徐鋒鵬，鄭海波，尹洪剛

(廣州體育學(xué)院，a.科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，b.體育教育系，廣東廣州510500)

一般認(rèn)為肌酸對(duì)短時(shí)間、大強(qiáng)度、間歇性運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有促進(jìn)作用，對(duì)耐力項(xiàng)目的作用目前還沒(méi)有定論［1—5］。肌酸補(bǔ)充可以提高肌肉肌酸和磷酸肌酸(PCr)濃度，增加三磷酸腺苷 (ATP)再合成時(shí)底物的供應(yīng)，理論上可以減少對(duì)有氧代謝途徑的依賴。然而，在耐力性項(xiàng)目比賽時(shí)也需要反復(fù)的、短時(shí)間、大強(qiáng)度的戰(zhàn)略性沖刺以甩掉競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。因此，肌酸是否真的只適用于快速力量性項(xiàng)目和速度性項(xiàng)目，還是對(duì)耐力性項(xiàng)目也有益處，值得進(jìn)一步探討。

經(jīng)典肌酸補(bǔ)充方案有兩種，一種是常規(guī)服用方法 (沖擊量+維持量法)，另一種是維持量法［6］。相關(guān)研究表明沖擊量服用肌酸的前3天大部分肌酸通過(guò)尿液排出體外，一周后幾乎每天補(bǔ)充的所有肌酸均隨尿排出，從而造成浪費(fèi)［7］。雖然目前肌酸作為一種合法的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)劑沒(méi)有被國(guó)際奧林匹克委員會(huì)(IOC)所禁止，但長(zhǎng)時(shí)間、大劑量服用肌酸有可能對(duì)身體帶來(lái)一定副作用，包括抑制內(nèi)源性肌酸合成、加重肝腎功能負(fù)擔(dān)等，因此服用肌酸不可超時(shí)、超量，而維持量服用方法可以讓機(jī)體更好地適應(yīng)，并減少發(fā)生副作用的概率［8，9］。大多數(shù)研究認(rèn)為，服用肌酸可以增加體重，對(duì)瘦弱的群體有好處，對(duì)非抗體重運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目影響不大，但對(duì)抗體重運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目如跑步、跳躍、游泳、球類項(xiàng)目可能有副作用［10］。研究發(fā)現(xiàn)維持量肌酸補(bǔ)充法 (0.03 g/kg/d)對(duì)體重影響不大［11］，這將對(duì)上述抗體重運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有利。

1 試驗(yàn)對(duì)象和方法

1.1 試驗(yàn)對(duì)象

研究表明服用肌酸后運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)肌酸吸收，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)效果，并能減輕副作用，因此本研究選擇體院本科乒乓球?qū)ｍ?xiàng)男性學(xué)生12名，平均年齡(20.64±1.5)y，體重 (65.25±1.2)kg。大部分為學(xué)院乒乓球隊(duì)的學(xué)生，平均每天訓(xùn)練時(shí)間大于2 h，同時(shí)有其他項(xiàng)目選修課，測(cè)試期間運(yùn)動(dòng)量基本穩(wěn)定。根據(jù)起始體重和遞增負(fù)荷峰值輸出功率(PPO)隨機(jī)分為肌酸組和安慰劑組，兩組間起始體重和PPO經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05)。具體結(jié)果見(jiàn)表2。

1.2 功率自行車遞增負(fù)荷測(cè)試

所有試驗(yàn)對(duì)象在開(kāi)始試驗(yàn)之前和試驗(yàn)結(jié)束后，到廣州體院實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行人體基本資料測(cè)量，包括身高和體重，并用MONARK ERGOMEDIC 839E功率自行車進(jìn)行遞增負(fù)荷耐力測(cè)試。測(cè)試方法如下:打開(kāi)電腦，功率自行車接通電源，連接電腦，測(cè)試之前先以20 W的負(fù)荷自由蹬踩自行車，持續(xù)1～2 min作為準(zhǔn)備活動(dòng)，然后調(diào)整座椅高度使之符合自身腿長(zhǎng)。運(yùn)動(dòng)方案參考 Kendall等研究使用MONARK 939E分析軟件 (版本3.0120)定制［12］，起始負(fù)荷為20 W，選擇坡度遞增方案，1 W/3 s(20 W/min)，轉(zhuǎn)速為 (70±10)RPM，測(cè)試人員設(shè)定好相關(guān)參數(shù)后，點(diǎn)“開(kāi)始”按鈕，即開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)負(fù)荷開(kāi)始遞增，當(dāng)受試者轉(zhuǎn)速不在 (70±10RPM)之間時(shí)，測(cè)試人員在旁邊給予提醒，并不斷用語(yǔ)言鼓勵(lì)受試者堅(jiān)持蹬踏自行車，直到受試者轉(zhuǎn)速不能保持在60～80RPM，持續(xù)5 s，或力竭為止，測(cè)試人員按下“停止”按鈕，測(cè)試結(jié)束，記錄持續(xù)至力竭時(shí)間 (TTE)和PPO。

表1 兩組實(shí)驗(yàn)前后身高、體重對(duì)比

1.3 肌酸補(bǔ)充方法

試驗(yàn)對(duì)象分組之后，肌酸組進(jìn)行為期28 d、2.5 g/d的肌酸服用，一水肌酸膠囊來(lái)自美國(guó)某營(yíng)養(yǎng)公司 (每2粒含一水肌酸2.5 g)，受試者每天服用2粒，礦泉水送服，均在每天下午訓(xùn)練結(jié)束后30 min內(nèi)服用。安慰劑組則服用外觀和顏色均相同的葡萄糖膠囊 (國(guó)產(chǎn))。試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用隨機(jī)雙盲設(shè)計(jì)，測(cè)試人員和受試者均不知道屬于哪個(gè)組，服用配合率大于80%。期間肌酸組有1人因個(gè)人原因 (自身原有傷病，擔(dān)心肌酸有副作用)退出試驗(yàn)，因此肌酸組人數(shù)減為5人。測(cè)試期間所有受訓(xùn)者正常訓(xùn)練和上課。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 小劑量肌酸補(bǔ)充對(duì)體重的影響

實(shí)驗(yàn)表明，小劑量服用肌酸28 d對(duì)體重影響比較小，各組前后及橫向比較差異均沒(méi)有顯著性(見(jiàn)表1)。安慰劑組體重反而有所下降，可能與天氣轉(zhuǎn)暖，所穿衣服減少有關(guān)。試驗(yàn)期間各組均未出現(xiàn)明顯副作用報(bào)告。

2.2 小劑量肌酸服用對(duì)耐力的影響

肌酸組在小劑量服用肌酸28 d后PPO和服用前相比明顯增加，并具有顯著性差異 (P＜0.05)。其他各組差異并不明顯。各組TTE變化不明顯 (見(jiàn)表2)。

3 分析討論

3.1 小劑量、長(zhǎng)時(shí)間肌酸補(bǔ)充對(duì)體重的影響

關(guān)于肌酸補(bǔ)充方法，以往主要使用常規(guī)沖擊量法，目的是快速提高肌肉中肌酸以及PCr濃度，以發(fā)揮促進(jìn)ATP合成的作用。一般認(rèn)為短期沖擊量肌酸補(bǔ)充可以增加體重0.7～1.6 kg，長(zhǎng)期10～140 d補(bǔ)充肌酸使體重和瘦體重增加0.8～5 kg［10］。體重的額外增加導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)時(shí)消耗過(guò)多能量，對(duì)抗體重性活動(dòng)不利，如跑步、跳躍、球類等項(xiàng)目。但近年來(lái)研究小劑量 (維持量)、長(zhǎng)時(shí)間肌酸補(bǔ)充對(duì)體重影響不明顯，從而更容易發(fā)揮促力效果。Rawson等給20個(gè)健康人服用肌酸 (0.03 g/kg/d，6 wk)，根據(jù)體重肌酸服用量大約為每人2.3 g/d，肌酸組總服用劑量為96.6 g/人，肌酸組血漿肌酸濃度和股四頭肌多組間歇等動(dòng)收縮抗疲勞能力明顯提高，但體重變化卻不明顯［11］。Kendall等給42個(gè)健康活動(dòng)大學(xué)生服用肌酸 (10 g/d，6 wk)結(jié)合高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練 (HIIT)，每周訓(xùn)練5 d，只在訓(xùn)練日服用肌酸，總肌酸服用量為300 g/人，肌酸組臨界功率值 (CP)顯著增加，同樣體重?zé)o明顯變化［12］。我們的研究和Rawson等的研究結(jié)果相似，雖然這些研究都沒(méi)用抗體重性活動(dòng)作為觀察指標(biāo)，并且結(jié)果數(shù)據(jù)主要來(lái)自于實(shí)驗(yàn)室，但相信體重相對(duì)不變和肌肉工作能力的提高會(huì)對(duì)抗體重性活動(dòng)有益。

常規(guī)沖擊量肌酸補(bǔ)充引起體重增加分為兩個(gè)階段。一般認(rèn)為短期 (沖擊期，1wk左右)體重的增加主要是水潴留，繼續(xù)維持量服用則可以刺激合成、肌纖維肥大，引起瘦體重增加［10］。如果一直用維持量長(zhǎng)時(shí)間補(bǔ)充，則可能促進(jìn)機(jī)體比較容易適應(yīng)，而使水潴留不明顯，另外由于長(zhǎng)時(shí)間肌酸補(bǔ)充結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以刺激肌肉蛋白合成，這不可避免使瘦體重增加，我們沒(méi)有進(jìn)一步進(jìn)行身體成分分析以及瘦體重測(cè)量，但總體重為何沒(méi)有發(fā)生變化?推測(cè)可能是由于運(yùn)動(dòng)引起脂肪成分減少，詳細(xì)機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

3.2 小劑量、長(zhǎng)時(shí)間肌酸補(bǔ)充對(duì)耐力的影響

外源性肌酸補(bǔ)充肌酸的經(jīng)典作用是提高肌肉肌酸含量，有利于PCr和ATP的合成，可以提高大強(qiáng)度、短時(shí)間、重復(fù)性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)能力和力量，如短跑、投擲以及重競(jìng)技類項(xiàng)目。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)肌酸對(duì)耐力項(xiàng)目也有作用［13］。有人提出肌酸補(bǔ)充可以引起有氧運(yùn)動(dòng)時(shí)底物利用的改變，因此有可能增加穩(wěn)定狀態(tài)下的耐力能力。Chwalbinska- Monteta等研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀男性劃船運(yùn)動(dòng)員在經(jīng)過(guò)5 d、20 g/d的沖擊期單水肌酸補(bǔ)充后，其低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)血乳酸堆積顯著減少，同時(shí)乳酸域 (LT)增加［14］。Kendall等研究表明小劑量肌酸補(bǔ)充 (10 g/d，30 d)結(jié)合HIIT可以提高業(yè)余活動(dòng)大學(xué)生的臨界功率值 (CP)，而CP可以反映有氧耐力［12］。通氣無(wú)氧閾 (VT)是另一個(gè)可以反映有氧耐力的有用指標(biāo)，Graef等研究表明肌酸補(bǔ)充 (5 g/d，6 wk，5 d/wk，只在訓(xùn)練日服用)結(jié)合HIIT可以提高大學(xué)男生的VT值，試驗(yàn)前后差別顯著，而安慰劑組和對(duì)照組差別均沒(méi)有顯著性［15］。Malin等報(bào)道肌酸補(bǔ)充(飲水補(bǔ)充，2.55 g/L，28 d)結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以提高Sprague Dawley(SD)大鼠遞增負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)至力竭的距離，大鼠運(yùn)動(dòng)方案為7%負(fù)重、15%坡度和10 m/s的初始速度情況下按1 m/2 min的幅度遞增運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，直到力竭，記錄跑步距離，運(yùn)動(dòng)頻度采用2 d訓(xùn)練/1 d休息/2 d訓(xùn)練/2 d休息進(jìn)行循環(huán)。由于每次均為力竭運(yùn)動(dòng)，對(duì)照組實(shí)際跑步距離呈逐漸下降趨勢(shì)，而肌酸組跑步距離在第6個(gè)訓(xùn)練日與對(duì)照組有顯著差別，并一直持續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，即第16個(gè)訓(xùn)練日，說(shuō)明肌酸補(bǔ)充對(duì)耐力的促進(jìn)作用［16］。Yildiz等也報(bào)道給Wistar大鼠補(bǔ)充肌酸(1 g/kg和2 g/kg，灌胃，12wk)結(jié)合游泳運(yùn)動(dòng)可以提高大鼠游泳運(yùn)動(dòng)時(shí)間，并增加骨骼肌肌纖維數(shù)量和引起肌纖維肥大，但對(duì)體重變化沒(méi)有影響(和對(duì)照組相比)［17］。Hickner等研究了小劑量肌酸補(bǔ)充 (3 g/d，28 d)對(duì)專業(yè)自行車運(yùn)動(dòng)員安靜狀態(tài)骨骼肌代謝和2 h室內(nèi)功率自行車耐力運(yùn)動(dòng)(60%VO2max)能力的影響，其耐力運(yùn)動(dòng)方案包含模擬實(shí)戰(zhàn)狀態(tài)下為甩掉競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手而采用每隔15 min穿插1次的戰(zhàn)略性沖刺 (包括3次以110%VO2max的強(qiáng)度持續(xù)10 s，中間間歇1 min的低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)——65%VO2max，在2 h期間共進(jìn)行8次)，因此屬于混合型運(yùn)動(dòng)方案 (有氧代謝和無(wú)氧代謝都有)［18］。該研究還測(cè)試了骨骼肌肌酸含量，結(jié)果表明肌酸補(bǔ)充使骨骼肌肌酸含量提高 (24.5±10.0)%，骨骼肌PCr含量提高 (38.4±23.9)%，同時(shí)該方案還提高了安靜狀態(tài)下及運(yùn)動(dòng)后肌糖原含量 (P＜0.05，和安慰劑組相比)以及降低2 h自行車運(yùn)動(dòng)末的耗氧量，說(shuō)明肌酸補(bǔ)充有利于糖原的積累和促進(jìn)能量節(jié)省化，但肌酸組對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)末最后一次的戰(zhàn)略性沖刺 (時(shí)間和總功)和安慰劑組相比并沒(méi)有進(jìn)一步提高，提示肌酸補(bǔ)充對(duì)自行車耐力運(yùn)動(dòng)末的戰(zhàn)略性沖刺能力 (無(wú)氧代謝)沒(méi)有影響。我們的結(jié)果和前人的研究相似，28 d小劑量肌酸補(bǔ)充對(duì)體院男性運(yùn)動(dòng)員PPO有顯著促進(jìn)作用，我們認(rèn)為PPO作為物理指標(biāo)，與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練實(shí)踐結(jié)合更緊密，更能反映運(yùn)動(dòng)員的耐力水平。

關(guān)于肌酸對(duì)耐力的研究也有陰性報(bào)道，可能與所選指標(biāo)有關(guān)。Graef等以及Hickner等均報(bào)道肌酸補(bǔ)充對(duì)最大攝氧量 (VO2max)沒(méi)有影響［15，18］。

關(guān)于小劑量、長(zhǎng)時(shí)間肌酸補(bǔ)充對(duì)耐力促進(jìn)作用的機(jī)制，目前認(rèn)為可能有如下幾種:①肌肉中肌酸和PCr濃度增加。雖然我們沒(méi)有進(jìn)行血液或肌肉肌酸濃度測(cè)試，但根據(jù)前人研究相似方案外源性肌酸補(bǔ)充可以提高體內(nèi)肌酸和PCr儲(chǔ)存，加速恢復(fù)期PCr再合成，降低運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉內(nèi) ADP和磷酸根(Pi)的濃度，而后兩者是糖原無(wú)氧酵解的激活劑，從而減少對(duì)無(wú)氧糖酵解的依賴，促進(jìn)有氧代謝。②肌酸具有H+緩沖劑作用，從而延緩乳酸堆積和酸中毒。酸中毒可以通過(guò)干擾Na+/K+泵而影響神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)、影響肌肉代謝以及干擾肌肉蛋白收縮功能進(jìn)而影響肌肉功能，從而引起運(yùn)動(dòng)疲勞。③肌酸補(bǔ)充結(jié)合運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以減少運(yùn)動(dòng)中乳酸產(chǎn)生、節(jié)約糖原利用［19，20］、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后糖原恢復(fù)、提高安靜肌糖原含量［18］。④肌酸補(bǔ)充可以增強(qiáng)有氧代謝酶的活性。Brannon等研究表明和安靜肌酸組相比，肌酸結(jié)合訓(xùn)練組大鼠有氧代謝酶如檸檬酸合成酶以及線粒體活性和耐力能力顯著提高［21］。⑤肌酸補(bǔ)充可以保護(hù)線粒體膜的穩(wěn)定性，保證線粒體膜生物功能的正常發(fā)揮。線粒體膜脂質(zhì)過(guò)氧化物水平反映線粒體膜穩(wěn)定性，運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)產(chǎn)生自由基等因素造成對(duì)線粒體膜的損傷，引起脂質(zhì)過(guò)氧化物水平升高，影響線粒體膜的穩(wěn)定和正常生物功能的發(fā)揮。補(bǔ)充肌酸還可以抑制游泳運(yùn)動(dòng)引起的線粒體礦物質(zhì)如鉀、鈣等的降低，也對(duì)線粒體膜具有一定保護(hù)作用。

4 結(jié)論

小劑量、長(zhǎng)時(shí)間肌酸補(bǔ)充可以提高體院大學(xué)生耐力水平，而對(duì)體重沒(méi)有明顯影響，可以適用于抗體重性耐力項(xiàng)目提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

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