Spirulina와 스포츠 영양에 관한 연구

스피룰리나 (SP)는 나선형의 해양 미세조류이다다.남조류 (blue-green algae) 라고도 한다.스피루리나에는 단백질, 비타민, 불포화지방산, 각종 미량원소 및 기타 영양소가 풍부합니다.동물과 식물 중에서 가장 풍부하고 균형 잡힌 영양소를 가진 영양소로서 단연중에 인간의 요구에 가장 적합하다.최근 스피룰리나는 스포츠 경기력을 향상시키고 체력을 회복시키는 일상 제품으로 영국, 미국, 쿠바 등의 올림픽 선수 등 선수들의 스포츠 보조제로 널리 사용되고 있다.본 글은 스피룰리나의 영양성분 및 생물학적 기능을 검토함으로써 스포츠 경기력 향상을 위한 생물학적 기전의 이론적 근거를 제공한다.

1. 스피룰리나의 영양성분

스피룰리나는 단연코 월드 's 가장 풍부하고 가장 포괄적인 자연 식품.인체가 필요로 하는 거의 모든 영양소를 함유하고 있어 현대과학에서"축소된 영양소 은행"이라는 찬사를 받고 있다.스피룰리나에는 유기체에 필요한 다양한 당이 들어 있다, 운동 중에 빠르게 분해되어 몸에 에너지를 공급할 수 있습니다.또 단백질 함량이 60%~70%로 높다.스피루리나는 또한 저지방 식품으로 총 지방 함량이 단백질의 약 10% 이지만 지방 구성은 주로 불포화 지방산, 특히 필수 지방산이 풍부합니다;스피룰리나에는 비타민도 많이 들어있는데 특히 카로틴, 비타민 E, 비타민 C는 항산화 효과가 있다;스피루리나는 또한 타우린 및 대사 효소를 함유하고 있습니다;칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨,인, 요오드, 셀레늄, 철, 구리 등 미네랄과 미량원소가 풍부하다;스피룰리나에는 약 13%-15%의 탄수화물이 함유되어 있다 [1].때문에 스피룰리나는 운동선수들에게 가장 유익한 영양공급원 중 하나로 꼽힌다.

2. 스피룰리나의 생물학적 기능 (Biological functions of spirulina

2.1. 면역 기능에 미치는 효과

스피룰리나는 몸을 개선 's는 인체가 생명활동을 유지하고 세포의 대사능력을 향상시키는데 필요한 물질을 제공함으로써 스트레스와 면역기능을 한다.스피룰리나는 동물과 가장 가까운 먹이사슬에 있는 식물로 독특한 세포구조로 인체에 직접 흡수될 수 있다.스피룰리나에는 인체에 꼭 필요한 영양소와 생리활성물질이 다량 함유되어 있다.그리고 그것의 세포벽은 다당류로 구성되어 있고 셀룰로오스를 포함하지 않기 때문에 흡수율은 94%-95%까지 높을 수 있다.이것은 의심할 여지 없이 동물의 영양을 보충하고 균형을 잡으며, 신체를 강화하고, 신체&를 개선하는데 실용적인 의미가 있습니다#39, s 면역체계.스피루리나는 대식세포의 식세포 기능을 개선하고, 림프구의 변형을 촉진하고, 림프구의 수를 증가시키고, 그들의 활동을 향상시킬 수 있습니다;흉선과 비장의 무게를 증가시킬 수 있습니다;spirulina는 혈청 단백질 합성을 촉진하고 혈청 lysozyme의 함량을 증가 할 수 있습니다;스피루리나 다당류는 증상을 완화시킬 수 있다흉선과 비장의 위축, T 림프구의 감소, 동물의 혈청 리소자임의 감소 등 면역억제제에 의해 발생한다.피코시아닌 (Phycocyanin)은 광채집 색소복합단백질로 함량이 매우 높아 건조중량의 약 20%를 차지한다.

연구에 따르면 phycocyanin은 림프구의 활동을 강화하고, 신체를 개선'의 면역 기능을 림프계를 통해, 그리고 포괄적으로 강화 body'의 질병 예방 및 질병 저항성.또한 해초 다당류 황산염은 천연 헤파린 유사 물질로 인체 면역력을 향상시키고 항암 효과가 있다.베타카로틴은 가장 효과적인 활성산소 청소물질 중 하나이다다.스피룰리나에서 200~400 mg/100 g 수준으로 발견된다.최근 연구에 따르면 베타카로틴은 상당한 항산화 효과가 있으며 신체 &를 개선할 수 있습니다#39, s 면역체계.이것은 단일 산소와 다른 형태의 활성 산소를 파괴함으로써 면역 체계의 강화를 촉진합니다.이는 주로 산화적 손상으로부터 파골세포를 보호하고, T 림프구와 B 림프구의 증식을 촉진하며, T 세포의 기능을 향상시키고, 특정 인터루킨의 생성을 촉진하는 능력에서 나타난다.

2. 2.항 산화 효과

스 피 루 리나 파우더영양소가 풍부하고 항산화 성분이 강하다.스피룰리나 단백질은 신체의 활동&에 긍정적인 영향을 줍니다#39;의 SOD 효소, 그리고 현저히 body&의 활동을 개선 합니다#39;s SOD와 GSH-Px, 특히 liver's GSH-Px, 상당한 보호 효과가 있다.SOD와 GSH-Px 활성의 상승은 세포막을 보호하고 산화를 방지하는데 매우 좋은 보호효과가 있다.알긴은 활성산소를 제거하는 능력을 가지고 있으며, 스피루리나 다당류는 OH에 강한 친화력을 가지고 있어 OH 가 핵산, 지질, 아미노산 등과 반응할 확률을 감소시켜 스피루리나 다당류가 내생 활성산소계와 유사한 기능을 가지고 있음을 나타낸다;β-carotene을 해소 할 수 있는 singlet 산소, 세 쌍둥이 상태 photosensitizing 물질과 활성 산소, 그렇게 함 으로써 억제 지질 peroxidation;비타민 E는 매우 강력한 항산화 물질로 체내 활성산소를 억제해 세포가 손상되지 않도록 보호할 수 있다.superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px)와 함께 보디 &를 형성한다#39;s 항산화계, 활성산소공격으로부터 생물막을 구성하는 다불포화지방산을 보호하고 막의 온전성을 유지한다.항산화제로서 비타민 E는 또한 비타민 A, 비타민 C 및 ATP의 산화를 방지하여 체내 기능을 보장하며;스피루리나의 셀레늄은 글루타치온 과산화효소의 성분이다.체내에서 셀레늄은 GSH-Px를 통해 수용성 부분의 과산화물, 과산화수소 등의 파괴를 촉매하는데 사용된다.이밖에 스피룰리나에는 또 철, 코발트, 망간 등 미량원소가 함유되여있어 항산화효과도 좋으며 체내의 많은 중요한 효소의 구성성분이기도하다.

2.3. 적혈구와 헤모글로빈에 미치는 영향

적혈구의 형태변화는 산소를 운반하는 기능에 영향을 주어 운동능력의 감소를 가져오며 변형에도 영향을 주어 미세순환기 손상을 초래한다.이밖에 적혈구의 형태변화는 적혈구의 류혈성질에도 영향을 주어 적혈구가 과립내피체계에 끼여 파괴되기 쉬우며 심한 경우 혈관내용혈이 발생한다.헤모글로빈은 적혈구에서 산소와 이산화탄소의 중요한 운반체이다.그 성분의 변화는 적혈구의 산소 운반 능력에 영향을 미쳐 운동 피로를 유발하게 된다.주메이지 [3]와 다른 사람들이 동물 실험을 통해 그것을 보여주었다스피루리나와 그 화합물은 적혈구의 비정상적인 비율을 현저히 줄일 수 있습니다고강도 훈련을 받는 생쥐에서는 비정상적인 적혈구 형태를 유발하고, 적혈구 보호 효과가 현저하다.또 다른 실험 결과 [4] 운동선수들은 스피루리나 캡슐을 경구적으로 복용한 후 혈액 속의 헤모글로빈 함량을 증가시킬 수 있으며, 스피루리나를 일정량 복용하면 쥐의 심장에서 인위적인 혈액 손실로 인한 헤모글로빈 감소를 현저히 보호할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

2.4. 심혈관 질환 발생에 미치는 영향

실험 결과스피룰리나는 혈청 콜레스테롤을 낮추는 효과가 있다[5].이상홍 등은 스피루리나가 고지방 식이를 섭취한 쥐의 혈중지질 농도에 미치는 영향을 조사한 시험에서 스피루리나가 고지방 식이를 섭취한 쥐의 혈청 내 중성지방 (TG)과 혈청 콜레스테롤 (TC)을 낮출 수 있다는 결론을 내림으로써, 스피루리나가 고지방 식이로 유도된 혈청 내 TG와 TC의 증가를 억제하는 효과가 있음을 나타냈다 [6].이외에도 스피룰리나에는 리놀레산과 람다-리놀렌산이 풍부해 체내에서 대사되어 DHA와 EPA를 생성할 수 있으며 프로스타글란딘 (PG)을 합성하는 전구물질이기도하다.이 물질들은 혈중 지질과 콜레스테롤을 낮추고, 혈액 점도를 낮추며, 조직 혈액 순환을 개선하고, 혈관 탄성을 유지하고, 동맥경화증과 심혈관 질환을 예방하는 효과가 있다.

2.5. 철분결핍성 빈혈에 대한 효과

스피룰리나는 단백질이 풍부하고 철분과 비타민도 함유하고 있다.스피룰리나에는 헤모글로빈의 3대 성분인 철분과 포르피린-고리 색소, 양질의 단백질이 풍부하다.그 때 바디 's 조혈계통이 정상적으로 기능하면 인체는 대량의 새로운 헤모글로빈을 신속히 보충받게 되며 이로써 철결핍성빈혈의 발생을 방지하게 된다.Liang Jiangming 등은 저철분 식이를 이용하여 철분 결핍성 빈혈 모델을 복제한 후 spirulina를 이용하여 회복 검사를 실시하였다.그 결과 스피룰리나를 일정량 섭취하면 철결핍성 빈혈에서 회복되는 속도가 빨라지고 철분 흡수를 촉진하며 혈장 단백질 수치를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다 [7].또 다른 실험에서는 순종 쥐를 이용하여 철 결핍성 빈혈 모델을 복제 한 다음, 30 mg/kg의 황산철과 스피루리나를 세 가지 다른 용량으로 사료에 혼합하여 먹였다.그 결과 스피룰리나를 먹인 3 군의 헤모글로빈, 적혈구 수, 세포용적, 혈청 단백질이 유의하게 증가한 것으로 나타났다.그 중 spirulina를 사료에 8% 이상 첨가한 두 군의 치료 효능은 황산화물 처리 대조군과 동일한 반면 체중 회복은 더 우수하였다 [8] (P370).

3. Spirulina 및 운동 능력

운동능력의 향상은 에너지 대사의 조절과 조정, 산-염기 균형과 같은 요인에 달려 있다.근육 글리코겐의 함량과 지방산의 산화속도 등 에너지 공급물질에 있어서는 운동수준에 중요한 영향을 미친다.스피룰리나는 영양소가 풍부해 운동 능력 향상과 운동 피로 해소에 긍정적인 효과가 있다.

3.1. Spirulina와 혈액 lactate

운동은 근육 속 젖산의 양을 증가시킬 수 있다.젖산이 증가하면 운동 능력에 영향을 미칩니다.젖산의 증가는 근육 조직과 혈액의 pH를 감소시켜 신경근 접합 흥분성의 전달을 막고, 자극이 근육에 전달되는 데 영향을 주며, 과당 인산키나제 (PFK)의 활성을 억제하여 당화를 억제하고, ATP 합성 속도를 늦춘다.또한 PH 가 감소하여 육질내 C a2+의 농도도 감소시켜 미오신 (myosin)과 액틴 (actin)의 상호작용에 영향을 미치고 근수축을 약화시킨다.스피루리나는 젖산을 감소시키고 유산소 대사를 증가시키는 능력이 있으며 섭취 후 혈중 젖산의 생성을 대폭 감소시킬 수 있다.일부 사람들은 높은 온도에서 쥐를 대상으로 스피룰리나가 혈중 젖산에 미치는 영향을 연구했는데 이런 결론을 내렸다0.5% spirulina, 0.1% L-A sp, 0.3% L-Tyr 및 25% spirulina를 사료에 첨가하였다혈중 젖산의 생성을 현저히 감소시키고 유산소 대사를 증가시킬 수 있다.또한 스피루리나는 알칼리성 식품으로서 피로에 의한 산성계를 중화시키고 인체의 약간 알칼리성 체격을 유지하는 효과가 있어 항피로의 목적을 달성한다.

3.2. Spirulina와 활성산소

운동 피로의 메커니즘은 매우 복잡한 과정이다.활성산소 이론은 운동 피로의 과정을 설명하는 중요한 과학적 근거이다.이 이론은 오랜 기간 격렬한 운동을하다 보면 체내의 에너지 소비량이 증가하고 산성 물질이 쌓이며 대사 과정에서 지속적으로 생성되는 특정 물질에 의한 산화 작용이 강화되면 모두 활성산소의 생성이 증가하고 과산화 지질이 강화되어 인체의 조직과 세포에 손상을 주고 [10] 운동 피로감을 유발하게 된다는 것이다.

운동선수들은 장기간의 운동 후 골격근 미토콘드리아의 지질과산화 증가, 산화적 활성산소의 생성 증가, 항산화 효소인 SOD의 활성저하 등을 경험하여 골격근의 기능 및 구조에 손상을 초래할 수 있다.Huang Lixin은 spirulina 가 활성산소의 대사에 미치는 영향과 고단한 운동 후 근육 손상의 표지효소에 미치는 영향을 관찰함으로써 spirulina 가 골격근의 미토콘드리아에서 활성산소의 생성을 줄이고 쥐의 항산화 효소의 활성을 강화할 수 있음을 발견했습니다.스피룰리나는 활성산소의 생성을 줄일 수 있다골격근의 미토콘드리아에서 항산화 효소의 활성을 향상시키고, 혈청 내 근육 손상의 표지효소 수준을 감소시켜 스피루리나가 운동으로 인한 골격근 손상에 상당한 보호 효과가 있음을 나타낸다 [11].또 다른 실험 결과 [12]:스피루리나 군 선수들의 혈중 RBC와 SOD 활성은 실험 전보다 실험 종료시에 유의하게 높았고, 대조군보다 유의하게 높았으며, MDA는 대조군보다 유의하게 낮아 스피루리나가 생체 내 활성산소 산화를 억제하고, 지질과산화를 감소시키며, 피로를 예방하거나 지연시키는데 도움을 준다는 것을 알 수 있었다.

Tang 등은 그것을 발견했다spirulina 및 그 화합물은 유의하게 적혈구 SOD의 활동을 증가 할 수 있습니다그리고 운동한 쥐의 적혈구 내 말론디알데하이드 (MDA)의 함량을 감소시켜 스피루리나가 SOD와 같은 항산화 효소의 활성을 증가시키고, 산소 활성산소를 제거하며, 산소 활성산소와 과산화 지질 물질에 의한 적혈구막의 구조에 대한 손상을 감소시켜 세포를 보호할 수 있음을 시사한다 [2].Zhu Meiju 등 13)은 동물실험을 통해 쥐의 운동군이 철저한 수영 후 미토콘드리아 SOD 활성이 낮고 심근의 MDA 함량이 증가하였으며, 활성산소 생성과 소거 사이의 동적 균형이 깨져 산화적 손상이 발생함을 보였다.

단일 약초군과 복합군 마우스의 미토콘드리아 SOD 활성은 운동군 (각각 P<0.05, P<0.01), MDA 함량은 운동군 (모두 P<0.01)보다 낮았다;복합제 생쥐의 심근 미토콘드리아의 SOD 활성은 단일허브 투여군이 단일허브 투여군보다 높았고, MDA 함량은 단일허브 투여군이 단일허브 투여군보다 낮아 (둘다 P<0.01), 두 가지 모두 유효함을 시사하였다single-herb spirulina와 spirulina 화합물수영으로 훈련된 생쥐의 심근 미토콘드리아의 SOD 활성을 향상시키고 MDA 함량을 감소시킬 수 있으며, spirulina 화합물의 효과는 단초인 spirulina보다 현저히 좋다.

3.3. Spirulina와 운동 유발 빈혈

운동유발성 빈혈은 운동선수의 건강을 위협하고 운동능력, 훈련결과, 훈련 후 회복에 영향을 미치는 흔한 질병이다.이의 발생은 상대혈액량의 증가, 헤모글로빈 합성의 부족 (운동부하에 따른 과도한 철분 손실, 철분 흡수량 감소, 식이철 공급량 부족), 적혈구 생성의 감소, 파괴의 증가 등 다양한 요인과 관련이 있다.중국에서 운동유발성 빈혈의 비률이 비교적 높은데 관련 혈액학지표에 대한 연구를 통해 철결핍성 빈혈이 운동유발성 빈혈의 주요유형임이 밝혀졌다.오래동안 사람들은 철결핍성빈혈을 예방하기 위해 주로 철분보충제와 철분강화식품을 사용해왔지만 철분보충제가 위장에 주는 자극효과로 인해 흡수와 이용률이 낮다.

게다가 철분 보충제는 음식 속 지질에 의해 쉽게 산화되기 때문에 환자가 복용할 수 없다.최근 철분이 풍부한 자연식품의 개발과 활용이 영양학자들의 관심을 끌고 있다.스피룰리나는 단백질이 풍부할 뿐만 아니라 철분이 풍부하다 (630 mg/kg 건조분말)다.스피루리나를 이용한 철결핍성 빈혈의 치료는 상당한 효능이 있다.Huang Lixin 등은 또한 35명의 수영 선수에 대한 조사를 통해 spirulina 가 Hb 철 보유량 수준을 유지하고 운동 빈혈의 발생을 효과적으로 예방할 수 있음을 확인했다 [12].또한, 스피루리나는 운동하는 쥐와 혈소실 쥐의 적혈구와 헤모글로빈의 농도를 증가시키고, 적혈구 Na-K-ATPase의 활성을 증가시키며, 적혈구의 삼투압 취약성을 감소시키고, 적혈구의 파괴를 늦추고, 효과적으로 운동 빈혈을 교정할 수 있다는 연구 결과가 있다 [14,15].

3.4. 헤모글로빈 효과

인체가 운동을 할 때 조직은 다양한 정도의 허혈과 저산소증 상태에 있다.헤모글로빈 수치를 높이고 산소 공급을 가속하는 것은 신체 &를 향상시키는데 중요한 요소입니다#39;s 운동 능력.헤모글로빈의 수치는 선수들의 지구력과 일정한 범위내에서의 운동능력에 영향을 준다.스피룰리나는 헤모글로빈 성장을 촉진하는 효과가 있다, 성호르몬의 분비를 촉진하고, 성기능을 향상시킵니다.주샤오메이 등은 스피룰리나가 애슬레저에 미치는 효과를 관찰했다#39;스피루리나 캡슐을 직접 투여하여 헤모글로빈.그 결과 애슬레저'특히 철분 결핍으로 인한 빈혈의 경우 스피루리나를 복용한 후 헤모글로빈 수치가 유의하게 증가해 치료 효과가 좋았다.스피룰리나는 성호르몬 분비를 촉진하는 효과가 있으며 [16] 체내 테스토스테론 수치를 높일 수 있다.

4. 요약

운동선수들에게 있어서 좋은 스포츠 결과를 얻기 위한 관건은 체력을 향상시키고 피로를 없애는 것이다.스피룰리나는 양질의 고단백 식품이 풍부한 완전한 영양소입니다.완전아미노산이 풍부하며, 특히 필수 아미노산은 체내에서 쉽게 소화, 흡수되어 성장을 촉진하고 신체를 효과적으로 튼튼하게 한다 [17].비타민 B1, B2, C를 적당하게 공급하면 운동 중 신경계의 민감성과 지구력을 향상시키고, 운동 능력을 향상시키며 악조건을 완화시킬 수 있다 [18];무기염과 미량원소가 풍부하여 운동선수의 물과 염대사의 균형을 유지하고 체액이 산성화되는 것을 방지하거나 운동으로 인한 피로의 발병을 지연시킬 수 있다;풍부한 미네랄은 산성 혈액을 알칼리화하여 체내의 과도한 젖산을 중화하여 항피로의 목적을 달성할 수 있다;직접적인 안티 피로 효과가있는 아스파라트산이 풍부합니다;구리 및 셀레늄 등과 같은 인체에 필요한 다양한 미량 원소가 풍부하며, 지질 저하 메커니즘에도 역할을 할 수 있습니다;spirulina는 상당한 항산화 효과가 있습니다그리고 활성산소의 대사 불균형을 교정합니다;또한 심장 근육, 골격근, 간, 신장 등에 상당한 보호 효과가 있습니다.

수많은 연구가 그것을 증명했다spirulina는 큰 개발 가치를 가지고 있습니다스포츠 보조제로.연구가 지속됨에 따라 스피룰리나는 더욱 많은 관심을 끌 것이며, 스포츠 보조식품 분야에서 더욱 많은 개발과 활용을 위한 기초자료를 제공하여 추후 연구할 가치가 있다.

참조

[1] 웅정잉, 이풍.스피루리나 보충제가 운동능력에 미치는 영향.후베이 스포츠 과학 기술, 2004, 23 (4):454-456, 460.

[2] 탕메이, 진잉, 궈바오장.스피룰리나 단백질이 생쥐의 면역기능에 미치는 영향.제남대학교 논문집 (자연과학편), 1998, 19(5):93-97.

[3] Zhu Meiju, Qu Julan, Li Hong.spirulina와 그 화합물이 운동한 쥐의 적혈구 및 자유근 대사에 미치는 영향.한스포츠의학회지 2003, 22(5):506-508.

[4] 쑤룽시안, 랴오후젠.청소년 체육학교 운동선수를 대상으로 스피루리나 캡슐의 영양중재에 관한 연구.한국영양학회지 2000, 22 (2):184-186.

[5] 팡자오쉬, 장아이친.스피룰리나 [J]의 여러 성분 예비 분석.한국영양학회지 1989, 11 (2):146-149.

[6] 리상홍, 위안쑤링, 우카이궈 등.스피룰리나가 고지방 식이를 섭취한 쥐의 혈중 지질 농도에 미치는 영향 [J.한국영양학회지 1996, 18(2):206-208.

[7] 두안키유, 리우 캉, 손슈주.미량 원소 및 노화 방지 [J].노인의학회지 1987, 7(1):60-63.

[8] 유소양, 최홍빈.중국 건강식품 연구 진행 [M.베이징:People's 출판사, 2001.

[9] Luo Haiji, 지연홍, Lu Xiaocui 외.spirulina 가 고온에서 혈중 lactate, 혈중 요소 및 글리코겐 함량에 미치는 영향 (J.한국영양학회지 2000, 22 (1):52-54.

[10] 조구화, 천지디.급성 유산소 또는 무산소 운동시 운동, 아연 및 구리 영양 및 활성산소 대사가 인체 내 활성산소의 생성 및 청소에 미치는 영향.한스포츠의학회지 1991, 10(1):1-3.

[11] 황리신, 루샤오촨, 양빈 외.스피룰리나의 쥐 운동골격근에 대한 보호효과에 관한 연구 (J.스포츠 사이언스, 2000, 20 (2):58~59.

[12] 황리신, 루샤오촨, 공덕청 등.spirulina&에 관한 연구#39;s 운동 유발성 빈혈에 대한 저항성과 운동능력의 개선.광시스포츠과학기술, 1996, 17 (4):25~29.

[13] 주메이지, 리홍.spirulina와 그 화합물이 운동한 생쥐에서 심근 미토콘드리아 과산화 손상에 대한 보호효과 [J.한국스포츠과학회지, 2002, 38 (4):37-38.

[14] 후롱.스피룰리나 캡슐에 대한 약리학적 및 독성학적 연구 (J.한국한의학, 1995, 17 (7):28-30.

[15] 범희, 리취안루, 황립신 외.스피룰리나가 운동하는 쥐의 적혈구에 미치는 영향.광시의대논문집 1996, 13 (2):47-49.

[16] 주샤오메이, 양정.스피룰리나가 운동선수의 헤모글로빈과 같은 생화학적 지표에 미치는 영향.스포츠과학, 1996, (6):32-33.

[17] 청련기, 조시민, 정위 외.spirulina [J]의 영양학적 평가.한국영양학회지, 1990, 12 (4):416-417.

[18] 서룽시안, 시빙린, 임나 외.영양중재가 중학교 운동선수의 영양상태에 미치는 영향 (The effect of nutritional intervention on The middle school athletes of junior high school athletes)중국공중보건학회지 1997, 13 (보충):41-43.