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2024
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微藻：健身发烧友的黄金搭档
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【概要描述】疫情之后，健身运动成为一种新的流行趋势，刘耕宏女孩、帕梅拉男孩火速出圈。现代年轻人追求健康，追求完美身材，甚至健身上瘾。然而，不管是在家运动，还是健身房运动，都要遵循适度原则，过度的运动会导致肌肉/关节酸痛。本期给大家介绍一种神奇的外源性抗氧化剂——微藻。它就像身体请来的外援，可以对抗自由基，帮助肌肉对抗氧化应激，改善骨骼肌功能。
微藻作为一类光合微生物，其富含碳水化合物、多肽、脂质、维生素以及类胡萝卜素等多种生物活性物质，在人体保健和医疗领域具备巨大潜力。《全面解析哪些微藻成分助力身体抗氧和抗衰》篇介绍了微藻中的色素、维生素、多糖和酚类物质等具有较强的抗氧化活性。有研究发现，微藻中这些抗氧化活性分子能够有效减少肌肉中炎症化合物的生成，对运动后的肌肉具有很强的有益特性。
一、改善线粒体功能和骨骼肌氧化应激
肌肉是一种富含线粒体的动态组织，其正常功能主要是以线粒体氧化磷酸化产生的ATP的形式消耗能量，以促进运动。这对于健康生活和预防衰老等疾病至关重要。
线粒体是细胞内能量转化和氧化还原反应的关键场所，同时也在肌肉生理活动中扮演着重要角色。除了参与ATP合成和氧化底物外，肌肉线粒体还参与细胞凋亡、自由基产生、钙稳态等多种生理过程。
尽管运动一直被视为健康的象征，但高强度的运动训练可能对身体产生负面影响。线粒体是已知参与肌肉生理学的细胞器，在由于病理学或生理学改变导致的肌肉损伤期间，它们的活性会被改变。研究表明，过度运动或者肌肉组织损伤时会产生氧化应激，使线粒体内的活性氧(ROS)大增，从而损害线粒体，导致肌肉功能异常，并引起肌肉减少症、慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD)和杜氏肌肉营养不良症(Duchenne Muscular Dystrophy, DMD)等相关肌肉疾病。
值得关注的是，在过度运动中，由活性氧过量产生导致的骨骼肌损伤，是可以由抗氧化防御系统调节的。许多运动员使用抗氧化剂补充剂来抵消运动期间活性氧和活性氮(RONS)的过量产生和炎症。比如维生素C是一种重要的抗氧化化合物，它能迅速提供电子，防止活性氧自由基的过量产生，而维生素E是第二大消耗的维生素，它的代谢是由肝脏调节的，有很强的抗氧化活性。
微藻就是富含多种抗氧化分子的潜在来源。微藻及其生物分子过增加和调节抗氧化途径和蛋白质合成，在运动或肌肉骨骼疾病中对线粒体功能和骨骼肌氧化应激的潜在抗氧化作用，助力健康生活。
二、预防肌肉氧化应激和线粒体功能损伤
长期以来，人们一直认为藻类具有高营养价值。小球藻和螺旋藻是目前最成熟的两种藻类补充剂，在全球微藻市场占据主导地位。2023年5月欧盟食品安全局（EFSA）将裸藻多糖批准为新型食品，裸藻作为健康食品原料将为微藻市场注入新的活力。
普遍认为，补充外源性抗氧化剂可以对抗人体的氧化还原失衡。通过清除运动过程中线粒体自然产生的活性氧和活性氮，改变和影响氧化还原信号通路，从而缓解骨骼肌损伤和疲劳。早期的体外报告表明藻类可能通过激活NRF2信号通路，来防止脂质过氧化、发挥高抗氧化酶和自由基清除活性，从而加强人体在运动时的表现。类似地，这些发现在啮齿类动物研究中似乎是一致的。
微藻生物质对肌肉的氧化还原状态具有积极影响，有助于对抗衰老过程中引发的肌肉萎缩和慢性阻塞性肺疾病。此外，在杜氏肌肉营养不良患者中，微藻生物分子可以协助减轻由肌纤维坏死引起的炎症反应。因此，在经历创伤性运动后，补充相关微藻成分有望有助于促进肌肉的恢复。
研究结果一致表明，在运动期间以及运动后，螺旋藻有效改善多种氧化应激标志物，减轻了与运动强度相关的氧化应激，可见，螺旋藻具有抗氧化机制潜力。螺旋藻还可以减少跑步时的疲劳时间，改善骑自行车时的最大摄氧量VO2max，可以恢复心率和提高乳酸阈值等，许多运动员为了这些健康益处而食用螺旋藻。
还有研究借助动物模型（啮齿动物和鱼类）探究微藻生物质在肌肉氧化应激和线粒体功能损伤中的作用。比如喂食小球藻可通过改善骨骼肌氧化应激，增强年轻和老年大鼠的肌肉质量、力量和功能，通过补充嗜硫原始红藻可减少大鼠过度运动引起的氧化损伤和线粒体功能障碍。在另一种鱼类模型中，尼罗罗非鱼喂食含有微绿球藻、裂殖壶菌和螺旋藻的混合微藻12周后，其肌肉中的活性氧、H2O2和丙二醛含量显著降低，肌肉氧化状态得到改善。
微藻这种改善肌肉氧化应激的特性，与其所含的抗氧化活性物质息息相关。
微藻及其生物活性分子参与调解骨骼肌线粒体功能及氧化应激反应如下图所示。↓
▲微藻对骨骼肌的影响
1、微藻中的岩藻黄素和虾青素对肌肉和线粒体具有较强的抗氧化作用。岩藻黄素通过促进葡萄糖转运蛋白GLUT4转运到膜上，促进骨骼肌对葡萄糖的摄取，增加肌肉重量，还可通过磷酸化mTOR和抑制AMPK通路减轻氧化应激。虾青素不仅可限制肌肉的氧化应激，还可防止肌肉萎缩。
2、Omega-3多聚不饱和脂肪酸在肌肉蛋白质代谢过程中发挥作用，可以减少肌肉中促炎细胞因子及肌肉脂肪变性，改善胰岛素敏感性以及减少线粒体活性氧释放的。在杜氏肌肉营养不良患者中，将Omega-3多聚不饱和脂肪酸作为膳食补充剂可以有效降低患者的炎症级联反应。
3、微藻中含有的维生素C和维生素E，被认为具有抗氧化特性，在治疗许多疾病方面发挥作用。水溶性抗氧化剂维生素C可以用来预防肌肉减少症。脂溶性抗氧化剂维生素E存在于所有细胞膜中，不仅可以预防肌肉减少症，在过度运动过程中还能抑制肌肉中活性氧的产生。
4、微藻中的多糖一般具有较强的抗氧化、抗炎能力，其抗氧化活性主要通过清除活性氧、调节抗氧化系统和氧化应激介导的信号通路这三种机制发生。有研究发现，β-葡聚糖通过增加鱼类肌肉中抗氧化酶的活性，从而降低蛋白质氧化、脂质过氧化和活性氧水平。在斑马鱼中，从马勒姆杯棕鞭藻中提取的β-1,3葡聚糖可通过降低活性氧含量来增强抗氧化能力。
5、微藻中对骨骼肌生理学和线粒体功能产生影响的酚类化合物，没食子酸和阿魏酸。没食子酸是一种苯甲酸，与线粒体DNA和酶活性的显著增加以及线粒体周转基因表达的增加有关，摄入低剂量的没食子酸可延缓骨骼肌萎缩。阿魏酸是一种多酚，对衰老或炎症的潜在预防作用。
尽管微藻对骨骼肌影响的科学证据有限，但微藻及其生物活性分子对氧化应激条件下及病理肌肉的积极影响显而易见。以多糖、维生素、类胡萝卜素、ω3-PUFA及酚类化合物的形式产生的抗氧化成分使微藻成为一种潜在的肌肉抗氧补充剂。作为外援，微藻帮助肌肉对抗氧化应激，改善骨骼肌功能，促进肌肉恢复，这对健康生活和预防衰老等疾病至关重要。
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