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第4章 蛋白质
蛋白质的基本单位是氨基酸。这些含氮化合物具有一种特殊结构，即有一个氨基、一个酸基和一条侧链（见图4.1）。氨基酸可以通过肽键连接在一起，2至49个连接在一起的氨基酸被称为肽，由超过49个连接在一起的氨基酸构成的肽链被称为蛋白质。通过饮食摄入的蛋白质被胃酸和酶分解，并通过小肠以氨基酸或短肽的形式被吸收到血液中。这些氨基酸可被人体直接利用，就像某些神经递质一样，以游离氨基酸的形式存储在体内，或合成新的蛋白质。
氨基酸合成新的蛋白质的过程被称为蛋白质合成，这是将DNA作为蓝图的结果。最终，DNA表示氨基酸连接形成肽或蛋白质的顺序。简单地说，DNA提供了创造新的肽键和最终合成蛋白质的蓝图。膳食蛋白质提供作为蛋白质合成原料的氨基酸，这样人体就可以根据需要合成特定的蛋白质。
在人体内，蛋白质不断被合成和分解。当这些过程以相同的速率进行时，人体就会实现蛋白质平衡。为了在训练中产生生理适应，合成速率必须大于分解速率。为此，训练应激刺激和提供膳食蛋白质都是必需的。在没有摄入蛋白质的情况下进行抗阻训练，蛋白质的合成速率会提高，分解速率也会提高。该过程保持了蛋白质平衡，因此不会出现净合成。
第1节 氨基酸
人体使用21种氨基酸来制造肽和蛋白质，这些氨基酸被称为蛋白氨基酸。这类氨基酸可分为必需氨基酸和非必需氨基酸。前者必须由膳食提供，而后者可由人体根据必需氨基酸合成。我们可以将非必需氨基酸的一个亚组确定为条件必需氨基酸，这意味着人体在疾病或异常应激的情况下，它们只能由膳食提供。表4.1列出了这21种蛋白氨基酸。
还有一组氨基酸并不直接参与合成蛋白质，但经常用于不同的代谢过程，其中许多氨基酸作为运动补剂出售。表4.2列出了常见的非蛋白氨基酸补充成分的示例。
第2节 食物来源
我们可以将含蛋白质的食物视为氨基酸的来源。基于对必需氨基酸和非必需氨基酸的了解，食品可以分为两类：完全蛋白质和不完全蛋白质。前者由动物蛋白和大豆组成，这些来源包含9种必需氨基酸。不完全蛋白质通常来源于植物，不具有完整的必需氨基酸。纯素食运动员可以通过摄入不同的蛋白质来源来满足身体对必需氨基酸的需求，这些蛋白质来源共同来满足人体对所有的必需氨基酸的需求。例如，在膳食中混合谷物和豆类：谷物含有大量含硫氨基酸，但赖氨酸含量较低；而豆类具有相反的氨基酸谱。合并提供所有必需氨基酸的不完全蛋白质来源被称为补充来源。
第3节 蛋白质质量
与蛋白质氨基酸含量有关的另一个重要概念是蛋白质质量。一种常用的蛋白质质量测量方法是蛋白质消化率校正的氨基酸评分(protein digestibility-corrected amino acid score，PDCAAS)。蛋白质消化率校正的氨基酸评分与它包含的特定氨基酸的数量以及蛋白质来源的消化率有关。例如，较高质量的蛋白质将包含相对较高水平的必需氨基酸，并且易于消化。乳清蛋白就是这类蛋白质的一个例子，因此它具有较高的蛋白质消化率校正的氨基酸评分。
可消化必需氨基酸评分(digestible indispensable amino acid score，DIAAS)被认为是一种更准确的蛋白质质量测量方法，并被认为最终将替代蛋白质消化率校正的氨基酸评分。与蛋白质消化率校正的氨基酸评分所依赖的消化后和排泄物粪便测量相反，可消化必需氨基酸评分使用回肠吸收作为定量吸收的基础。与蛋白质消化率校正的氨基酸评分一样，更高的可消化必需氨基酸评分反映更高的蛋白质质量，这种前瞻性过渡正在评估中。尽管确切的分数在实践中并不重要，但运动员在选择蛋白质来源时，可以简单地考虑蛋白质质量这一基本概念。
第4节 蛋白质类型
蛋白质的类型或来源不同，蛋白质的数量和质量也不同。一般来说，与其他类型的蛋白质相比，动物蛋白的总蛋白质含量更高，且优质蛋白质含量也更高。本节概述了运动员面对的各种蛋白质选择。
小节4.1： 胶原蛋白（又称明胶）
作为一种蛋白质补剂，胶原蛋白的特别之处是，它可能以一种非常规的方式摄入。胶原蛋白的氨基酸结构不完全，它与完全蛋白质相比是一种较差的氨基酸来源。摄入胶原蛋白被认为是通过刺激免疫反应来促进人体天然胶原蛋白的合成的。通过摄入食物或补品来改变免疫力的这种能力被称为口服耐受。摄入胶原蛋白被认为可以促进关节健康，但支持这一观点的研究有限，对此概念的深入讨论不在本章阐述范围之内。简单地说，一项研究发现，健康的人如果每天补充40毫克胶原蛋白且持续补充120天，就能改善膝关节的活动范围，并且在关节疼痛前能够锻炼更长时间。
小节4.2： 乳制品蛋白
乳制品主要包含两类蛋白质：酪蛋白（80%）和乳清（20%）。这是一种简单的分类方式，仅供本书使用。从学术角度看，它们又有各种分支。每类都由几种不同的蛋白质组成，例如酪蛋白中的αS1-酪蛋白和β-酪蛋白，乳清中的α-乳白蛋白和β-乳球蛋白。酪蛋白和乳清具有不同的消化特性，因此它们具有不同的生化作用，运动员可以在不同的需求场景下根据这两种蛋白质各自的优势选择使用。
小节4.3： 酪蛋白
酪蛋白是牛奶中最主要的蛋白质，具有高质量的氨基酸特征。当人体摄入这种蛋白质时，胃酸会使其凝结，从而导致消化和后续吸收变得更缓慢。氨基酸在血液中的持续释放使酪蛋白成为禁食期之前理想的蛋白质。这个概念非常重要，因此我们将在本章的后面讨论它。
小节4.4： 乳清
乳清是典型的优质蛋白，因为它含有高浓度的必需氨基酸，易于消化和迅速吸收。从乳制品中提取的未经加工的蛋白质部分，即天然乳清，仍然含有脂类和乳糖等非蛋白质元素，需要进一步提炼才能将这些元素的含量降到最低，从而生成3种最常见的乳清补剂：乳清浓缩蛋白、乳清分离蛋白和乳清蛋白酶解物。乳清浓缩蛋白精炼程度最低，定量后加工蛋白的含量低于90%。乳清分离蛋白是一种更精细的蛋白质补剂，其蛋白质含量高达90%或以上，这对患有乳糖不耐受的运动员来说可能很重要。对乳清蛋白酶解物的最终蛋白质含量不可能一概而论，因为加工程度可能存在巨大差别。
尽管任何蛋白质都可以经历水解或消化过程，但乳清蛋白酶解物是最常见的蛋白质。同样，上述的分类非常广泛，因为许多类型的水解过程可以产生不同的蛋白质和多肽，从而可能会对人体产生不同的生化作用。尽管这方面的研究很有趣，但可变性使得很难就这一广泛的类别给出一般性结论。应用背后的概念是，通过水解产生新型肽，该蛋白质将被更快地吸收，或者将产生具有自身营养功效的新型肽。水解度由反应的几个组成部分决定，包括使用的酶、酸度、温度和持续时间。虽然从直觉上讲，经过某种消化处理而具有更高水解度的蛋白质可能会被更快地吸收，但情况并非总是如此，这是因为乳清蛋白酶解物反应存在异质性且进行后续推广的难度很大。
尽管水解产物之间存在差异，但仍存在一些令人鼓舞的结果。洛克伍德及其同事的一项研究发现，经过8周的训练后，与服用碳水化合物安慰剂相比，服用乳清蛋白酶解物的参加抗阻训练的男性的体脂量相对减少了6%。在得出关于这种蛋白质类型的益处的确切结论之前，需要使用更均匀的乳清蛋白酶解物进行更多的研究。对使用乳清浓缩蛋白、孚碣分离蛋白和乳清蛋白酶解物的研究结果进行的荟萃分析已完成。分析发现，总的来说，补充乳清补剂可减少脂肪量。在使用乳清浓缩蛋白的研究中，这种效果也很明显。不过研究人员承认，目前尚无足够数量的一致的研究结果允许我们得出关于任何特定类型的乳清的明确结论。
小节4.5： 昆虫蛋白
随着人口的增长，人们对食物供应的关注度也在提高，寻找可持续的蛋白质来源变得越来越重要。一种潜在的候选蛋白质来自昆虫，如小粉虫，它的氨基酸结构类似于大豆。一项针对未经训练的人的研究发现，经过8周的抗阻训练后，补充昆虫蛋白（每天0.8克）的一组和摄入相同热量的对照组之间没有差异。虽然结果没有统计学意义，但两组受试者在此期间都增加了大约2.5千克的肌肉量。鉴于这种潜在食物来源的重要性，运动员应该做好准备，了解更多试图探索这一领域的研究。
小节4.6： 大豆蛋白
大豆蛋白是一种独特的植物蛋白，拥有全面的必需氨基酸，具有很高的总体质量。因此，大豆是素食运动员和那些对乳制品不耐或患有乳糖不耐受的人的理
想选择。大豆还含有一种被称为植物雌激素的化合物，这种化合物在人体中可能表现出类似雌激素的特性。如果此属性导致男性同化激素睾酮水平随后下降，则可能会出现问题。为了调查这一问题，对已发表的研究结果的荟萃分析表明，食用大豆对男性没有激素方面的负面影响。虽然大豆蛋白不具备动物蛋白的整体质量，但一篇文献综述提到，当补充大豆蛋白或动物蛋白时，受试者在力量或肌肉量方面并无差异。
小节4.7： 食品基质
虽然研究常常为了实验控制和实际方便而使用蛋白质补剂，但使用天然健康食品反映了一种更常见的蛋白质摄入方法。研究发现，天然健康食品的合成代谢作用可能与它们单独的成分不同。从理论上讲，天然健康食品基质中除蛋白质外的其他元素可能有助于人体的生化作用。埃利奥特及其同事的一项研究发现，在热量和蛋白质含量相匹配的情况下，饮用全脂牛奶比饮用脱脂牛奶更能激发人体合成蛋白质的反应。同样，食用全蛋比食用相同剂量的蛋清更能增加肌肉蛋白质合成。尽管复杂，但此应用概念的潜在普遍性和积极影响使其成为未来研究的一个重要领域。
第5节 蛋白质和恢复-适应
教练和运动员应了解最佳蛋白质摄入量的背景，因为在建立此参数时会涉及许多因素，更好地了解相关内容将有助于针对运动员制订理想的营养计划。与只将营养素视为被动基质相比，营养效应认为，特定的营养物质来源是生化变化的直接效应物。虽然这个概念并没有得到充分的认可，但实际上运动员通常会用到它。例如，运动员经常补充ω-3脂肪，但不补充饱和脂肪。这两种脂肪每克都含有9千卡热量，但它们对人体生物化学的影响截然不同。在本章中，最相关的营养效应是通过膳食蛋白质摄入直接刺激肌肉蛋白质合成。这种效应主要是由必需氨基酸引起的，更具体地说，是由支链氨基酸引起的，特别是亮氨酸。
为了应用这项研究，一种有用的方法是将肌肉蛋白质合成视为运动员期望的恢复适应反应。尽管它通常与肌肉肥大有关，但应将其视为训练刺激的特异性反应。例如，有氧耐力运动员的肌肉蛋白质合成反应不仅会影响肌肉结构蛋白，还会影响与运动表现相关的有氧酶。请注意，这种效应通常发生在运动刺激之外；在禁食或半禁食状态下摄入蛋白质时就会出现这种情况。这种效应的重要标准似乎是进食导致血液中氨基酸水平的升高，这将提示肌肉合成蛋白质。请注意，这种效应是短暂的。1至2小时后会变得难处理，维持或进一步增加氨基酸水平不会进一步增强肌肉蛋白质合成刺激作用。
虽然这个概念看起来不太寻常，但与其他宏量营养素一样，这种自动存储功能很容易被识别出来。例如，与碳水化合物消耗可以促进其自身作为糖原存储的方式相比，氨基酸的存储方式并不是完全不同的。蛋白质的营养作用导致氨基酸在肌肉中合成，而肌肉组织实际上是人体的氨基酸存储库，或事实上是氨基酸的储存形式。利用这一效应可能会增强运动后的恢复适应能力，这将在本章后面进行探讨。
小节5.1： 蛋白剂量
每日推荐摄入量（daily recommended intake，DRI）给出了旨在消除基于营养不良的疾病的营养建议。在这方面，每日推荐摄入量取得了很大的成功，但消除疾病并不是运动员的目标。考虑到运动员的表现和适应目标，运动员对蛋白质的需求量通常比每日推荐摄入量（0.8克每千克体重）要大得多。运动员还需要其他指导方针来优化表现并适应运动。
在其他情况下，一个人可能需要比当前的建议更多的蛋白质。因此，人们提出了调整后的宏量营养素分配评分(adjusted macronutrient distribution score，AMDR)这一中留示，该指标根据个体的需求提供了营养摄入量占总热量摄入量百分比的范围。对于蛋白质，其宏量营养素分配评分是每日总热量摄入量的10%至35%。较大的范围旨在提供更强的灵活性，同时让运动营养专家可以针对个人需求制订更具体的指导方针。例如，一个消耗更多总热量的运动员可能需要摄入的蛋白质占比会较小。
蛋白质这种营养素非常重要，以至于一些运动营养专家通过首先确定蛋白质摄入量，然后确定其他宏量营养素的需求量来计算宏量营养素的分配情况。与宏量营养素分配评分的应用相一致的是，不同运动员的蛋白质日摄入量也不同。与更传统的根据有氧耐力和力量对运动员进行分类并提供静态建议的方法相比，一种更灵活的方法是以运动员为中心提供具体的营养建议。这样一来，对运动员来说，营养特异性就像训练特异性一样。确定运动员的蛋白质摄入量时需要考虑的一些重要因素如下。
1.训练年限。
2.当前周期训练阶段和目标。
3.食物选择和偏好。
4.总热量摄入量。
例如，经验丰富的运动员可能比不习惯运动的人需要更少的蛋白质。处于高强度运动的高峰期的运动员可能需要比非赛季时摄入更多的蛋白质。由于植物蛋白的质量较低，纯素食运动员可能需要比杂食运动员摄入更多的蛋白质。最后，处于热量限制期的运动员需要消耗更多的蛋白质。这种常见的现象对蛋白质代谢有着深远的影响，因此我们对此进行了更深入的讨论。
小节5.2： 蛋白剂量：急性
外行媒体提供了许多关于每餐蛋白质摄入量的建议，但要深入了解这些建议背后的基本原理很困难。从根本上来说，读者可以运用其营养效应，并了解通常引用的20克上限量不是基于蛋白质的消化或吸收给出的，而是基于肌肉蛋白质合成的最大刺激给出的。更具体地说，20克是引起最大肌肉蛋白质合成刺激所需的最小剂量。超过此剂量不会进一步刺激蛋白质合成，但会逐步增加摄入的蛋白质分解。研究发现，食用全蛋白和乳清蛋白的上限均为20克。
为了进一步提高应用的精度，建议每餐特定体重蛋白质剂量为0.31克每千克体重，以最大限度地刺激肌肉蛋白质合成。这个剂量与1.4克每千克体重的日剂量和AMDR一致。
考虑单餐剂量的另一个因素是蛋白质的吸收速度。那些吸收较慢或在全餐中进食的食物可能不限于20克，因为它们的目的是维持训练诱导的肌肉蛋白质合成，而不是引起血液中氨基酸水平的快速波动。因此，每日蛋白质摄入量有助于确定每顿饭的蛋白质含量。
小节5.3： 蛋白剂量：慢性
慢性或每日蛋白剂量可能是优化运动适应性反应的最重要的因素。在大多数情况下，每天每千克体重摄入1.4至1.7克的蛋白质对运动员来说是比较适合的。考虑到非典型代谢情况，例如热量限制饮食，为了使数据更具灵活性，建议每天每千克体重最多摄入2克蛋白质，这与AMDR参数一致。
第6节 特殊考虑：热量限制饮食
在热量限制饮食期间，会发生全身分解代谢。为了在称重前减少身体脂肪或整体体重，人们通常会有意进行此操作。在这种情况下，包括肌肉蛋白质在内的所有内源性宏量营养素都发生了分解。更具体地说，在热量限制饮食期间，身体会将更多的氨基酸氧化为能量。如果不小心，过多的蛋白质流失会减少肌肉量，影响运动表现。在这段时间内，进行抗阻训练和增加蛋白质摄入量可能有助于减少肌肉蛋白质流失。这种效果已经在经过2周热量限制的抗阻训练运动员身上得到了证实；与每天每千克体重摄入1克蛋白质的人相比，每天每千克体重摄入2.3克蛋白质的人保留了更多的肌肉量。考虑到热量限制对蛋白质代谢的影响，在这种情况下可以增加蛋白质摄入量以满足运动员的特定需求。
第7节 蛋白质摄取时机和频率
营养素摄取时机的重要性最初是通过基于碳水化合物的锻炼后的机会窗口来确定的。正是从这个角度来看待有关蛋白质研究的文献的。一个更有说服力的研究机构和对蛋白质营养效应的更好了解有助于我们更好地理解与蛋白质研究相关的文献，运动后蛋白质摄入没有限制性合成代谢窗口。尽管抗阻训练增加和延长了肌肉蛋白质合成以及营养效应的强度与持续时间，但这种效应至少持续24小时。这并不是说蛋白质摄取时机不重要，而是暗示了机会窗口的作用比预期的要大很多，这为优化方案提供了更多机会。
虽然在运动后阶段并没有像碳水化合物那样明显的影响，但抗阻运动增强了对肌肉蛋白质合成现有的营养刺激。肌肉蛋白质合成的这种提升至少会持续24
小时，这可能为增强营养性肌肉蛋白质合成提供了多种机会，以促进恢复适应。从理论上讲，在一天中饮用多种可被机体快速吸收的蛋白质饮料，运动员可以利用这种营养效应来最大限度地刺激肌肉蛋白质合成。这种模式会暂时提高血液中的氨基酸水平，以产生营养效应，然后使它们减弱，以最大限度地缩短不应期。以这种脉冲方式反复摄取蛋白质可以优化肌肉蛋白质合成。在这一概念的直接支持下，研究表明，在抗阻训练后，与以2餐40克或更高频率的10克剂量摄入等量的乳清蛋白相比，以4餐20克乳清蛋白（每餐间隔约为3小时）进行脉冲进食产生的肌肉蛋白质合成总反应更大。尽管在12小时内摄入80克的剂量无法满足运动员的需求，但这项研究为建立优化方案奠定了基础。
小节7.1： 摄取时机：睡觉前
一个经常被忽视的蛋白质摄取时机是在长时间睡眠诱发的禁食之前不久。请注意，"睡眠是最具合成代谢作用的时间"这一口语化的观点不仅是不正确的，而且与现实完全相反。考虑到在夜间的禁食时间，人体既不能供应氨基酸，也不能提供能量来支持肌肉蛋白质的合成，因此这一观点的错误之处就很清楚了。夜间禁食的结果是，人体会吞食其肌肉组织来获取氨基酸以维持必要的功能。因此，在禁食的情况下，睡眠往往成为运动员的身体最容易分解代谢的时间。本章随后会对该主题进行分析。需要注意的是，并不是睡眠行为，而是禁食导致了分解代谢。每晚消除这种快速保留的肌肉蛋白质，可能会对运动员训练后的恢复适应反应产生叠加效应。
为了支持这一理论，研究人员发现，与无热量安慰剂相比，睡前补充40克酪蛋白可以改善整晚的全身蛋白质合成效果。支这项研究的结果表明，睡前摄入的蛋白质可以被消化和吸收，而且不会影响睡眠本身。继夜间研究之后，又有研究人员进行了一项更有力的为期12周的研究，这项研究让运动员在睡眠前补充酪蛋白（27.5克蛋白质、15克碳水化合物、0.1克脂肪）。与安慰剂组相比，服用蛋白质补剂的运动员的肌肉力量和肌肉的横截面积都有所增加。
虽然酪蛋白是通宵禁食期间的常用蛋白质，但对于某些患有乳糖不耐受的个体，它可能是昂贵的或禁用的。这些人也可以在睡前摄入40克的其他蛋白质，例子如下。
1.7个煮熟的全蛋。
2.5杯（1025毫升）低脂牛奶。
3.5杯（1176毫升）低脂酸奶。
4.两块鸡胸肉（176克）。
第8节 专业应用
在蛋白质和氨基酸于体内发挥的作用中，肌肉蛋白质合成的作用往往是关注的焦点之一，因为它是最受追捧的运动恢复适应反应。如果运动员可以使用膳食蛋白质来优化这种反应，他们可能会比那些不这样做的人拥有竞争优势。为此，我们讨论了关于蛋白质摄入的4个基本要素。
小节8.1： 质量
这一概念基于蛋白质中必需氨基酸的数量及其易被吸收的程度。更高质量的蛋白质包含的氨基酸更容易被人体用于蛋白质合成，这通常以大豆蛋白和动物蛋白为例。
小节8.2： 剂量
每餐摄入的蛋白质剂量被描述为急性剂量。营养学理论认为，营养源可以直接引起生化变化，而不是作为被动的基质。综合这些观点，研究表明，摄入约20克的蛋白质时，快速吸收的蛋白质可以最大限度地刺激肌肉蛋白质合成。这与运动员特异性的概念一致。该剂量可以进一步细化为0.31克每千克体重。与天然食品一起摄入的蛋白质更常见，与单独的补剂相比，其消化和吸收速度更慢。因此，在这种情况下，对每日蛋白质剂量的估计更为实际。考虑到这一点，运动员每天每千克体重的蛋白质摄入量是1.4至1.7克。特殊的代谢情况，如热量限制，会增加运动员对蛋白质的需求，但仍在AMDR范围内。虽然建议的蛋白质摄入量范围很广，似乎太过笼统，但它提供了必要的灵活性，以确保运动员的特异性。这种变化不仅存在于个体之间，而且在每个运动员的训练和比赛周期中也存在。
小节8.3： 摄取时机
对蛋白质摄取时机的最初考虑与运动有关。蛋白质似乎不像摄入碳水化合物那样存在一个短暂的代谢窗口；运动员可以在更长的时间内优化他们的恢复适应反应。蛋白质摄取时机的另一个变化是朝着过夜禁食的分解代谢性质转变，这一度被认为是运动后异常恢复的时期。研究表明，这种想法与现实截然相反。事实证明，睡前摄入消化缓慢的蛋白质（如酪蛋白）可以提高训练成绩。
小节8.4： 频率
利用长时间运动来增加肌肉蛋白质合成，可以通过结合其他关键因素的组合来实现。训练后以脉冲方式策略性地使用20克剂量的可快速吸收的蛋白质，可能会最大限度地刺激肌肉蛋白质合成。
第9节 本章小结
1.蛋白质推荐摄入量的灵活性可以使每个运动员的饮食更具特异性。
2.影响每日蛋白质需求的因素包括训练年限、当前周期训练阶段和目标、食物选择和偏好，以及总热量摄入量。
3.蛋白质摄入可以直接刺激肌肉蛋白质合成，这被称为营养效应。
4.在大多数情况下，参与高强度训练的运动员可以通过每天每千克体重摄入1.4至1.7克蛋白质受益。
5.通宵禁食会导致肌肉分解，但睡前摄入蛋白质可以减轻或逆转这种影响。
第4章 结束
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截图时间：24/9/2024
