乳清蛋白補劑對健美操運動員生理機能的影響研究

董元卿，董莖，張慶明（.南京鐵道職業技術學院 江蘇 南京 003；.南京鄭和外國語學校小學部 江蘇 南京 0000；3.東部戰區總醫院藥劑科 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量地完成動作，還需要不斷進行動作創新，充分展現出健美操協調、動感、優美、剛健有力等氣質，才能在比賽中取勝。隨著健美操運動員訓練負荷的逐漸加大，體能消耗增加，適時地進行能量補充顯得尤為重要。運動營養補劑是除日常膳食以外，能夠為運動員進行能量補充的營養保健品，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質蛋白，營養價值豐富，是多數專業運動員首選的蛋白質補劑。該文從乳清蛋白的組分及生物學作用出發，論述其對健美操運動員生理機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，其是酪蛋白生產過程中的副產物。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、乳鐵蛋白等蛋白質組成。這些蛋白質經動物實驗、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。隨著現代研究對生物活性肽的不斷深入，作為優質蛋白的乳清蛋白在生物活性肽開發中的應用越來越多。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功能。

（二）乳清蛋白的生物學作用

乳清蛋白中的高濃度支鏈氨基酸被認為有利于進食后的代謝作用，可影響食欲及進食量，同時對體重、體成分均有一定的改善作用。國外相關研究顯示，糖尿病及肥胖患者在補充乳清蛋白后，機體的糖耐量受損、代謝綜合征相關癥狀均得到了明顯改善。乳清蛋白水解得到的產物主要為小分子肽，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胞中的炎癥細胞因子（白介素-8）的釋放，降低炎癥水平和氧化應激水平。乳清蛋白源生物活性肽具有多種生物學作用，其中抗氧化肽可在脂質體氧化系統中產生良好的抗氧化活性，可在食品行業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胃蛋白酶水解后可明顯抑制革蘭氏陽性菌的活性，進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節肽，這些肽序列在腸道的消化過程中被釋放，也可經體外酶水解生成。有學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的關系進行了探究，發現其能誘導轉化生長因子-β 分泌和調節T 細胞分化，提示乳清衍生肽序列具有一定的免疫調節作用。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的關系

運動營養學旨在通過調節水分及營養物質的攝入，達到機體內環境的平衡，使運動員保持最佳的身體及運動狀態。作為專業運動員，健美操運動員日常的訓練量大，體能消耗高，機體對蛋白質的需求高于普通人，并且實際的蛋白質需求量還會受到訓練的時長、強度等因素的影響。健美操運動員蛋白質攝入不足，容易出現負氮平衡、分解代謝加快、體力消耗增加等問題，從而對其運動表現及生理機能產生不利影響。鑒于此，健美操運動員有必要及時補充蛋白質，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價值，是運動員補充蛋白質的理想選擇。目前，關于乳清蛋白在運動方面的應用已有大量研究，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能的影響

（一）乳清蛋白補劑可增強機體免疫力

研究發現長時間、大強度的運動訓練會使運動員的細胞免疫功能受損，表現為細胞毒性T 細胞過度激活輔助性T 細胞過度抑制，造成免疫力下降。谷氨酰胺是淋巴細胞及巨噬細胞在免疫反應過程中的重要底物，研究顯示，長時間訓練會導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，在轉氨酶作用下生成α-氨基，α-氨基為谷氨酰胺合成必不可少的物質，為谷氨酰胺合成提供谷氨酸，這也能間接促進內源性L-谷氨酰胺的合成。支鏈氨基酸既是合成谷氨酰胺的基質物，也可直接作為細胞燃料為糖原異生提供原料。

骨骼肌細胞中的支鏈氨基酸轉氨酶、L-谷氨酰胺合成酶及與其相關的關鍵酶均有較高的活性，研究發現，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致的氧化應激反應。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發揮免疫調節作用。動物實驗研究顯示，對經過訓練的小鼠補充支鏈氨基酸后，其體內部分抗氧化防御酶（如超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶1 等）基因表達增加，并且小鼠骨骼肌和心肌中的氧化應激因子表達下降，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揮免疫調節功能。

（二）乳清蛋白補劑可提升肌肉耐力及爆發力

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，減少高強度運動導致的肌肉消耗，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量明顯降低，脛骨前肌、腓腸肌相對質量則明顯上升。可見補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。健美操運動員的高強度訓練會使運動員身體出現供能不足、代謝異常，所以運動員需要補充大量的優質蛋白為機體供能，以維持肌肉的耐力及爆發力。乳清蛋白補劑是健美操運動員的優質蛋白來源，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胞快速復原。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，結果后者大鼠體內的糖原含量高于前者，提示乳清蛋白可通過激發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力。

（三）乳清蛋白補劑可提高骨骼質量

運動可增加骨量，維持合理的骨轉換水平，修復骨骼微損傷，有助于預防骨質流失和骨質疏松。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骨健康，反之，健康的骨骼也是健美操運動員能夠精準、高質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常進行高強度訓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，發現小鼠的股骨干重、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作用。蛋白質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，充足的蛋白質攝入能夠促進骨骼增長、增加骨密度及骨峰值。目前，蛋白質對于骨骼健康的作用機理尚未明確，普遍認為是蛋白質中的氨基酸促進了骨骼健康，但研究認為蛋白質對骨骼健康的影響機制更為復雜。補充蛋白質可影響體內氨基酸水平，激活體內鈣離子敏感受體，促進鈣吸收及分泌，調節鈣平衡。在這一過程中，往往還伴隨著體內胰島素樣生長因子-1 含量的提高，這可促進機體對鈣、磷的吸收，加快骨骼礦化過程。乳清蛋白補劑是優質的蛋白質來源，乳清蛋白中的乳鐵蛋白具有促進成骨細胞增殖、促進體內骨合成的作用，在骨質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練，會使機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化為5-羥色胺。5-羥色胺對覺醒、睡眠、情緒等均有調控效應，中樞疲勞假說指出，5-羥色胺是導致中樞疲勞的潛在介質，運動引起的5-羥色胺水平升高可導致中樞疲勞，進而影響運動表現。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，促進機體恢復。支鏈氨基酸可對游離色氨酸的轉運過程發揮抑制作用，避免中樞系統長時間地被激活，進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作用，另有研究指出，進行高強度訓練的籃球運動員，服用濃縮乳清蛋白粉后血紅蛋白、紅細胞計數、紅細胞壓積顯著升高，紅細胞平均體積基本不變，認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）是一類具有較高穩定性及安全性的運動營養補劑。健美操運動員在日常訓練中攝入乳清蛋白補劑，可以提高機體免疫力、增強肌肉運動能力、促進骨骼健康、加快運動疲勞恢復，改善運動員的生理機能，對于提升和維持運動員的體能水平及競技狀態具有重要作用。