常用的运动健身营养补剂及其作用（中）

本文部分节选自3HFIT—运动营养咨询师（3HFIT Sports Nutrition Consultant Certification）证照教科书第5章第7节《常用的营养补剂及其作用》。 

在《常用的运动健身营养补剂及其作用（上）》中，我们讨论了几种常见的蛋白质补剂，包括乳清及初乳、支链氨基酸和牛磺酸。本周我们将讨论谷氨酰胺和肌酸及其对于运动表现的影响。

谷氨酰胺是一种非必需氨基酸，是肌肉组织含量最多的一种氨基酸，占肌肉总氨基酸库的 61%，在血浆中占自由氨基酸的20%。在疾病、营养状态不佳或高强度运动等应激状态下，机体对谷氨酰胺的需求量增加，以致自身合成不能满足需要。谷氨酰胺是促进肌肉合蛋白质合成、增强机体免疫力的重要物质。Houston表示，它代表了人体60％的氨基酸库。谷氨酰胺与丙氨酸一样，在高浓度肌肉组织中合成，是从肌肉中去除过量氨基的主要手段，将氨基递送至肝脏和肾脏排泄或重复使用过量的氮。它也是免疫系统的重要燃料。

谷氨酰胺似乎参与了许多运动中重要的代谢过程的调节。已显示口服谷氨酸补剂可提高高生长激素水平，而谷氨酰胺也可通过增加肌肉细胞体积来刺激蛋白质合成。研究人员（Abcouwer和Souba）指出，可为患者提供谷氨酰胺或谷氨酰胺前体，以帮助储存肌肉量。然而，另一些研究表明，无论是短期还是长期的谷氨酰胺补充都不会对肌肉质量或力量产生有效的影响。

补充谷氨酰胺对肌糖原的影响

谷氨酰胺也是糖异生的产物，并且也参与糖原合成，可能影响长时间有氧耐力运动中碳水化合物的能量产生。然而，有限的可用数据是相互矛盾的。一项研究中，在葡萄糖饮料中添加谷氨酰胺，对肌糖原再合成没有提供任何附加益处。在另一项研究中，向葡萄糖聚合物溶液中添加谷氨酰胺，似乎在长期运动恢复期间对总体碳水化合物储存提供了附加效应，可能增加肝糖原水平。

谷氨酰胺也是免疫系统中关键细胞的主要燃料，特别是淋巴细胞和巨噬细胞。研究人员表示，谷氨酰胺对免疫系统的功能有重大影响。理论上来说在运动中，一个健康的免疫系统可以防止过度训练。研究人员（Abcouwer和Soubaindic）认为谷氨酰胺可能是一种条件必需氨基酸，因为烧伤患者等代谢障碍个体会需要谷氨酰胺，也可能包括进行剧烈运动并诱发肌肉微创伤的运动员，因为肌肉微创伤可能是导致过度训练综合征的原因之一。

巨噬细胞

运动员过度训练或疲劳的特点有许多体征和症状，诸如疲劳、易怒、睡眠不足、心情沉重和抑郁等主观症状。这种现象一般被称为过度训练综合征，过度训练的运动员同样更容易受到各种感染，尤其是上呼吸道感染，可能是因为免疫系统受损。

一些研究报道了血浆谷氨酰胺水平降低和过度训练之间的正相关。研究人员在英国奥林匹克医学中心研究了40名过度训练的国际级运动员；他们中的大部分参加的都是耐力型赛事。研究者注意到与未被视为过度训练的运动员相比，他们的血浆谷氨酰胺水平降低。因此，研究人员推测，血浆谷氨酰胺水平降低是过度训练状态的指标。

大多数运动员补充谷氨酰胺的研究集中在其对免疫功能的良好标志，或防止过度训练的症状和体征，特别是上呼吸道感染。此外，其他研究人员报告称，虽然谷氨酸补剂有助于维持有氧运动后的血浆谷氨酰胺水平，但没有发现对淋巴细胞功能带来有益影响。

淋巴细胞（紫色）

研究人员还列举了一些初步数据，表明补充谷氨酸可以减少长时间运动后耐力运动员自我报告的疾病发生率。根据这样的发现，他们（Antonio 和Street）推测谷氨酰胺具有作为举重型运动员的膳食补剂的潜力。但这样的建议是谨慎的，需要确认数据才能提供更坚实的科学支持。

总之，虽然谷氨酰胺是一种普遍的食品补剂，用于增加体力、加快恢复速度、降低呼吸频率和预防过度训练，但有关谷氨酰胺补充对运动表现的益处依旧没有强有力的证据来证明。

近年来，肌酸成为一种新的营养补剂并流行起来。肌酸不是氨基酸，而是称为胺的含氮化合物。食物中，尤其是是肉类产品中含有肌酸，它由甘氨酸和精氨酸在肾脏和肝脏中形成。肌酸可以被运送到肌肉去，在那里它可以很容易地与磷酸盐结合形成磷酸肌酸（一种储存在肌肉中的ATP-PCr能量系统中的高能磷酸）。

肌酸补剂已经在市场上销售给各级运动员。它们以不同的形式（粉末、药丸、糖果、咀嚼片、胶、凝胶、血清或微粉化）供应给力量和耐力运动员，包括专门针对11~19岁的男性、女性和青少年运动员的产品。事实上，肌酸一直是有史以来最受欢迎的运动补剂。

平均每人需要每天替换约2克肌酸以保持正常的总肌酸和磷酸肌酸（PCr）。肉类饮食者正常的每日肌酸摄入量接近1克，但纯素食者可能几乎为零。肌酸的内在形成有助于补充膳食来源达，使总量到达2克，但由于饮食摄入不足，素食者的肌酸总量会不足。

一些补充策略已被用于增加身体肌酸总储存量。一个非常有效的策略是在一天当中（早上、中午、下午、晚上）以四个相同剂量（每剂5-7克）摄入总计20~30克肌酸。这一方式效果十分显著，甚至在2天后仍能被观察到。作为肌酸先驱研究人员之一的Paul Greenhaff指出，这种补充方案能够增强肌肉肌酸的储存。不过，过量肌酸不会被存储，会以尿液的形式被排出体外。

研究人员（Burke等人）在一项对素食者的研究中发现，肌酸初始水平较低的个体对补充的反应更敏感。另一项研究表明，将肌酸与简单的碳水化合物如葡萄糖结合，即使在接近正常水平的受试者中，也可能通过胰岛素介导的效应，将肌酸转运到肌肉中。对于那些想要将碳水化合物摄入量减少50％或更多的人来说，这种补充方案可能是有用的。一旦肌酸位于肌肉中，就会被锁定在那里，并在数周内逐渐消失。

身体中的大部分肌酸都存在于肌肉中，研究人员（Casey等人）认为任何性能上的优势都可能与II型肌纤维中的肌酸含量增加有关。肌肉肌酸中约有60％是PCr，其余是游离肌酸。理论上，增加PCr的数量将为高强度运动期间产生ATP提供更多的底物，更高水平的游离肌酸将有助于再合成PCr。事实上，肌肉磷酸肌酸和游离肌酸的增加，都可以增强ATP-PCr能量系统的潜力，使运动员在涉及极高强度的竞技项目中具有优势。此外，增强的ATP-PCr能量系统能允许更高强度的训练。

对运动成绩的影响

有关肌酸补充剂对运动表现的影响的研究仍在进行当中。大多数研究调查了补充肌酸对短期的，30秒内的最大强度运动的影响。许多研究也纳入了短时间恢复的重复性运动任务，可以评估恢复过程中增强的PCr再合成的可能效果。然而，一些研究也调查了补充肌酸对较长时间运动表现的影响，包括无氧耐力，这将取决于乳酸能量系统（无氧糖酵解）和有氧氧化系统（有氧糖酵解）的能力。

大约75％的研究报告说补充肌酸对等张力和耐力有益处，而大约50％的研究揭示了对等长和等速测试的肌肉强度、力量和耐力的机能增进效应。所有这些测试协议都涉及实验室程序，尽管一些等张力测试（例如卧推）可能类似于竞争性举重运动。大多数研究涉及男性，但对女性的研究也报告了改善的表现。

肌酸补充对跳跃，跑步，游泳，滑冰和其他杂项事件等现场表现测试的影响不太一致，但总体而言仍然有利。例如，在15项研究中，评估补充肌酸对单次或重复性冲刺短跑，冲刺游泳或冲刺循环测试表现的作用，范围为5~100米或长达30秒的持续时间，在8项试验中肌酸补充改善了运动表现，但对其他7项无效。此外，Preen等人研究了长达5天的肌酸补充方案对长期重复性冲刺的影响，在80分钟的时间范围内进行了10组多次6秒自行车冲刺。肌肉活检显示，补充后肌酸和PCr总量增加，峰值功率和总功产量均显着增加。相反，其他研究人员报道，训练有素的网球运动员在标准的5天肌酸补充方案之后，进行的70米穿梭跑步短跑力量测试没有得到显着改善。

在这些研究中，其中一些发现可直接应用于体育竞赛，例如举重提高1-RM，更快的50码游泳时间和更快的100米短跑运动时间。其他类型运动表现的实验室检查结果也相当强劲，例如，有研究结果表明在间歇性的高强度运动中补充肌酸，成绩会有所提高。但不一定会提高运动技能。例如，研究人员（Op'T Eijnde等人）在之前引用训练有素的网球运动员的研究中报道，补充肌酸对网球击球表现没有显着影响，因为这是通过力量和精确度来衡量的。

理论上讲，增加肌肉PCr浓度可以缓冲酸度并减轻乳酸产生对肌肉收缩的影响，从而改善30-150秒最大运动任务的无氧耐力表现。目前可用的研究很少，但据报道补充肌酸有益于一些无氧耐力测试的表现。总体而言，约50％评估无氧耐力的研究显示补充肌酸后的表现有所改善。一些证据表明补充肌酸可能有助于更长时间的无氧耐力赛事，如400米或800米赛道比赛。但还需要更多的研究来证明这种效果。

供氧系统与肌酸

似乎没有什么证据可以证明肌酸补充对更长时间的运动具有益处，更长时间的运动指的是持续时间超过几分钟，且主要取决于有氧耐力的运动。然而，一些研究人员认为补充肌酸可以改变底物的利用率，从而改善表现，或者对在有氧耐力运动期间重复冲刺的运动员有益，如铁人三项全能运动期间的循环冲刺。

一些研究报告称，补充肌酸对持续时间超过3分钟的运动表现任务，例如重复1,000米跑步和1,000米划船事比赛，会产生有益的影响。然而，这些任务可能仍然取决于无氧代谢，特别是在接近尾声的冲刺时。一些证据还表明，肌酸补充可能有益于有氧耐力赛事中无氧短跑的表现，但还需要确认数据。

虽然研究项目很少，但似乎肌酸补充剂对于一些耐力运动员来说可能是有益的。如前所述，肌酸补充已被证明可以在300米和1000米的间隔重复跑步中提高性能。如果肌酸补充可以帮助运动员在更短距离上更有效地训练，那么，长距离运动的表现可能最终得到改善。但是，现有的研究并不支持这一假设。在一项地方控制的研究中，研究人员为具有竞争力的赛艇运动员安排了为期6周的划船和抗阻训练。虽然不同的训练显著改善了两组人群的身体成分、最大摄氧量、重复力量间隔运动的表现和两千米划船时间，但肌酸不具额外的补充优势。

耐力运动员肌酸负荷的一种可能应用是预防肌肉酸痛。在经验丰富的马拉松选手接受典型的肌酸补充计划后，他们发现30公里比赛后肌肉细胞损伤和炎症标志物减少。

肌酸对体重的影响

超过50项研究显示，补充肌酸的第一周体重增加，而且大多数研究表明体重的增加可能与肌肉中的水分滞留有关。评估长期补充肌酸对体重的影响主要是针对力量训练的个体或运动员来进行的。在大约20项研究中，80％提供了体重显着增加的证据。研究人员比较了肌酸-葡萄糖补剂（10克肌酸； 75克葡萄糖）与蛋白质-葡萄糖补充剂（10克酪蛋白；75克葡萄糖）在未经训练的年轻男性进行8周抗阻训练后的体重、身体成分和力量的变化。两组人都以类似的方式增加了瘦体重和肌肉力量，但肌酸-葡萄糖组体重增加了4.3公斤，与蛋白质-葡萄糖组相比（1.9公斤）显著增加。

研究人员发现，在自愿减肥过程中，肌酸补充维持无氧性能比安慰剂更好。然而，在另一项研究中，补充肌酸使体重控制运动员更难为比赛而进行减肥。如果运动员采用更加激烈的减肥方法，就可能会对健康产生不利影响。

研究显示，当咖啡因（约2.5毫克每千克体重）与肌酸一起摄入时，咖啡因就会抵消肌酸潜在的机能增进效应。在研究中，肌酸、肌酸——咖啡因混合物都能增加肌肉肌酸和PCr储存，但只有肌酸补充才能改善肌肉功能。一些运动员可能会尝试肌酸-咖啡因混合物以提高运动表现，但仍需进一步的研究，以证实咖啡因是否会产生不利影响。