譚秋實(shí),陳玥,邵晶,安楠,王啟榮

(國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所,北京 100029)

隨著人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和健康意識(shí)的覺(jué)醒,植物來(lái)源的蛋白質(zhì),正越來(lái)越受到人們的關(guān)注[1-2]。與動(dòng)物性蛋白食品相比,生產(chǎn)植物蛋白食品可以更好節(jié)約生態(tài)資源,減少碳排放量,減輕環(huán)境壓力[3-4]。同時(shí),植物蛋白對(duì)降低心血管及代謝性疾病風(fēng)險(xiǎn)、控制體重、抗腫瘤等均有積極作用[5-6]?？紤]植物蛋白對(duì)環(huán)境和健康的潛在益處,以及運(yùn)動(dòng)員及健身人群對(duì)植物性飲食需求不斷增加的趨勢(shì)[7-8],在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域,越來(lái)越多的研究也將植物蛋白納入研究方案中,不同來(lái)源的植物蛋白在刺激肌肉蛋白質(zhì)合成、促進(jìn)運(yùn)動(dòng)恢復(fù)等方面的證據(jù)不斷積累[9]。然而,由于許多植物蛋白亮氨酸含量較低,缺乏其他必需氨基酸,如蛋氨酸或賴氨酸[10],并且消化率也低于動(dòng)物蛋白[11],運(yùn)動(dòng)人群在利用植物蛋白補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)、提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)過(guò)程中還存在一定的顧慮和偏見。且相較于動(dòng)物蛋白,我國(guó)對(duì)植物蛋白應(yīng)用及發(fā)展仍處于初步階段,植物蛋白在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用的研究相對(duì)較少[12]。為了彌補(bǔ)這一差距,迫切需要在植物蛋白相關(guān)知識(shí)構(gòu)建上取得進(jìn)展。本文擬通過(guò)梳理近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究成果,探討補(bǔ)充植物蛋白對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響,并闡述植物蛋白在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用過(guò)程中的潛在益處以及未來(lái)的發(fā)展前景。

1 植物蛋白的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

1.1 植物蛋白與動(dòng)物蛋白質(zhì)量比較

聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織最新建議利用消化必需氨基酸評(píng)分(digestible indispensable amino acid score,DIAAS)對(duì)蛋白質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估[13]。通常認(rèn)為,植物來(lái)源蛋白質(zhì)量得分要低于肉、魚、蛋和乳制品等動(dòng)物來(lái)源蛋白。這主要由于植物蛋白的必需氨基酸組成及消化率不及動(dòng)物蛋白。

除大豆、豌豆、藜麥和莧菜蛋白中含有所有必需氨基酸外[14],大多數(shù)植物蛋白往往容易缺乏一種或幾種必需氨基酸。在必需氨基酸中,包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸的支鏈氨基酸與運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切,被認(rèn)為可以促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)合成和提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[15-16]。與植物蛋白相比,動(dòng)物蛋白中支鏈氨基酸含量更高,其中以乳清蛋白以及蛋、奶中的蛋白中的亮氨酸含量尤為豐富,一些植物蛋白如玉米、燕麥和高粱中的蛋白質(zhì)具備與乳清蛋白相似的亮氨酸含量,但必需氨基酸的總體比例還是不及乳清蛋白[17]。

植物蛋白消化率也普遍要低于動(dòng)物蛋白,一些動(dòng)物蛋白如乳清蛋白補(bǔ)充后能夠被迅速消化,其氨基酸能迅速出現(xiàn)在血液中,更快為機(jī)體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并刺激肌肉的代謝合成[18]。植物蛋白由于抗?fàn)I養(yǎng)素因子存在而影響其消化率?？?fàn)I養(yǎng)因子是食物基質(zhì)中干擾某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收的食物成分或化合物,如植酸鹽、單寧、胰蛋白酶抑制劑、凝集素等,攝入后還可能導(dǎo)致尿素生成增加以及對(duì)肌肉蛋白質(zhì)合成的刺激減少[19]。

目前已有多種途徑可以提高植物蛋白的營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量。將不同來(lái)源植物蛋白質(zhì)混合可以改善必需氨基酸結(jié)構(gòu)。例如,豆類蛋白富含賴氨酸,但含硫氨基酸蛋氨酸和半胱氨酸含量低。為確保氨基酸平衡,豆類蛋白可以與富含含硫氨基酸的谷物蛋白混合,這種組合平衡了植物蛋白的氨基酸結(jié)構(gòu),可以提高植物蛋白質(zhì)量。此外,植物蛋白中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,也可以通過(guò)浸泡、蒸煮、高壓滅菌、發(fā)芽、微波、輻照、噴霧和冷凍干燥、發(fā)酵和擠壓等食品加工技術(shù)來(lái)減少其濃度[20],提高植物蛋白的消化率并降低食用風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 不同來(lái)源植物蛋白營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)

1.2.1 豆類蛋白

大豆蛋白被認(rèn)為是良好的動(dòng)物蛋白替代品。大豆蛋白大豆的DIAAS值(0.9)最接近牛奶[21],同時(shí),大豆蛋白的消化率(95%～99%)也高于豌豆(83%～90%)等豆類蛋白,與乳清蛋白(89%～100%)相似[22-23],運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可快速被人體吸收利用,為肌肉提供能量。大豆蛋白中蛋氨酸、半胱氨酸含量有限,但賴氨酸、亮氨酸、精氨酸、谷氨酰胺含量豐富[24]。豌豆蛋白是一種相對(duì)較新的植物蛋白,豌豆蛋白與大豆蛋白同樣含有所有必需氨基酸,同時(shí)豌豆蛋白還具有低致敏性、抗氧化等特點(diǎn)[25]。乳清、酪蛋白、雞蛋、大豆和豌豆分離蛋白每100 g食物中分別含有8.6 g、5.8 g、3.6 g、5.0 g和5.7 g亮氨酸[26]。相比之下,大豆和豌豆中亮氨酸含量要低于乳清蛋白而優(yōu)于雞蛋蛋白。

1.2.2 谷物蛋白

谷物蛋白通常富含谷氨酰胺、脯氨酸、亮氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸,而賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸和纈氨酸等必需氨基酸含量有限[27]。幾乎所有谷物中主要的儲(chǔ)存蛋白是醇溶蛋白,其次是谷蛋白,而燕麥和大米是例外,他們的主要儲(chǔ)存蛋白分別屬于球蛋白和谷蛋白,而球蛋白比醇溶蛋白富含更多的必需氨基酸[28-29]。另外,由于球蛋白和谷蛋白比醇溶蛋白更容易消化,因此,大米和燕麥的消化率要高于來(lái)自玉米、大麥、黑麥和小麥的蛋白質(zhì)[30]。另外,一些科學(xué)研究表明,燕麥蛋白可以有效緩解運(yùn)動(dòng)引起的疲勞,有關(guān)燕麥蛋白抗氧化、抗疲勞等與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的功能近年來(lái)也備受關(guān)注[31]。精制大米和脫殼燕麥的DIAAS評(píng)分分別為0.64和0.77,而玉米(0.48)、高粱(0.29)、小麥(0.43)等DIAAS評(píng)分均低于0.5[29]。DIAAS分值表明,谷物蛋白質(zhì)量不及動(dòng)物蛋白。通常,谷物蛋白可以與豆類蛋白搭配食用,來(lái)提高混合蛋白營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

1.2.3 樹堅(jiān)果、種子蛋白

核桃、腰果、杏仁、開心果、花生、南瓜子等樹堅(jiān)果、種子是植物蛋白的其他常見來(lái)源。樹堅(jiān)果中苯丙氨酸、酪氨酸、組氨酸含量較高,而蘇氨酸、含硫氨基酸含量較低。一般來(lái)說(shuō),蘇氨酸是樹堅(jiān)果的限制性氨基酸,含量在25～40 mg/g,巴西果中蘇氨酸含量最低,腰果含量最高[32]。近年來(lái),奇亞籽蛋白作為種子類蛋白因含有多種生物活性肽,具有抗炎、抗氧化性而受到運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的關(guān)注[33-35],奇亞籽蛋白中含有所有必需氨基酸,且擁有較高消耗率(78.9%)[36],未來(lái)可能更多被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品。需要注意的是,雖然很多樹堅(jiān)果/種子中蛋白含量豐富且具有多種生物活性,但其致敏性也不容忽視。花生、杏仁、核桃、榛子、腰果等都是誘發(fā)免疫球蛋白E介導(dǎo)過(guò)敏反應(yīng)的常見食物過(guò)敏原[37]。因此,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中選擇和攝入樹堅(jiān)果/種子等植物蛋白時(shí),需要更加關(guān)注由于過(guò)敏反應(yīng)帶來(lái)的食品安全等問(wèn)題。

2 補(bǔ)充植物蛋白對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的影響

2.1 補(bǔ)充植物蛋白對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性的影響

阻力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練通常是為了增加肌肉大小和力量[38],大豆蛋白因?yàn)楸徽J(rèn)為是典型的植物蛋白,在研究不同來(lái)源蛋白對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)影響中,它經(jīng)常與動(dòng)物蛋白進(jìn)行比較。有學(xué)者進(jìn)行了大豆蛋白補(bǔ)充對(duì)阻力訓(xùn)練適應(yīng)性影響的研究。HARTMAN等[39]讓54名年輕舉重運(yùn)動(dòng)員在阻力訓(xùn)練后,分別服用17.5 g/d的脫脂牛奶或者與脫脂牛奶等能量等含氮量的大豆蛋白。通過(guò)12周試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),阻力運(yùn)動(dòng)后食用牛奶比食用大豆蛋白更能促進(jìn)肌肉的增加。HEVIA等[40]研究了素食者和雜食者分別補(bǔ)充大豆蛋白和乳清蛋白對(duì)阻力訓(xùn)練適應(yīng)性的影響。發(fā)現(xiàn)不同來(lái)源高蛋白[1.6 g/(kg BW·d)]飲食,對(duì)于純植物性飲食或混合飲食未經(jīng)訓(xùn)練的年輕男性來(lái)說(shuō),在支持肌肉力量和質(zhì)量方面沒(méi)有區(qū)別的。上述2項(xiàng)研究結(jié)果存在矛盾,分析原因可能跟蛋白補(bǔ)充量有關(guān)。假設(shè)攝入2.7 g亮氨酸足以最大限度地觸發(fā)肌肉蛋白質(zhì)合成機(jī)制,則需要攝入20～25 g乳清蛋白(提供2.2～2.7 g亮氨酸)才可以滿足亮氨酸需求[41]。HARTMAN等[39]試驗(yàn)中蛋白補(bǔ)充量為17.5 g/d,補(bǔ)充量不足,且大豆蛋白亮氨酸含量要低于乳清蛋白或牛奶,導(dǎo)致大豆蛋白增肌效果不如牛奶或乳清蛋白。而HEVIA等[40]采用高蛋白飲食時(shí),亮氨酸得到充足補(bǔ)充,縮小了不同來(lái)源蛋白對(duì)肌肉力量和質(zhì)量影響的差距,使得不同來(lái)源蛋白質(zhì)在保持肌肉力量和質(zhì)量方面效果趨于一致。

大豆蛋白對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)影響的這種量效關(guān)系在谷物蛋白上也有所體現(xiàn)。2013年,JOY等[42]首次研究了大米蛋白對(duì)阻力訓(xùn)練的影響。試驗(yàn)選取24名健康男性隨機(jī)分為2組,分別在阻力運(yùn)動(dòng)后攝入48 g/d乳清蛋白或大米蛋白分離物。此項(xiàng)研究中蛋白質(zhì)劑量(48 g/d)以確保在大米和乳清蛋白組中提供足夠量的亮氨酸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)2種蛋白質(zhì)在瘦體重、最大力量和下半身力量均能產(chǎn)生相同作用效果。在JOY等[42]試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,MOON等[43]將大米蛋白的攝入量減少為24 g/d(亮氨酸含量85.4 mg/g),該劑量剛好滿足許多人認(rèn)為的刺激蛋白質(zhì)翻譯的最小亮氨酸量(～2.0 g)[44-45],結(jié)果與JOY等[42]一致,24 g/d的大米蛋白質(zhì)攝入量能夠起到等量乳清蛋白對(duì)阻力訓(xùn)練影響的相同效果。

以上這些研究可能支持這樣一種觀點(diǎn):只要攝入充足蛋白質(zhì),特別是亮氨酸達(dá)到有效劑量,植物來(lái)源蛋白就能夠同動(dòng)物蛋白一樣,對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性產(chǎn)生相同的效果。健康成年人阻力訓(xùn)練通常每天蛋白質(zhì)推薦攝入量為1.2～1.6 g/(kg BW),以有效提高肌肉質(zhì)量和減少體內(nèi)脂肪[46],運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)充20～25 g/d動(dòng)物蛋白質(zhì)(乳清蛋白或全蛋蛋白)則可以最大限度地刺激肌肉蛋白的合成[41,47-48]。從上述研究結(jié)果來(lái)看,當(dāng)植物蛋白的攝入達(dá)到一定劑量(亮氨酸攝入量>2.0 g/d),基本可實(shí)現(xiàn)利用植物蛋白代替動(dòng)物蛋白,對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性產(chǎn)生相同影響。考慮植物蛋白中亮氨酸含量普遍要低于動(dòng)物蛋白,所以植物蛋白每日補(bǔ)充量也要高于動(dòng)物蛋白,具體應(yīng)根據(jù)不同來(lái)源植物蛋白中亮氨酸含量來(lái)制定合理的補(bǔ)充方案。近年有學(xué)者還對(duì)豌豆蛋白[49]、花生蛋白[50]、奇亞籽蛋白[51]、馬鈴薯蛋白[52]等對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在補(bǔ)充50 g/d豌豆蛋白或30 g/d的花生、馬鈴薯蛋白條件下,都能對(duì)受試人群的肌肉厚度、力量、肌肉蛋白質(zhì)合成率等一項(xiàng)或多項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生積極作用,提示有效劑量的植物來(lái)源蛋白質(zhì)可以作為良好的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑應(yīng)用于阻力運(yùn)動(dòng)中。

另外,從這些研究的補(bǔ)充時(shí)間來(lái)看,大多阻力訓(xùn)練研究蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑都使用了“運(yùn)動(dòng)后”補(bǔ)充方案,只有HEVIA等[40]的補(bǔ)充方案選擇在日常飲食中添加。但是從結(jié)果來(lái)看,日常飲食中添加植物蛋白同樣起到了代替動(dòng)物性蛋白的效果。這一數(shù)據(jù)可能表示只要每日總蛋白質(zhì)攝入量充足,鍛煉后的蛋白質(zhì)攝入量可能并不重要。然而,這并不排除運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)充合適劑量的植物蛋白更有益的可能性。表1總結(jié)了近年來(lái)植物蛋白補(bǔ)充對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性影響的相關(guān)研究。

表1 近年植物蛋白補(bǔ)充對(duì)阻力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性影響的相關(guān)研究Table 1 Recent studies related to the effect of plant protein supplementation on adaptation of resistance exercise

2.2 補(bǔ)充植物蛋白對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響

耐力運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)充蛋白質(zhì)的作用效果一直存在爭(zhēng)議[53]。近年,一項(xiàng)蛋白質(zhì)補(bǔ)充對(duì)耐力訓(xùn)練適應(yīng)性影響的薈萃分析顯示[54],補(bǔ)充蛋白質(zhì)可提高健康和臨床人群的有氧能力和耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。但上述薈萃分析共納入的19項(xiàng)研究中,涉及的蛋白除氨基酸外主要以乳清蛋白和牛奶蛋白為主,只有一項(xiàng)涉及了植物來(lái)源蛋白質(zhì)(豆?jié){)[55],植物蛋白對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)的影響依然有待探討。

針對(duì)植物蛋白與碳水化合物混合補(bǔ)充情況,2010年,GHOSH等[56]讓8名非專業(yè)男性自行車手在一次自行車高強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中補(bǔ)充西米和西米-大豆蛋白組合物,觀察碳水化合物混合植物蛋白同時(shí)補(bǔ)充對(duì)一次性耐力運(yùn)動(dòng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相對(duì)于補(bǔ)充安慰劑(提供碳水化合物0 g,蛋白質(zhì)0 g)和西米淀粉(提供碳水化合物60 g),西米與大豆蛋白的混合補(bǔ)充(提供碳水化合物52.5 g,蛋白質(zhì)15 g,碳水化合物與蛋白質(zhì)比值3.5),能夠使受試者力竭時(shí)間提高84%(P<0.001)和37%(P<0.05)。另一項(xiàng)研究[55]同樣發(fā)現(xiàn),相對(duì)于單純康復(fù)鍛煉,8周的康復(fù)鍛煉后立即攝入加糖豆?jié){(碳水化合物與蛋白質(zhì)質(zhì)量比值1.83;提供蛋白質(zhì)17.9 g/d)可明顯改善中老年慢性腦卒中患者的步行速度和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。上述結(jié)論為碳水化合物與植物蛋白混合補(bǔ)充促進(jìn)耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)提供了有利證據(jù),但可能受試對(duì)象、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、碳水化合物與植物蛋白比例等因素均會(huì)對(duì)研究結(jié)果造成影響。有研究證實(shí),蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑與碳水化合物混合使用,是通過(guò)在運(yùn)動(dòng)期間保留肌肉糖原和提高恢復(fù)期間糖原恢復(fù)的速度,直接提高耐力表現(xiàn)。當(dāng)碳水化合物充足,且在耐力運(yùn)動(dòng)期間或之后以最佳速率輸送時(shí),蛋白質(zhì)就不會(huì)起到明顯地改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的作用[57]。國(guó)際運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)立場(chǎng):碳水化合物與蛋白質(zhì)質(zhì)量比例在2～4∶1時(shí),有利于糖原的快速恢復(fù)[58],上述2項(xiàng)試驗(yàn)碳水化合物與植物蛋白質(zhì)比值均在此范圍內(nèi),且一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)類型為高強(qiáng)度耐力運(yùn)動(dòng),另一項(xiàng)受試人群為老年臨床患者,導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)后受試者均容易出現(xiàn)糖原儲(chǔ)備不足情況,這些可能是造成試驗(yàn)正向結(jié)果的原因。因此,在實(shí)際訓(xùn)練中應(yīng)用碳水化合物混合植物蛋白補(bǔ)充來(lái)提高耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn),需根據(jù)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、碳水化合物補(bǔ)充量以及補(bǔ)充人群糖原儲(chǔ)備情況等,來(lái)制定合理的植物蛋白補(bǔ)充策略。

針對(duì)植物蛋白單獨(dú)補(bǔ)充情況,LI等[59]對(duì)16名有久坐行為的健康女性進(jìn)行為期8周的有氧訓(xùn)練,觀察訓(xùn)練后補(bǔ)充40 g/d的大豆分離蛋白對(duì)女性身體成分及心肺耐力等方面影響。研究發(fā)現(xiàn)與僅接受有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的女性相比,訓(xùn)練后服用大豆分離蛋白補(bǔ)充劑的女性在身體成分和人體測(cè)量學(xué)特征方面產(chǎn)生了更多有利的變化,但對(duì)于心肺功能和耐力表現(xiàn)只具有提高的趨勢(shì)并不顯著,說(shuō)明40 g/d大豆分離蛋白補(bǔ)充量并不能滿足提高女性耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的蛋白質(zhì)需求量。實(shí)際上,長(zhǎng)時(shí)間的耐力運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致氨基酸(特別是亮氨酸)的大量氧化,加上運(yùn)動(dòng)缺氧可能會(huì)引起小腸損傷,負(fù)氮平衡在耐力運(yùn)動(dòng)員中可能很常見[60],可能需要更高劑量的植物蛋白補(bǔ)充量才能對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)起到積極作用。KRITIKOS等[61]將每日乳清或大豆蛋白補(bǔ)充劑攝入量增加到1.5 g/(kg BW·d),就發(fā)現(xiàn)可以減輕足球運(yùn)動(dòng)員連續(xù)速度耐力訓(xùn)練期間的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的下降。雖然上述試驗(yàn)沒(méi)有對(duì)蛋白質(zhì)攝入量設(shè)計(jì)其他數(shù)量級(jí)以明確不同蛋白質(zhì)攝入量對(duì)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的具體影響,但這些發(fā)現(xiàn)也可以在一定程度上證明植物蛋白質(zhì)攝入量對(duì)耐力表現(xiàn)的影響具有相關(guān)性。表2總結(jié)了近年來(lái)植物蛋白補(bǔ)充對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性影響的相關(guān)研究。

表2 近年植物蛋白補(bǔ)充對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)影響的相關(guān)研究Table 2 Recent studies related to the effect of plant protein supplementation on endurance exercise performance

2.3 補(bǔ)充植物蛋白對(duì)肌肉損傷和恢復(fù)的影響

過(guò)去,運(yùn)動(dòng)期間補(bǔ)充動(dòng)物性蛋白質(zhì)對(duì)肌肉損傷的積極影響已被廣泛討論[62]。而有關(guān)植物蛋白補(bǔ)充對(duì)肌肉損傷及恢復(fù)影響的研究數(shù)量有限,部分研究結(jié)論相反。LIU等[63]觀察了20名男性排球運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練后持續(xù)4周補(bǔ)充大豆肽(10 g大豆肽+30 g糖)的反應(yīng)。結(jié)果顯示,大豆肽組與糖組(30 g糖)和安慰劑組相比,肌酸激酶水平以及自主感覺(jué)勞累等級(jí)(rating of perceived exertion,RPE)顯著下降。SHENOY等[64]研究補(bǔ)充4周大豆分離蛋白粉(42.2 g/d)對(duì)運(yùn)動(dòng)員單次離心活動(dòng)后運(yùn)動(dòng)引起的肌肉損傷的影響。同樣發(fā)現(xiàn)與安慰劑相比,連續(xù) 4 周食用大豆分離蛋白可減少肌肉損傷及氧化應(yīng)激相關(guān)標(biāo)志物水平并緩解肌肉酸痛。但也有研究得出不同結(jié)論,KRITIKOS等[61]在試驗(yàn)中增加大豆蛋白和乳清蛋白對(duì)耐力訓(xùn)練恢復(fù)的比對(duì),發(fā)現(xiàn)持續(xù)補(bǔ)充乳清蛋白或大豆蛋白7 d[總蛋白質(zhì)攝入量達(dá)到1.5 g/(kg·d)]并不能降低足球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)引起的肌肉酸痛以及肌肉損傷和氧化還原狀態(tài)標(biāo)志物指數(shù)。BALASEKARAN等[65]進(jìn)行了一次性無(wú)氧沖刺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn),在運(yùn)動(dòng)前1.5 h為10名健康男性補(bǔ)充500 mL豆?jié){(約補(bǔ)充大豆蛋白21.5 g/d),觀察到運(yùn)動(dòng)后豆?jié){組最大血乳酸峰值與純水組相比無(wú)明顯改變。分析上述研究結(jié)果差異,不排除大豆肽相較于大豆蛋白具有更優(yōu)秀的抗炎和抗氧化等生物活性[66],同時(shí)也有可能是LIU[63]及SHENOY等[64]4周的長(zhǎng)期試驗(yàn)設(shè)計(jì)引起了結(jié)果的差異性。利用植物蛋白的補(bǔ)充來(lái)降低運(yùn)動(dòng)引起的肌酸激酶等肌肉損傷標(biāo)志物水平,除滿足每日大豆蛋白質(zhì)需求量外,可能持續(xù)補(bǔ)充時(shí)間也是關(guān)鍵影響因素。這也與PASIAKOS等[67]得到的結(jié)論一致,該綜述報(bào)道急性單次蛋白補(bǔ)充不能改善肌肉損傷,而訓(xùn)練期間長(zhǎng)期補(bǔ)充蛋白則可以減少肌肉酸痛和損傷標(biāo)志物。

補(bǔ)充周期的長(zhǎng)短對(duì)肌肉損傷和恢復(fù)的影響在豌豆蛋白上也有所體現(xiàn)。SPOELDER等[68]以豌豆蛋白進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)與安慰劑相比,13 d(25 g/d)的豌豆蛋白補(bǔ)充不會(huì)減弱老年人在一次長(zhǎng)時(shí)間的步行鍛煉后肌酸激酶、乳酸脫氫酶等肌肉損傷標(biāo)志物水平以及肌肉酸痛程度,而同劑量乳清蛋白與豌豆與安慰劑相比,顯著降低血清中肌酸激酶水平。NIEMAN等[69]將蛋白質(zhì)攝入量增加至0.9 g/(kg·d),比較了高強(qiáng)度離心運(yùn)動(dòng)后5 d大量補(bǔ)充乳清蛋白或豌豆蛋白對(duì)離心運(yùn)動(dòng)引起的肌肉損傷的影響。結(jié)果顯示,與補(bǔ)水相比,乳清蛋白能顯著減緩血液中肌酸激酶、肌紅蛋白等肌肉損傷標(biāo)志物的增加,而豌豆蛋白的影響與水相比沒(méi)有顯著差異,2種蛋白均對(duì)緩解肌肉酸痛無(wú)明顯作用?？梢娡愣沟鞍着c大豆蛋白相似,即使2周時(shí)間內(nèi)足量補(bǔ)充可能也無(wú)法引起肌肉損傷標(biāo)志物的改變,而2周補(bǔ)充周期內(nèi)動(dòng)物蛋白對(duì)肌肉損傷恢復(fù)的效果可能要好于植物蛋白。

除了植物蛋白的補(bǔ)充周期外,植物蛋白自身的生物活性可能也是影響肌肉損傷和恢復(fù)效果的關(guān)鍵因素。XIA等[70]觀察了燕麥蛋白補(bǔ)充對(duì)未經(jīng)訓(xùn)練的青年男性下坡跑步后骨骼肌損傷、炎癥和性能恢復(fù)效果。此項(xiàng)研究中,植物蛋白的補(bǔ)充量25 g/d為中等劑量,且補(bǔ)充時(shí)長(zhǎng)19 d(運(yùn)動(dòng)前14 d及運(yùn)動(dòng)后5 d共計(jì)19 d)也沒(méi)有達(dá)到4周以上。可結(jié)果發(fā)現(xiàn),與安慰劑相比,燕麥蛋白補(bǔ)充可緩解運(yùn)動(dòng)引起的骨骼肌酸痛;降低白介素-6、肌紅蛋白、C反應(yīng)蛋白濃度;抑制損傷性運(yùn)動(dòng)后的肢體水腫;促進(jìn)肌肉的恢復(fù)等方面均有顯著效果。燕麥蛋白已被證實(shí)具有抗氧化、抗疲勞等功效[31],相比其他蛋白,可能正是由于燕麥蛋白的活性成分導(dǎo)致其對(duì)運(yùn)動(dòng)后肌肉損傷的恢復(fù)效果優(yōu)于大豆等其他蛋白。目前,蛋白質(zhì)攝入與肌酸激酶、延遲肌肉酸痛等確切作用機(jī)制仍尚不清楚[64],不排除上述研究由于人群個(gè)體狀況、植物蛋白來(lái)源、攝入量、運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)等均不同,均可能會(huì)對(duì)研究結(jié)果造成差異,可能今后對(duì)于植物蛋白對(duì)肌肉損傷和恢復(fù)的影響還需要進(jìn)行更多的探索以明確。表3總結(jié)了近年來(lái)植物蛋白補(bǔ)充對(duì)肌肉損傷和恢復(fù)的相關(guān)研究。

表3 近年來(lái)植物蛋白補(bǔ)充對(duì)肌肉損傷和恢復(fù)影響的相關(guān)研究Table 3 Recent studies related to the effect of plant protein supplementation on muscle damage and recovery

3 植物蛋白與其他來(lái)源蛋白對(duì)運(yùn)動(dòng)的混合效應(yīng)

植物蛋白與動(dòng)物蛋白混合補(bǔ)充對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用效果可能還要優(yōu)于單獨(dú)動(dòng)物蛋白補(bǔ)充。阻力運(yùn)動(dòng)后,將植物蛋白與亮氨酸或富含亮氨酸的高質(zhì)量動(dòng)物蛋白質(zhì)混合補(bǔ)充(50%酪蛋白,25%乳清蛋白,25%大豆分離蛋白)較單一動(dòng)物蛋白(乳清蛋白),在2種蛋白補(bǔ)充方式均提供相似數(shù)量的必需氨基酸和亮氨酸條件下,混合蛋白更能延長(zhǎng)血液中支鏈氨基酸濃度,促進(jìn)肌肉合成代謝反應(yīng)。植物蛋白的這種混合效應(yīng)同樣體現(xiàn)在提高耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)方面[71]。REN等[72]將18只雄性Wistar大鼠分成3組,其中2組在負(fù)荷游泳訓(xùn)練后分別喂食乳清大豆蛋白混合物(大豆蛋白∶乳清蛋白=1∶1,質(zhì)量比)乳清蛋白,剩余一組不添加蛋白作為對(duì)照組。經(jīng)7周喂養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)與不攝入蛋白或單一攝入乳清蛋白相比,攝入大豆、乳清混合蛋白可以改善大鼠的游泳運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)并改善運(yùn)動(dòng)引起的疲勞。

分析植物蛋白與動(dòng)物蛋白混合增效的原因,可能與植物蛋白富含具備關(guān)鍵功能的氨基酸有一定關(guān)系。亮氨酸是肌肉蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子[16],乳清蛋白含有高水平的亮氨酸,大豆蛋白中亮氨酸含量雖然不如乳清蛋白高,但谷氨酰胺比乳清蛋白高出2～3倍,精氨酸高出近3倍[21],其他植物蛋白也可能富含這些氨基酸。精氨酸、谷氨酰胺雖不是必需氨基酸,但它們具備許多與運(yùn)動(dòng)相關(guān)的關(guān)鍵功能:精氨酸是維持尿素循環(huán)功能、調(diào)節(jié)激素分泌和免疫功能所必需的氨基酸[73];谷氨酰胺在能量代謝、調(diào)節(jié)糖原合成和分解、調(diào)節(jié)免疫力等方面均發(fā)揮重要作用[74]。正是植物蛋白中富含這些具備關(guān)鍵功能的氨基酸,當(dāng)與動(dòng)物蛋白混合,能夠進(jìn)一步改善氨基酸譜,增強(qiáng)了對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用效果。

4 小結(jié)與展望

長(zhǎng)期以來(lái),人們普遍認(rèn)為動(dòng)物蛋白在幫助運(yùn)動(dòng)人群提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)上更具有優(yōu)勢(shì)。直到近年來(lái),隨著人們對(duì)植物蛋白關(guān)注度的提高,各種來(lái)源植物蛋白在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用的研究才開始大量出現(xiàn)?？傮w來(lái)講,對(duì)于阻力運(yùn)動(dòng),與動(dòng)物源性蛋白質(zhì)相比,植物源性蛋白質(zhì)質(zhì)量和合成代謝效力均稍顯不足,但當(dāng)植物蛋白補(bǔ)充量達(dá)到有效劑量,亮氨酸攝入量>2.0 g/d時(shí),植物蛋白可以同乳清蛋白等動(dòng)物蛋白一樣對(duì)阻力訓(xùn)練適應(yīng)性產(chǎn)生相同的效果,對(duì)體成分、肌肉力量、肌肉質(zhì)量等均有積極促進(jìn)作用。植物蛋白質(zhì)的來(lái)源以及每日攝入時(shí)間不是影響阻力訓(xùn)練效果的主要因素,每日總蛋白質(zhì)攝入量的充足在促進(jìn)阻力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性方面起著關(guān)鍵作用。對(duì)于耐力運(yùn)動(dòng),植物蛋白對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性的影響較之阻力運(yùn)動(dòng)并不那么明顯。將植物蛋白質(zhì)用于和碳水化合物共同補(bǔ)充,其對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)的作用效果可能更取決于碳水化合物攝入充足與否以及體內(nèi)糖原儲(chǔ)備是否良好,植物蛋白對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)及恢復(fù)產(chǎn)生影響的有效劑量值也可能要高于阻力運(yùn)動(dòng)。對(duì)于肌肉損傷和恢復(fù),如果想通過(guò)補(bǔ)充植物蛋白來(lái)抑制肌肉損傷標(biāo)志物水平,可能除滿足植物蛋白質(zhì)每日需求量外,還需要持續(xù)2周以上的補(bǔ)充時(shí)間才能發(fā)揮作用,而對(duì)于2周內(nèi)中短期補(bǔ)充周期,可能動(dòng)物蛋白補(bǔ)充效果更好。同時(shí)來(lái)源植物蛋白其自身抗炎、抗氧化等生物活性水平不同也會(huì)影響肌肉損傷和恢復(fù)效果。此外,將植物蛋白與富含亮氨酸的高質(zhì)量動(dòng)物蛋白質(zhì)混合補(bǔ)充可以補(bǔ)償某些植物蛋白質(zhì)來(lái)源中必需氨基酸缺陷,甚至能夠進(jìn)一步改善氨基酸譜,增強(qiáng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用效果。這為植物蛋白的在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的利用提供了一種潛在可行的選擇。

雖然,目前植物蛋白在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的研究逐年增多,但相較動(dòng)物蛋白仍處于起始階段。許多新型植物蛋白對(duì)運(yùn)動(dòng)影響的研究尚未涉及,植物蛋白的攝入對(duì)耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)及對(duì)損傷恢復(fù)的一些確切作用機(jī)制也尚不清楚。未來(lái),針對(duì)不同人群、不同來(lái)源植物蛋白制定合理的補(bǔ)充策略,以及如何將植物蛋白再加工(水解、熱處理等)或者與其他營(yíng)養(yǎng)素合理搭配食用以提高植物蛋白的合成代謝潛力,可能會(huì)成為對(duì)植物蛋白開展研究探討的主要方向。正如前文所述,植物蛋白的未來(lái)是光明的,隨著人們對(duì)其功能特性的不斷了解,以及加工技術(shù)的逐步成熟,植物蛋白將在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。