乳清蛋白提高運(yùn)動能力的研究進(jìn)展

劉嘉寧 蔣與剛 王天輝

摘 要：從乳清蛋白不同補(bǔ)充形式的角度綜述了乳清蛋白對改善運(yùn)動人群生理指標(biāo)和提升運(yùn)動能力等方面的研究進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：乳清蛋白;生理指標(biāo);運(yùn)動能力

隨著乳制品加工技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，濃縮乳清蛋白（WPC）和分離乳清蛋白（WPI）已廣泛應(yīng)用于運(yùn)動營養(yǎng)食品。對運(yùn)動人群而言，乳清蛋白（WP）是補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)的良好來源。大量研究證實(shí)，WP能夠有效緩解運(yùn)動性中樞疲勞、外周疲勞以及促進(jìn)肌肉的增長和恢復(fù)。WP在提高運(yùn)動能力方面的應(yīng)用主要以四種形式補(bǔ)充，即單獨(dú)補(bǔ)充、與碳水化合物等物質(zhì)混合補(bǔ)充、加入營養(yǎng)配方中應(yīng)用以及結(jié)合藥物與物理治療手段應(yīng)用。

1 乳清蛋白的單獨(dú)應(yīng)用

WP可直接溶于一定量的水或牛奶中進(jìn)行補(bǔ)充，運(yùn)動前、運(yùn)動中及運(yùn)動后皆具有一定作用。Coomber等[1]將42名競技自行車運(yùn)動員隨機(jī)分為3組，記錄為期8周的常規(guī)訓(xùn)練和飲食。高劑量組每天補(bǔ)充牛初乳60 g，低劑量組每天補(bǔ)充20 g牛初乳+40 g WPC，對照組每天補(bǔ)充60 g WPC，結(jié)果顯示，口服不同劑量的牛初乳（20 g/60 g）能夠明顯縮短自行車運(yùn)動員以65%最大攝氧量騎行2 h后的計(jì)時圈成績，服用WP組在實(shí)驗(yàn)前后運(yùn)動成績雖然無顯著差異，但完成時間也有所縮短。Shing等[2]同樣以服用WP作為對照組，實(shí)驗(yàn)組口服牛初乳濃縮蛋白，連續(xù)5周服用補(bǔ)充劑，之后進(jìn)行連續(xù)5 d的高強(qiáng)度訓(xùn)練，結(jié)果顯示，在連續(xù)5 d的高強(qiáng)度訓(xùn)練后，服用牛初乳的自行車運(yùn)動員計(jì)時賽成績相比WP組有所提高。這一實(shí)驗(yàn)研究證明了口服牛初乳蛋白濃縮物相比于補(bǔ)充WP效果更好，可能是由于牛初乳未進(jìn)行分離處理，成分比WP更豐富。但是，在隨后的研究中，Schroer等[3]卻得到了不同的結(jié)果，他們的研究結(jié)果顯示，補(bǔ)充WP或L-丙氨酸（ALA）后，會降低55%最大功率騎行2 h后30 km計(jì)時賽的成績。這個相反的結(jié)果可能是由于補(bǔ)充WP的時間不同（前兩個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)期分別為8周和5周;而第三個實(shí)驗(yàn)為即時）。

補(bǔ)充WP在其他類型的運(yùn)動中同樣具有提升運(yùn)動能力的作用，并且對我們的身體成分產(chǎn)生有益影響。Joy等[4]對24名受過力量訓(xùn)練的男性大學(xué)生進(jìn)行研究，將受試者隨機(jī)分為補(bǔ)充乳清蛋白組（動物性蛋白）和大米蛋白（植物性蛋白），每周訓(xùn)練3次（運(yùn)動后補(bǔ)充蛋白質(zhì)），為期8周。結(jié)果顯示，在8周的蛋白補(bǔ)充后，大米蛋白和WP都能明顯提高受試者的瘦體重、肌肉量、力量和功率，并且脂肪量減少，但兩種蛋白之間無顯著差異。同樣，Taylor等[5]研究了14名NCAA 3級女子籃球隊(duì)員，分為乳清蛋白組和對照組，補(bǔ)充WP和麥芽糊精（MALTO），為期8周，每周訓(xùn)練4天（訓(xùn)練前后補(bǔ)充）。結(jié)果顯示，8周的WP補(bǔ)充能夠提升專項(xiàng)運(yùn)動能力。Lollo等[6]在比賽期間對24名足球運(yùn)動員進(jìn)行研究，根據(jù)補(bǔ)充劑不同分成3組：乳清蛋白組（WP組）、水解乳清蛋白組（HWP組）、酪蛋白組（CAS組），為期8周，每次訓(xùn)練后服用補(bǔ)充劑。結(jié)果表明，3種蛋白質(zhì)補(bǔ)充運(yùn)動員的提升都是有益且安全的，并且均具有維持甚至是增加肌肉質(zhì)量的作用。Lollo等[7]進(jìn)一步比較了HWP、WP、MALTO三種補(bǔ)充物對運(yùn)動介導(dǎo)肌肉損傷的保護(hù)作用。結(jié)果顯示，與MALTO組相比，HWP組運(yùn)動員肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶（LD）含量明顯降低，說明HWP對肌肉損傷具有保護(hù)作用。另外，Impey等[8]研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動員補(bǔ)充富含亮氨酸的蛋白質(zhì)不會對在低碳水化合物狀態(tài)下機(jī)體對游離脂肪酸的利用和脂質(zhì)的氧化供能產(chǎn)生影響，這一研究結(jié)果對在限制碳水化合物攝入情況下，對提高肌肉適應(yīng)能力有需求的運(yùn)動員的營養(yǎng)補(bǔ)充具有實(shí)際的應(yīng)用價值。

2 乳清蛋白結(jié)合碳水化合物的應(yīng)用

WP作為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，與同樣作為能源物質(zhì)的碳水化合物（CHO）混合使用在近年來也被廣泛地應(yīng)用。Macdermid等[9]在多年前就比較了高蛋白飲食與高CHO飲食對受試者耐力的影響，結(jié)果顯示，7 d的高蛋白質(zhì)飲食對自行車耐力能力有提升作用。Breen等[10]利用單盲交叉實(shí)驗(yàn)對10名訓(xùn)練有素的自行車運(yùn)動員進(jìn)行研究，兩種不同的飲料分別含有CHO、碳水化合物+蛋白質(zhì)（C+P），受試者在77%±1%最大攝氧量的條件下騎行90 min，運(yùn)動前即刻和運(yùn)動后30 min補(bǔ)充飲料。結(jié)果顯示，相比于CHO組，C+P組的肌纖維蛋白質(zhì)合成明顯增加（約35%），因此，C+P可以促進(jìn)肌肉蛋白合成，C+P中肌纖維蛋白質(zhì)合成的增加可能是通過mTOR下游的p70S6K介導(dǎo)。李世成等[11]對青年男子足球隊(duì)16名隊(duì)員進(jìn)行了為期12周的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組訓(xùn)練前后1 h補(bǔ)充含有低聚糖+WP的飲料，睡前補(bǔ)充25 g WP，對照組為不含任何能量的安慰劑。結(jié)果顯示，低聚糖+WP聯(lián)合補(bǔ)充能夠提高運(yùn)動過程中的無氧和有氧能力，并且能夠促進(jìn)體能恢復(fù)。Highton等[12]對9名足球運(yùn)動員進(jìn)行CHO或CHO+P兩種運(yùn)動飲料的補(bǔ)充發(fā)現(xiàn)，CHO+P對運(yùn)動員的耐力能力有一定程度的提升。Oosthuyse等[13]對8名自行車運(yùn)動員進(jìn)行研究，探究了攝入單一CHO、碳水化合物-酪蛋白（CHO-Casein）、碳水化合物-乳清蛋白（CHO-Whey）與安慰劑對減輕運(yùn)動介導(dǎo)的左心室功能抑制的作用，結(jié)果顯示，3種補(bǔ)充劑中CHO-Casein作用最大，CHO-Whey作用最小。但是，Gunnarsson和Hansen做出了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，Gunnarsson等[14]對16名足球運(yùn)動員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CHO+P飲食并不能促進(jìn)足球賽后48 h內(nèi)足球運(yùn)動員的糖原合成;Hansen等[15]對高強(qiáng)度訓(xùn)練營中的18名頂級自行車運(yùn)動員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，CHO單獨(dú)攝入與C+P混合攝入并不能有效提升自行車運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)、減輕肌肉損傷、應(yīng)激反應(yīng)及免疫功能。經(jīng)過初步分析這些結(jié)果不同原因可能是由于實(shí)驗(yàn)條件的不同而導(dǎo)致的，由于實(shí)驗(yàn)時補(bǔ)充的劑量，實(shí)驗(yàn)所選擇的運(yùn)動類型、運(yùn)動強(qiáng)度以及實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充周期不同都會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

3 乳清蛋白在營養(yǎng)配方中的應(yīng)用

WP與其他具有相似或互補(bǔ)作用的物質(zhì)共同攝入，不僅可以彌補(bǔ)WP功能上的不足，同時也可使運(yùn)動補(bǔ)劑的功能更加明顯。Hoffman等[16]為了探究補(bǔ)劑服用時間對33名力量訓(xùn)練者的力量、功率、身體成分變化的影響，分成早晚補(bǔ)充組和運(yùn)動前后補(bǔ)充組，補(bǔ)劑為一種專利蛋白混合物（包含酶解膠原蛋白分離物、乳清蛋白分離物、酪蛋白分離物）。結(jié)果顯示，補(bǔ)充時間的不同對力量訓(xùn)練者的力量、功率及身體成分無影響。Smith等[17]利用隨機(jī)單盲對照實(shí)驗(yàn)對24名業(yè)余運(yùn)動愛好者進(jìn)行測試，探究補(bǔ)劑與3周的高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對有氧和無氧跑能力、訓(xùn)練量和身體成分的影響。實(shí)驗(yàn)組補(bǔ)充營養(yǎng)配方（包括WP、冬蟲夏草、肌酸、瓜氨酸、人參和咖啡因等每次18 g）和以MALTO為主的安慰劑，結(jié)果顯示，營養(yǎng)配方結(jié)合高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對最大攝氧量、最大速度（CV）、去脂體重（LBM）和無氧跑能力（ARC）有提升作用。Vegge等[18]探究了3種補(bǔ)劑對不同水平運(yùn)動員運(yùn)動能力的提升效果，分別為CHO組（8.3% maltodextrin）、PROCHO組（2.1% intact WP，8.3% maltodextrin）及NpPROCHO組（0.4% NutripeptinTM一種海洋蛋白，1.7% intact WP，8.3% maltodextrin），結(jié)果表明，NpPROCHO對低水平運(yùn)動員的運(yùn)動能力有較好的提升作用。Naclerio等[19]通過對16名業(yè)余足球運(yùn)動員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究了不同補(bǔ)劑對受試者間歇性運(yùn)動能力、疲勞感、免疫力、恢復(fù)能力和新陳代謝標(biāo)志物的影響。受試者分為多種成分補(bǔ)劑MTNZ組（CHO+WP+谷氨酰胺+左旋肉堿酒石酸鹽）、CHO組和安慰劑組，結(jié)果顯示，多種成分和CHO補(bǔ)充劑并沒有改善間歇性運(yùn)動、炎癥或免疫功能;然而，兩種干預(yù)都能降低血清肌紅蛋白水平，CHO能抑制運(yùn)動后白細(xì)胞增加。

4 乳清蛋白結(jié)合藥物與物理治療手段的應(yīng)用

Al-nawaiseh等[20]探究了如何增強(qiáng)高強(qiáng)度無氧運(yùn)動后的短期恢復(fù)，采用了服用抗氧化維生素、布洛芬、WP聯(lián)合攝入結(jié)合運(yùn)動后冷水浸泡的綜合療法，對22名競技運(yùn)動員進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，與不加干預(yù)相比，干預(yù)措施有助于維持運(yùn)動水平，延緩疲勞。

5 結(jié)論

綜上所述，WP會對機(jī)體的運(yùn)動能力產(chǎn)生有利影響，能夠增強(qiáng)有氧和無氧狀態(tài)下的運(yùn)動能力，改善身體成分，提高肌肉含量，促進(jìn)肌肉修復(fù)和肌肉蛋白合成等，其安全性和有效性值得肯定。但使用效果會受到補(bǔ)充劑量、補(bǔ)充周期、服用時機(jī)、運(yùn)動類型、運(yùn)動強(qiáng)度、運(yùn)動水平等多種因素的影響，在使用過程中，應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際需求和實(shí)際情況來選擇不同的補(bǔ)充方法，以達(dá)到最好的效果;另外，應(yīng)結(jié)合能量代謝、代謝通路、多組學(xué)技術(shù)進(jìn)展，深入探討WP提高機(jī)體運(yùn)動能力的機(jī)制。

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Research Progress on Improving Exercise Ability of Whey Protein

LIU Jia-ning1，2，JIANG Yu-gang2*，WANG Tian-hui1，2*

（1Tianjin Key Laboratory of Exercise Physiology & Sports Medicine，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China;2Institute of Environmental and Operational Medicine，Institute of Military Medical Sciences，Academy of Military Sciences，Tianjin 300050，China）

Abstract：This paper reviewed the effect of whey protein on improving physiological indexes and exercise ability of exercise population from the perspective of different supplement forms of whey protein.

Keywords：whey protein;physiological index;exercise ability

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（項(xiàng)目編號：81373108）。

作者簡介：劉嘉寧（1995— ），男，在讀碩士研究生，研究方向：運(yùn)動人體科學(xué)。

共同通信作者：王天輝（1968— ），男，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向：軍事作業(yè)醫(yī)學(xué);蔣與剛（1966— ），男，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向：營養(yǎng)與作業(yè)效能。