蛋白质和氨基酸
多年来,许多人认为过量摄入蛋白质是力量训练后的肌肉生长所必需的(Greenwood et al.,2008)。当肌蛋白合成超过肌蛋白降解的时候,骨骼肌就会增大。身体一直处于蛋白质转换的持续性状态当中,老的蛋白质被破坏或降解,新的蛋白质又被合成。当收缩蛋白合成超过收缩蛋白降解时,净蛋白为正平衡(即肌原纤维增生)。在休息、没有运动刺激或摄入营养物质的情况下,净蛋白为负平衡( Biolo et al. , 1995;Phillips et al. , 1997 , 1999;Wagenmakers,1999)。
必须谨记的是,抗阻训练是产生骨骼肌增大所需要的必要刺激。
但是,如果在营养不足或氮补充不充分的情况下进行抗阻训练,净蛋白平衡是不能满足合成代谢要求的。为了使净蛋白为正平衡,需要在进行抗阻训练的时候补充特定的营养物质和补剂(含氮化合物)。
基于以上分析,很显然想要保持净蛋白正平衡,必须借助蛋白质或蛋白质的结构单元——氨基酸。氨基酸可从氨基酸库中获得。氨基酸库是细胞中氨基酸的混合物,它来源于膳食中的营养物质或蛋白质的降解。氨基酸以三种方式进入氨基酸库:
■ 膳食蛋白质的消化。
■ 身体蛋白降解。
■ 碳源和氨基(-NH2)合成非必需氨基酸。
氨基酸库可以提供用于蛋白质合成和氧化的单个氨基酸。人体只能通过蛋白质降解或从饮食中获取氨基酸来补充氨基酸库。因此,游离氨基酸库为膳食蛋白和身体蛋白搭建了联系,因为膳食蛋白和身体蛋白都进入游离氨基酸库。
蛋白质摄入量
蛋白质摄入量是运动营养学界最具争议的话题。争议的要点就是超出当前膳食推荐摄入量(Recommended Dietary Allowance)
的蛋白质摄入量的安全性和有效性。目前,健康成人的蛋白质推荐摄入量是0.8克/千克体重/天。该推荐考虑了蛋白质代谢中的个体差异,蛋白质生物学值的变化和尿液、粪便中的氮损失。想要通过增加蛋白质摄入量来增加去脂体重,还要考虑以下因素:
■ 蛋白质质量。
■ 能量摄入量。
■ 碳水化合物摄入量。
■ 抗阻训练的时间和强度。
■ 蛋白质摄入的时间。
尽管每天摄入0.8克/千克体重的蛋白质就能够满足几乎不参加抗阻训练的个体的需要,但是这个剂量根本不足以增加去脂体重或修复运动导致的肌肉损伤(Tarnopolsky, 2004)。事实上,许多临床调查表明,无论参加哪种训练(有氧耐力运动或抗阻训练)(Forslund et al.,1999;Friedman and Lemon, 1989;Lamont et al.,1990;Meredith et al.,1989;Phillips et al.,1993)或处于何种训练状态(休闲的、适度训练的或良好训练的)(Greenwood et al. , 2008;Lemon , 1991 , 1992;Tarnopolsky et al. ,1992),参加训练的个人需要摄入的蛋白质剂量都要大于0.8克/千克体重/天。
所以,问题仍然是参与抗阻训练和需要增加去脂体重的人需要摄入多少蛋白质?如第3章所述,蛋白质的推荐摄入量是1.5~2.0克/千克体重/天(Lemon,1998;Campbell et al.,2007)。更确切地说,参加力量或爆发力运动的个体应该摄取上限值。
关于细胞层面的研究发现,补充膳食蛋白质或氨基酸后,肌蛋白合成速率增加。比奥洛(Biolo)及其同事(1997)评估了抗阻训练和氨基酸补充之间的相互作用以及对蛋白质动力学的相应影响。在该研究中,6名未经过训练的男性摄入混合氨基酸溶液(苯丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺),并在抗阻训练(10次×5组腿举,8次×4组深蹲、腿弯举和腿屈伸)前后进行取样。对比结果显示,蛋白质合成速率提高,但蛋白质降解没有发生变化。
虽然研究人员得出结论,运动后补充氨基酸对蛋白质合成有积极影响,但氨基酸注射不是获得氨基酸的实用手段。因此,蒂普顿(Tipton)及其同事(1999)研究了口服氨基酸的作用。受试者摄入40克混合氨基酸(必需氨基酸和非必需氨基酸)、40克必需氨基酸或40克碳水化合物安慰剂。他们还试图探究补充混合氨基酸和只补充必需氨基酸在代谢效应上是否有差异。研究结果表明,运动后补充氨基酸会使蛋白质呈正平衡,而只进行抗阻训练会使蛋白质呈负平衡。作者还得出结论,单独补充必需氨基酸和补充混合氨基酸补剂的效果一样。
另外,埃斯马克(Esmark)及其同事(2001)调查运动后蛋白质的摄入时间对肌肉和力量的作用。这项研究使用牛奶和大豆蛋白补剂(来自脱脂牛奶和大豆的10克蛋白质)、7克碳水化合物和3.3克油脂来代替氨基酸混合物。研究人员没有计算蛋白质的合成,但是却测量增大的肌肉。研究结果表明,抗阻训练后补充蛋白质补剂,骨骼肌显著增大。
然而,摄入1.5~2.0克/千克体重的蛋白质并不是唯一需要考虑的参数,因为不是所有的蛋白质来源都一样。不是所有的蛋白质来源都含有相同的氨基酸量。依据蛋白质中是否含有足够的必需氨基酸,蛋白质分为完全蛋白质和不完全蛋白质。含有较大量必需氨基酸的完全蛋白质通常具有较高的蛋白质质量。完全蛋白质通常存在于牛肉、鸡肉、猪肉、牛奶和奶酪中,而不完全蛋白质通常存在于坚果、豆类、谷物和种子中。
运动补剂中常见的蛋白质类型
在蛋白质补剂中,最常见的三种蛋白质是乳清蛋白,酪蛋白和卵蛋白。这些蛋白质都是高质量的完全蛋白质(关于各种蛋白质质量分类的深入讨论,见第3章)。而且,它们以粉末形式存在。乳清蛋白来自牛奶蛋白,是目前营养补剂中最常用的蛋白质来源。在蛋白质补剂的三种常见蛋白质类型中,人们对乳清蛋白在蛋白质合成和去脂体重增长中的作用的研究最为彻底。克里布(Cribb)和同事(2006)研究了乳清蛋白和酪蛋白对力量和身体成分的影响的差异。受试者在进行规范的抗阻训练的同时,连续10周摄取乳清蛋白或酪蛋白(1.5克/千克体重/天)。与酪蛋白组相比,乳清蛋白组的力量和去脂体重增加幅度明显更大。
酪蛋白也是一种牛奶蛋白,通常被认为是作用较慢的蛋白质(Boirie et al.,1997;Dangin et al.,2001)。与乳清蛋白相比,酪蛋白的消化和吸收时间更长。可能是因为酪蛋白在胃里停留的时间较长(Boirie et al.,1997)。尽管酪蛋白也促进蛋白质合成,但效果不如乳清蛋白(Boirie et al.,1997)。与乳清蛋白不同,酪蛋白有助于减少蛋白质降解(Demling and DeSanti, 2000),因此酪蛋白具有抗分解的性质。
由于发现乳清蛋白促进蛋白质合成以及酪蛋白有助于减少肌肉分解,一些补剂制造商在其制剂中同时加入乳清蛋白和酪蛋白。柯克西克(Kerksick)及其同事(2006)的研究证明了这个混合物的有效性。受试者连续10周每周4天进行抗阻训练。他们分别补充48克碳水化合物、40克乳清蛋白和8克酪蛋白,或者40克乳清蛋白、5克谷氨酰胺和3克支链氨基酸。10周后,补充乳清蛋白和酪蛋白受试者的去脂体重增加得最多。威洛比(Willoughby)和同事(2007)研究了乳清蛋白和酪蛋白混合物对力量、肌肉和合成代谢标志物的影响。他们的发现与柯克西克(Kerksick)及其同事的发现一致。与安慰剂相比,乳清蛋白和酪蛋白混合物对力量和肌肉有积极作用。这似乎表明,组合蛋白混合物足以促进蛋白质合成并提高训练适应性(Willoughby et al.,2007;Tipton et al.,2004;Kerksick et al.,2006)。
卵蛋白也是一种高质量的蛋白质,具有易混合的优点(易溶于液体)(DriskellandWolinsky,2000)。然而,卵蛋白补剂的味道通常不是很好,并且比其他蛋白质补剂更贵。出于这些原因,当有乳清蛋白和酪蛋白等其他高质量蛋白时,人们通常不会选择卵蛋白。
总之,伦尼(Rennie)及其同事(2004)认为通过静脉注射,膳食或摄取游离氨基酸可以增加可用的氨基酸,从而促进肌肉蛋白合成。他们还得出结论:在运动之后,增加氨基酸可以促进肌肉蛋白合成。乳清蛋白、酪蛋白和卵蛋白都是高质量蛋白,并且都是参加力量训练的运动员使用的蛋白质补剂。
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