蛋白质在运动中的作用

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1、蛋白质在运动中的作用蛋白质是形成细胞结构的主要成分,是生物化学的催化剂，是基因表达的重要调控者，人体的任何生命活动都离不 开蛋白质的作用。尤其机体处于大运动负荷和比赛的应激状 态下，不仅消耗大量能量，也会使体内蛋白质的分解代谢加 强，此时提供优质蛋白质和氨基酸营养，对于补充运动员的 损耗，增强肌肉力量，促进血红蛋白的合成，加速消除疲劳 具有重要意义。然而对于蛋白质和氨基酸运动过程中的作用 尚存在许多争论。如：运动负荷不同，对氦基酸需要量的问 题以及蛋白质的摄入对运动成绩影响的问题等：因此 ,，关于在运动过程中蛋白质的作用有待进一步研究。本文拟就运动 对蛋白质需要量的影响和蛋白质对运动中营养性和

2、非营养 性作用作一综述。 1.运动对蛋白质需要量的影响众所周知，运动消耗大量的能源物质，使蛋白质代谢过程加强，但运动 是否增加蛋白质的需要量，用氮平衡的实验研究报道了运动 员的蛋白质需要量比一般人高：日本及东欧一些国家提出运 动员蛋白质需要量为2.0g/kg而西欧一些报告提出1.4g/kg蛋白质即可满足运动员的需要，国内提出运动员蛋白质的供 给量应为 1.22.0g/kg 。造成这种差异的原因，是由于运动 员的机能水平不同及所从事的运动项目不同所引起的。 1.1 运动对不同机能水平运动员蛋白质需要量的影响一般认为，运动员在开始进行剧烈运动训练的初期，由于对该训练 还不能完全适应，从而使细胞破坏

3、增加、肌蛋白和红细胞再 生等合成代谢亢进，以及应激时激素和神经调节等反应常发 生负氮平衡，甚至出现运动性贫血；另外由于剧烈运动尿液 中蛋白质的排出量也会增加，而经过一段时间适应后则氮平 衡得到改善。因此大运动量和运动强度初期应适当加强蛋白 质营养，据日本人报道运动训练的初期蛋白质摄入量应每天 为 2.0g/kg. 生长发育期的少年儿童参加运动训练时应增加一 部分蛋白质营养以满足生长发育需要。 根据氮衡实验的结 果,提示少年儿童在参加运动训练时蛋白质的摄入量每天应 在 2.0,3,0g/kg 之间。 1.2 运动对不同项目运动员蛋白质需要 量的影响 长时间剧烈的耐力运动使蛋白质代谢加强，从而 增

4、加蛋白质的需要量，但蛋白质的需要量又受糖原贮备的影 响.。 Lemon 和 Munin 估计，在耐力运动中，当肌、肝糖元 浓度足够时，蛋白质耗损的增加仅为总能量消耗的4%；当糖元耗尽时，其损失的增加也仅为10%。Rennie计算在长时间运动（3.75h）期间，氨基酸氧化所产生的能量为总能最消耗 的 4%、8%，因此在繁重的耐力训练期间，如果蛋白质需要 量有所增加的话，在需要量的基础上增加 10%显然是合理 的：力量训练因肌肉组织消耗增加也需要略为增加蛋白质的 摄入量。运动强度大，训练次数多，则蛋白质的代谢加强,，需要量增加。另外，对于控制体重项目的运动员，需适当选择蛋白质营养密度高的食物以满足

5、需要，蛋白质食物的热量 可达总热量的 18%。 2.运动对蛋白质代谢的影响 2.1 运动对 蛋白质合成与分解的影响 在运动中肌肉组织的大部分蛋白 质的合成受到抑制，但也无实例说明在运动中肌肉蛋白质被 分解，与此相反的是一方面运动使肝、肌肉内非收缩蛋白质 分解速率加快，合成速率减慢，从而使氨基酸释放量增加， 使代谢池中的氨基酸增加；另一方面，运动过程中肌肉释放 丙氨酸增多特别明显 ,， （安静时丙氨酸释放速率为 30tLmol/L ，中等强度运动为 70ttmol/L ，剧烈运动激增到 170tanol/L） 通过葡萄糖一丙氨酸循环以维持血糖浓度， 在运 动后的恢复期内，运动肌肉生成的3甲基组氨

6、酸 增加使其在尿中排出量增加， 3甲基组氨酸排出量的增加，为肌 肉收缩蛋白质的转换提供了证据 ,，用稳定同位素示踪法研究 运动中蛋白质代谢表明，运动对蛋白质合成与分解具有明显 的效应。 2.2 长时间运动对支链氨基酸的影响 如前所述，运 动时丙氨酸浓度增加，主要是由于运动时蛋白质代谢加强， 使产生的氨基酸尤其是支链氨基酸很容易在转氨酶的催化 作用下将氨基转换给丙酮酸以生成丙氨酸.。因此运动时， 任丙酮酸浓度增加的同时，支链氨基酸的释放也将增加；在采 用同位素 13C 标记亮氨酸的恒定灌流技术试验中，观察到 在50%Vo2max的强度下运动2h,亮氨酸的氧化率增加 2倍， 而亮氨酸升高的绝对值相

7、当于该氨基酸的90%的需要。 近期Refstun 的报道也得到与此相同的结论 ,，在长时间运动中肢 体选择性摄取支链氨基酸，说明运动能促进肌肉氧化支链氨 基酸的能力，是否所有支链氨基酸的氧化能力均增强，尚待 进一步研究。 2.3 氨基酸在运动中的支持作用 众所周知， 肌 肉收缩使骨骼肌产生入量的谷氨酰胺，这种氨基酸中碳的来 源是a酮戊二酸(a-KG)三羧酸循环代谢的中间产物， 为了使三羧酸循环继续发挥其供能作用，必须有柠檬酸的参 与，而只有在草酰乙酸 (OAA) 存在时才能形成柠檬酸， OAA 的生成又离不开 a-KG的参与(a KG+C02 OAA)。因此 必须给三羧酸循环中增添物质以补偿损

8、失的aKG ，而增添的物质就是氨基酸 (通过脱氨基作用生成 a-KG) 。由此可见， 氨基酸在此过程中起着支持三羧酸循环，维持能量供应的作 用，事实上氮基酸的这种支持作用可能比它们的燃料作用 (运 动中氩基酸的供能量为 5%10%)更为重要。3.氨基酸与运 动能力 3.1 氨基酸与力量 些传统的观念认为在力量和健美 训练期间，补充大量蛋白质会对运动成绩有所帮助。以波兰 举重运动员和日本相扑运动员为例，通过摄取浓缩蛋白质以 供应饮食蛋白的同时进行极重力量训练，使力量和体重有很 大提高，从而为教练员和运动员提供了比赛的胜负取决于机 体的力量训练和大量蛋白质摄取的暗示。虽然关于此问题争 议较大 ,但

9、也有 相当多的实验研究支持这一传统观念， 如:Fmntera(1988)在对举重者进行12周训练期间除补充普通膳食外，另外每天补充蛋质 2.8g/kg ，结果尿肌酐有所提高， 说明肌肉机能提高；同时高蛋白膳食组股四头肌较对照组增 大。 Tamoprlsk 等发现：开始进行健美训练者若食入大于 300%RDA ( Recommended dietary allowances 允许的膳食供 给量 ) 的蛋白质， 则其氮的存留增多产生这种现象的生理原 因可能是由于某些氨基酸的摄取可促进激素的释放，但这一 观点也存在许多争议。 Carlson 等指出氨基酸可以直接或间接 地影响脑垂体激素的释放和下丘脑

10、的功能。 Lemon(1991) 报 道了一系列实验，所用精氨酸和鸟氨酸剂量高达每天20g，当给予氨基酸的同时进行极重力量训练，结果显示仅有少量 受试者 (3.2 氨基酸与耐力 在维特和布鲁克斯的放射线示踪 动物研究基础上，现已明确，在长时间次最大强度运动中一 些特殊氨基酸 ( 尤其是支链氮基酸 ) 的氧化与摄氧量的增 加成正比，虽然目前尚没有为增强比赛成绩而补充个别氦基 酸的建议，但在这一领域的研究中已有人提出一些想法和研 究结果。 Blomdytsnd (1991) 对 30、 40km 长跑者补充支链氨 基酸，发现 30km 跑者血浆缬氯酸浓度显着增高，血浆亮氨 酸和异亮氨酸的浓度增高，

11、 对 42km 跑者无此效果， 但和 5% 碳水化合物溶液的对照跑步者比 3 种氨基酸的浓度都显着升 高。 Krieder 等 在解释耐力活动期问补充支链氨基酸的观察 结果时，提出亮氨酸剂量 295mg/h，异亮氨酸105mg/h 和缬氨酸150mg/h可以使体内蛋白质降解夫为降低，并使负氮平衡得到改善。他们进一步提出在长期耐力运动中，在 常用的碳水化合物饮料内加人支链氨基酸和谷氨酰胺，不仅 可提供底物燃料，而且可以降低蛋白质降解的速度。造成这 种现象的原因可能是支链氨基酸和蛋白质摄取与较大运动 量相结合改变了激素的释放。 在这方研的研究中， Carli 等发 现马托松赛跑者在跑前 90min

12、摄入乳蛋白12g，碳水化合物 29g和支 链氨基酸10g，然后按以达到其乳酸门阈值的速度 跑 60min ，其血清睾酮、睾酮与皮质醇的比值、性激素一结 合球蛋白、以及血清胰岛素均显着高。 Zawadzki 等发现补充 支链氨基酸和碳水化合物较单纯补充碳水化合物或蛋白质 可使持久骑自行车者血清胰岛素升高，从而使糖合成加强， 糖原的贮备也升高。 4 .过量补充氨基酸和蛋白质潜在的危险 氨基酸和蛋白质对于运动员固然重要，但绝不是愈多愈好， 有些力量型运动员如举重、投掷运动员，迷信于食用大量高 蛋白膳食，试图增强肌肉组织，加大爆发力量,了，但往往适得其反。瑞典学者首先用低碳水化合物，高脂肪，高蛋白质

13、膳食观察运动员情况，结果发现体力和耐力均明显减退。另 外食用大量高蛋白膳食对身体也是一种危害：首先，在高蛋 白 膳食的过程中，蛋白质一旦超出当时需要量，即以脂肪 的形式贮存起来，从而直接或间接地使血液中胆固醇，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， 长期食用将增加高血压，冠心病，动脉粥样硬化的发病率； 其次,，高蛋白膳食使血清谷一草转氦酸 (SCA3F) ，谷一丙转 氨酶 (SGPT) 和碱性磷酸酶含量增加，对肝脏造成一种潜在 的伤害，同时高蛋白膳食的酸性代谢产物会增加肝，肾的负 担，导致肝、 肾肥大并容易疲劳； 再次， 高蛋白膳食将使氮、 钙、钠和体液滞留显着增加， 从而对水盐代谢造成不利影响， 有可能引起泌尿系统结石和便秘。因此运动员在乎衡膳食条 件下，不要过量补充氨基酸和蛋白质。 综上所述，蛋白质 在由于运动而使代谢加强的情况下所起的营养性作用非常 重大：一方面不同项目运动员、不同负荷运动对蛋白质和氨 基酸种类要求各不相同；另一方面合理的蛋白质组成和大负 荷的训练时身体的组成成份，力量和耐力有一定影响，但过 量摄取蛋白质有它潜在的危害性。