小劑量、長時間肌酸補充對體院大學生耐力的影響

徐鋒鵬，鄭海波，尹洪剛

(廣州體育學院，a.科學實驗中心，b.體育教育系，廣東廣州510500)

一般認為肌酸對短時間、大強度、間歇性運動項目有促進作用，對耐力項目的作用目前還沒有定論［1—5］。肌酸補充可以提高肌肉肌酸和磷酸肌酸(PCr)濃度，增加三磷酸腺苷 (ATP)再合成時底物的供應，理論上可以減少對有氧代謝途徑的依賴。然而，在耐力性項目比賽時也需要反復的、短時間、大強度的戰(zhàn)略性沖刺以甩掉競爭對手。因此，肌酸是否真的只適用于快速力量性項目和速度性項目，還是對耐力性項目也有益處，值得進一步探討。

經(jīng)典肌酸補充方案有兩種，一種是常規(guī)服用方法 (沖擊量+維持量法)，另一種是維持量法［6］。相關(guān)研究表明沖擊量服用肌酸的前3天大部分肌酸通過尿液排出體外，一周后幾乎每天補充的所有肌酸均隨尿排出，從而造成浪費［7］。雖然目前肌酸作為一種合法的營養(yǎng)補劑沒有被國際奧林匹克委員會(IOC)所禁止，但長時間、大劑量服用肌酸有可能對身體帶來一定副作用，包括抑制內(nèi)源性肌酸合成、加重肝腎功能負擔等，因此服用肌酸不可超時、超量，而維持量服用方法可以讓機體更好地適應，并減少發(fā)生副作用的概率［8，9］。大多數(shù)研究認為，服用肌酸可以增加體重，對瘦弱的群體有好處，對非抗體重運動項目影響不大，但對抗體重運動項目如跑步、跳躍、游泳、球類項目可能有副作用［10］。研究發(fā)現(xiàn)維持量肌酸補充法 (0.03 g/kg/d)對體重影響不大［11］，這將對上述抗體重運動項目有利。

1 試驗對象和方法

1.1 試驗對象

研究表明服用肌酸后運動可以促進肌酸吸收，增強運動效果，并能減輕副作用，因此本研究選擇體院本科乒乓球?qū)ｍ椖行詫W生12名，平均年齡(20.64±1.5)y，體重 (65.25±1.2)kg。大部分為學院乒乓球隊的學生，平均每天訓練時間大于2 h，同時有其他項目選修課，測試期間運動量基本穩(wěn)定。根據(jù)起始體重和遞增負荷峰值輸出功率(PPO)隨機分為肌酸組和安慰劑組，兩組間起始體重和PPO經(jīng)獨立樣本t檢驗沒有統(tǒng)計學意義 (P＞0.05)。具體結(jié)果見表2。

1.2 功率自行車遞增負荷測試

所有試驗對象在開始試驗之前和試驗結(jié)束后，到廣州體院實驗中心進行人體基本資料測量，包括身高和體重，并用MONARK ERGOMEDIC 839E功率自行車進行遞增負荷耐力測試。測試方法如下:打開電腦，功率自行車接通電源，連接電腦，測試之前先以20 W的負荷自由蹬踩自行車，持續(xù)1～2 min作為準備活動，然后調(diào)整座椅高度使之符合自身腿長。運動方案參考 Kendall等研究使用MONARK 939E分析軟件 (版本3.0120)定制［12］，起始負荷為20 W，選擇坡度遞增方案，1 W/3 s(20 W/min)，轉(zhuǎn)速為 (70±10)RPM，測試人員設(shè)定好相關(guān)參數(shù)后，點“開始”按鈕，即開始計時，同時負荷開始遞增，當受試者轉(zhuǎn)速不在 (70±10RPM)之間時，測試人員在旁邊給予提醒，并不斷用語言鼓勵受試者堅持蹬踏自行車，直到受試者轉(zhuǎn)速不能保持在60～80RPM，持續(xù)5 s，或力竭為止，測試人員按下“停止”按鈕，測試結(jié)束，記錄持續(xù)至力竭時間 (TTE)和PPO。

表1 兩組實驗前后身高、體重對比

1.3 肌酸補充方法

試驗對象分組之后，肌酸組進行為期28 d、2.5 g/d的肌酸服用，一水肌酸膠囊來自美國某營養(yǎng)公司 (每2粒含一水肌酸2.5 g)，受試者每天服用2粒，礦泉水送服，均在每天下午訓練結(jié)束后30 min內(nèi)服用。安慰劑組則服用外觀和顏色均相同的葡萄糖膠囊 (國產(chǎn))。試驗設(shè)計采用隨機雙盲設(shè)計，測試人員和受試者均不知道屬于哪個組，服用配合率大于80%。期間肌酸組有1人因個人原因 (自身原有傷病，擔心肌酸有副作用)退出試驗，因此肌酸組人數(shù)減為5人。測試期間所有受訓者正常訓練和上課。

1.4 統(tǒng)計方法

2 試驗結(jié)果

2.1 小劑量肌酸補充對體重的影響

實驗表明，小劑量服用肌酸28 d對體重影響比較小，各組前后及橫向比較差異均沒有顯著性(見表1)。安慰劑組體重反而有所下降，可能與天氣轉(zhuǎn)暖，所穿衣服減少有關(guān)。試驗期間各組均未出現(xiàn)明顯副作用報告。

2.2 小劑量肌酸服用對耐力的影響

肌酸組在小劑量服用肌酸28 d后PPO和服用前相比明顯增加，并具有顯著性差異 (P＜0.05)。其他各組差異并不明顯。各組TTE變化不明顯 (見表2)。

3 分析討論

3.1 小劑量、長時間肌酸補充對體重的影響

關(guān)于肌酸補充方法，以往主要使用常規(guī)沖擊量法，目的是快速提高肌肉中肌酸以及PCr濃度，以發(fā)揮促進ATP合成的作用。一般認為短期沖擊量肌酸補充可以增加體重0.7～1.6 kg，長期10～140 d補充肌酸使體重和瘦體重增加0.8～5 kg［10］。體重的額外增加導致運動時消耗過多能量，對抗體重性活動不利，如跑步、跳躍、球類等項目。但近年來研究小劑量 (維持量)、長時間肌酸補充對體重影響不明顯，從而更容易發(fā)揮促力效果。Rawson等給20個健康人服用肌酸 (0.03 g/kg/d，6 wk)，根據(jù)體重肌酸服用量大約為每人2.3 g/d，肌酸組總服用劑量為96.6 g/人，肌酸組血漿肌酸濃度和股四頭肌多組間歇等動收縮抗疲勞能力明顯提高，但體重變化卻不明顯［11］。Kendall等給42個健康活動大學生服用肌酸 (10 g/d，6 wk)結(jié)合高強度間歇訓練 (HIIT)，每周訓練5 d，只在訓練日服用肌酸，總肌酸服用量為300 g/人，肌酸組臨界功率值 (CP)顯著增加，同樣體重無明顯變化［12］。我們的研究和Rawson等的研究結(jié)果相似，雖然這些研究都沒用抗體重性活動作為觀察指標，并且結(jié)果數(shù)據(jù)主要來自于實驗室，但相信體重相對不變和肌肉工作能力的提高會對抗體重性活動有益。

常規(guī)沖擊量肌酸補充引起體重增加分為兩個階段。一般認為短期 (沖擊期，1wk左右)體重的增加主要是水潴留，繼續(xù)維持量服用則可以刺激合成、肌纖維肥大，引起瘦體重增加［10］。如果一直用維持量長時間補充，則可能促進機體比較容易適應，而使水潴留不明顯，另外由于長時間肌酸補充結(jié)合運動訓練可以刺激肌肉蛋白合成，這不可避免使瘦體重增加，我們沒有進一步進行身體成分分析以及瘦體重測量，但總體重為何沒有發(fā)生變化?推測可能是由于運動引起脂肪成分減少，詳細機制還需要進一步研究。

3.2 小劑量、長時間肌酸補充對耐力的影響

外源性肌酸補充肌酸的經(jīng)典作用是提高肌肉肌酸含量，有利于PCr和ATP的合成，可以提高大強度、短時間、重復性運動的運動能力和力量，如短跑、投擲以及重競技類項目。近年來研究發(fā)現(xiàn)肌酸對耐力項目也有作用［13］。有人提出肌酸補充可以引起有氧運動時底物利用的改變，因此有可能增加穩(wěn)定狀態(tài)下的耐力能力。Chwalbinska- Monteta等研究發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀男性劃船運動員在經(jīng)過5 d、20 g/d的沖擊期單水肌酸補充后，其低強度運動時血乳酸堆積顯著減少，同時乳酸域 (LT)增加［14］。Kendall等研究表明小劑量肌酸補充 (10 g/d，30 d)結(jié)合HIIT可以提高業(yè)余活動大學生的臨界功率值 (CP)，而CP可以反映有氧耐力［12］。通氣無氧閾 (VT)是另一個可以反映有氧耐力的有用指標，Graef等研究表明肌酸補充 (5 g/d，6 wk，5 d/wk，只在訓練日服用)結(jié)合HIIT可以提高大學男生的VT值，試驗前后差別顯著，而安慰劑組和對照組差別均沒有顯著性［15］。Malin等報道肌酸補充(飲水補充，2.55 g/L，28 d)結(jié)合運動訓練可以提高Sprague Dawley(SD)大鼠遞增負荷跑臺運動至力竭的距離，大鼠運動方案為7%負重、15%坡度和10 m/s的初始速度情況下按1 m/2 min的幅度遞增運動強度，直到力竭，記錄跑步距離，運動頻度采用2 d訓練/1 d休息/2 d訓練/2 d休息進行循環(huán)。由于每次均為力竭運動，對照組實際跑步距離呈逐漸下降趨勢，而肌酸組跑步距離在第6個訓練日與對照組有顯著差別，并一直持續(xù)到實驗結(jié)束，即第16個訓練日，說明肌酸補充對耐力的促進作用［16］。Yildiz等也報道給Wistar大鼠補充肌酸(1 g/kg和2 g/kg，灌胃，12wk)結(jié)合游泳運動可以提高大鼠游泳運動時間，并增加骨骼肌肌纖維數(shù)量和引起肌纖維肥大，但對體重變化沒有影響(和對照組相比)［17］。Hickner等研究了小劑量肌酸補充 (3 g/d，28 d)對專業(yè)自行車運動員安靜狀態(tài)骨骼肌代謝和2 h室內(nèi)功率自行車耐力運動(60%VO2max)能力的影響，其耐力運動方案包含模擬實戰(zhàn)狀態(tài)下為甩掉競爭對手而采用每隔15 min穿插1次的戰(zhàn)略性沖刺 (包括3次以110%VO2max的強度持續(xù)10 s，中間間歇1 min的低強度運動——65%VO2max，在2 h期間共進行8次)，因此屬于混合型運動方案 (有氧代謝和無氧代謝都有)［18］。該研究還測試了骨骼肌肌酸含量，結(jié)果表明肌酸補充使骨骼肌肌酸含量提高 (24.5±10.0)%，骨骼肌PCr含量提高 (38.4±23.9)%，同時該方案還提高了安靜狀態(tài)下及運動后肌糖原含量 (P＜0.05，和安慰劑組相比)以及降低2 h自行車運動末的耗氧量，說明肌酸補充有利于糖原的積累和促進能量節(jié)省化，但肌酸組對耐力運動末最后一次的戰(zhàn)略性沖刺 (時間和總功)和安慰劑組相比并沒有進一步提高，提示肌酸補充對自行車耐力運動末的戰(zhàn)略性沖刺能力 (無氧代謝)沒有影響。我們的結(jié)果和前人的研究相似，28 d小劑量肌酸補充對體院男性運動員PPO有顯著促進作用，我們認為PPO作為物理指標，與運動訓練實踐結(jié)合更緊密，更能反映運動員的耐力水平。

關(guān)于肌酸對耐力的研究也有陰性報道，可能與所選指標有關(guān)。Graef等以及Hickner等均報道肌酸補充對最大攝氧量 (VO2max)沒有影響［15，18］。

關(guān)于小劑量、長時間肌酸補充對耐力促進作用的機制，目前認為可能有如下幾種:①肌肉中肌酸和PCr濃度增加。雖然我們沒有進行血液或肌肉肌酸濃度測試，但根據(jù)前人研究相似方案外源性肌酸補充可以提高體內(nèi)肌酸和PCr儲存，加速恢復期PCr再合成，降低運動時肌肉內(nèi) ADP和磷酸根(Pi)的濃度，而后兩者是糖原無氧酵解的激活劑，從而減少對無氧糖酵解的依賴，促進有氧代謝。②肌酸具有H+緩沖劑作用，從而延緩乳酸堆積和酸中毒。酸中毒可以通過干擾Na+/K+泵而影響神經(jīng)信號傳導、影響肌肉代謝以及干擾肌肉蛋白收縮功能進而影響肌肉功能，從而引起運動疲勞。③肌酸補充結(jié)合運動訓練可以減少運動中乳酸產(chǎn)生、節(jié)約糖原利用［19，20］、促進運動后糖原恢復、提高安靜肌糖原含量［18］。④肌酸補充可以增強有氧代謝酶的活性。Brannon等研究表明和安靜肌酸組相比，肌酸結(jié)合訓練組大鼠有氧代謝酶如檸檬酸合成酶以及線粒體活性和耐力能力顯著提高［21］。⑤肌酸補充可以保護線粒體膜的穩(wěn)定性，保證線粒體膜生物功能的正常發(fā)揮。線粒體膜脂質(zhì)過氧化物水平反映線粒體膜穩(wěn)定性，運動可以通過產(chǎn)生自由基等因素造成對線粒體膜的損傷，引起脂質(zhì)過氧化物水平升高，影響線粒體膜的穩(wěn)定和正常生物功能的發(fā)揮。補充肌酸還可以抑制游泳運動引起的線粒體礦物質(zhì)如鉀、鈣等的降低，也對線粒體膜具有一定保護作用。

4 結(jié)論

小劑量、長時間肌酸補充可以提高體院大學生耐力水平，而對體重沒有明顯影響，可以適用于抗體重性耐力項目提高運動成績。

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