補(bǔ)充支鏈氨基酸對不同項(xiàng)目運(yùn)動員作用及安全性的機(jī)制研究進(jìn)展

邱俊，周棟，賀業(yè)磊，徐中其

補(bǔ)充支鏈氨基酸對不同項(xiàng)目運(yùn)動員作用及安全性的機(jī)制研究進(jìn)展

邱俊1，周棟1，賀業(yè)磊1，徐中其2

支鏈氨基酸（BCAAs）是蛋白類運(yùn)動營養(yǎng)補(bǔ)劑中相當(dāng)重要的營養(yǎng)素，不同項(xiàng)目的運(yùn)動員由于膳食不能滿足大強(qiáng)度運(yùn)動訓(xùn)練的營養(yǎng)需求，經(jīng)常需要額外補(bǔ)充含BCAAs的蛋白類營養(yǎng)補(bǔ)劑。但長期過量地補(bǔ)充可能對機(jī)體的免疫力、腎臟功能、消化系統(tǒng)等產(chǎn)生不良影響。采用文獻(xiàn)綜述法，對補(bǔ)充支鏈氨基酸對抗阻運(yùn)動和耐力運(yùn)動的作用機(jī)制進(jìn)行了總結(jié)，并分析其對機(jī)體免疫力的影響和過量補(bǔ)充的負(fù)面影響機(jī)制，探討運(yùn)動員如何合理補(bǔ)充支鏈氨基酸，避免對身體造成損害。

支鏈氨基酸；不同運(yùn)動項(xiàng)目；作用機(jī)制；安全性

對于大部分從事大強(qiáng)度運(yùn)動的運(yùn)動員而言，日常膳食并不能滿足高強(qiáng)度訓(xùn)練的需要，因此為了達(dá)到提高運(yùn)動能力、增強(qiáng)免疫功能、加速運(yùn)動后疲勞消除、縮短訓(xùn)練恢復(fù)時間等方面的目的，蛋白質(zhì)類營養(yǎng)補(bǔ)劑得到了廣泛的使用。由于蛋白質(zhì)及氨基酸是構(gòu)成細(xì)胞的基本有機(jī)物，是生命活動的主要承擔(dān)者，具有促進(jìn)肌肉增長、改善免疫力、緩解疲勞等重要生理功能，也是運(yùn)動營養(yǎng)補(bǔ)劑中起關(guān)鍵作用的部分。運(yùn)動員補(bǔ)充蛋白質(zhì)有著悠久的歷史，甚至在古希臘奧林匹克運(yùn)動中，高蛋白飲食就已經(jīng)流行于運(yùn)動員群體，蛋白質(zhì)需求隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大，力量型運(yùn)動員蛋白質(zhì)的攝入通常要比久坐不動者高出50%～100%[1]。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本構(gòu)成單位，蛋白質(zhì)補(bǔ)劑的流行必然需要對蛋白質(zhì)中各種氨基酸的作用進(jìn)行研究。組成蛋白質(zhì)的天然氨基酸有20種[2],從營養(yǎng)學(xué)的角度進(jìn)行分類，這些氨基酸可以分為必需氨基酸、條件必需氨基酸以及非必需氨基酸。必需氨基酸指的是人體或動物體內(nèi)不能自行合成或者合成速率不能滿足需求而必須從食物中攝取的氨基酸，它包括亮氨酸（Leucine，Leu）、異亮氨酸（Isoleucine，Ile）、纈氨酸（Valine，Val）、賴氨酸（Lysine，Lys）、蘇氨酸（Threocine，Thr）、蛋氨酸（Methionine，Met）、組氨酸（Histidine，His）、苯丙氨酸（Phenylalanine，Phe）以及酪氨酸（Tyrosine，Tyr）。在這9種必需氨基酸中，Leu、Ile以及Val因在化學(xué)結(jié)構(gòu)上都存在一個含支鏈的碳骨架而被命名為支鏈氨基酸（Branched Chain Amino Acids，BCAAs）[3]。在大部分蛋白質(zhì)食品如100 g家禽、魚、雞蛋等均含有15～20 g BCAAs[4]。在一些高質(zhì)量蛋白食品中，如100 g乳清蛋白中的BCAAs含量甚至超過22 g。乳清蛋白對肌肉蛋白質(zhì)合成的促進(jìn)作用要好于含BCAAs更少的酪蛋白以及大豆蛋白，蛋白質(zhì)中BCAAs的含量越高，對肌蛋白合成的促進(jìn)作用也就越強(qiáng)[5]。除了化學(xué)結(jié)構(gòu)上的特征外，BCAAs還擁有比較特殊的代謝過程以及生理作用。區(qū)別于體內(nèi)絕大部分氨基酸，BCAAs的分解代謝主要在肌細(xì)胞中進(jìn)行，且為長時間運(yùn)動參與供能的重要氨基酸，其濃度亦能影響大腦對神經(jīng)遞質(zhì)合成所需前體氨基酸的攝取以及調(diào)控多種組織中蛋白質(zhì)的合成[6]。因此，含高質(zhì)量蛋白的營養(yǎng)補(bǔ)劑被運(yùn)動員群體廣泛使用，BCAAs是蛋白類運(yùn)動營養(yǎng)補(bǔ)劑中相當(dāng)重要的營養(yǎng)素和功效成分，在深入研究蛋白類運(yùn)動營養(yǎng)補(bǔ)劑對運(yùn)動員身心健康及運(yùn)動成績帶來的積極或消極影響的過程中，BCAAs都是值得深入探討的部分。

雖然我國運(yùn)動員運(yùn)動營養(yǎng)品的使用被納入正規(guī)化管理，但在運(yùn)動員應(yīng)用營養(yǎng)補(bǔ)劑方面仍然不科學(xué)。張群等人對上海青年女足運(yùn)動員膳食和營養(yǎng)品攝入狀況的調(diào)查分析結(jié)果顯示，運(yùn)動員三大營養(yǎng)素供能比均不合理[7]，主要表現(xiàn)為蛋白質(zhì)攝入量過多，在參與調(diào)研的9名運(yùn)動員中，蛋白質(zhì)供能占總能量的19%以上，均值22%，最高為25%，而相比之下合理膳食中蛋白質(zhì)的能量占比應(yīng)為總熱能的12%～15%，對于青少年運(yùn)動員來說，蛋白質(zhì)的攝入量可達(dá)15%～20%。造成這種營養(yǎng)配比不合理的根本原因還是對營養(yǎng)補(bǔ)劑中各營養(yǎng)素及功效成份的認(rèn)識不足。長期地過量補(bǔ)充蛋白質(zhì)可能對機(jī)體的免疫力、腎臟功能、消化系統(tǒng)等產(chǎn)生不良影響[8]，針對大部分蛋白質(zhì)食品或補(bǔ)劑中大量存在BCAAs的情況，運(yùn)動員長期補(bǔ)充蛋白類營養(yǎng)補(bǔ)劑的同時可能存在BCAAs過量的問題。因此，如何優(yōu)化蛋白類補(bǔ)劑的補(bǔ)充劑量，降低BCAAs的過量對身體造成的影響是運(yùn)動員及相關(guān)科研人員必須重視的問題。根據(jù)以上引述，本文即從適量BCAAs補(bǔ)充對不同項(xiàng)目運(yùn)動員的作用機(jī)制、過量服用BCAAs可能造成的負(fù)面影響機(jī)制等方面展開綜述。

1 補(bǔ)充支鏈氨基酸對不同項(xiàng)目運(yùn)動員的作用機(jī)制

1.1 對抗阻運(yùn)動的作用機(jī)制

通過同位素示蹤法對蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的新陳代謝研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的合成速率在抗阻訓(xùn)練后的24 h甚至到48 h內(nèi)都有增加，同時蛋白質(zhì)的分解速率也得到了提高[9]，為了得到肌肉蛋白的凈增長，就需要適當(dāng)?shù)財z入營養(yǎng)素。在抗阻運(yùn)動后攝入氨基酸能夠提高人體肌肉中蛋白質(zhì)的合成率從而導(dǎo)致正氮平衡（即蛋白質(zhì)合成率大于蛋白質(zhì)分解率）[10]，關(guān)于這種現(xiàn)象的發(fā)生存在不同的理論解釋，有人認(rèn)為氨基酸獲取量的增加導(dǎo)致了更多的游離氨基酸被轉(zhuǎn)運(yùn)到肌肉中并因此刺激肌肉中蛋白質(zhì)合成率的增加[11]，另一種理論認(rèn)為這種刺激效應(yīng)是由某一個或者某一種氨基酸造成的，有研究表明抗阻運(yùn)動后補(bǔ)充含有Leu的蛋白質(zhì)水解液所導(dǎo)致的蛋白質(zhì)合成刺激作用要高于不含Leu的水解液[12]。近年來對BCAAs促進(jìn)肌肉蛋白合成機(jī)理的研究結(jié)果普遍認(rèn)為BCAAs對肌肉蛋白質(zhì)合成的促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在對控制蛋白質(zhì)翻譯的m TOR/p 70 S6激酶信號通路的調(diào)節(jié)作用上[13]，mTOR指的是哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian Target of Rapamycin，mTOR）。mTOR是蛋白質(zhì)合成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器，激活mTOR可誘導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，而它的底物核糖體蛋白p 70 S6激酶（ribosomal p70 S6 kinase,p70S6K）也是蛋白質(zhì)合成的重要調(diào)控因子。mTOR/p 70 S6激酶信號通路的激活對肌肉生長的控制作用在2001年由Bodine等人提出[14]，而激活mTOR/p 70 S6激酶信號通路的方式有運(yùn)動及氨基酸補(bǔ)充等，圖1是對蛋白質(zhì)合成信號通路激活的示意圖。從圖1可以看出各信號通路控制蛋白質(zhì)合成的主要方式是激活mTOR進(jìn)而激活真核起始因子4E結(jié)合蛋白（eukaryotic initiation factor 4E-binding protein，4E-BP1）、或者激活真核起始因子2B（eukaryotic initiation factor，eIF 2B）、或者直接激活p 70 S6激酶，而活化mTOR的也可以是蛋白激酶B（Akt），絲裂原活化蛋白激酶P38（mitogen-activated protein kinase,MAPK）同樣也有可能對p 70 S6激酶產(chǎn)生作用。因此，刺激肌蛋白合成的方式可以是激活m TOR、p 70 S6激酶或者是Akt以及P38 MAPK。此外，受Akt調(diào)節(jié)的糖元合成酶激酶（glycogen synthase kinase-3，GSK-3）也是控制蛋白質(zhì)翻譯的關(guān)鍵酶，區(qū)別于以上所述激酶的是，GSK-3的磷酸化使其失活，而它的失活卻能激活eIF 2B，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的翻譯[15]。

圖1 氨基酸（主要是BCAAs）以及運(yùn)動、胰島素對肌肉蛋白質(zhì)合成信號通路的影響[13]Figure 1 Effects of Amino Acides(Mainly BCAAs),Exercise and Insulin on the Signal Path of Muscle Protein Synthesis

在短時間的抗阻運(yùn)動中，由于肌肉中的p70 S6激酶在389位蘇氨酸（Thr389）上的磷酸化是p70 S6激酶完全活化的必要條件[16]，因此通過BCAAs的攝入來提高Thr389位點(diǎn)的磷酸化進(jìn)而使p70 S6激酶得到完全活化。攝入BCAAs同樣會導(dǎo)致運(yùn)動后m TOR磷酸化水平的提高，動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，被剝奪食物的大鼠在攝入雷帕霉素（rapamycin）后，由BCAAs攝入導(dǎo)致p70 S6激酶以及4E-BP1的磷酸化受到阻斷，雷帕霉素抑制了m TOR的活性，這意味著BCAAs的攝入影響了mTOR的活化[17]。

1.2 對耐力運(yùn)動的作用機(jī)制

對于耐力運(yùn)動，運(yùn)動過程中攝入BCAAs只影響運(yùn)動后的恢復(fù)期而運(yùn)動過程中對肌肉并無影響[18]，該結(jié)論基于對蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)物的測定結(jié)果，因?yàn)門yr以及Phe不能被人體肌肉細(xì)胞合成或者分解，因此，肌肉中釋放的Tyr以及Phe可以反應(yīng)肌蛋白的解離情況。而在耐力運(yùn)動中，BCAAs的補(bǔ)充阻止了肌肉及血液中Tyr和Phe濃度的升高，這也反映了BCAAs的攝入阻礙了肌蛋白的水解。

在長時間的中等強(qiáng)度運(yùn)動中，因?yàn)楦闻K中儲存的肝糖原的耗散，人體血糖濃度也隨之降低，這是已知的影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)并導(dǎo)致疲勞的機(jī)理之一[19]。另一個在運(yùn)動過程中導(dǎo)致中樞疲勞的重要原因是神經(jīng)遞質(zhì)釋放的增加，特別是大腦中5-羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT，又稱為血清素）的釋放。大腦中5-HT水平的變化會影響到睡眠、覺醒以及情緒。因此，5-HT濃度的升高也是導(dǎo)致體育運(yùn)動后疲勞發(fā)生的重要因素。合成5-HT的第一步反應(yīng)受色氨酸羥化酶的催化，并且因?yàn)樯彼崃u化酶并不被底物所飽和，所以5-HT的合成率對血液中色氨酸濃度變化以及穿越血腦屏障的色氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)數(shù)目比較敏感[20]。而色氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)數(shù)目受跨血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)載體的轉(zhuǎn)運(yùn)能力所制約，而色氨酸與其他大量中性氨基酸（包括BCAAs）共用同一種跨血腦屏障轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，因此色氨酸與BCAAs在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中存在著競爭機(jī)制，色氨酸濃度百分比也是影響5-HT合成率的重要因素[21]。此外，色氨酸還是血漿中唯一會與白蛋白結(jié)合的氨基酸，約有90%的色氨酸是與白蛋白結(jié)合的，只有約10%處于游離狀態(tài)。因?yàn)锽CAAs是僅有在主要在肌肉中進(jìn)行代謝的氨基酸，在持續(xù)的運(yùn)動過程中，BCAAs不斷地被肌肉細(xì)胞所消耗，血液中BCAAs的濃度不斷降低，而另一方面，運(yùn)動也提高了血漿中游離脂肪酸的濃度，而游離脂肪酸會與色氨酸競爭位于白蛋白上的結(jié)合位點(diǎn)，這也就意味著血漿中游離色氨酸濃度的升高[22]。由此一來，運(yùn)動導(dǎo)致了血漿中游離色氨酸與支鏈氨基酸比值（Try/BCAAs）的升高，進(jìn)而促進(jìn)了色氨酸向大腦中的轉(zhuǎn)運(yùn)以及5-HT的合成并最終導(dǎo)致中樞疲勞的發(fā)生。而攝入BCAAs可以提高其在血漿中的濃度，以此平衡運(yùn)動造成的Try/BCAAs的升高，從而降低5-HT的合成與釋放，緩解中樞疲勞[23]。在大部分研究中，在不同種類的持續(xù)運(yùn)動中，BCAAs都是與碳水化合物一起補(bǔ)充的，通過對持續(xù)運(yùn)動后運(yùn)動員的各種心理測試，結(jié)果表明BCAAs與碳水化合物的同時補(bǔ)充，改善了運(yùn)動員的精神敏捷度[24]；在部分研究結(jié)果中，在運(yùn)動前或運(yùn)動中補(bǔ)充BCAAs會導(dǎo)致血氨濃度的升高[25]；然而也有不同的研究結(jié)果[26]，這其中的差異可能與補(bǔ)充的BCAAs的數(shù)量有關(guān)，大量BCAAs（20～30 g）的攝入可能會導(dǎo)致氨濃度升高，然而當(dāng)相對更少量的BCAAs（7～10 g，或100 mg/kg體重）在運(yùn)動及恢復(fù)過程中分多次攝入時，并未觀察到肌肉釋放氨數(shù)量的增加[27]，這種補(bǔ)充方式已能提高血漿中BCAAs的濃度并足以平衡運(yùn)動中及運(yùn)動后Try濃度的升高。因此，適量BCAAs的攝入并不會導(dǎo)致長時間運(yùn)動時血氨濃度升高及疲勞的提前。

1.3 對免疫力的影響

免疫響應(yīng)的激活以及適應(yīng)性免疫反應(yīng)的應(yīng)答與運(yùn)動后的肌肉損傷有關(guān)，骨骼肌損傷通常發(fā)生于劇烈運(yùn)動中，并會導(dǎo)致局部的炎癥反應(yīng)，炎癥反應(yīng)的程度也取決于運(yùn)動的劇烈程度和持續(xù)時間[28]，氧化應(yīng)激有可能是慢性炎癥響應(yīng)和骨骼肌損耗之間的潛在關(guān)聯(lián)因素[29]，氧化應(yīng)激的增加表示體內(nèi)氧化與抗氧化作用的失衡，即氧化劑超過抗氧化劑。氧化應(yīng)激的產(chǎn)生會對巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的功能以及淋巴細(xì)胞的增殖產(chǎn)生影響，甚至引發(fā)細(xì)胞死亡[30]。骨骼肌細(xì)胞中BCAAs轉(zhuǎn)氨酶、L-谷氨酰胺合成酶和其他與L-谷氨酰胺及其中間體氨基酸合成相關(guān)的關(guān)鍵酶的活性很高，體內(nèi)試驗(yàn)研究結(jié)果表明，肌肉及肝臟中L-谷氨酰胺濃度的升高能夠提高組織中谷胱甘肽（Glutathione，GSH）的濃度，緩解機(jī)體長時間運(yùn)動導(dǎo)致的氧化應(yīng)激[31]，而值得注意的是，BCAAs在肌肉中通過轉(zhuǎn)氨酶的作用為谷氨酰胺的合成提供了α-氨基，間接地促進(jìn)了內(nèi)源性L-谷氨酰胺的合成。有研究證實(shí)，耐力運(yùn)動員補(bǔ)充BCAAs（約6 g/d）能夠減緩運(yùn)動中血漿內(nèi)L-谷氨酰胺濃度的下降并改善由運(yùn)動激發(fā)的免疫抑制[32]。

另一種BCAAs可能存在的免疫機(jī)制是抗氧化系統(tǒng)的直接調(diào)節(jié)作用，BCAAs的補(bǔ)充使得經(jīng)過訓(xùn)練的小鼠體內(nèi)的某些抗氧化防御酶基因的表達(dá)得到了增加，例如超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD），過氧化氫酶（Catalase，CAT）以及谷胱甘肽過氧化物酶1（Glutathione Peroxidase，GPx1），同時心肌及骨骼肌中的氧化應(yīng)激也得到了降低[33]。

2 過量補(bǔ)充BCAAs的負(fù)面影響機(jī)制

BCAAs是一類相對比較安全的營養(yǎng)素，大劑量BCAAs的攝入有可能導(dǎo)致腸道不適，或者影響其它氨基酸的吸收[34]。除此之外，部分流行病學(xué)研究結(jié)果表明，意大利以及美國的職業(yè)足球運(yùn)動員罹患肌萎縮側(cè)索硬化癥（Amyotrophic Lateral Sclerosis，ALS）的幾率要遠(yuǎn)高于常人[35]，盡管ALS的發(fā)病機(jī)制還并不清楚，但鑒于這部分運(yùn)動員普遍使用BCAAs作為營養(yǎng)補(bǔ)劑，Contrusciere等人便對BCAAs的補(bǔ)充與ALS發(fā)病之間可能存在的聯(lián)系進(jìn)行了研究[36]，通過BCAAs對體外大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞以及皮質(zhì)和海馬神經(jīng)元細(xì)胞誘導(dǎo)凋亡作用的研究，顯示高濃度的BCAAs（25 mM/L）具有神經(jīng)毒性并且增加皮層神經(jīng)元的興奮性毒性。大劑量地攝入BCAAs有可能導(dǎo)致神經(jīng)退行性病變。

人體對各種營養(yǎng)素的消化代謝均存在一個可耐受最高攝入量（Tolerable Upper Intake Levels，UL）。UL值的測定需要選定一個適合的代謝標(biāo)志物，這種標(biāo)志物的產(chǎn)生應(yīng)當(dāng)與攝入的營養(yǎng)素存在非常清晰的劑量—反應(yīng)關(guān)系，并且隨著營養(yǎng)素攝入劑量的升高，標(biāo)志物的排泄量應(yīng)當(dāng)達(dá)到一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)并保持一個恒定值不再上升，標(biāo)志物排泄量達(dá)到最大值表明人體或者動物體對該種營養(yǎng)素的代謝能力達(dá)到了最高值，超過這個最高值就有可能導(dǎo)致營養(yǎng)素本身或者其中間代謝產(chǎn)物及代謝廢物在體內(nèi)的堆積，對身體造成損害，過量的蛋白質(zhì)在體內(nèi)并不能被儲存，而是分解成氨基酸而后被氧化代謝。有研究在逐步增大新生仔豬14C標(biāo)記的苯丙氨酸補(bǔ)充量可以觀察到14CO2的排泄量在達(dá)到最大值后就不再隨著苯丙氨酸的補(bǔ)充而升高[37]，在該研究中，14C標(biāo)記的苯丙氨酸的攝入量與被氧化量的差值被稱為苯丙氨酸的表觀平衡，當(dāng)苯丙氨酸的攝入值介于0.2～0.5 0.8 g/kg體重/d時，苯丙氨酸表觀保留值呈線性增加；當(dāng)苯丙氨酸的補(bǔ)充量增大到0.5～0.8 g/kg體重/d時，其表觀保留值恒定不變；當(dāng)補(bǔ)充量超過0.8 g/kg體重/d后，苯丙氨酸表觀保留值開始急劇上升，仔豬血漿內(nèi)的苯丙氨酸濃度也隨之急劇升高，這意味著此時仔豬無法再氧化逐步增加的苯丙氨酸。因此，0.8 g/kg體重/d可以看作是新生仔豬氧化代謝苯丙氨酸的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也就是代謝極限值。這種以CO2為代謝標(biāo)記物對營養(yǎng)素補(bǔ)充UL值的測定方法的基本原理見圖2。運(yùn)用相同的方法，Pencharz等人對成年男子的Leu攝入的UL值進(jìn)行了研究，5名健康的成年男子（25～30歲）分別分階段逐步攝入50、150、250、500、750、1 000以及1 250 mg/kg體重/d的13CO2標(biāo)記的Leu，當(dāng)Leu的補(bǔ)充量超過500 mg/kg體重/d后，13CO2的排放量達(dá)到穩(wěn)定值。同時，血氨濃度超過35μM，研究最后通過二元線性回歸分析確定Leu補(bǔ)充的UL值為550 mg/kg體重/d[38]，超過UL補(bǔ)充Leu有可能會導(dǎo)致氨中毒。假設(shè)運(yùn)動員的體重為65 kg，按照乳清蛋白中所含Leu換算（3.0 g/25 g蛋白質(zhì)），乳清蛋白的攝入量達(dá)到約297 g/d時，Leu才有可能超過其UL值。然而，盡管目前存在對小鼠體內(nèi)各種支鏈氨基酸的UL值的研究報道，但人體中的相關(guān)研究卻仍然存在諸多不足，Leu在各種訓(xùn)練條件或者與其它營養(yǎng)素的相互作用以及其它兩種支鏈氨基酸的UL值的確定還需要進(jìn)一步的研究。

圖2 氨基酸攝入與人體響應(yīng)之間的關(guān)系示意[37]Figure 2 Relations between Amino Acid Intake and Body Response

3 展望

目前，氨基酸需求量測定的方法大多針對普通成年人或者是學(xué)齡兒童以及處于特定狀態(tài)（如患有苯丙酮尿癥及楓糖尿病的患者）的人群，而針對運(yùn)動員BCAAs需求量的相關(guān)研究卻相對較少。綜上所述，各種類型不同強(qiáng)度以及不同持續(xù)時間的運(yùn)動都會導(dǎo)致體內(nèi)對BCAAs需求量的不同，目前針對大多數(shù)成年人的BCAAs需求數(shù)據(jù)顯然不能被直接用于體力消耗較大的運(yùn)動員。因此，隨著分析技術(shù)的發(fā)展，不同項(xiàng)目的運(yùn)動員甚至同一運(yùn)動員在不同訓(xùn)練條件下的BCAAs補(bǔ)充量都必然要在今后的運(yùn)動營養(yǎng)研究中要進(jìn)一步細(xì)化、定量和進(jìn)行安全性研究。

[1]Maughan R.J.,Depiesse F.,Geyer H.The use of dietary supplements by athletes[J].Sports Sci.,2007,25(1):103-113.

[2]Dai Z.,Wu Z.,Jia S.,et al.Analysis of amino acid composition in proteins of animal tissues and foods as pre-column o-phthaldialdehyde derivatives by HPLC with fluorescence detection [J].Chromatogr,2014,964:116-127.

[3]Matsumoto T.,Nakamura K.,Matsumoto H.,et al.(2014).Bolus ingestion of individual branched-chain amino acids alters plasma amino acid profiles in young healthy men[J].Springer Plus,2014,3(1):35-48.

[4]Burke L.M.,Castell L.M.,Stear S.J.,et al.A-Z of nutritional supplements:dietary supplements ports nutrition foods and ergogenic aids for health and performance Part 4[J].Br.J.Sports M ed,2009,43(10):1088-1090.

[5]Devries M.C.,Phillips S.M.Supplemental Protein in Support of Muscle Mass and Health:Advantage Whey[J].J.Food Sci., 2015,80(1):A 8-A15.

[6]Brosnan J.T.,Brosnan M.E.Branched-Chain Am ino Acids:Enzyme and Substrate Regulation[J].J.Nutr.,2006,136(1):207-211.

[7]張群,王晨.上海U18青年女足運(yùn)動員膳食營養(yǎng)狀況的調(diào)查分析[J].體育科研,2015,36(2):64-67.

[8]徐暢,阮榕生,劉玉環(huán).淺述高蛋白飲食對人體健康的影響[J].食品工業(yè)科技,2012,33(21),399-402.

[9]Phillips S.M.,Tipton K.D.,Aarsland A.,et al,Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans[J].Am.J.Physiol.Endoc.M.,1997,273(1):E99-E107.

[10]Tipton K.D.,Elliott T.A.,Cree M.G.,et al.Ingestion of casein and whey proteins result in muscle anabolism after resistance exercise[J].Med.Sci.Sports Exerc.,2004,36(12):2073-2081.

[11]Wolfe R.R.Effects of amino acid intake on anabolic processes [J].Can.J.Appl.Physiol.,2001,26(1):S220-S227.

[12]Koopman R.,Wagenmakers A.J.M.,Manders R.J.F.,et al. Combined ingestion of protein and free leucine with carbohydrate increases postexercise muscle protein synthesis in vivo in male subjects[J].Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab.,2005,288 (4):645-653.

[13]Blomstrand E.,Eliasson J.,Karlsson H.K.R.,et al.Branchedchain amino acids activate key enzymes in protein synthesis after physical exercise[J].J.Nutr.,2006,136(1):269-273.

[14]Bodine S.C.,Stitt T.N.,Gonzalez M.,et al.Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo[J].Nat.Cell Biol.,2001,3 (11):1014-1019.

[15]Glass D.J.Signalling pathways that mediate skeletal muscle hypertrophy and atrophy[J].Nat.Cell Biol.,2003,5(2):87-90.

[16]Slater G.,Phillips S.M.Nutrition guidelines for strength sports: Sprinting,weightlifting,throwing events,and body building[J]. J.Sport Sci.,2011,29(1):67-77.

[17]Anthony J.C.,Yoshizawa F.,Anthony T.C.,et al.Leucine stimulates translation initiation in skeletal muscle of postabsorptive rats via a rapamycin-sensitive pathway[J].J.Nutr.,2000, 130(10):2413-2419.

[18]Nybo L.,Müller K.,Pedersen B.,et al.Association between fatigue and failure to preserve cerebral energy turnover during prolonged exercise[J].Acta Physiol.Scand.,2003,179(1):67-74.

[19]Foley T.E.,Greenwood B.N.,Day H.E.W.,et al.Elevated central monoamine receptor mRNA in rats bred for high endurance capacity:Implications for central fatigue[J].Behav.Brain Res.,2006,174(1):132-142.

[20]Blomstrand E.A role for branched-chain am ino acids in reducing central fatigue[J].J.Nutr.,2006,136(2):544-547.

[21]Koo G.H.,Woo J.,Kang S.,et al.Effects of supplementation with bcaa and l-glutamine on blood fatigue factors and cytokines in juvenile athletes submitted to maximal intensity rowing performance[J].J.Phys.Ther.Sci.,2014,26(8):1241-1246.

[22]Blomstrand E.,Hassmen P.,Ek S.,et al.Influence of ingesting a solution of branched-chain am ino acids on perceived exertion during exercise[J].Acta Physiol.Scand.,1997,159(1):41-49.

[23]Hassmen P.,Blomstrand E.,Ekblom B.,et al.Branched-chain amino acid supplementation during 30-km competitive run:mood and cognitive performance[J].Nutrition,1994,10(5):405-410.

[24]Watson P.,Shirreffs S.M.,M aughan R.J.The effect of acute branched-chain amino acid supplementation on prolonged exercise capacity in a warm environment[J].Eur.J.Appl.Physiol., 2004,93(3):306-314.

[25]Mittleman K.D.,Ricci M.R.,Bailey S.P.Branched-chain amino acids prolong exercise during heat stress in men and women[J].Med.Sci.Sports Exerc.,1998,30(1):83-91.

[26]Shimomura Y.,Murakam i T.,Nakai N.,et al.Exercise promotes bcaa catabolism:effects of bcaa supplementation on skeletal muscle during exercise[J].J.Nutr.,2004,134(6):1583-1587.

[27]Blomstrand E.,Saltin B.,BCAA intake affects protein metabolism in muscle after but not during exercise in humans[J].Am.J. Physiol.Endocrinol.Metab.,2001,281(2):365-374.

[28]Sorichter S.,Koller A.,Haid C.,et al.Light concentric exercise and heavy eccentric muscle loading:effects on CK,MRI and markers of inflammation[J].Int.J.Sports Med.,1995,16(5): 288-295.

[29]Nicastro H.,Luz C.R.,Chaves D.F.S.,et al.Does branchedchain amino acids supplementation modulate skeletal muscle remodeling through inflammation modulation?Possible mechanisms of action[J].J.Nutr.Metab.,2012,2012(1):136937.

[30]Tanskanen M.,Atalay M.,Uusitalo A.Altered oxidative stress in overtrained athletes[J].J.Sports Sci.,2010,28(3):309-317.

[31]Li P.,Yin Y.L.,Li D.,et al.Amino acids and immune function[J].Brit.J.Nutr.,2007,98(2):237-252.

[32]Bassit R.A.,Sawada L.A.,Bacurau R.F.P.,et al.Branchedchain amino acid supplementation and the immune response of long-distance athletes[J].Nutrition,2002,18(5):376-379.

[33]D’Antona G.,Ragni M.,Cardile A.,et al.Branched-chain amino acid supplementation promotes survival and supports cardiac and skeletal muscle mitochondrial biogenesis in middle-aged mice[J].Cell Metab.,2010,12(4):362-372.

[34]Bishop D.,Dietary Supplements and Team-Sport Performance [J].Sports Med.,2010,40(12):995-1017.

[35]Abel E.L.,Football increases the risk for lou gehrig’s disease, amyotrophic lateral sclerosis[J].Percept.Mot.Skills,2007,104 (3):1251-1254.

[36]Contrusciere V.,Paradisi S.,Matteucci A.,et al.Branched-chain amino acids induce neurotoxicity in rat cortical cultures[J].Neurotox.Res.,2010,17(4):392-398.

[37]House J.D.,Pencharz P.B.,Elango R.,et al.Phenylalanine requirements determined by using L-[1-C-14]phenylalanine in neonatal piglets receiving total parenteral nutrition supplemented with tyrosine[J].Am.J.Clin.Nutr.,1997,65(4):984-993.

[38]Pencharz P.B.,Elango R.,Ball R.O.Determination of the tolerable upper intake level of leucine in adult men[J].J.Nutr., 2012,142(12):2220-2224.

（責(zé)任編輯：何聰）

Research Development on the Mechanism and Safety of Branched-Chain Amino Acid Supplement for Athletes of Different Sports

QIU Jun1,ZHOU Dong1,HE Yelei1,XU Zhongqi2
(1.Shanghai Research Institute of Sports Science,Shanghai 200030,China;2.Donghua University,Shanghai 201620,China)

Branched-chain amino acid(BCAAs)is a very important nutrient of protein sports nutrition supplement.Because the diet cannot meet the nutritional needs of high intensity training,athletes often take additional protein nutrition supplements containing BCAAs.However,the long-term excessive supplement of BCAAs may have adverse effects on immune function,renal function,digestive system and so on.Using the method of literature review,this paper summarizes the mechanism of branched-chain amino acid supplement in resistance exercise and endurance exercise and analyzes its effect on immunity and the negative impact of overdose.It tries to explore how the athletes can take the supplement of BCAAs reasonably and avoid the damage to the body.

branched-chain amino acid;different sports;mechanism;safety

G804.2

A

1006-1207（2016）06-0088-05

2016-09-26

上海市科委資助項(xiàng)目(14231202100)；上海市體育局備戰(zhàn)類項(xiàng)目（14JT005）；上海市體育局科技綜合攻關(guān)類項(xiàng)目（14JT005）。

邱俊，女，副研究員，博士。主要研究方向：運(yùn)動員機(jī)能監(jiān)控和營養(yǎng)補(bǔ)充。E-mail：qiujung@hotmail.com。

1.上海體育科學(xué)研究所，上海200030；2.東華大學(xué)，上海201620。