葉 姝

補充蛋白質在人體運動中的應用

葉 姝

四川省體育科學研究所，四川 成都，610041。

通過查閱國內外關于人體運動補充蛋白質的文獻，從蛋白質分類，補充策略，對人體運動表現影響等幾個方面進行綜述。結果發(fā)現：蛋白質有增強人體機體免疫力，提高抗氧化能力，促進骨骼肌蛋白質合成，抑制肌肉分解，加速訓練后體能恢復的功能，是一種理想的運動營養(yǎng)食品。根據蛋白質的種類和不同的運動項目，有不同的蛋白質補充策略。蛋白質的補充時機，也對蛋白質的作用有很大的影響。蛋白質需要適量補充，如果補充過量會對機體造成一定的副作用。

蛋白質；營養(yǎng)補劑；身體機能

目前，補充人體蛋白的常用蛋白質為大豆蛋白、乳清蛋白和酪蛋白。蛋白質是構造、修復身體的重要原材料，是人體組織的重要構成成分，它不僅在人體的生長發(fā)育、受損細胞的修復、構成抗體等方面發(fā)揮了重要作用，而且還能分解提供能量，維持各種生命活動。同時，蛋白質還能影響人體的運動能力，人體對蛋白質的需要量與人體運動量成正比，不同的運動項目對蛋白質的需要量不同。適量蛋白質補充對骨骼肌蛋白合成有促進作用，但過量蛋白質攝入，也會對人體造成損害。鑒于此，結合本人長期從事四川省運動項目隊營養(yǎng)品計劃制定的經驗，通過文獻綜述的方法，對蛋白質分類以及在人體運動中補充進行歸納，探討能量補充是否會影響蛋白質的分解和合成，以及補充蛋白質的類型、補充時機等，將豐富蛋白質類營養(yǎng)品促進身體機能的理論。

1 文獻檢索

以蛋白質，蛋白質補給，運動等為關鍵詞，搜索Web of science，PuMed，Google學術，百度學術，中國知網等數據庫，檢索2000-2020年發(fā)表的學術論文，對相關文章進行歸納總結。

2 常用蛋白質及其特性

2.1 大豆蛋白

植物蛋白中目前常用的為大豆蛋白。大豆中富含蛋白質，含量在40~50%之間，且不含膽固醇。大豆蛋白中85%以上屬于水溶性蛋白，且以球蛋白為主。大豆蛋白是公認的全價蛋白，含氨基酸種類16種，并含人體所需8種氨基酸、含量可以滿足人體需求量[1]。除了補充蛋白質外，大豆蛋白還有調節(jié)血脂、調節(jié)胰島素敏感性、減肥等功效。根據制作工藝和蛋白質含量的不同，大豆蛋白可以分為大豆?jié)饪s蛋白和大豆分離蛋白兩種。大豆?jié)饪s蛋白是以大豆為原料，經過粉碎、去皮、分離、干燥等工藝除去大豆中的油脂、無機鹽、可溶性糖成分得到的產品，蛋白質含量可達到65%以上；大豆分離蛋白除去了大豆中的可溶性非蛋白成分和大部分不溶性成分，蛋白質含量高達90%。

2.2 乳清蛋白

乳清蛋白是利用現代工藝從牛乳中提取的一類蛋白質，是在干酪、干酪素制造過程中余下的副產品，是蛋白之王，有高蛋白含量、低脂肪、低膽固醇的特點，氨基酸組成模式與人體相似，含有多種活性成分，消化吸收率高，有較高的營養(yǎng)價值，是一種優(yōu)質的蛋白補充劑。乳清蛋白富含8種必需氨基酸，并且必需氨基酸的比例接近人體的需求比例，是優(yōu)質的動物性完全蛋白質，易溶于酸性溶液，在強酸的胃部環(huán)境下能快速溶解和消化，隨即到達小腸完成后續(xù)的消化過程。

根據制作工藝和制作方法，乳清蛋白一般分為兩種：濃縮乳清蛋白和分離乳清蛋白。濃縮乳清蛋白是乳清經過澄清、過濾、噴霧干燥等工藝后，根據過濾程度的不同得到的蛋白濃度從35%~80%不等的產品；分離乳清蛋白的純度可達90%以上，它是在濃縮乳清蛋白的基礎上進一步去除乳糖和脂肪，得到的高純度乳清產品。

2.3 酪蛋白

酪蛋白僅被發(fā)現于乳中，為全價蛋白質，含有人體必需的8種氨基酸，是優(yōu)質的氨基酸供給源，但吸收效率遠遠低于乳清蛋白。母乳中酪蛋白、乳清蛋白比例為4:6，牛奶中酪蛋白、乳清蛋白比例高達8:2。酪蛋白的胃排空率較低，因為在消化過程中容易形成凝塊，屬于緩慢消化蛋白，但能夠緩慢但持久的釋放氨基酸進入血液。

2.4 其他

蛋清蛋白：蛋清是雞蛋的主要成分，約占全蛋重量的60%左右，其中蛋白質占9%-11%。蛋清蛋白為優(yōu)質蛋白質，含人體必需8種氨基酸[2]，尤其含硫氨基酸較多。主要含有卵黏蛋白、卵轉鐵蛋白、卵白蛋白等多種蛋白質成分。動物實驗中證明，蛋清蛋白是一種比奶酪還好的蛋白質。

麥麩蛋白：麥麩是小麥加工的主要副產品，小麥麩皮含有12%-18%的蛋白質，含人體必須的多種氨基酸，還含有鉀、磷、鈣、鎂等礦物質，含有多種維生素，具有較高的營養(yǎng)價值[3]，但麩皮層大部分由不溶的復雜碳水化合物和木質素組成、且植酸鹽的含量高，導致麩皮蛋白中的主要成分難以被完全利用，營養(yǎng)價值難以完全體現。

3 蛋白質補充策略

膳食調查表明，沒有額外的營養(yǎng)品蛋白質補充，大多數運動員也能從食物中攝取足夠多的蛋白質（節(jié)食運動員、素食運動員除外）[4]。因此對于運動員來說，補充足量蛋白質很重要，但更重要的是補充足夠的熱量、何時補充蛋白質、以及補充何種蛋白質及其水解產物。研究認為短時間運動的供能物質多為碳水化合物；而在持續(xù)時間長、強度大的運動中，氨基酸會氧化分解提供能量，或者維持人體的血糖濃度。

3.1 運動員的蛋白質補充策略

普通人為維持氮平衡所需要的蛋白質的攝入量大約為是每日0.8 g/kg，而運動員需要的蛋白質攝入量是每日1.2~1.7 g/kg，兩個推薦量都是建立在總熱量的攝入能滿足能量需求的基礎上[5]。不論是運動員還是普通人，攝入蛋白質的目的都是用于肌肉的合成代謝，而不是幫助滿足能量需求而作為能量來源。碳水化合物具有節(jié)約蛋白質的作用，碳水化合物攝入量不足，會對肌肉蛋白的合成和利用產生不良影響。如果未向機體提供充足的碳水化合物，機體會燃燒蛋白質以提供能量，這樣發(fā)揮其他重要功能的蛋白質就會減少，對蛋白質的需求量會增加[6]。運動員只有攝入了足夠的能量，才能保持現有的體重和肌肉量，這時增加攝入能量和蛋白質并加以適量的阻力訓練，才可能促進肌肉量的增加。在運動恢復過程中，攝入蛋白質的同時攝入碳水化合物，與僅攝入碳水化合物相比，更有利于肌肉合成并改善全身蛋白質的平衡[7,8]；且運動后攝入糖加高比例乳清蛋白（糖∶蛋白質＝3:1）更有利于力量型運動員運動后疲勞的恢復和機體運動能力的提高[9]。

運動員相對普通人攝入的蛋白質量更高，主要因為以下四個方面：一是運動員擁有更高比例的去脂體重；二是劇烈運動會導致尿液中丟失的蛋白質更多；三是訓練過程中，來自蛋白質的氨基酸供能占5%-15%，肌糖原消耗增多時，蛋白質供能會增加；四是運動會造成肌肉損傷，修復損傷組織需要更多的蛋白質。不同訓練項目的運動員每日所需蛋白質的量不同：力量型運動員每日蛋白質補充量為1.6~1.7 g/kg，占每日總熱量的14~15%；耐力型運動員的每日蛋白質補充量為1.2~1.4 g/kg，占每日總熱量的9~10%。

3.2 蛋白質補充時機

由于高蛋白食物胃排空時間較長，因此在訓練前和訓練過程中不推薦攝入此類食物。另外，向含有碳水化合物和鈉的運動飲料中添加蛋白質，對于強化力量和耐力幾乎不起任何作用，還會增加腸胃不適的風險、延緩向肌肉補充液體和能量的供應速率。因此蛋白質應放在訓練后的食物或飲料中，幫助肌肉恢復；而在訓練前和訓練過程中的能量補充應大部分來自于碳水化合物。

楊帆等[10]研究發(fā)現，相比于對照組和運動前補充組，運動后補充30g乳清蛋白，能更好地促進蛋白質的合成，減緩蛋白質的分解，使得凈蛋白質正平衡，有效地促進肌肉合成。運動后補充乳清蛋白能夠起到減少肌肉酸痛、抑制肌肉損傷和抗炎反應的作用。但運動后攝入的物質應不僅有蛋白質，而是碳水化合物和蛋白質的混合物，混合物更有利于肌蛋白的合成、減少蛋白質降解，補充耗盡的糖原儲備。

鍛煉后的肌肉受到刺激，可增加蛋白質的合成，這一過程長達24小時，因此蛋白質的攝入最好在一天內平均分布，避免高峰和低谷，可以更好的維持并增加肌肉量。當大部分的蛋白質在晚餐時攝入，就算攝入足夠的蛋白也不足以維持肌肉量，而當總量相同的蛋白質被均勻分布在一天的正餐和零食時，就能夠維持肌肉量，甚至會有肌肉量增加的情況[11]。

3.3 不同類型的蛋白質補充策略

攝入消化速率高的蛋白質能促進機體蛋白質合成；攝入消化率低的蛋白質可以降低機體蛋白水解效率。乳清蛋白屬于消化速率高的蛋白，能夠導致氨基酸快速出現升高，和單獨攝入大豆蛋白或者酪蛋白相比，運動后攝入乳清蛋白對促進肌肉合成來說效果更佳明顯[12]。但乳清蛋白導致的氨基酸升高很短暫（刺激蛋白質合成增加68%），外周血必需氨基酸的釋放濃度在攝入乳清蛋白30分鐘后可達到最大值，但3小時會恢復到安靜狀態(tài)[13]。補充消化率低的酪蛋白，雖然不能促進蛋白質的氧化和合成，但可以抑制蛋白質分解；相反，補充消化率高的乳清蛋白，只能促進蛋白質氧化和合成[14]。酪蛋白攝入后，能長達7小時，抑制30%蛋白質降解。因此，運動后攝入含有多種消化速率的混合蛋白，可以縮短運動后整個恢復期的肌肉蛋白合成時間，有利于肌肉恢復。

另有研究表明[15,16]，與酪蛋白與大豆蛋白相比，抗阻訓練后補充乳清蛋白，在運動結束后3小時內對肌肉蛋白的刺激更大，而且在訓練后3-5小時，肌肉蛋白的合成仍然能夠保持在較高水平。支鏈氨基酸亮氨酸可能在調解肌肉蛋白合成中起到了調節(jié)新陳代謝的作用。乳清蛋白在刺激肌肉蛋白合成方面的能力比大豆蛋白強，可能是因為大豆蛋白中的亮氨酸含量較乳清蛋白少的緣故[17]。

薛博洋[18]的研究發(fā)現，大強度運動后補充乳清蛋白或分離乳清蛋白，相比于單純補充糖類，都有利于對抗運動訓練帶來的體重降低，且運動后補充分離乳清蛋白，更有利于CK水平降低、瘦體重的增加、力量素質提高。

4 補充蛋白對運動能力的影響

一是對力量性運動的影響：肌肉組織的主要組成成分是蛋白質和水，補充蛋白質可以有效促進全身肌肉蛋白質的合成代謝，抗阻訓練后有計劃的補充蛋白質，可以提高生長素、胰島素水平，使機體獲得超量恢復及增長運動能力的最佳激素環(huán)境，促進骨骼肌蛋白質合成，使肌纖維增粗、力量增大。二是對耐力性運動的影響：在耐力項目運動中，蛋白質的供能比例會隨著體內肌糖原的消耗而增加，蛋白質分解代謝加強，充足的蛋白質可以預防中樞疲勞發(fā)生；運動時蛋白質的合成和分解代謝都處于動態(tài)變化中，血液中胰島素和睪酮濃度下降，蛋白質分解代謝增加，而劇烈運動本身也會導致骨骼肌細胞膜和結構蛋白的損傷。蛋白質可增強胰島素效應，胰島素效應又有助于肌肉蛋白的維持和重建，加速肌蛋白恢復，因此骨骼肌細胞微細損傷后補充蛋白質，可為肌肉修復提供原料。

5 過量補充蛋白質的副作用

蛋白質攝入不足，會造成運動能力和運動成績的下降，但是蛋白質攝入過多，也會導致體力和耐力的明顯減退，主要表現在5個方面：（1）是蛋白質的攝入過多，會導致其他必須營養(yǎng)素攝入的減少，不能使蛋白質的利用率達到最佳水平；（2）是蛋白質作為功能物質被代謝時，需從氨基酸鏈中脫去氮并從機體排出，這種代謝方式需要會導致更多的水分流失。如果攝入蛋白質過多，攝入的水量沒有增加的話，會使機體大量水分用于蛋白質代謝作為尿液排出，脫水的風險增加；（3）是過量蛋白質會增加尿液中鈣元素的排出量，阻礙人體對鈣的吸收，導致潛在的鈣質流失；（4）是肝臟、腎臟是蛋白質代謝的主要場所，蛋白質氧化會伴隨含氮廢物產生，攝入過多的蛋白質會增加肝臟、腎臟的負擔，降低肝、腎功能；（5）是通常高蛋白飲食中的脂肪含量也會偏高，可能會增加罹患心血管疾病的風險，而且如果過多的蛋白質無法代謝，會轉化為脂肪儲存，導致身體脂肪堆積[19]。

綜上所述：蛋白質可以增加人體機體免疫力，提高機體抗氧化能力，促進骨骼肌的蛋白質合成，抑制肌肉分解，加速訓練后體能恢復，是一種理想的運動營養(yǎng)食品。根據不同的運動項目有不同的蛋白質補充策略。蛋白質的補充時機和補充類型，也對蛋白質的作用有很大的影響。蛋白質補充需要適量，如果過量補充會對機體造成一定的副作用。

[1] 劉新旗，涂叢慧，張連慧，等，大豆蛋白的營養(yǎng)保健功能研究現狀[J].北京工商大學學報（自然科學版），2012，30（02）：1~6.

[2] 胡書蒙，溫佳奇，蘇 亮，等，蛋清加工利用及蛋清活性肽的研究進展[J].食品科技，2017，42（12）：261~4.

[3] 賈天廣，劉邦迪，郭亞輝，麥麩的功能成分及其應用研究進展[J].食品研究與開發(fā)，2014，35（07）：122~6.

[4] Phillips SM, Moore DR, Tang J. A critical examination of dietary protein requirements, benefits, and excesses in athletes[J].Int J Sports Nutr Exer Metab. 2007, 17: S58~S76.

[5] 丹.貝納多特，高級運動營養(yǎng)學[M].北京：北京科學技術出版社，2019：35.

[6] Howarth KR, et al.Effect of glycogen availability on human skeletal muscle protein turnover during exercise and recovery. Journal of Applied Physiology[J], 2010, 109(02): 431~8.

[7] Cermak NM,et al.Coingestion of protein with carbohydrate during recovery from endurance exercise stimulates skelet al muscle protein synthesis in humans[J].Journal of Applied Physiology, 2009, 106: 1394~1402.

[8] Daniel R. Moore, PhD.Nutrition to Support Recovery from Endurance Exercise: Optimal Carbohydrate and Protein Replacement.Current sports medicine reports[J], 2015, 14(04): 294~300.

[9] 文 安，王啟榮，方子龍，等.糖－蛋白質飲料對男力量運動員一次抗阻運動后部分血清指標的影響[J].西安工業(yè)大學學報，2014，34（11）：870~7,895.

[10] 楊 帆，邱俊強，衣龍燕，等，不同蛋白質補充時機對健康男性急性抗阻運動后蛋白質代謝相關指標的影響[C].第十一屆全國體育科學大會論文摘要匯編，2019：2228~9.

[11] Paddon-Jones D, Rasmussen BB. Dietary protein recommendations and the prevention of sarcopenia:Protein amino acid metabolism and therapy[J].Current Opinions in Clinical Nutrition and Metabolic Care. 2009, 12(01): 86~90.

[12] Burd NA,Yang Y, Moore DR, et al.Greater stimulation of myofibrillar protein synthesis with ingestion of whey protein isolate v. micellar casein at rest and after resistance exercise in elderly men[J]. Br J Nutr, 2012, 108(06): 958~62.

[13] Tang JE, Moore DR, Kujbida GW, et al. Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men[J]. J apple Physiol, 2009, 107(03): 987~92.

[14] Dangin M, Boirie Y, Garcia-Rodenas C, et al. The digestion rate of protein is an independent regulating factor of postprandial protein retention[J]. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2001, 280(02): 340~8.

[15] Balage M,Averous J,Remond D, et al. Presence of low-grade inflammation impaired postprandial stimulation of muscle protein synthesis in old rats[J]. J Nutrit Biochem,April 2010;21:325~331.

[16] Paddon-jones D, Sheffieldmoore M, Katsanos C S, et al. Differential stimulationof muscle protein synthesis in elderly humans following isocaloric ingestionof amino acids or whey protein.[J]. Experimental Gerontology, 2006,41(02):215~9.

[17] Louise M. Burke, Julie A Winter, David Cameron-Smith, et al.Effect of Intake of Different Dietary Protein Sources on Plasma Amino Acid Profiles at Rest and After Exercise[J].International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism, 2012, 22, 452~462

[18] 薛博洋. 補充不同營養(yǎng)補劑組合對男子U18足球運動員賽前準備期體成分、力量和部分生化指標的影響[D]. 上海：上海體育學院，2018.

[19] 呂桃葉，周 軍.補充蛋白質與提高青少年運動員運動能力[J].競技體育，2015，111:36~7.

Application of Protein Supplementation in Human Sports

YE Shu

Sichuan Sports Science Research Institute, Chengdu Sichuan, 610041, China.

By reviewing the domestic and foreign literature on human sports supplement protein, we summarize the aspects of protein classification, supplement strategies, and effects on human sports performance. The results found that protein can increase the body's immune system and improve its antioxidant capacity. It promotes skeletal muscle protein synthesis, inhibits muscle breakdown, and accelerates physical recovery after training. It is an ideal sports nutrition food. There are different supplement strategies according to the type of protein and different sports. The timing of protein supplementation also affects protein the effect has a great impact. The protein supplement needs a proper amount, and if it is excessively added, it will cause certain side effects to the body.

Protein; Nutritional supplements; Physical function

G804.7

A

1007―6891（2020）04―0036―03

10.13932/j.cnki.sctykx.2020.04.09

2020-04-21

2020-05-18