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輔酶Q10增補對運動員之生理反應及運動表現影響的探討

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Academic year: 2021

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壹、前言

近年來,運動營養增補劑的使用已為運動科學領域的專家學者所認同,且現今世界各國 皆在積極更新並研發更有效的運動營養増補劑,藉以達到提升競技運動員的運動表現之目的。 就耐力性運動項目的營養增補而言,過去焦點大多放在醣類增補劑的補充,但鮮少研究重視 競技運動員在激烈運動中,體內氧氣大量的消耗,而產生大量的活性氧自由基(Reactive oxygen species, ROS)並造成體內氧化傷害(Oxidative damage)的產生,同時亦會導致運動 員肌肉損傷。過去許多研究指出長時間或高強度的訓練方式很可能造成運動員身體健康傷害, 其潛在危險性不僅可能導致肌肉損傷或運動疲勞的發生,也可能引起免疫功能失調,進而造 成發炎反應(Inflammation)、降低運動表現及引發各種慢性疾病,例如:癌症、心血管疾病 等(Connolly, Sayers, & McHugh, 2003; Kerksick, & Willoughby, 2005)。因此,若能給予競技 運動員適量且有效的運動營養增補劑,例如:維生素 A、C、E、類黃鹼素(Flavonoids)、蝦 青素(Astaxanthin)、左旋肉鹼及輔酶 Q10(Coenzyme 10)等增補劑,不僅可以預防或減輕 運動員體內組織細胞的損傷程度,亦可加速運動後疲勞恢復,進一步有效地提升運動表現及 改善其健康狀況。因此,本文將對輔酶 Q10 增補劑從功能、作用機轉及作為運動增補劑相關 應用做完整而深入淺出的介紹,以提供各單項運動教練與選手們最新的參考資訊。

貳、運動、自由基與氧化傷害

長時間或高強度的運動訓練過程中,運動員體內耗氧量急遽增加,為休息狀態的 22 至 44 倍(Butler et al., 1993; Young et al., 2002),導致新陳代謝率上升。此時,細胞內粒線體需 不斷產能,供應體內能量消耗,同時伴隨著 ROS 大量的生成(Child et al., 1999; Leeuwenburgh & Heinecke, 2001)。此外,高強度的運動訓練所導致肌肉損傷會產生發炎反應,且導致嗜中 性白血球(Neutrophils)聚集於肌肉損傷部位,嗜中性白血球的呼吸驟增會增加 ROS 的產生 (Connolly et al., 2003)。當人體內 ROS 增多時,體內許多抗氧化防禦系統的機制就會同步被 激活啟動,例如:過氧化氫酶(Catalase, CAT)、麩胱甘肽過氧化酶(Glutathione peroxidase, GSH-Px)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)等。上述這些抗氧化酶皆是由體內 自行合成,主要功能為在細胞內作用促使 ROS 還原,以維持身體內氧化還原的恆定系統 (Shekeeb Shahab, Kumar, Sharma, Narang, & Prasad, 2008)。但當人體內 ROS 的產生超過抗氧 化防禦系統的清除能力會使的 ROS 大量蓄積造成氧化壓力(Oxidative stress)產生(Ciocoiu, Badescu, & Paduraru, 2007)。氧化壓力所產生的大量 ROS 極易與細胞內的脂質、蛋白質及去 氧核醣核酸(Deoxyribonucleic acid, DNA)等生物分子發生突變或失去活性,導致組織結構 受損與影響細胞功能,造成 Pro-inflammatory 的狀態,進而導致老化及一些退化性疾病的發 生(Halliwell, 1997; Mantovani et al., 2002; Deaton et al., 2003)。

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員的運動表現,更可能對運動員的健康帶來負面影響。因此,學者建議服用抗氧化的運動營 養增補劑來增加內生性的抗氧化物質,進而預防及減輕免疫細胞功能的運動氧化傷害(Krause et al., 2001; Morante et al., 2005; Sastre et al., 1992; Tauler et al., 2003a, b)。

參、輔酶 Q10 增補對於氧化傷害之影響

在眾多的運動營養增補劑中,輔酶 Q10(Coenzyme Q10, 亦稱為 Ubiquinone)已逐漸成 為運動營養學研究的新焦點,輔酶 Q10 的增補可促使細胞氧化磷酸化、改善心肌能量代謝、 提高能量的產生(Ylikoski, Piirainen, Hanninen, & Penttinen, 1997)、控制血壓、清除自由基 及抑制脂質過氧化等作用(Bonetti, Solito, Carmosino, Bargossi, & Fiorella, 2000)。輔酶 Q10 在 1957 年首先由美國威斯康辛大學 Dr. Frederick Crane 等人,由牛心臟肌肉組織的粒線體中 發現,隔年,Folker 等人確立人類輔酶 Q10 的化學結構,並發現此物質對心血管疾病的療效, 是由於輔酶 Q10 為體內自行合成的親脂溶性類維生素物質(Crane, 2001),主要存在於心肌 及肝臟的粒線體細胞膜上,為參與電子傳遞鏈必需輔因子,產生能量-ATP(Siemieniuk, & Skrzydlewska, 2005),其可傳遞電子從複合體 I 和 II 到複合體 III,位移在粒線體呼吸鏈的質 子,因此被視為一種強效的抗氧化劑且可干擾 ROS 生成。臨床上,輔酶 Q10 已廣泛被應用 於治療慢性疾病,例如:癌症、心血管疾病、糖尿病、帕金森氏症及肌肉萎縮等慢性疾病(Keith et al., 1998; Shults et al., 2002; Langsjoen & Langsjoen, 1999)。

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肆、輔酶Q10增補對於肌肉損傷及疲勞恢復之影響

Nielsen 等人(1999)採雙盲(Double-blind)給予 7 名鐵人三項運動選手,每天 100 mg 輔酶 Q10 增補劑,六週後發現補充輔酶 Q10 對鐵人三項運動選手肌肉疲勞無顯著的改善效果。 但是,後續在動物實驗及人體試驗的研究結果指出,給予老鼠及籃球運動員輔酶 Q10 增補劑 均可加速運動後恢復期體內乳酸(Lactate)排除且具有抗疲勞的效用(賴紫蘭、吳慧君,2005; Fu, Ji, & Dam, 2010)。Shimomura, Suzuki, Sugiyama, Hanaki, & Ozawa (1991)在動物實驗中 給予兔子輔酶 Q10 增補劑後,進行 90 分鐘的下坡跑(Downhill running)訓練,結果發現介 入後,兔子因運動訓練所導致的肌肉損傷情形有改善的現象。Okamoto 等人(1995)進一步 證實輔酶 Q10 可以減少骨骼肌細胞中因電刺激所釋放的肌肉損傷指標-乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase, LDH)濃度。然而,李寧遠等人(2007)將 16 位女性足球員受試者分別給予 四週的輔酶 Q10 增補劑及安慰劑介入,結果發現輔酶 Q10 增補劑卻無法有效的降低肌肉損傷 指標-肌酸激酶(Creatine kinase, CK)濃度。在過去,輔酶 Q10 增補與運動員體內肌肉疲勞、 損傷的相關性研究,至今尚未達成共識,未來研究仍需要更進一步進行臨床試驗去證實明補 充輔酶 Q10 是否具有改善肌肉疲勞與損傷的功效。

伍、輔酶Q10增補對於運動表現之效益

激烈運動過程中自由基及脂質過氧化物的生成,皆會增加細胞氧化壓力,此機制一直被 視為降低運動表現的主要因素(Davies, Quintanilha, Brooks, & Packer, 1982)。然而,補充輔酶 Q10 對運動能力表現之提升效果,其研究結果卻相當分歧。許多研究證實給予運動員及非運 動員每天 100 mg 的輔酶 Q10 增補劑,4-8 週後,顯著增進有氧能力(Aerobic power)、無氧 閾值(Anaerobic threshold)及運動表現(Zuliani et al., 1989; Bonetti, Solito, Carmosino, Bargossi, & Fiorella, 2000; Littarru, 1993)。賴紫蘭、吳慧君(2005)以 8 名籃球運動員為研究對象,採 不同方式補充輔酶 Q10 增補劑,結果發現不論運動前高劑量的補充(360 mg)或是連續補充 七天(150 mg/天)的輔酶 Q10 增補劑,皆可顯著降低次最大運動時(80% VO2max,運動 30

分鐘)的攝氧量及運動後恢復期的心跳率,其原因有可能是因為補充輔 Q10 提高了能量代謝 供給系統,因而增強了有氧能力,使得次大運動表現較好。然而 Weston, Zhou, Weatherby, & Robson(1997)以耐力型運動員為研究對象,依照運動員體重每公斤補充 1 mg 輔酶 Q10 增 補劑,持續補充 28 天後,結果發現對於受試者在遞增負荷踏車至衰竭的測試中,最大攝氧量 (VO2max)、無氧閾值、心跳率及血壓值並無顯著影響。同年,Faff, & Frankkiewicz-Jo(1997)

研究也發現,每天補充 100 mg 的輔酶 Q10 增補劑,持續 30 天對有氧運動至衰竭的時間並無 顯著影響。近年來,李寧遠等人(2007)給予女性足球運動員補充輔酶 Q10 增補劑,每天補 充 120 mg 持續四週後,結果發現 VO2max、最大心跳率、呼吸交換率及運動至力竭時間皆無

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陸、結語

綜合上述文獻資料評析得知,競技運動員接受長時間、高強度的運動訓練後,體內會產 生氧化傷害、肌肉損傷、運動疲勞及發炎反應,進而降低其運動表現及造成健康危害。在過 去,探討輔酶 Q10 增補與運動員體內氧化傷害、肌肉損傷、運動疲勞、發炎反應及運動表現 之相關性的研究結果雖大多數抱持正面效益,但至今尚未達成一致性定論。導致上述研究結 果不一致可能是因實驗對運動員進行短期(2~4 週)或低劑量(< 150 mg/天)輔酶 Q10 增補, 對其體內氧化壓力指標並無增進作用,增補時間及劑量多寡是否為輔酶 Q10 改善氧化傷害的 關鍵,應有進一步研究驗證才是。此外,要想進一步擴展輔酶 Q10 的增補劑應用,必須強化 輔酶 Q10 在運動醫學與運動營養學之研究,將可用更嚴謹的科學證據支持輔酶 Q10 對運動實 際應用的效益。而且,市面上的輔酶 Q10 保健食品琳瑯滿目,其中成份組成是否含運動禁藥 或輔酶 Q10 確切的含量比例多寡仍需進一步考量。

參考文獻

李寧遠、鄭杏孚、衛沛文、郭婕、程一雄(2007)。補充 Co Q10 對運動員體內抗氧化效力及 有氧運動表現之影響。運動生理暨體能學報,6,153-163。 賴紫蘭、吳慧君(2005)。不同方式輔酶 Q10 補充對籃球運動員有氧運動能力及運動後恢復 期生理生化值之影響。大專體育學刊,7(1),269-278。

Bonetti, A., Solito, F., Carmosino, G., Bargossi, A.M., & Fiorella, P.L. (2000). Effect of

ubidecarenone oral treatment on aerobic power in middle-aged trained subjects. The Journal of

Sports Medicine and Physical Fitness, 40 (1), 51-57.

Braun, B., Clarkson, P.M., Freedson, P.S., & Kohl, R.L. (1991). Effects of coenzyme Q10

supplementation on exercise performance, VO2max, and lipid peroxidation in trained cyclists.

Journal of the International Society of Sports Nutrition, 1 (4), 353-365.

Butler, P.J., Woakes, A.J., Smale, K., Roberts, C.A., Hillidge, C.J., Snow, D.H., & Marlin, D.J. (1993). Respiratory and cardiovascular adjustments during exercise of increasing intensity and during recovery in thoroughbred racehorses. The Journal of Experimental Biology, 179 (1), 159-180.

(6)

Ciocoiu, M., Badescu, M., & Paduraru, I. (2007). Protecting antioxidative effects of vitamins E and C in experimental physical stress. Journal of Physiology and Biochemistry, 63 (3), 187-194. Connolly, D.A., Sayers, S.P., & McHugh, M.P. (2003). Treatment and prevention of delayed onset

muscle soreness. The Journal of Strength & Conditioning Research, 17 (1), 197-208.

Cooke, M.S., Evans, M.D., & Lunec, J. (2002). DNA repair: insights from urinary lesion analysis.

Free Radical Research, 36 (9), 929-932.

Crane, F.L. (2001). Biochemical functions of coenzyme Q10. Journal of the American College of

Nutrition, 20 (6), 591-598.

Davies, K.J., Quintanilha, A.T., Brooks, G.A., & Packer, L. (1982). Free radicals and tissue damage produced by exercise. Biochemical and Biophysical Research Communications, 107 (4), 1198-1205.

Deaton, C.M., Marlin, D.J., Smith, N.C., Roberts, C.A., Harris, P.A., Kelly, F.J., & Schroter, R.C. (2003). Pulmonary bioavailability of ascorbic acid in an ascorbate-synthesising species, the horse. Free Radical Research, 37 (4), 461-467.

Faff, J., & Frankiewicz-Jóźko, A. (1997). A effect of ubiquinone on exercise-induced lipid peroxidation in rat tissues. European Journal of Applied Physiology, 75 (5), 413-417.

Fu, X., Ji, R., & Dam, J. (2010). Antifatigue effect of coenzyme Q10 in mice. Journal of Medicinal

Food, 13 (1), 211-215.

Guerra, G., Ballardini, E., Lippa, F., Oradei, A., & Littarru, G. (1987). Effect of the

administration of ubiquinone in a group of young cyclists. Medicine and Science in Sports,

40, 359-364.

Halliwell, B. (1997). Antioxidants and human disease: a general introduction. Nutrition Reviews, 55 (1 Pt 2), S44-S49.

Keith, M., Geranmayegan, A., Sole, M.J., Kurian, R., Robinson, A., Omran, A.S., & Jeejeebhoy, K.N. (1998). Increased oxidative stress in patients with congestive heart failure. Journal of the

American College of Cardiology, 31 (6), 1352-1356.

Kerksick, C., & Willoughby, D. (2005). The antioxidant role of glutathione and N-acetyl-cysteine supplements and exercise-induced oxidative stress. Journal of the International Society of

(7)

Krause, R., Patruta, S., Daxböck, F., Fladerer, P., Biegelmayer, C., & Wenisch, C. (2001). Effect of vitamin C on neutrophil function after high-intensity exercise. European Journal of Clinical

Investigation, 31 (3), 258-263.

Langsjoen, P.H., & Langsjoen, A.M. (1999). Overview of the use of CoQ10 in cardiovascular disease. BioFactors, 9 (2-4), 273-284.

Leeuwenburgh, C. & Heinecke, J.W. (2001). Oxidative stress and antioxidants in exercise. Current Medicinal Chemistry, 8 (7), 829-838.

Littarru, GP. (1993). Biomedical and clinical aspects of coenzyme Q. Clinical Investigation, 71 (8), 587-588.

Mantovani, G., Macciò, A., Madeddu, C., Mura, L., Gramignano, G., Lusso, M.R., Mulas, C., Mudu, M.C., Murgia, V., Camboni, P., Massa, E., Ferreli, L., Contu, P., Rinaldi, A., Sanjust, E., Atzei, D., & Elsener, B. (2002). Quantitative evaluation of oxidative stress, chronic

inflammatory indices and leptin in cancer patients: correlation with stage and performance status. International Journal of Cancer, 98 (1), 84-91.

Morante, M., Sandoval, J., Gómez-Cabrera, M.C., Rodríguez, J.L., Pallardó, F.V., Viña, J.R., Torres, L., & Barber, T. (2005), Vitamin E deficiency induces liver nuclear factor-kappaB

DNA-binding activity and changes in related genes. Free Radical Research, 39 (10), 1127-1138.

Nielsen, A.N., Mizuno, M., Ratkevicius, A., Mohr, T., Rohde, M., Mortensen, S.A., & Quistorff, B. (1999). No effect of antioxidant supplementation in triathletes on maximal oxygen uptake, 31P-NMRS detected muscle energy metabolism and muscle fatigue. International Journal of

Sports Medicine, 20 (3), 154-158.

Okamoto, T., Kubota, N., Takahata, K., Takahashi, T., Goshima, K., & Kishi, T. (1995). Protective effect of coenzyme Q10 on cultured skeletal muscle cell injury induced by continuous electric field stimulation. Biochemical and Biophysical Research Communications, 216 (3),

1006-1012.

Pepe, S., Marasco, S.F., Haas, S.J., Sheeran, F.L., Krum, H., & Rosenfeldt, F.L. (2007). Coenzyme Q10 in cardiovascular disease. Mitochondrion, 7 (Suppl), S154-S167.

(8)

Shekeeb Shahab, M., Kumar, P., Sharma, N., Narang, A., & Prasad, R. (2008). Evaluation of oxidant and antioxidant status in term neonates: a plausible protective role of bilirubin.

Molecular and Cellular Biochemistry, 317 (1-2), 51-59.

Shimomura, Y., Suzuki, M., Sugiyama, S., Hanaki, Y., & Ozawa, T. (1991). Protective effect of coenzyme Q10 on exercise-induced muscular injury. Biochemical and Biophysical Research

Communications, 176 (1), 349-355.

Shults, C.W., Oakes, D., Kieburtz, K., Beal, M.F., Haas, R., Plumb, S., Juncos, J.L., Nutt, J., Shoulson, I., Carter, J., Kompoliti, K., Perlmutter, J.S., Reich, S., Stern, M., Watts, R.L., Kurlan, R., Molho, E., Harrison, M., & Lew, M. (2002). Effects of coenzyme Q10 in early Parkinson disease: evidence of slowing of the functional decline. Archives of Neurology, 59 (10), 1541-1550.

Siemieniuk, E., & Skrzydlewska, E. (2005). Coenzyme Q10: its biosynthesis and biological

significance in animal organisms and in humans. Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej,

59, 150-159.

Tauler, P., Aguiló, A., Gimeno, I., Fuentespina, E., Tur, J.A., & Pons, A. (2003a). Influence of vitamin C diet supplementation on endogenous antioxidant defences during exhaustive exercise. Pflügers Archiv, 446 (6), 658-664.

Tauler, P., Aguiló, A., Gimeno, I., Noguera, A., Agustí, A., Tur, J.A., & Pons, A. (2003b).

Differential response of lymphocytes and neutrophils to high intensity physical activity and to vitamin C diet supplementation. Free Radical Research, 37 (9), 931-938.

Weston, S. B., Zhou, S., Weatherby, R. P., & Robson, S. J. (1997). Does exogenous coenzyme Q10 affect aerobic capacity in endurance athletes? Journal of the International Society of Sports

Nutrition, 7 (3), 197-206.

Ylikoski, T., Piirainen, J., Hanninen, O., & Penttinen, J. (1997). The effect of coenzyme Q10 on the exercise performance of cross-country skiers. Molecular Aspects of Medicine, 18 (Suppl.), S283-S290.

Young, L.E., Marlin, D.J., Deaton, C., Brown-Feltner, H., Roberts, C.A., & Wood, J.L. (2002). Heart size estimated by echocardiography correlates with maximal oxygen uptake. Equine

Veterinary Journal, 34 (34), 467-471.

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