肌酸的補充與運動能力
肌酸從1993年開始進入競技體育界,1994年成為最流行的能力增強劑,1995年傳入我國。我國運動員使用肌酸者不少,而真正系統了解肌酸的人甚少。本文將綜述國內外有關肌酸與運動和人體健康方面的研究結果,希望能使人們對肌酸有一個正確和全面的了解,從而合理地使用肌酸。
1 肌酸及其代謝
肌酸或稱甲胍乙酸,是一種天然的在肉類和魚類食品中大量存在的物質,同時肌酸也是天然地存在於我們機體的營養素。它可以由精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸為前體在肝臟、腎臟和胰臟內源性合成。所以不能直接將肌酸歸屬於藥物。95%的肌酸都存在於骨骼肌中,另外5%存在於其他部分,含量最高的是心臟、腦和睾丸,精液里充滿了肌酸。多種食物中含有不同濃度的肌酸,含量最高的是瘦紅肉,1磅瘦紅肉或大麻哈魚含肌酸2g,蔬菜中含有低於食用肉的肌酸。這些食物中儲存的肌酸,在烹調過程中會部分喪失。人體通過食物或膳食補充得到的肌酸很容易由小腸吸收進入血液。但是一份紅肉中僅含1g肌酸,而且在攝入肌酸的同時,也帶入了大量的脂肪。膳食中過高的脂肪和過低的糖將減低肌肉對肌酸的攝取,降低肌肉中肌酸的可用率。當膳食補充不足時,人體的肝臟、胰臟和腎臟也能用精氨酸、蛋氨酸和甘氨酸合成肌酸。但是,單靠這些,對活動人體來說不能使肌肉中的肌酸量達到理想的濃度。因此,肌肉高肌酸含量,只有通過補充肌酸來實現。正常人體肌肉肌酸含量為120~125mmolkg乾重肌肉。短時間補充肌酸(每天15~30g,補5~7d)總肌酸儲量增加15%~30%,磷酸肌酸的儲量增加10%~40%。目前尚無法確定某人的肌肉中肌酸的準確含量。人體肌肉肌酸含量的上限為160mmolkg乾重肌肉,當肌酸的補充達到這一量時,肌肉肌酸含量就不再增加了。攝入的多餘的肌酸由腎臟排出體外。肌酸是小分子量的物質,其由腎臟以彌散的方式排出,無需能量。所以肌酸的補充對於沒有腎臟疾患的人是不會造成危害的。
最近的研究表明,在每天補充20g肌酸的同時補充葡萄糖(每天380g)共5d,其肌肉中肌酸的含量比單純補充肌酸要高10%,即由143mmolkg增加到158mmolkg干肌肉。與此同時,兩者合用時,糖元的含量比單純使用葡萄糖時高18%。單純用肌酸者只有50%的人肌肉總肌酸的增加高於20mmolkg干肌肉,而所有肌酸與葡萄糖同時使用者的肌酸增加量均高於20mmolkg干肌肉。研究者認為,肌肉對肌酸攝取的增加與葡萄糖所引起的血清胰島素的升高有關。
2 肌酸對人體活動能力的作用
短時間補充肌酸(每天15~25g,5~7d),總肌酸增加15%~30%(127~149mmolkg乾重肌肉),磷酸肌酸儲存增加10%~40%(67~91mmolkg乾重肌肉)。肌酸和磷酸肌酸儲量增加的作用在於維持高強度運動時的ATP水平並促進反覆高強度運動的間歇期磷酸肌酸的再合成。因此,短期肌酸補充可使最大做功和或最大力量增加5%~15%,最大用力時肌肉的收縮能力提高5%~15%,單次衝刺能力增加5%~15%。除此以外,長時間補充肌酸(每天15g~25g,5d~7d,然後每天2g~25g,服7d~84d),可以明顯地增加力量、短跑的能力和去脂體重。Richard等的另一組實驗將肌酸添加到葡萄糖—牛磺酸—電解質飲料中給從事活動(阻力訓練或靈活訓練)的人體使用28d,其結果是去脂體重增加,舉重和短跑的能力增強。Grindstaff等給18名正處於訓練期的青少年專業游泳運動員服用肌酸(21gd)9d,另外9d服用麥芽糊精作對照。他們以3組100m衝刺泳,間歇60s的方式進行能力測試。其結果是,第1組100m實驗組比對照組快;第2組100m實驗組游泳的時間明顯縮短;服用肌酸后3個100m游泳的累計時間比對照組短。結果表明,訓練期中9d的肌酸補充對反覆衝刺游泳的能力有增強作用。Kreider綜述了大量的文獻,他的結論是,雖然有個別研究認為肌酸補充沒有強力作用,大多數研究指出補充肌酸(每天20g,5~7d)衝刺能力增加1%~5%;反覆衝刺所作的功可以增加15%。他認為這一強力作用與肌肉攝取的肌酸量增加有關。在綜述中他還提到,訓練期補充肌酸1~2個月,可以使衝刺能力進一步提高,達5%~8%;力量增長5%~15%。瘦體重增加1%~3%。
肌酸的主要作用是使骨骼肌、心肌、平滑肌、眼、腦、神經系統都通過它來增加能源。因為這些器官都要工作和協調活動,增加細胞內的肌酸水平,可以增進其運動中的能力。肌肉中超量的肌酸並不增加肌肉安靜時的ATP濃度,但是肌肉內充足的肌酸可以保證運動中消耗的ATP和磷酸肌酸的再合成,從而維持反覆最大用力衝刺訓練中肌肉的ATP濃度,這就可以最大限量地減少肌肉局部乳酸的生成,從而使人體能在更高的強度下運動更長的時間。這就可以幫助人體增強力量,增加做功能力,增大肌肉並使人體不會過早發生疲勞。
研究表明肌酸可以增加肌纖維攝取蛋白的能力。肌動蛋白和肌球蛋白對於所有肌肉的收縮都是必需的。所以當你增加了這些收縮蛋白時,你實際上增加了你的肌肉從事體力活動的能力,在更多的時間裡你會做更多的工作,你會更強壯。大多數研究認為,補充肌酸主要是增強短時間、高強度、反覆運動時的運動能力。美國大學生運動醫學會申明,肌酸增加磷酸肌酸池以迅速合成ATP。肌酸以衝擊量20~25gd,服5~7d,再以維持量3~5gd繼續使用將提高人體維持短距離的自行車、短跑、游泳、跳高和摔跤的輸出功。近期也有研究指出,在長跑運動中,肌酸也可以使運動員在高於其慣用的強度下訓練而不疲勞。
3 肌酸改變人體的體成分
近來,越來越多的研究關注肌酸的促合成作用。大多數研究認為,短期的肌酸補充(每天20~25g,7d)可以使體重增加0.7~1.6kg,其原因是肌酸刺激了水滯留和或蛋白合成。Ziegenfuss等人報告,5d的肌酸補充,大腿肌肉體積增加7%,細胞內和細胞外水增加2%~3%。一些訓練期長時間(7~140d)補充肌酸的研究也表明,體重和去脂體重均明顯增加,而總體水佔總體重的比並不發生變化。一些研究者假設,肌酸首先刺激細胞內水增加,使細胞的滲透壓增高,同時也刺激蛋白合成。隨後發生的去脂體重和力量的增長可能是由於蛋白合成增加和或大訓練量的維持增進了瘦組織的生長。
美國大學生運動醫學會申明,肌酸補充會稍許增加體重(0.5~1kg)。最初的體重增長可能是由於總體水的增加。肌酸的正作用隨長時間的訓練而發生,在10~12周的時間內,體重和去脂體重增加,體脂百分數不發生變化。
4 肌酸對人體脂代謝、糖代謝的有益作用
Earnest等人就肌酸使用對血脂的影響進行了研究,他們給34名32~70歲的男女受試者服用肌酸20g5d,隨後再繼續服用肌酸10g,共服51d。結果總膽固醇,甘油三酯和極低密度脂蛋白均明顯下降。除此以外,實驗還發現使用肌酸組有血糖降低的趨勢,肌酸的這一作用有可能提高胰島素的敏感性,這對糖尿病人降低血糖是有益的。這說明肌酸很可能降低血脂和增進糖代謝。
5 肌酸的副作用和安全性
大多數研究認為,肌酸是一種有效和安全的營養補充品。肌酸是一種氨基酸,它的補充可能增進腎應激或肝損害。但是沒有關於補充肌酸引起明顯的肝、腎功能改變的報道。Sewell等的實驗結果表明,年輕健康的成年人,每天服用肌酸20g,共服5d,在肌酸服用期間和服用后的6周內,肌酸使用對腎、肝和血液系統的功能不產生任何的副作用,所有的測試指標均在正常的範圍。Mitchell等研究了肌酸的安全性。34名32~70歲的男女參與了這一實驗,20名受試者服用肌酸20g5d,隨後再繼續服用肌酸10g,共服51d。結果僅看到第8周時,女子尿素氮(BUN)的輕度升高,第3周時,男子的磷酸肌酸激酶(CPK)有輕微的升高。這些變化12周時均回到了正常水平。除此以外,看不到血液檢查的其他變化。在Kreidger等的實驗中,一組大學生橄欖球運動員使用含肌酸的飲料(肌酸15.75g、加葡萄糖、牛磺酸硫酸鈉28d,同時從事阻力和靈巧訓練。同不使用肌酸的運動員比較,使用肌酸后,血液的測試表明所有的指標和酶都在正常的範圍,肌酸的使用對肝臟沒有任何刺激。運動員也未報告任何長期補充的任何副作用。
有一些來自於教練員的個例報告,認為肌酸的補充會提高肌肉痙攣和拉傷的發生率。Kreider等就肌酸的副作用對84名受試者使用安慰劑,80名受試者使用肌酸,進行了為期28d的使用肌酸的實驗,未發現肌酸使用有肌肉痙攣和損傷的副作用。在熱濕環境下訓練的運動員其肌肉痙攣同肌肉疲勞和脫水相關。所以使用肌酸並在熱環境下訓練的運動員要特別注意液體的補充。給人體使用肌酸的實驗已經進行了一個多世紀。瑞典的Balsom博士1994年發表了一篇綜述文章提到:「在我們的知識中最好的是,肌酸所被證明的副作用僅僅是增加機體的質量」。我猜想,大多數運動員將會很高興地接受這一「副作用」。
6 結論
許多增強運動能力的補充品在以往的數年中出現又消失,唯獨肌酸仍然留在保健品市場,而且成為最流行的增強肌肉的營養素之一。目前,肌酸使用不僅限於運動員,它還涉及從事健身運動的,不同年齡的人群,甚至放飛的信鴿。既然要使用肌酸就應該對它有一個全面的了解。
6.1 肌酸是一種有效和安全的營養補充品。
6.2肌酸補充可以提高肌肉肌酸儲備,促進肌肉收縮后磷酸肌酸和ATP的再合成,從而保證肌肉高強度反覆收縮時的能量供給,提高訓練效果和運動能力。
6.3肌酸補充首先刺激細胞內水增加,使細胞的滲透壓增高,同時也刺激蛋白合成。蛋白合成增加和或大訓練量使去脂體重和力量增長。
6.4 為保證肌酸的使用效果和不出現副作用,必須遵從幾條原則:
6.4.1嚴格掌握肌酸使用的劑量,即衝擊量:每天20g,服5~7d;維持量:每天2~5g(有文獻報道5~15g)。過量攝入的肌酸將由腎臟排出,造成浪費。不要盲目迷信進口肌酸,國產肌酸與進口肌酸質量相同,而價格便宜;
6.4.2 使用肌酸的同時服用含糖飲料將有助於肌肉攝取更
多的肌酸,從而提高肌酸補充的效果;
6.4.3使用肌酸的運動員,尤其是在熱濕環境下訓練的運動員要注意液體的補充,以保證肌肉的水合,防止肌肉痙攣和拉傷的發生。