蛋白質(zhì)在運(yùn)動中的作用

1、蛋白質(zhì)在運(yùn)動中的作用蛋白質(zhì)是形成細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要成分,是生物化學(xué)的催化劑，是基因表達(dá)的重要調(diào)控者，人體的任何生命活動都離不 開蛋白質(zhì)的作用。尤其機(jī)體處于大運(yùn)動負(fù)荷和比賽的應(yīng)激狀 態(tài)下，不僅消耗大量能量，也會使體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解代謝加 強(qiáng)，此時(shí)提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)和氨基酸營養(yǎng)，對于補(bǔ)充運(yùn)發(fā)動的 損耗，增強(qiáng)肌肉力量，促進(jìn)血紅蛋白的合成，加速消除疲勞 具有重要意義。然而對于蛋白質(zhì)和氨基酸運(yùn)動過程中的作用 尚存在許多爭論。如：運(yùn)動負(fù)荷不同，對氦基酸需要量的問 題以及蛋白質(zhì)的攝入對運(yùn)動成績影響的問題等：因此 ,，關(guān)于在運(yùn)動過程中蛋白質(zhì)的作用有待進(jìn)一步研究。本文擬就運(yùn)動 對蛋白質(zhì)需要量的影響和蛋白質(zhì)對運(yùn)動中營養(yǎng)性和

2、非營養(yǎng) 性作用作一綜述。 1.運(yùn)動對蛋白質(zhì)需要量的影響 眾所周知， 運(yùn)動消耗大量的能源物質(zhì)，使蛋白質(zhì)代謝過程加強(qiáng)，但運(yùn)動 是否增加蛋白質(zhì)的需要量，用氮平衡的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道了運(yùn)發(fā) 動的蛋白質(zhì)需要量比一般人高：日本及東歐一些國家提出運(yùn) 發(fā)動蛋白質(zhì)需要量為一 2.0g/kg。造成這種差異的原因，是 由于運(yùn)發(fā)動的機(jī)能水平不同及所從事的運(yùn)動項(xiàng)目不同所引 起的。 1.1 運(yùn)動對不同機(jī)能水平運(yùn)發(fā)動蛋白質(zhì)需要量的影響 一般認(rèn)為，運(yùn)發(fā)動在開始進(jìn)行劇烈運(yùn)動訓(xùn)練的初期，由于對 該訓(xùn)練還不能完全適應(yīng)，從而使細(xì)胞破壞增加、肌蛋白和紅細(xì)胞再生等合成代謝亢進(jìn)，以及應(yīng)激時(shí)激素和神經(jīng)調(diào)節(jié)等反 應(yīng)常發(fā)生負(fù)氮平衡，甚至出現(xiàn)運(yùn)動性貧血

3、；另外由于劇烈運(yùn) 動尿液中蛋白質(zhì)的排出量也會增加，而經(jīng)過一段時(shí)間適應(yīng)后 則氮平衡得到改善。因此大運(yùn)動量和運(yùn)動強(qiáng)度初期應(yīng)適當(dāng)加 強(qiáng)蛋白質(zhì)營養(yǎng)，據(jù)日本人報(bào)道運(yùn)動訓(xùn)練的初期蛋白質(zhì)攝入量 應(yīng)每天為 2.0g/kg. 生長發(fā)育期的少年兒童參加運(yùn)動訓(xùn)練時(shí)應(yīng) 增加一部分蛋白質(zhì)營養(yǎng)以滿足生長發(fā)育需要。 根據(jù)氮衡實(shí) 驗(yàn)的結(jié)果 ,提示少年兒童在參加運(yùn)動訓(xùn)練時(shí)蛋白質(zhì)的攝入量 每天應(yīng)在 2.0,3,0g/kg 之間。 1.2 運(yùn)動對不同項(xiàng)目運(yùn)發(fā)動蛋白 質(zhì)需要量的影響 長時(shí)間劇烈的耐力運(yùn)動使蛋白質(zhì)代謝加 強(qiáng)，從而增加蛋白質(zhì)的需要量，但蛋白質(zhì)的需要量又受糖原 貯備的影響 .。 Lemon 和 Munin 估計(jì)，在耐力運(yùn)動

4、中，當(dāng)肌、 肝糖元濃度足夠時(shí)，蛋白質(zhì)耗損的增加僅為總能量消耗的 4% ;當(dāng)糖元耗盡時(shí)，其損失的增加也僅為10%。 Rennie計(jì)算在長時(shí)間運(yùn)動（3.75h）期間，氨基酸氧化所產(chǎn)生的能量為總 能最消耗的 4%、8%，因此在繁重的耐力訓(xùn)練期間，如果蛋 白質(zhì)需要量有所增加的話， 在需要量的基礎(chǔ)上增加 10%顯然 是合理的：力量訓(xùn)練因肌肉組織消耗增加也需要略為增加蛋 白質(zhì)的攝入量。運(yùn)動強(qiáng)度大，訓(xùn)練次數(shù)多，則蛋白質(zhì)的代謝 加強(qiáng) ,，需要量增加。另外，對于控制體重項(xiàng)目的運(yùn)發(fā)動，需 適當(dāng)選擇蛋白質(zhì)營養(yǎng)密度高的食物以滿足需要，蛋白質(zhì)食物 的熱量可達(dá)總熱量的 18%。 2 .運(yùn)動對蛋白質(zhì)代謝的影響 2.1運(yùn)動對

5、蛋白質(zhì)合成與分解的影響 在運(yùn)動中肌肉組織的大部 分蛋白質(zhì)的合成受到抑制，但也無實(shí)例說明在運(yùn)動中肌肉蛋 白質(zhì)被分解，與此相反的是一方面運(yùn)動使肝、肌肉內(nèi)非收縮 蛋白質(zhì)分解速率加快，合成速率減慢，從而使氨基酸釋放量 增加，使代謝池中的氨基酸增加；另一方面，運(yùn)動過程中肌 肉釋放丙氨酸增多特別明顯 ,， （安靜時(shí)丙氨酸釋放速率為 30tLmol/L ，中等強(qiáng)度運(yùn)動為 70ttmol/L ，劇烈運(yùn)動激增到 170tanol/L） 通過葡萄糖一丙氨酸循環(huán)以維持血糖濃度， 在運(yùn) 動后的恢復(fù)期內(nèi)，運(yùn)動肌肉生成的 3甲基組氨酸 增加使 其在尿中排出量增加，3甲基組氨酸排出量的增加，為肌肉收縮蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換提供了證據(jù)

6、 ,，用穩(wěn)定同位素示蹤法研究 運(yùn)動中蛋白質(zhì)代謝說明，運(yùn)動對蛋白質(zhì)合成與分解具有明顯 的效應(yīng)。 2.2 長時(shí)間運(yùn)動對支鏈氨基酸的影響 如前所述，運(yùn) 動時(shí)丙氨酸濃度增加，主要是由于運(yùn)動時(shí)蛋白質(zhì)代謝加強(qiáng)， 使產(chǎn)生的氨基酸尤其是支鏈氨基酸很容易在轉(zhuǎn)氨酶的催化 作用下將氨基轉(zhuǎn)換給丙酮酸以生成丙氨酸.。因此運(yùn)動時(shí)， 任丙酮酸濃度增加的同時(shí)，支鏈氨基酸的釋放也將增加；在采 用同位素 13C 標(biāo)記亮氨酸的恒定灌流技術(shù)試驗(yàn)中，觀察到 在50%Vo2max的強(qiáng)度下運(yùn)動2h,亮氨酸的氧化率增加 2倍， 而亮氨酸升高的絕對值相當(dāng)于該氨基酸的 90%的需要。 近期 Refstun 的報(bào)道也得到與此相同的結(jié)論 ,，在長時(shí)

7、間運(yùn)動中肢體選擇性攝取支鏈氨基酸，說明運(yùn)動能促進(jìn)肌肉氧化支鏈氨基酸的能力，是否所有支鏈氨基酸的氧化能力均增強(qiáng)，尚待 進(jìn)一步研究。 2.3 氨基酸在運(yùn)動中的支持作用 眾所周知， 肌 肉收縮使骨骼肌產(chǎn)生入量的谷氨酰胺，這種氨基酸中碳的來 源是a酮戊二酸(a-KG)三羧酸循環(huán)代謝的中間產(chǎn)物， 為了使三羧酸循環(huán)繼續(xù)發(fā)揮其供能作用，必須有檸檬酸的參 與，而只有在草酰乙酸 (OAA) 存在時(shí)才能形成檸檬酸， OAA 的生成又離不開 a-KG的參與(a KG+C02 <-> OAA)。因此 必須給三羧酸循環(huán)中增添物質(zhì)以補(bǔ)償損失的a KG，而增添的物質(zhì)就是氨基酸 (通過脫氨基作用生成 a-KG)

8、。由此可見， 氨基酸在此過程中起著支持三羧酸循環(huán)，維持能量供給的作 用，事實(shí)上氮基酸的這種支持作用可能比它們的燃料作用(運(yùn)動中氬基酸的供能量為 5%10%)更為重要。3.氨基酸與運(yùn) 動能力 3.1 氨基酸與力量 些傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為在力量和健美 訓(xùn)練期間，補(bǔ)充大量蛋白質(zhì)會對運(yùn)動成績有所幫助。以波蘭 舉重運(yùn)發(fā)動和日本相撲運(yùn)發(fā)動為例，通過攝取濃縮蛋白質(zhì)以 供給飲食蛋白的同時(shí)進(jìn)行極重力量訓(xùn)練，使力量和體重有很 大提高，從而為教練員和運(yùn)發(fā)動提供了比賽的勝負(fù)取決于機(jī) 體的力量訓(xùn)練和大量蛋白質(zhì)攝取的暗示。雖然關(guān)于此問題爭 議較大 ,但也有 相當(dāng)多的實(shí)驗(yàn)研究支持這一傳統(tǒng)觀念， 如:Fmntera(1988)在對

9、舉重者進(jìn)行12周訓(xùn)練期間除補(bǔ)充普通 膳食外，另外每天補(bǔ)充蛋質(zhì) 2.8g/kg，結(jié)果尿肌酐有所提高， 說明肌肉機(jī)能提高；同時(shí)高蛋白膳食組股四頭肌較對照組增大。 Tamoprlsk 等發(fā)現(xiàn)：開始進(jìn)行健美訓(xùn)練者假設(shè)食入大于 300%RDA ( Recommended dietary allowances 允許的膳食供 給量 ) 的蛋白質(zhì)， 則其氮的存留增多產(chǎn)生這種現(xiàn)象的生理原 因可能是由于某些氨基酸的攝取可促進(jìn)激素的釋放，但這一 觀點(diǎn)也存在許多爭議。 Carlson 等指出氨基酸可以直接或間接 地影響腦垂體激素的釋放和下丘腦的功能。 Lemon(1991) 報(bào) 道了一系列實(shí)驗(yàn)，所用精氨酸和鳥氨酸劑量

10、高達(dá)每天20g，當(dāng)給予氨基酸的同時(shí)進(jìn)行極重力量訓(xùn)練，結(jié)果顯示僅有少量 受試者 (3.2 氨基酸與耐力 在維特和布魯克斯的放射線示蹤 動物研究基礎(chǔ)上，現(xiàn)已明確，在長時(shí)間次最大強(qiáng)度運(yùn)動中一 些特殊氨基酸 ( 尤其是支鏈氮基酸 ) 的氧化與攝氧量的增 加成正比，雖然目前尚沒有為增強(qiáng)比賽成績而補(bǔ)充個別氦基 酸的建議，但在這一領(lǐng)域的研究中已有人提出一些想法和研 究結(jié)果。 Blomdytsnd (1991) 對 30、 40km 長跑者補(bǔ)充支鏈氨 基酸，發(fā)現(xiàn) 30km 跑者血漿纈氯酸濃度顯著增高，血漿亮氨 酸和異亮氨酸的濃度增高， 對 42km 跑者無此效果， 但和 5% 碳水化合物溶液的對照跑步者比3

11、種氨基酸的濃度都顯著升高。 Krieder 等 在解釋耐力活動期問補(bǔ)充支鏈氨基酸的觀察 結(jié)果時(shí)，提出亮氨酸劑量 295mg/h，異亮氨酸105mg/h 和纈氨酸150mg/h可以使體內(nèi)蛋白質(zhì)降解夫?yàn)榻档?，并?負(fù)氮平衡得到改善。他們進(jìn)一步提出在長期耐力運(yùn)動中，在 常用的碳水化合物飲料內(nèi)加人支鏈氨基酸和谷氨酰胺，不僅可提供底物燃料，而且可以降低蛋白質(zhì)降解的速度。造成這 種現(xiàn)象的原因可能是支鏈氨基酸和蛋白質(zhì)攝取與較大運(yùn)動 量相結(jié)合改變了激素的釋放。 在這方研的研究中， Carli 等發(fā) 現(xiàn)馬托松賽跑者在跑前 90min攝入乳蛋白12g，碳水化合物 29g和支 鏈氨基酸10g，然后按以到達(dá)其乳酸門閾

12、值的速度 跑 60min ，其血清睪酮、睪酮與皮質(zhì)醇的比值、性激素一結(jié) 合球蛋白、以及血清胰島素均顯著高。 Zawadzki 等發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充 支鏈氨基酸和碳水化合物較單純補(bǔ)充碳水化合物或蛋白質(zhì) 可使持久騎自行車者血清胰島素升高，從而使糖合成加強(qiáng)， 糖原的貯備也升高。 4 .過量補(bǔ)充氨基酸和蛋白質(zhì)潛在的危險(xiǎn) 氨基酸和蛋白質(zhì)對于運(yùn)發(fā)動固然重要，但絕不是愈多愈好， 有些力量型運(yùn)發(fā)動如舉重、投擲運(yùn)發(fā)動，迷信于食用大量高 蛋白膳食，試圖增強(qiáng)肌肉組織，加大爆發(fā)力量,了，但往往適得其反。瑞典學(xué)者首先用低碳水化合物，高脂肪，高蛋白質(zhì) 膳食觀察運(yùn)發(fā)動情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)體力和耐力均明顯減退。另 外食用大量高蛋白膳食對身體也是一種危害：首先，在高蛋 白 膳食的過程中，蛋白質(zhì)一旦超出當(dāng)時(shí)需要量，即以脂肪 的形式貯存起來，從而直接或間接地使血液中膽固醇，甘油 三酯及低密度脂蛋白水平升高，而高密度脂蛋白水平降低， 長期食用將增加高血壓，冠心病，動脈粥樣硬化的發(fā)病率； 其次, ，高蛋白膳食使血清谷一草轉(zhuǎn)氦酸 (SCA3F) ，谷一丙轉(zhuǎn) 氨酶(SGPT)和堿性磷酸酶含量增加，對肝臟造成一種潛在的傷害，同時(shí)高蛋白膳食的酸性代謝產(chǎn)物會增加肝，腎的負(fù) 擔(dān)，導(dǎo)致肝、腎肥大并容易疲勞； 再次，高蛋白膳食將使氮、 鈣