急性抗阻運動及不同比例糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)對男子力量項目運動員尿雄激素代謝的影響

文安王啟榮方子龍邵晶陳成亮周鈺杰

1 上海體育學(xué)院研究生部（上海 200438）

2 國家體育總局運動醫(yī)學(xué)研究所，國家體育總局運動營養(yǎng)重點實驗室

3 西安工業(yè)大學(xué)體育學(xué)院 4 北京體育大學(xué)研究生院

急性抗阻運動及不同比例糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)對男子力量項目運動員尿雄激素代謝的影響

文安1，2，3王啟榮2方子龍2邵晶2陳成亮4周鈺杰4

1 上海體育學(xué)院研究生部（上海 200438）

2 國家體育總局運動醫(yī)學(xué)研究所，國家體育總局運動營養(yǎng)重點實驗室

3 西安工業(yè)大學(xué)體育學(xué)院 4 北京體育大學(xué)研究生院

目的：觀察急性抗阻運動及不同比例糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)對男子力量項目運動員尿雄激素變化的影響。方法：18名男子力量項目（拳擊、健美）運動員，分為糖加高蛋白補充組（HP組，糖和蛋白比例為3:1）、糖加低蛋白補充組（LP組，糖和蛋白補充比例為6：1）及純糖補充對照組（C組），所有受試者進行相同的抗阻運動，先進行4組70%1RM深蹲動作，每組8次，組間休息60 s，第4組完成后休息90 s；隨后完成4組50%1RM深蹲動作，第1、2組重復(fù)8次，后兩組重復(fù)至不能完成動作為止，組間休息60 s，第4組完成后休息150 s；接下來完成4組70%1RM臥推動作，組間休息60 s，第4組完成后休息90 s；最后完成4組50%1RM臥推動作，第1、2組重復(fù)8次，后兩組重復(fù)至不能完成動作為止，組間休息60 s。采用氣相質(zhì)譜色譜儀（GC-MS）測定運動前、運動后即刻及次日晨尿雄激素。結(jié)果：急性運動后即刻各組尿本膽烷醇酮及雄酮比運動前顯著升高（P<0.05），組間無差異。運動后次日晨，HP組和LP組尿5α-雄烷二醇和5β-雄烷二醇比運動前顯著升高 （P<0.05），組間比較HP組5α-雄烷二醇和5β-雄烷二醇顯著高于LP、C組（P<0.05）。結(jié)論：急性抗阻運動及糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)能加速男子力量項目運動員性腺雄激素和腎上腺雄激素轉(zhuǎn)化和代謝，促進睪酮向雙氫睪酮轉(zhuǎn)化，有利于脂肪分解和糖酵解，促進機體運動后疲勞恢復(fù)。

糖；蛋白質(zhì)；雄激素；抗阻運動

糖和蛋白質(zhì)營養(yǎng)干預(yù)是重要的運動疲勞營養(yǎng)恢復(fù)手段?？棺柽\動前補充糖和蛋白質(zhì)有助于維持肌糖元貯存［1］，促進運動后骨骼肌肌纖維蛋白質(zhì)合成［2］；運動中補充糖和蛋白質(zhì)能緩解高強度抗阻運動對肌肉的損害［3］；運動后補充糖和蛋白質(zhì)能促進氨基酸動力學(xué)改變，提高凈蛋白質(zhì)平衡，促進肌糖原再合成最大化。總之，糖和蛋白質(zhì)營養(yǎng)干預(yù)能有效強化抗阻運動訓(xùn)練的生理適應(yīng)［4，5，6］。

目前對糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)功效的評價方法，主要集中在肌肉組織活檢和血液指標方面，主要包括對測定示蹤物濃度、血液各種同化激素濃度及骨骼肌肌原纖維蛋白質(zhì)同化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)物——雷帕霉素靶蛋白（mTOR）活化水平［7］等。這些方法準確、直觀，但有一定損傷，實際應(yīng)用中有局限性。已有研究顯示，急性抗阻運動引起尿雄激素濃度變化，這一變化與運動負荷量、強度有關(guān)，與肌肉收縮方式無關(guān)［8，9，10］，但未見與營養(yǎng)干預(yù)有關(guān)的報道。本研究采用糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)，觀察一次急性抗阻運動后被試者尿雄激素變化，探討糖和蛋白營養(yǎng)對急性抗阻運動應(yīng)激的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象與分組

男子力量項目（拳擊、健美）運動員18名（來自北京體育大學(xué)競技體育學(xué)院），根據(jù)預(yù)先測試的1RM深蹲/瘦體重（kg·kg-1瘦體重），隨機分為3組：純糖補充對照組（C組）、糖加高蛋白補充組（HP組）和糖加低蛋白補充組（LP組），每組6人。所有被試入選前進行體格檢測，均無各種內(nèi)臟疾病，肝腎功能正常，無不良嗜好，不吸煙飲酒，不喝咖啡，不補充任何其他營養(yǎng)補劑。所有被試均簽署知情同意書。測試日（包括1RM測試）前一天不進行劇烈身體活動，測試后到第二日清晨采集生物樣品之前，不進行任何劇烈體力活動。被試基本情況見表1。

表1 被試者基本情況

1.2 實驗方法

1.2.1 運動能力測試

共進行4次測試，第一次為深蹲、臥推最大力量（1RM）測試［11］，3次抗阻運動測試每隔一周進行一次，每次安排每組2名共6名被試者。測試時間為8:00～9:00AM。

抗阻運動方案為：深蹲70%1RM，4組，每組重復(fù)8次，組間休息60 s，第4組完成后休息90 s；隨后進行4組50%1RM深蹲練習(xí)，第1、2組每組重復(fù)8次，3、4組重復(fù)至不能完成為止。組間休息60 s，第4組完成后休息150 s；接下來進行4組70%1RM臥推練習(xí)，組間休息60 s，第4組完成后休息90 s；最后完成4組50%1RM臥推練習(xí)，第1、2組重復(fù)8次，第3、4組重復(fù)至不能完成為止。組間休息60 s，總的運動時間為30min［11］?？棺柽\動測試在北京體育大學(xué)舉重訓(xùn)練館完成。

1.2.2 營養(yǎng)干預(yù)方法

營養(yǎng)干預(yù)為低聚糖加乳清蛋白粉。HP組補充糖和蛋白粉比例為3:1；LP組糖和蛋白粉比例為6:1；C組采用純糖干預(yù)。運動飲料按照上述比例用純凈水配置并補充，其中CHO濃度為8%。分別在運動前、中、后補充三次，補充量為6、3和6 ml·kg-1體重（總量為15ml·kg-1體重）。

1.3 取樣和檢測方法

分別取運動前、運動后即刻、運動后1 min和運動后3min指血20μl，溶于40μl破膜液中，采用金泉YSI1500便攜式乳酸儀測定血乳酸。

分別取運動前（安靜基礎(chǔ)值）、運動后即刻和運動后次日晨空腹尿40+m l，使用興奮劑檢測專用白色加蓋塑料瓶收集。樣品分裝在5m l樣品凍存管內(nèi)，每個樣品分裝8份，-20℃冰箱冷凍儲存?zhèn)溆谩?/p>

采用Shimadzu QP2010氣質(zhì)聯(lián)用儀測定尿液雄性激素代謝物，測試指標為雄酮（And）、本膽烷醇酮（Etio）、5α-雄烷二醇（5α-diol）、5β-雄烷二醇（5βdiol）、表睪酮（ET）和睪酮（T）。

尿液前處理流程：第一步，酶解。取解凍尿液2 ml加入帶蓋玻璃試管內(nèi)，加入1 ml pH7.0磷酸鹽緩沖溶液，50μl葡萄糖醛酸酶和加入1μg/ml甲睪（MT）50μl，37℃混懸搖晃過夜。第二步，液液萃取。加入叔丁基甲醚（TBME）4ml和0.5 ml pH9.6 NaHCO3/K2CO3緩沖液0.5 ml，搖床20 min，3000 r/min，室溫離心5 min，-75℃冷凍15分鐘，有機相倒入另一試管內(nèi)，70℃高純氮氣吹干。第三步，衍生化。加入1000∶1∶1的衍生化試劑MSTFA∶NH4I∶DTE（二硫代赤蘚醇）50 μl。反應(yīng)液體移入色譜芯中，烘箱加熱70℃，進行40分鐘衍生化反應(yīng)。

分析條件：色譜柱：毛細管氣相色譜柱HP-1，17 m×0.25mm×0.11μm，載氣為氦氣，流速控制模式為壓力控制，壓力為95.2 kPa，總流速為29.0 ml/min，柱流速是1.63ml/min。進樣口溫度為250℃，進樣方式為分流式，分流比15∶1；質(zhì)譜檢測器接口溫度為280℃；柱升溫程序為起始溫度180℃，以3.3℃/min升溫至250℃，恒定5min，再以20℃/min升至310℃。

質(zhì)譜條件：離子源溫度200℃，檢測器電壓為相對調(diào)諧方式，閾值為1000，電子轟擊能量為70 eV。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）為島津QP2010。自動進樣器（AOC）為AOC-20i，每次進樣量為1μl。

采用SUNTO團隊心率表測定運動前、運動后即刻、運動后1min和運動后3 min心率。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用重復(fù)測量設(shè)計方差分析進行檢驗?？傮w差異明顯時，Post Hoc Test采用LSD檢驗不同時間點的差異性［12］；相同時間點組間差異性比較采用單因素方差分析（ANOVA）。顯著性差異為P<0.05，非常顯著性差異為P<0.01。所有統(tǒng)計分析采用SPSS 17.0軟件包進行，測試結(jié)果以平均值±標準誤±SEM.）描述。

2 結(jié)果

2.1 血乳酸（表2）

各組運動后即刻血乳酸較運動前升高 （P< 0.01），運動后3min較運動后即刻下降（P<0.05），但仍顯著高于運動前基礎(chǔ)值。組間比較無差異。

表2 急性抗阻運動前后及恢復(fù)期血乳酸變化（mmol·L-1）

2.2 心率（表3）

各組運動后即刻心率較運動前升高（P<0.01），運動后1 min較運動后即刻下降（P<0.05），運動后3 min較運動后1min下降（P<0.05），但仍顯著高于運動前基礎(chǔ)值。組間比較無差異。

表3 急性抗阻運動前后及恢復(fù)期心率變化（beat·m in-1）

2.3 尿雄激素（表4）

表4顯示了急性抗阻運動及糖和乳清蛋白營養(yǎng)干預(yù)下各組尿中雄激素代謝物不同的變化趨勢。

HP組運動后即刻And、Etio顯著升高，5α-diol、5β-diol、ET和T無顯著性變化，運動后次日晨And、E-tio、5α-diol、5β-diol、T顯著升高 （P<0.01，P< 0.05），ET呈升高趨勢但無顯著性差異。LP組運動后即刻And、Etio和5β-diol顯著升高（P<0.05），運動后次日晨除5α-diol升高外（P<0.05）外，其它雄激素水平下降，ET和T運動前后無顯著變化。C組運動后即刻And、Etio顯著升高（P<0.05），其余無顯著變化，運動后次日晨And、Etio、5α-diol、ET和T顯著升高（P<0.01），其余無變化。組間比較，HP組運動后次日晨5α-diol、5β-diol顯著高于LP組和C組。

表4 急性抗阻運動前后及恢復(fù)期尿雄激素水平變化（ng·m l-1）

3 討論

3.1 血乳酸和心率的變化

運動后即刻各組血乳酸值均達到10mmol·L-1左右，表明此次運動負荷超過了乳酸閾，抗阻運動主要由糖酵解供能。此次抗阻運動設(shè)計主要為大肌肉群參與收縮，在該負荷下骨骼肌產(chǎn)生大量血乳酸，因組間間歇時間較短，血乳酸清除減慢，導(dǎo)致乳酸堆積持續(xù)在較高數(shù)值。另外，乳酸也是骨骼肌線粒體所能利用的重要能源物質(zhì)［13］，運動后恢復(fù)期3 min測量乳酸明顯下降，表明所有被試者骨骼肌線粒體功能良好，機體利用和清除乳酸能力良好。各個時間點上各組間比較均無顯著性差異，表明不同營養(yǎng)干預(yù)配方對血乳酸應(yīng)答變化無影響。心率一般用于監(jiān)測和評價間歇時間長短的合理性，當最大心率達到87%～93%時為無氧運動狀態(tài)，本次研究中運動后即刻各組被試心率達到無氧訓(xùn)練強度。各個時間點上各組間比較均無顯著性差異，表明不同營養(yǎng)干預(yù)方法對心率變化無明顯影響。

3.2 尿雄激素代謝物變化

本次研究中各組運動前、后即刻尿中主要雄激素代謝物And和Etio均表現(xiàn)出升高變化，產(chǎn)生這一變化的主要原因除營養(yǎng)干預(yù)外主要來自抗阻運動的效應(yīng)。一般認為持續(xù)大強度訓(xùn)練后尿雄激素代謝物會升高，本次抗阻運動雖然時間較短，但由于抗阻計劃中各組間間歇時間較短，被試機體表現(xiàn)為力竭反應(yīng)（不能完成定量負荷），可以視為持續(xù)大強度訓(xùn)練。有兩種假設(shè)可以解釋這一結(jié)果：①大強度運動誘導(dǎo)促腎上腺皮質(zhì)素（ACTH）分泌增加［14］，ACTH刺激腎上腺雄激素分泌增加［15］，后者的主要代謝物尿And和Etio濃度升高。②劇烈運動導(dǎo)致骨骼肌內(nèi)T利用率下降，體內(nèi)代謝清除增加，其主要代謝物尿And和Etio濃度升高。

5α-雄烷二醇（5α-diol），5β-雄烷二醇（5β-diol）是血清T經(jīng)5α-還原酶和5β-還原酶催化下轉(zhuǎn)化為雙氫睪酮（DHT）后DHT的兩個主要代謝物。這兩個代謝物變化主要源于T的代謝過程的變化。導(dǎo)致5αdiol、5β-diol變化延遲即運動后次日晨出現(xiàn)顯著變化的主要原因是：由T代謝到5α-diol、5β-diol至少需要三步代謝過程，分別為5α-還原酶作用和Ⅰ相代謝反應(yīng)、Ⅱ相代謝反應(yīng)，所以5α-diol、5β-diol濃度變化所需時間較長，運動后次日晨表現(xiàn)出顯著的濃度變化。

本次急性實驗結(jié)果顯示運動后次日晨HP、LP組表現(xiàn)出5α-diol、5β-diol濃度顯著高于基礎(chǔ)值，提示抗阻運動結(jié)合糖和蛋白干預(yù)方式能促進肝內(nèi)5α-還原酶的活性，促進機體內(nèi)睪酮向DHT轉(zhuǎn)化。另外運動后次日晨HP組5α-diol濃度高于LP組，提示糖加高比例蛋白質(zhì)在促進5α-還原酶的活性方面優(yōu)于糖加低比例蛋白質(zhì)。DHT作為體內(nèi)與雄激素結(jié)合球蛋白（HSBG）結(jié)合力最強的雄激素，體內(nèi)含量增高有利于機體運動能力的恢復(fù)。DHT通過對脂肪組織代謝的影響來促進運動疲勞度的恢復(fù)。雖然人類骨骼肌中缺少5α-還原酶，但廣泛存在于皮下組織及皮膚、前列腺等其他內(nèi)臟器官，DHT能通過多種渠道促進脂肪組織代謝，促進糖酵解、脂類分解［16，17］。DHT通過雄激素受體來抑制間充質(zhì)細胞分化和前體脂肪細胞分化，但不影響間充質(zhì)細胞增殖［18］。一項為期一年的縱向跟蹤研究發(fā)現(xiàn)：運動訓(xùn)練導(dǎo)致DHT受體含量升高，而血清睪酮值沒有顯著變化［19］，另外一項研究發(fā)現(xiàn)橄欖球運動員補充肌酸三周，血清DHT濃度升高，同樣血清睪酮濃度未發(fā)生變化［20］，這或許可以解釋為長期運動訓(xùn)練促進機體睪酮向DHT轉(zhuǎn)化率升高，表現(xiàn)為機體對運動訓(xùn)練負荷的良性適應(yīng)。由于此次僅觀察運動后恢復(fù)期次日晨尿液雄激素的變化，尿液采集的時間點較少，如果能再持續(xù)觀察36～72 h后5α-diol、5β-diol的變化就能進一步完整發(fā)現(xiàn)這對DHT的代謝物在抗阻運動及糖和蛋白干預(yù)后的變化趨勢。

尿中睪酮和表睪酮為經(jīng)腎臟直接清除的雄性激素，尿液中含量很低，兩者雖為同分異構(gòu)體，但代謝途徑各自獨立，幾乎完全不同，表睪酮表現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性。C組表現(xiàn)出升高的主要原因可能是這種干預(yù)方式對機體在抗阻運動中對雄激素的利用率無明顯影響，運動導(dǎo)致代謝清除增加。

綜上所述，抗阻運動及不同比例蛋白質(zhì)營養(yǎng)干預(yù)可以影響體內(nèi)雄激素的代謝過程，但由于本次研究各組被試數(shù)量較少，要進一步發(fā)現(xiàn)抗阻運動及糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)對雄激素代謝過程的影響，還需進一步大樣本量的實驗研究。

4 總結(jié)

急性抗阻運動及糖和蛋白營養(yǎng)干預(yù)能改變體內(nèi)雄激素的代謝特征，加速男性力量項目運動員性腺雄激素和腎上腺雄激素的轉(zhuǎn)化和代謝。抗阻運動及糖加蛋白能夠促進男性力量項目運動員體內(nèi)睪酮向雙氫睪酮轉(zhuǎn)化，從而有利于脂肪分解和糖酵解，有利于提高機體運動能力和促進運動后疲勞的恢復(fù)。

致謝：中國反興奮劑中心楊樹民研究員在尿液樣品前處理及氣相色譜、質(zhì)譜條件設(shè)定等方面提供了幫助。

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Influence of Single-bout Resistance Training and Carbohydrate-Protein Supp lementation on Urine Androgen M etabolism of M ale Boxers and Bodybuilders

Wen An1，2，3，Wang Qirong2，F(xiàn)ang Zilong2，Shao Jing2，Chen Chengliang4，Zhou Yujie4
1 Shanghai University of Sport，Shanghai，China 200438
2 National Institute of Sports Medicine，Beijing，China 100029
3 Xi'an Technological University，Xi'an，China 710032
4 Beijing Sport University，Beijing，China 100084

Wang Qirong，Email：qirongw@163.com

ObjectiveTo investigate the effects of carbohydrate-protein supplementations with different ratios on the body recovery process after acute resistance training and urine androgen metabolism of male boxers and bodybuilders.MethodsEighteen male boxers and bodybuilders were supplied with high-protein and low-carbohydrate（group HP，carbohydrate:protein=3:1），low-protein and high-carbohydrate（group LP，carbohydrate:protein=6:1）and carbohydrate only（group C）.All subjects completed4 sets of 8-repetition squats at 70%of 1-RM with 60-second interval.There was 150-second interval after the fourth set.The last two sets were carried out until the subjects were exhausted.Then，4 sets of bench press at 70%of 1-RM were followed with 60-second interval，and 90-second interval after the last set.Again，4 sets of bench press at 50%of 1-RM were followed until the actions of the last two sets could not be repeated.Gas chromatographymass spectrometry（GC-MS）was used to observe urine androgen before exercise，and immediately and in the nextmorning after exercise.ResultsEtiocholanalone and androsterone in each group increased significantly（P<0.05）immediately after acute resistance exercise,but there was no difference among the 3 groups.5α-androstanediol and 5β-androstanediol increased significantly（P<0.05）in groups HP and LP in the nextmorning after acute resistance exercise，and they were significantly higher in group HP than that in groups LP and C（P<0.05）.ConclusionsCarbohydrate-protein supplementation during acute resistance training can accelerate the transformation and metabolism of gonad androgen and adrenal androgen，promote testosterone transforming to dihydrotestosterone,and thus benefit the recovery process after acute resistance exercise.

carbohydrate，protein，androgens，resistance training

2012.08.10

國家體育總局科研課題（10B016）

王啟榮，Email：qirongw@163.com