临床医学组-咖啡因牛磺酸维生素B族在红牛功能饮料抗短期共43张课件.ppt
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- 临床医学 咖啡因 牛磺酸 维生素 功能 饮料 短期 43 课件
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1、时间反复无常,鼓着翅膀飞逝临床医学组临床医学组PPT 咖啡因牛磺酸维生素咖啡因牛磺酸维生素B族在红牛功能饮料抗短期族在红牛功能饮料抗短期咖啡因、牛磺酸、维生素B族在红牛功能饮料抗短期运动疲劳实验中功效的研究 蒋凌明,柯彩萍 吴 侃,张丽娜(广州暨南大学医学院临床医学系2004级)v 摘要摘要 目的:目的:研究咖啡因、牛磺酸、维生素B族在红牛功能饮料抗短期运动疲劳中的功效,为揭示红牛功能饮料抗疲劳的原理及合理应用提供理论依据。方法:方法:以疲劳仪测量分别给予生理盐水、咖啡因、牛磺酸、维生素B族合剂和红牛功能饮料原液的小鼠的强迫运动时间,并比较各组之间的差异。结果:结果:给予咖啡因和红牛功能饮料原
2、液的小鼠在疲劳仪上运动时间均显著延长,但红牛功能饮料原液此效果更明显,而给与牛磺酸和维生素B族的小鼠运动时间较短,差异具有显著性。结结论:论:咖啡因是红牛功能饮料抗短期运动疲劳的主要功效成分,但红牛功能饮料中尚可能存在除咖啡因、牛磺酸和维生素B族以外的其他功效成分。v 关键词关键词 抗疲劳;红牛功能饮料;咖啡因;牛磺酸;维生素B族EFFICACY OF CAFFEINE,TAURINE,VITAMIN B IN REDBULL ENERGY DRINK ANTI-SHORT-TERM EXERCISE-INDUCED FATIGUE EFFECTJIANG Ling-ming,KE Cai-p
3、ing,WU Kan,ZHANG Li-na(Department of Clinical Medicine,Medical College of Jinan University,Guangzhou)vABSTRACT AIM Observe the efficacy of caffeine,taurine,Vitamin B in Redbull Energy Drink anti-short-term exercise-induced fatigue effect to explore the theoretical evidence for the anti-fatigue effec
4、t of Redbull Energy Drink and rational usage.METHODS Mice were fed with normal saline,caffeine,taurine,Vitamin B mixture and Redbull Energy Drink stock solution,then use fatigue measuring instrument to examine the anti-fatigue effect and compare the diversity.RESULTS The performance on the fatigue m
5、easuring instrument of the mice fed with caffeine and Redbull Energy Drink stock solution were both significantly improved.Redbull Energy Drink had a more distinctive improvement while taurine and Vitamin B decreased the sporting time.The differences between each group were remarkable.CONCLUSION Caf
6、feine may be the major efficient ingredient of Redbull Energy Drink in anti-short-term exercise-induced fatigue,but there is latent possibility that Redbull Energy Drink contains more efficient components other than caffeine,taurine and Vitamin B.vKEY WORDS Anti-fatigue,Redbull Energy Drink,Caffeine
7、,Taurine,Vitamin B引言引言v红牛功能饮料(红牛功能饮料(Redbull Energy DrinkRedbull Energy Drink)最早起源于泰国,经奥地利红牛股份)最早起源于泰国,经奥地利红牛股份有限公司(有限公司(Red Bull GmbHRed Bull GmbH)发展,现已成为在奥地利、泰国、中国、越南等地)发展,现已成为在奥地利、泰国、中国、越南等地生产和在全球生产和在全球120120多个国家和地区销售的知名功能性饮料,其主料包含咖啡因多个国家和地区销售的知名功能性饮料,其主料包含咖啡因(caffeinecaffeine)、牛磺酸()、牛磺酸(taurinet
8、aurine)、烟酸()、烟酸(niacinniacin,维生素,维生素B3B3)、泛酸)、泛酸(pantothenic acidpantothenic acid,维生素,维生素B5B5)、维生素)、维生素B6B6(Vitamin B6Vitamin B6)、维生素)、维生素B12B12(Vitamin B12Vitamin B12),饮用后通过兴奋中枢神经,增强心脏功能,调节能量代谢,),饮用后通过兴奋中枢神经,增强心脏功能,调节能量代谢,营养神经系统以达到抗疲劳,提高工作、运动能力的功效。但由于各国食品卫营养神经系统以达到抗疲劳,提高工作、运动能力的功效。但由于各国食品卫生管理条例要求不同
9、,在各国上市的红牛功能饮料成分含量各异,功效不同。生管理条例要求不同,在各国上市的红牛功能饮料成分含量各异,功效不同。例如加拿大版本的红牛为了能通过该国的食品安全审查,完全不含咖啡因、牛例如加拿大版本的红牛为了能通过该国的食品安全审查,完全不含咖啡因、牛磺酸,只包括纯粹的糖分与维生素磺酸,只包括纯粹的糖分与维生素B B族,因此得以以族,因此得以以“液态维生素补给饮料液态维生素补给饮料”定定位上市;台湾版的红牛则因应法规稍微降低咖啡因含量;在法国因有混合饮用位上市;台湾版的红牛则因应法规稍微降低咖啡因含量;在法国因有混合饮用红牛功能饮料和酒精饮料而致死的个案已完全禁止红牛功能饮料在境内销售。红牛
10、功能饮料和酒精饮料而致死的个案已完全禁止红牛功能饮料在境内销售。中国红牛维他命饮料有限公司成立于中国红牛维他命饮料有限公司成立于19951995年,中国版的红牛功能饮料经卫生部年,中国版的红牛功能饮料经卫生部特批,得以以超出法定饮料最高咖啡因添加量特批,得以以超出法定饮料最高咖啡因添加量33.3%33.3%的标准生产相应产品。近年的标准生产相应产品。近年来,随着对咖啡因的药理作用和可能存在的毒性作用研究的深入,人们对食品来,随着对咖啡因的药理作用和可能存在的毒性作用研究的深入,人们对食品添加咖啡因的关注日益增多,中国红牛维他命饮料有限公司亦在中国市场开放添加咖啡因的关注日益增多,中国红牛维他命
11、饮料有限公司亦在中国市场开放销售了增加牛磺酸含量的牛磺酸加强型红牛功能饮料,以缓解公众对高咖啡因销售了增加牛磺酸含量的牛磺酸加强型红牛功能饮料,以缓解公众对高咖啡因含量红牛饮料的疑虑。本研究则通过分组对照实验,按中国(京药)健食监字含量红牛饮料的疑虑。本研究则通过分组对照实验,按中国(京药)健食监字(20042004)第)第S0027S0027号标准的红牛功能饮料配方含量配置单一组分溶剂,测量红牛号标准的红牛功能饮料配方含量配置单一组分溶剂,测量红牛功能饮料主料中各组分抗短期运动疲劳功效的强弱,探讨红牛功能饮料抗疲劳功能饮料主料中各组分抗短期运动疲劳功效的强弱,探讨红牛功能饮料抗疲劳功效的机制
12、和更改各配方组分含量后抗疲劳功效的改变。功效的机制和更改各配方组分含量后抗疲劳功效的改变。材材 料料 和和 方方 法法v MATERIALS and METHODS1 材料与试剂材料与试剂v1.1 实验动物 小白鼠(20g28g)雌雄各半共19只,由广州暨南大学药学院提供。v1.2 主要仪器 YLS-4C型转棒式疲劳仪(山东省医学科学院设备站)、秒表(上海秒表厂)、电子天平(北京赛多利多斯仪器系统有限公司)。v1.3 主要试剂 生理盐水(广州暨南大学药学院);咖啡因(广州暨南大学药学院);牛磺酸(广州星群药业股份有限公司,批号EC10002);维生素B3(江门市恒健药业有限公司,批号06060
13、6);维生素B5(江门市恒健药业有限公司,批号060616);维生素B6(江门市恒健药业有限公司,批号060306);维生素B12(广东永康药业有限公司,批号H20060205);红牛功能饮料(中国红牛维他命饮料有限公司)。2 方法方法v2.1 动物筛选 将实验用小白鼠置于YLS-4C型转棒式疲劳仪上以30rpm速度预实验1min,凡习惯跳跃、紧抱转棒逃避强制运动或不能在转棒上运动的个体弃置不用,选择通过筛选的20只雌雄各半小白鼠进行实验。v2.2 分组 20只小鼠分别称重、标记和记录,按体重和性别尽量平均分配为5组。v2.3 给药 生理盐水对照组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g生理盐水;
14、咖啡因组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g咖啡因溶剂(0.32mg/ml);牛磺酸组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g牛磺酸溶剂(4.4mg/ml);维生素B合剂组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g维生素B合剂(每毫升含维生素B3 0.08mg、维生素B5 0.02mg、维生素B6 0.02mg、维生素B12 0.02ug);红牛功能饮料组小鼠按体重灌胃给予0.3ml/10g红牛功能饮料原液。v2.4 测量 灌胃给药后休息小鼠50min,后将各组小鼠置于疲劳仪上测定运动时间,运动强度为30rpm,记录数据。3 统计学处理统计学处理v数据以均数数据以均数标准差(标准差(xs)表示,各组与)
15、表示,各组与生理盐水对照组进行比较并按(运动时间生理盐水对照组进行比较并按(运动时间-生生理盐水组运动时间)理盐水组运动时间)/生理盐水组运动时间生理盐水组运动时间X100%计算运动时间提高百分率。计算运动时间提高百分率。实实 验验 结结 果果 预预 计计v ANTICIPATED RESULTCAFFEINE GROUPv咖啡因能兴奋大脑皮质,高剂量时能兴奋延咖啡因能兴奋大脑皮质,高剂量时能兴奋延髓呼吸和心血管中枢髓呼吸和心血管中枢3,4 3,4 v咖啡因能促进内源性儿茶酚胺的合成和释放咖啡因能促进内源性儿茶酚胺的合成和释放 ,具有正性心血管作用,使心率增快、血压升具有正性心血管作用,使心率
16、增快、血压升高高5,6 5,6 v咖啡因可刺激垂体咖啡因可刺激垂体-肾上腺皮质轴引起促肾上肾上腺皮质轴引起促肾上腺皮质激素和皮质类固醇合成释放增加腺皮质激素和皮质类固醇合成释放增加77,导致胰岛素敏感性下降,血糖升高导致胰岛素敏感性下降,血糖升高 v咖啡因具有增强体外骨骼肌收缩性的作用咖啡因具有增强体外骨骼肌收缩性的作用 8,9 8,9 v咖啡因与非甾体抗炎镇痛药合用能增强它们咖啡因与非甾体抗炎镇痛药合用能增强它们的镇痛作用的镇痛作用 10,11,12 10,11,12 TAURINE GROUPv牛磺酸在中枢神经系统中可能是作为一种神牛磺酸在中枢神经系统中可能是作为一种神经递质或调节物质而发
17、挥相应的作用。目前经递质或调节物质而发挥相应的作用。目前研究最多的是它的抑制性作用研究最多的是它的抑制性作用 15 15 v在高血压病人及实验性高血压动物体内在高血压病人及实验性高血压动物体内,牛牛磺酸的代谢往往是紊乱的磺酸的代谢往往是紊乱的,补充牛磺酸加以补充牛磺酸加以纠正纠正,可使血压明显下降可使血压明显下降18,1918,19。牛磺酸对。牛磺酸对正常人体心脏显示轻微负性肌力作用正常人体心脏显示轻微负性肌力作用 v另有人认为牛磺酸还具有骨骼肌松弛作用和另有人认为牛磺酸还具有骨骼肌松弛作用和降血糖作用降血糖作用 VITAMIN B MIXTURE GROUPvVitB3VitB3可经几部连续
18、酶促反应与核糖、磷酸、可经几部连续酶促反应与核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶,是氧化呼吸链的腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶,是氧化呼吸链的重要组成部分重要组成部分 vVitB5VitB5磷酸化得巯基乙胺而生成磷酸化得巯基乙胺而生成4-4-磷酸泛酰巯磷酸泛酰巯基乙胺,是基乙胺,是CoACoA)及)及ACPACP的组成部分。在体内的组成部分。在体内CoACoA和和ACPACP构成酰基转移酶的辅酶,广泛参与构成酰基转移酶的辅酶,广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用vVitB6VitB6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺,磷酸吡包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺,磷酸吡哆醛作
19、为糖原磷酸化酶的重要组成部分,参哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部分,参与糖原分解过程与糖原分解过程 结结 果果v RESULTSTab.1 Effects of Redbull Energy Drink and its major ingredients in anti-short-term exercise-induced fatigue experimentGroup Dose(ml/kg)N Sporting time(s)Increase rate(%)NS 30 3202.545.6 Caffeine 30 41403295 592.8 Taurine 30 466.523.28-6
20、7.2 Vitamin B 30 42813.19-86.2 Redbull 30 42529.5470.5 1149.1 Fig.1 SPORTING TIME OF MICE FED WITH DIFFERENT SOLUTIONS(s)Fig.2 INCREASE RATE OF EACH GROUP(%)Fig.3 CONTRIBUTION OF REDBULL ENERGY DRINK MAJOR INGREDIENTS IN THE ANTI-SHORT-TERM EXERCISE-INDUCED FATIGUE EXPERIMENTv由实验结果可见,咖啡因组与红牛功能饮料由实验结
21、果可见,咖啡因组与红牛功能饮料原液组小鼠运动能力相较生理盐水对照组明原液组小鼠运动能力相较生理盐水对照组明显增强,但红牛功能饮料组效果更好。而给显增强,但红牛功能饮料组效果更好。而给与牛磺酸和维生素与牛磺酸和维生素B B合剂的小鼠则出现运动能合剂的小鼠则出现运动能力下降的表现。故可推想,在红牛功能饮料力下降的表现。故可推想,在红牛功能饮料配方三大组分中,咖啡因是赋予其短期抗疲配方三大组分中,咖啡因是赋予其短期抗疲劳功效的主要及高效组分。从查阅的相关文劳功效的主要及高效组分。从查阅的相关文献了解,牛磺酸和维生素献了解,牛磺酸和维生素B B合剂中的各组分具合剂中的各组分具有多种生物活性,可能赋予红
22、牛功能饮料以有多种生物活性,可能赋予红牛功能饮料以一定的长期、慢性改善和营养机体,以提高一定的长期、慢性改善和营养机体,以提高机体疲劳耐受性和增强学习工作、运动能力机体疲劳耐受性和增强学习工作、运动能力的功效。的功效。讨论讨论v DISCUSSSIONv健康成年人口服咖啡因后健康成年人口服咖啡因后,吸收快而完全吸收快而完全,生生物利用度近物利用度近100%,100%,达峰时间为达峰时间为303060min60min血浆血浆蛋白结合率为蛋白结合率为10%10%35%,35%,半衰期为半衰期为4.14.16.4h6.4h由于咖啡因脂溶性高由于咖啡因脂溶性高,主要以简单扩散方式主要以简单扩散方式,少
23、部分经低亲和力载体少部分经低亲和力载体(Km=5.4mmol/L)(Km=5.4mmol/L)转运转运通过血通过血-脑屏障。脑内浓度在口服后脑屏障。脑内浓度在口服后5min5min即上即上升升,30,3060min 60min 达峰浓度达峰浓度,血浆与脑的浓度之血浆与脑的浓度之比约为比约为111 111。因本研究目的主要在于探。因本研究目的主要在于探讨咖啡因在红牛功能饮料短期抗疲劳功效之讨咖啡因在红牛功能饮料短期抗疲劳功效之中的作用,故选择的给药方式和给药后开始中的作用,故选择的给药方式和给药后开始检测小鼠运动能力改变的时间是基本合理的。检测小鼠运动能力改变的时间是基本合理的。v咖啡因细胞水平
24、上主要有四种作用机制咖啡因细胞水平上主要有四种作用机制1,2:1,2:作为细胞作为细胞肌浆网理阿诺碱受体肌浆网理阿诺碱受体(ryanodine receptor)(ryanodine receptor)的激动剂的激动剂,能引能引发对发对ryanodine ryanodine 敏感的钙库释放敏感的钙库释放,从而促使肌浆网释放钙离从而促使肌浆网释放钙离子子,增加细胞内的钙离子浓度增加细胞内的钙离子浓度,同时增强肌纤维对钙离子的敏同时增强肌纤维对钙离子的敏感性感性;抑制磷酸二酯酶抑制磷酸二酯酶,使组织及肌肉内环磷腺苷使组织及肌肉内环磷腺苷(cAMP)(cAMP)的浓度升高的浓度升高;具有具有-氨基丁
25、酸受体拮抗作用氨基丁酸受体拮抗作用;中枢腺中枢腺苷受体苷受体(A)(A)拮抗剂。腺苷受体分为拮抗剂。腺苷受体分为A1 A1、A2(A2(又可分又可分A2A,A2A,A2B A2B 亚型亚型)和和A3A3受体三大类受体三大类,其中其中A1A1受体与抑制性受体与抑制性G G蛋白耦联蛋白耦联,能抑制腺苷酸环化酶和某些钙通道能抑制腺苷酸环化酶和某些钙通道(N(N型与型与Q Q型型)的活性的活性,而使而使某些钾通道和磷脂酶某些钾通道和磷脂酶C C 激活。相反激活。相反,腺苷腺苷A2A A2A 受体与兴奋性受体与兴奋性G G蛋白耦联蛋白耦联,激活腺苷酸环化酶和激活腺苷酸环化酶和L L型钙通道。咖啡因在体内
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