘与测力计的旋转轴对齐。通常受试者使用他们的非优势手臂进行测试。每个受试者进行由10组5次重复组成的近似最大的向心和离心动作，其中每组之间有30秒的恢复期。
在某些方面，峰值力产出使用例如Kin-Com 500-H测力计(Chattecx公司，Chattanooga，TN)加以测量。峰值力产出是肌肉动作过程中产生的最大等长随意力。受试者通常就坐，并将手臂放在身侧，屈肘90°，肱骨中立旋转，并且前臂旋后。在某些方面，每个受试者进行多个(例如，三个)持续例如2.5秒的最大随意等长动作。将值的平均值记录为以牛顿(N)为单位的峰值力。由于长度-张力关系，使用中距位置作为基准角。人们认为长度-张力关系证实，由于最佳可用的肌节交叉桥接，最大张力在肘关节屈曲的中距产生。测试/再测试的信度得到证实。
根据另外的方面，力产出的峰值速率是力-时间曲线的斜坡上最陡的点，并且表示肌肉快速产生力或张力的能力(N s-1)。为了计算这个值，通常使用可执行程序(例如，Visual Basic 4.0)将力-时间曲线的原始数据减少并显示，并且测试/再测试的信度得到证实。
在某些方面，将疼痛感觉和肌肉功能障碍评定为微伤的指标。使用例如业内公认的视觉模拟量表(VAS)来评定疼痛感觉。使用VAS是本领域已知的用于量化疼痛感觉的可靠而有效的方法。在某些方面，VAS由一条水平线(例如，长10厘米)组成，其中针对肱二头肌，0在最左边表示“不痛”，并且10厘米在最右边表示“痛到极点”。然后要求每个受试者在最精确地对应他们参与的手臂屈曲和伸展时他们的疼痛感觉水平的点画一条垂直的线。
在某些方面，使用无痛的主动移动度(ROM)作为功能障碍的指标。可使用标准的塑料测角仪来评定肘屈曲和伸展的ROM。将测角仪靠近尺肱关节的旋转轴并且将肱骨和前臂等分。通常在受试者就坐并且他们的手臂无痛地休息在身侧时测量伸展。对于屈曲，要求受试者将他们的肘屈曲至正好在不适之前的点。针对屈曲和伸展，将此过程都重复例如两次，并且以度(°)为单位记录平均分。无痛ROM的标准指标通过用屈曲分减去伸展分来计算。在运动诱发的微伤方案之前和之后分别记录和分析这两个指标。
为了统计处理，例如使用单向ANOVA通过重复测量，分析疼痛感觉和功能障碍的伤害前和伤害后的数据。计算组内相关系数(ICCs)和测量标准误差(SEMs)用于力测量。针对每个因变量进行重复测量，并且通过将受试者间均方、误差均方、试验均方、试验次数以及受试者数目考虑在内来分析变异数以获得ICC。
示例性详细研究设计。设计双盲、随机、安慰剂对照的两组试验以研究测试饮料(测试bev.)与对照物/安慰剂(非动电学处理的)饮料相比对单个回合的增强离心运动之后的肌肉功能的保护性作用。将受试者(例如，包括年龄在18-35岁之间的男性和女性成年人，如果他们身体健康，不吸烟，并且至少6周不食用营养或饮食补充剂的话)随机分配至测试饮料组(n＝20)或安慰剂对照组(n＝20)。将测试bev.的作用与安慰剂对照物进行比较。受试者需要完成21天的补充试验，所述试验跨越补充前基线测试、对照水饮料补充方案、运动前基线测试、诱发肌肉损伤的离心手臂运动以及计划的后续运动后数据收集时间点。优选选择“受试者间两组试验设计”而不是“受试者内交叉设计”，以便防止由于重复回合的作用导致的混淆影响。重复回合的作用是一种特征为在极为贴近、通常在几天至几周内进行的2个单独的离心运动回合的第二回合之后肌肉损伤、炎症、迟发性肌肉酸痛(DOMS)以及肌力缺失较少的现象。
研究群体。包括/排除标准：包括年龄在18-35岁之间的男性和女性成年人，如果他们身体健康，不吸烟，并且至少6周不食用营养或饮食补充剂的话。补充剂包括但不限于麻黄、育亨宾、激素原、肌酸或同化剂。如果受试者在过去的六个星期内已经参与定期的重量训练计划，具有颈部、肩部或非优势手臂的肘部受伤先史，细菌感染近史或在过去6周内当前报告使用消炎药，则将他们排除在外。
测试品和剂量。将测试饮料和安慰剂包装在500ml的塑料瓶中，并且指示受试者基于以下体重类别服用规定剂量的饮料(瓶/天)。例如，＜130lb＝2瓶/天；130-160lb＝3b/d；160-190lb＝4b/d；190-220lb＝5b/d；＞220lb＝6b/d。
血液生物标记物测量。使用测定法来跟踪肌肉损伤(例如，肌酸激酶(CK)和炎症(C反应蛋白(CRP)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α))的生物标志物和/或其它适当的细胞因子或标记物的血清水平。
功能测量。使用等长肌力(峰值力产出)作为总体臂功能的指标。症状和损害使用压力疼痛评级(痛觉计)和自我报告功能问卷调查来测量。
血液采集。空腹10小时后，在早晨(7-10am之间)通过静脉穿刺采集血样。受过放血训练的人员完成所有的血液抽取。分离后，基于提议的测定数量将所有试样等分到适当数量的冷冻管中。从肘前静脉采取血液并收集至含有乙二胺四乙酸(K3EDTA；8.4mg/Vacutainer
Figure BDA00002659579400701
)的两个10mL Vacutainer
Figure BDA00002659579400702
管中或收集至两个10mL的血清收集管中。由于各种生物化学测定法需要不同的血液采集程序，所以收集两个含有柠檬酸钠(3.2％，0.109M)和肝素钠的10mL Vacutainer
Figure BDA00002659579400703
将血液在4℃下在1500xg下离心五分钟。对于一些分析，将血浆分配至含有100μM丁羟甲苯(BHT)、Trolox(100μM)以及100μM二乙三胺五乙酸(DTPA)的储存管中。DTPA充当金属螫合剂，并且BHT充当断链型抗氧化剂以防止体外脂质过氧化。样品立即在-80℃下以多个等分部分储存(6至8个)。将以多个等分部分储存的样品(约0.25mL)只解冻一次并且立即分析特定的生物标记物(样品经受一次冻融循环，并且可显示出基线脂质过氧化产物的增加)。冷冻管标签根据研究用颜色编码并且包括受试者ID号、日期、访问号码(具体根据研究)以及冷冻管号码。
将每个样品由实验室技术人员记入Excel电子表格中，并在-80℃下在连接至应急电源和报警系统的上锁冷冻机中冷冻。
访问1(基线测量，0天)。指定会面时间的实验室报告。在任何测试之前获得签订的知情同意书。进行以下程序：简短的医学扫描(身高、体重、脉搏、血压以及体温)、抽血、手臂功能的主观评价、肌肉点压痛以及等长肌力测量。测量体温以确保受试者没有发烧。指示受试者维持当前的活动水平并且在研究持续时间内不要开始抗阻训练或减肥计划。将受试者随机分配至一组(测试饮料/安慰剂)中并且指示其服用测试饮料(或安慰剂)，这在接下来的18天间执行。将运动前的访问定于10天后。将所有的运动前和后续测量与基线指标进行比较。
访问2(运动前测量，离心运动方案，第10天)。指定会面时间的实验室报告。进行以下程序：简短的医学扫描(身高、体重、脉搏、血压以及体温)、抽血、手臂功能的主观评价、肌肉点压痛以及等长肌力测量。然后受试者经受针对非优势肱二头肌的标准化单回合离心抗阻运动。离心运动方案使用标准臂曲机械(Cybex International，Inc.，Medway，MA)。每个受试者的运动重量是通过建立他们的一次重复最大(1-RM)向心或缩短收缩来确定。1-RM是通过使受试者抵抗低阻力进行向心臂曲，不断重复并递增重量直到达到1-RM来确定。然后每个受试者在臂曲机械上使用等于他们1-RM的140％的重量进行五组重复10次的伸长收缩。每次重复耗时4至6秒，以确保最大张力被施加至肌肉。在每组之间给予受试者1分钟的休息时间。运动不以通常的方式(向心的)进行，意思是收缩过程中缩短肌肉。而是离心地进行，伸长肌肉同时仍然发展张力(过载)。角速度设定为向心动作为45°/秒并且离心动作为60°/秒。在每组之间将给予受试者1分钟的休息时间。运动期耗时少于10分钟。
将访问3-5定于后续测量。
采取预防措施以防止并监测对运动方案的不良反应。将后续访问(例如，第19、20和21天)定于运动后。
数据分析。使用双向ANOVA通过对第二因素(时间)的重复测量来分析数据。使用两(组)通过四(次)ANOVA来分析结果指标。统计显著性设为p＜0.05。如果出现显著的相互作用，则使用Tukey事后检验来揭露何时出现差异。所有的数据分析使用用于Windows 16.0的SPSS→进行(SPSS，Inc.，Chicago，IL)。
结果：
根据特定方面，动电学处理的液体具有防止或减轻/减少组织损伤和/或增强强烈运动之后的组织和/或生理恢复，包括防止肌肉损伤和/或增强/促进肌肉从运动(例如，离心运动)，特别是从强烈运动中恢复的实质性效用。
在某些方面，动电学处理的液体具有防止或减轻/减少肌肉纤维微伤，和/或增强其恢复的实质性效用。
根据特定方面，动电学处理的液体具有减少运动诱发的肌肉伤害的生物标记物(例如，肌酸激酶(CK))的实质性效用。
根据另外的方面，动电学处理的液体具有减少肌肉酸痛的主观评级的实质性效用。
根据再另外的方面，动电学处理的液体具有保持肌肉收缩功能(例如，最大力、关节ROM)的实质性效用。
根据再另外的方面，动电学处理的液体具有防止和/或减轻/减少运动诱发的肌腱损伤和/或增强/促进肌腱从运动和/或运动诱发的损伤(例如，离心运动、肌腱变性、肌腱炎、腱鞘炎)，特别是从强烈运动中恢复，和/或减少运动诱发的肌腱相关性疼痛和/或肿胀的实质性效用。在某些方面，腓骨肌腱、屈肌腱、跟腱中的至少一种得到治疗。
根据再另外的方面，动电学处理的液体具有防止和/或减轻/减少和/或增强从与长期重复性动作相关的肌腱劳损中恢复的实质性效用，所述效用包括以足以防止和/或改善和/或增强从与长期重复性动作相关的肌腱劳损中恢复的量向有需要的受试者施用本文公开的动电学改变的体育饮料组合物。
根据另外的方面，并且如以上实施例3和此实施例4所证实，动电学处理的液体具有提高运动性能的实质性效用。

Claims (31)

1.一种用于增强运动性能的方法，所述方法包括以足以增强运动性能和恢复时间中的至少一种的量，向有需要的受试者施用包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水溶液中稳定构形，其中提供用于增强运动性能的方法。
2.如权利要求1所述的方法，其中增强运动性能包括降低所述受试者的运动诱发的血浆炎症性细胞因子水平增加。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述运动诱发的血浆炎症性细胞因子是选自由以下组成的组的细胞因子：干扰素α(IFN-α)、上皮嗜中性粒细胞活化蛋白78(ENA-78)，以及脑源性神经营养因子(BDNF)。
4.如权利要求1所述的方法，其中增强运动性能包括防止或改善运动介导的肌肉和/或肌腱损伤以及增强肌肉和/或肌腱由此的恢复中的至少一种。
5.如权利要求4所述的方法，其包括防止或减轻肌肉纤维微伤，以及增强由此的恢复中的至少一种。
6.如权利要求4所述的方法，其包括减少运动诱发的肌肉伤害的生物标记物(例如，肌酸激酶(CK)、血浆肌红蛋白)。
7.如权利要求4所述的方法，其包括改善或增强从运动诱发的肌腱变性、肌腱炎、腱鞘炎、撕脱伤，以及与长期重复性动作相关的肌腱劳损中的至少一种中的恢复。
8.如权利要求1所述的方法，其中增强运动性能包括以下各项中的至少一种：增大所述受试者在强烈或极限运动中可利用的最大氧量(最大VO2)；降低感觉尽力程度的评级(RPE)；减少运动介导的血乳酸水平的增加；保持肌肉收缩功能，优选是最大力或关节ROM；减少肌肉酸痛；以及改善所述受试者的运动引发的疲劳发作。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述运动包括强烈运动、离心运动、在升高的环境温度下的运动、重复性运动、有氧运动以及高海拔运动中的至少一种。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述动电学改变的水性液体是经过超加氧的。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述动电学改变的水性液体在大气压下包含的氧的量为至少15ppm、至少25ppm、至少30ppm、至少40ppm、至少50ppm或至少60ppm氧。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述离子性水溶液包括盐水溶液。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述电荷稳定的含氧纳米结构在所述离子性水性液体中以足以在所述液体接触活细胞后调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的量稳定构形。
14.如权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述动电学改变的水性液体包括口服施用水溶液或体育饮料。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述体育饮料包含糖、碳水化合物、电解质或其它体育饮料成分。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述离子性水溶液包含本文表1和2所公开的至少一种离子或盐。
17.如权利要求13所述的方法，其中调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种的能力在密闭的气密性容器中，最佳在约4℃下持续至少2个月、至少3个月、至少4个月、至少5个月、至少6个月、至少12个月或更长的时期。
18.如权利要求13所述的方法，其中调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括改变膜相关蛋白的构象、配体结合活性或催化活性。
19.如权利要求13所述的方法，其中调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整全细胞传导率。
20.如权利要求13所述的方法，其中调整细胞膜电位和细胞膜电导率中的至少一种包括调整以下各项中的至少一种：钙依赖性细胞信号传导通路或系统；磷脂酶C活性；以及腺苷酸环化酶(AC)活性。
21.一种用于产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的方法，所述方法包括：
在其间界定混合容积的两个间隔的表面之间提供水性液体材料流；以及
在或实质上在所述水性液体材料的最高密度的温度下，在适合在小于400毫秒内将至少20ppm气体注入所述材料中的条件下，将氧气引入所述混合容积内的所述流动的水性液体材料中，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述流动材料在所述混合容积内的停留时间大于0.06秒或大于0.1秒。
23.如权利要求21所述的方法，其中表面积对所述容积的比率为至少12、至少20、至少30、至少40或至少50。
24.一种用于产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的方法，所述方法包括使用通过将第一水性材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：
配置成接收来自所述第一水性材料来源的第一水性材料的第一室；
定子；
具有旋转轴的转子，所述转子被布置在所述定子内部并且被配置成绕着其中的所述旋转轴旋转，所述转子和定子中的至少一个具有多个通孔；
在所述转子和所述定子之间界定的混合室，所述混合室与所述第一室流体连通并且被配置成接收从所述第一室来的所述第一水性材料，并且通过所述转子和定子之一中形成的所述多个通孔向所述混合室提供氧气；
与所述混合室流体连通并且被配置成接收从所述混合室来的输出材料的第二室；以及
容纳于所述第一室内部的第一内部泵，所述第一内部泵被配置成在或实质上在所述水性液体材料的最高密度的温度下，将所述第一水性材料从所述第一室泵送至所述混合室中，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。
25.一种用于产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的方法，所述方法包括使用通过将第一水性材料和第二材料混合来产生输出混合物的混合装置，所述装置包括：
定子；
具有旋转轴的转子，所述转子被布置在所述定子内部并且被配置成绕着其中的所述旋转轴旋转；
在所述转子和所述定子之间界定的混合室，所述混合室具有开放的第一末端，所述第一水性材料通过此末端在或实质上在所述水性液体材料的最高密度的温度下进入所述混合室，以及开放的第二末端，所述输出材料通过此末端离开所述混合室，所述第二材料、氧气通过所述转子和所述定子中的至少一个进入所述混合室；
与所述混合室的所述开放的第一末端的至少大部分连通的第一室；以及
与所述混合室的所述开放的第二末端连通的第二室，以便以动电学方式改变所述水性材料，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。
26.如权利要求24或25所述的方法，其中所述第一内部泵被配置成在所述水性材料进入所述混合室之前赋予其圆周速度。
27.一种用于在形成于两个轮廓面之间以产生输出混合物的弓形混合室中产生动电学改变的含氧水性液体或溶液的方法，所述弓形混合室的第一末端部分与第二末端部分相对，所述方法包括：
提供第一水性材料；
在或实质上在所述水性液体材料的最高密度的温度下，将所述第一水性材料引入所述弓形混合室的所述第一末端部分，其中流向为第一分量实质上与所述弓形混合室相切并且第二分量指向所述第二末端部分；以及通过所述弓形混合室的所述第一末端部分和所述弓形混合室的所述第二末端部分之间的所述两个轮廓面中的至少一个将氧气引入所述弓形混合室中，其中提供包含电荷稳定的含氧纳米结构的离子性水溶液的动电学改变的水性液体，所述纳米结构主要具有小于100纳米的平均直径并且在所述离子性水性液体中稳定构形。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述混合室的所述第一末端部分耦接至第一室，所述方法进一步包括：
在将所述第一水性材料引入所述弓形混合室的所述第一末端部分之前，先将所述第一水性材料引入所述第一室中，并在所述第一室中赋予所述材料以圆周流速。
29.如权利要求27所述的方法，其中所述混合室的所述第一末端部分耦接至第一室，所述混合室在旋转的圆柱形转子的外部轮廓面与固定的圆柱形定子的内部轮廓面之间形成，并且所述转子在所述定子内部绕旋转轴旋转，所述方法进一步包括：
在将所述第一水性材料引入所述弓形混合室的所述第一末端部分之前，先将所述第一水性材料引入所述第一室中，并在所述第一室中赋予所述材料以实质上绕旋转轴的圆周流速；
将氧气引入具有多个通孔的旋转转子的中空部分，所述多个通孔中的每一个从所述中空部分延伸至所述转子的外部轮廓面；使氧气通过所述多个通孔从所述旋转转子的所述中空部分流入所述混合室中；使所述水性材料从所述第一室流入所述混合室中；并且使所述转子相对于所述定子旋转，从而在所述混合室内部将水性材料和氧气混合在一起。
30.如权利要求21至29中任一项所述的方法，其中水性液体材料包含本文公开的表1和2中的至少一种盐或离子。
31.如权利要求30所述的方法，其中所述方法包括产生体育饮料或运动饮料或其组分。
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