乳清蛋白補劑對健美操運動員生理機(jī)能的影響研究

董元卿，董莖，張慶明（.南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 南京 003；.南京鄭和外國語學(xué)校小學(xué)部 江蘇 南京 0000；3.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院藥劑科 江蘇 南京 000）

健美操是一項中低強度的全身運動，在鍛煉心肺功能方面十分有益。但隨著健美操尤其是競技健美操運動的發(fā)展，比賽日趨激烈，成套動作編排新穎，難度升級。健美操運動員不僅需要高質(zhì)量地完成動作，還需要不斷進(jìn)行動作創(chuàng)新，充分展現(xiàn)出健美操協(xié)調(diào)、動感、優(yōu)美、剛健有力等氣質(zhì)，才能在比賽中取勝。隨著健美操運動員訓(xùn)練負(fù)荷的逐漸加大，體能消耗增加，適時地進(jìn)行能量補充顯得尤為重要。運動營養(yǎng)補劑是除日常膳食以外，能夠為運動員進(jìn)行能量補充的營養(yǎng)保健品，其在消除運動疲勞、增強免疫力等方面均有一定的作用。乳清蛋白作為一種富含多種氨基酸的優(yōu)質(zhì)蛋白，營養(yǎng)價值豐富，是多數(shù)專業(yè)運動員首選的蛋白質(zhì)補劑。該文從乳清蛋白的組分及生物學(xué)作用出發(fā)，論述其對健美操運動員生理機(jī)能及運動能力的影響，旨在為健美操運動員合理使用運動補劑提供理論借鑒。

一、乳清蛋白的成分及生物學(xué)作用

（一）乳清蛋白的組成成分

乳清蛋白是牛奶的重要組成物質(zhì)，其是酪蛋白生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物。乳清蛋白主要由牛乳血清白蛋白、免疫球蛋白、α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、乳鐵蛋白等蛋白質(zhì)組成。這些蛋白質(zhì)經(jīng)動物實驗、體外實驗證實均具有生物活性。乳清蛋白含有二十多種必需氨基酸（蛋氨酸、色氨酸等），且以支鏈氨基酸的含量最高。隨著現(xiàn)代研究對生物活性肽的不斷深入，作為優(yōu)質(zhì)蛋白的乳清蛋白在生物活性肽開發(fā)中的應(yīng)用越來越多。乳清蛋白肽是乳清蛋白酶解后肽段與氨基酸的混合物，目前人們從乳清蛋白中提取出的生物活性肽主要有抗氧化肽、抗菌肽、降膽固醇肽、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制肽等，這些生物活性肽具有多重對人體有益的生物學(xué)功能。

（二）乳清蛋白的生物學(xué)作用

乳清蛋白中的高濃度支鏈氨基酸被認(rèn)為有利于進(jìn)食后的代謝作用，可影響食欲及進(jìn)食量，同時對體重、體成分均有一定的改善作用。國外相關(guān)研究顯示，糖尿病及肥胖患者在補充乳清蛋白后，機(jī)體的糖耐量受損、代謝綜合征相關(guān)癥狀均得到了明顯改善。乳清蛋白水解得到的產(chǎn)物主要為小分子肽，相比完整的乳清蛋白，水解乳清蛋白更有利于吸收。體外細(xì)胞實驗研究顯示，水解乳清蛋白可降低脂多糖刺激的呼吸道上皮細(xì)胞中的炎癥細(xì)胞因子（白介素-8）的釋放，降低炎癥水平和氧化應(yīng)激水平。乳清蛋白源生物活性肽具有多種生物學(xué)作用，其中抗氧化肽可在脂質(zhì)體氧化系統(tǒng)中產(chǎn)生良好的抗氧化活性，可在食品行業(yè)中用作合成抗氧化劑的替代品。乳清蛋白水解物中肽段VLVLDTDYK、AASDISLLDAQSAPLR、IDALNENK 等具有明顯的抗菌效果，研究顯示乳清蛋白經(jīng)胃蛋白酶水解后可明顯抑制革蘭氏陽性菌的活性，進(jìn)一步研究顯示這些具有抗菌作用的短肽主要來自β-乳球蛋白。研究顯示，羊奶乳清蛋白水解物對α-葡萄糖苷酶、二肽基肽酶-Ⅳ和α-淀粉酶有較高的抑制作用，表明其具有潛在的降糖活性，是一種天然的降糖食品補充劑。乳清含有多種天然存在的或作為乳清蛋白一級序列的免疫調(diào)節(jié)肽，這些肽序列在腸道的消化過程中被釋放，也可經(jīng)體外酶水解生成。有學(xué)者對膜過濾分離的不同β-乳球蛋白胰蛋白酶消化部分與人體免疫系統(tǒng)的關(guān)系進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)其能誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化生長因子-β 分泌和調(diào)節(jié)T 細(xì)胞分化，提示乳清衍生肽序列具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。此外，乳清蛋白源生物活性肽還具有降低膽固醇、抗高血壓、抗腫瘤等作用。

二、乳清蛋白與運動營養(yǎng)的關(guān)系

運動營養(yǎng)學(xué)旨在通過調(diào)節(jié)水分及營養(yǎng)物質(zhì)的攝入，達(dá)到機(jī)體內(nèi)環(huán)境的平衡，使運動員保持最佳的身體及運動狀態(tài)。作為專業(yè)運動員，健美操運動員日常的訓(xùn)練量大，體能消耗高，機(jī)體對蛋白質(zhì)的需求高于普通人，并且實際的蛋白質(zhì)需求量還會受到訓(xùn)練的時長、強度等因素的影響。健美操運動員蛋白質(zhì)攝入不足，容易出現(xiàn)負(fù)氮平衡、分解代謝加快、體力消耗增加等問題，從而對其運動表現(xiàn)及生理機(jī)能產(chǎn)生不利影響。鑒于此，健美操運動員有必要及時補充蛋白質(zhì)，且以易于消化吸收、生物利用度高、支鏈氨基酸豐富的蛋白質(zhì)為首選。乳清蛋白富含支鏈氨基酸，易于消化吸收，且生物利用度高，具有極高的運動營養(yǎng)價值，是運動員補充蛋白質(zhì)的理想選擇。目前，關(guān)于乳清蛋白在運動方面的應(yīng)用已有大量研究，其在田徑、中長跑、籃球、皮劃艇、排球等運動員群體中均體現(xiàn)出了較好的效果，如減輕肌肉組織受損、緩解運動疲勞、提升肌肉含量等。

三、乳清蛋白補劑對健美操運動員生理機(jī)能的影響

（一）乳清蛋白補劑可增強機(jī)體免疫力

研究發(fā)現(xiàn)長時間、大強度的運動訓(xùn)練會使運動員的細(xì)胞免疫功能受損，表現(xiàn)為細(xì)胞毒性T 細(xì)胞過度激活輔助性T 細(xì)胞過度抑制，造成免疫力下降。谷氨酰胺是淋巴細(xì)胞及巨噬細(xì)胞在免疫反應(yīng)過程中的重要底物，研究顯示，長時間訓(xùn)練會導(dǎo)致血漿谷氨酰胺濃度下降，而含支鏈氨基酸豐富的膳食可預(yù)防高強度運動后血漿谷氨酰胺水平的下降。乳清蛋白補劑含有大量的支鏈氨基酸，支鏈氨基酸具有極強的生物效應(yīng)，在轉(zhuǎn)氨酶作用下生成α-氨基，α-氨基為谷氨酰胺合成必不可少的物質(zhì)，為谷氨酰胺合成提供谷氨酸，這也能間接促進(jìn)內(nèi)源性L-谷氨酰胺的合成。支鏈氨基酸既是合成谷氨酰胺的基質(zhì)物，也可直接作為細(xì)胞燃料為糖原異生提供原料。

骨骼肌細(xì)胞中的支鏈氨基酸轉(zhuǎn)氨酶、L-谷氨酰胺合成酶及與其相關(guān)的關(guān)鍵酶均有較高的活性，研究發(fā)現(xiàn)，提高肌肉及肝臟中的L-谷氨酰胺水平，可提高組織中的谷胱甘肽水平，抑制因長時間運動導(dǎo)致的氧化應(yīng)激反應(yīng)。研究顯示耐力型運動員補充乳清蛋白補劑后（支鏈氨基酸6 g/d），血漿L-谷氨酰胺濃度明顯下降，由運動引發(fā)的免疫抑制得到明顯改善。另外，支鏈氨基酸還可通過抗氧化系統(tǒng)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。動物實驗研究顯示，對經(jīng)過訓(xùn)練的小鼠補充支鏈氨基酸后，其體內(nèi)部分抗氧化防御酶（如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶1 等）基因表達(dá)增加，并且小鼠骨骼肌和心肌中的氧化應(yīng)激因子表達(dá)下降，免疫抑制得到明顯改善。由此推測，乳清蛋白補劑主要通過支鏈氨基酸提高血漿谷氨酰胺水平來發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。

（二）乳清蛋白補劑可提升肌肉耐力及爆發(fā)力

乳清蛋白補劑可以彌補運動員膳食蛋白攝入不足的問題，為肌肉提供營養(yǎng)，減少高強度運動導(dǎo)致的肌肉消耗，同時還有助于降低體脂、改善體成分。國外有動物實驗研究顯示，補充乳清蛋白水解物的小鼠，其體重及白色脂肪組織相對質(zhì)量明顯降低，脛骨前肌、腓腸肌相對質(zhì)量則明顯上升?？梢娧a充乳清蛋白水解物對于降低脂肪量、增加肌肉量有積極作用，而乳清蛋白對減脂增肌效果不及乳清蛋白水解物，則可能與乳清蛋白生物活性肽作用有關(guān)。健美操運動員的高強度訓(xùn)練會使運動員身體出現(xiàn)供能不足、代謝異常，所以運動員需要補充大量的優(yōu)質(zhì)蛋白為機(jī)體供能，以維持肌肉的耐力及爆發(fā)力。乳清蛋白補劑是健美操運動員的優(yōu)質(zhì)蛋白來源，乳清蛋白補劑中的精氨酸、賴氨酸、亮氨酸等必需氨基酸可通過抑制蛋白水解酶活性來刺激肌肉生長，從而使運動受損肌肉細(xì)胞快速復(fù)原。一項以力竭運動大鼠為對象的研究表明，兩組大鼠分別補充等量的酪蛋白和乳清蛋白，結(jié)果后者大鼠體內(nèi)的糖原含量高于前者，提示乳清蛋白可通過激發(fā)骨骼肌中總糖原合成酶及肝臟中葡萄糖激酶活性來增強肌肉的耐力及爆發(fā)力。

（三）乳清蛋白補劑可提高骨骼質(zhì)量

運動可增加骨量，維持合理的骨轉(zhuǎn)換水平，修復(fù)骨骼微損傷，有助于預(yù)防骨質(zhì)流失和骨質(zhì)疏松。運動有助于骨健康，健美操運動員的骨骼富有力量、韌性和彈性，其骨強度及骨量均高于普通人。健美操運動能夠促進(jìn)骨健康，反之，健康的骨骼也是健美操運動員能夠精準(zhǔn)、高質(zhì)量完成成套動作的基石。鈣是人體維持骨骼健康所必需的元素，針對性地補鈣對于經(jīng)常進(jìn)行高強度訓(xùn)練的健美操運動員尤為重要。有研究顯示，對生長期小鼠灌服乳清蛋白水解肽和鈣4 周，發(fā)現(xiàn)小鼠的股骨干重、股骨密度、股骨鈣含量均明顯升高，提示乳清蛋白水解肽對鈣吸收有明顯的促進(jìn)作用。蛋白質(zhì)攝入對骨骼健康有著重要意義，特別是處于生長期的兒童及青少年，充足的蛋白質(zhì)攝入能夠促進(jìn)骨骼增長、增加骨密度及骨峰值。目前，蛋白質(zhì)對于骨骼健康的作用機(jī)理尚未明確，普遍認(rèn)為是蛋白質(zhì)中的氨基酸促進(jìn)了骨骼健康，但研究認(rèn)為蛋白質(zhì)對骨骼健康的影響機(jī)制更為復(fù)雜。補充蛋白質(zhì)可影響體內(nèi)氨基酸水平，激活體內(nèi)鈣離子敏感受體，促進(jìn)鈣吸收及分泌，調(diào)節(jié)鈣平衡。在這一過程中，往往還伴隨著體內(nèi)胰島素樣生長因子-1 含量的提高，這可促進(jìn)機(jī)體對鈣、磷的吸收，加快骨骼礦化過程。乳清蛋白補劑是優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)來源，乳清蛋白中的乳鐵蛋白具有促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖、促進(jìn)體內(nèi)骨合成的作用，在骨質(zhì)疏松癥治療中具有巨大潛力。

（四）乳清蛋白補劑可緩解運動疲勞

健美操運動員高強度的比賽及長時間的日常訓(xùn)練，會使機(jī)體消耗大量的肌糖原和肝糖原，同時血液中的支鏈氨基酸濃度也會明顯降低，游離色氨酸濃度升高并轉(zhuǎn)化為5-羥色胺。5-羥色胺對覺醒、睡眠、情緒等均有調(diào)控效應(yīng)，中樞疲勞假說指出，5-羥色胺是導(dǎo)致中樞疲勞的潛在介質(zhì)，運動引起的5-羥色胺水平升高可導(dǎo)致中樞疲勞，進(jìn)而影響運動表現(xiàn)。為快速緩解運動引起的疲勞癥狀，健美操運動員需要通過補充適量的支鏈氨基酸來加快疲勞消除，促進(jìn)機(jī)體恢復(fù)。支鏈氨基酸可對游離色氨酸的轉(zhuǎn)運過程發(fā)揮抑制作用，避免中樞系統(tǒng)長時間地被激活，進(jìn)而起到緩解中樞性疲勞的效果。乳清蛋白補劑含有豐富的支鏈氨基酸，其在緩解運動疲勞方面卓有成效。有報道顯示，乳清蛋白補劑對于緩解排球運動員運動疲勞有促進(jìn)作用，另有研究指出，進(jìn)行高強度訓(xùn)練的籃球運動員，服用濃縮乳清蛋白粉后血紅蛋白、紅細(xì)胞計數(shù)、紅細(xì)胞壓積顯著升高，紅細(xì)胞平均體積基本不變，認(rèn)為補充乳清蛋白對籃球運動員有抗疲勞作用，可提升運動員的運動能力。

四、結(jié)語

綜上所述，乳清蛋白補劑含有多種生物活性成分、支鏈氨基酸，以乳清蛋白為原料開發(fā)制成的各類保健食品（如乳清蛋白棒、乳清蛋白運動飲料、乳清蛋白粉）是一類具有較高穩(wěn)定性及安全性的運動營養(yǎng)補劑。健美操運動員在日常訓(xùn)練中攝入乳清蛋白補劑，可以提高機(jī)體免疫力、增強肌肉運動能力、促進(jìn)骨骼健康、加快運動疲勞恢復(fù)，改善運動員的生理機(jī)能，對于提升和維持運動員的體能水平及競技狀態(tài)具有重要作用。