支鏈氨基酸飲料對體操運動員運動能力的影響研究

藍曉萍（江蘇第二師范學院體育學院 江蘇南京 210007）

體操項目一直都是我國的優(yōu)勢體育項目，在諸多國際賽事中取得了優(yōu)異的成績。體操作為一項技術(shù)性極強的競技運動項目，具有動作難度大、動作技術(shù)轉(zhuǎn)化形式多樣等特點，其對體操運動員身體控制能力及技術(shù)水平的要求極高。體操運動員必須進行大量的日常訓練，通過艱苦付出與積極拼搏才能在比賽中獲得佳績。在運動訓練過程中，支鏈氨基酸是重要且有效的一種運動營養(yǎng)補劑，其在延遲中樞神經(jīng)疲勞、促進肌糖原合成、改善運動能力等方面有著卓越成效。對于體操運動員而言，科學、慎重地選用運動營養(yǎng)補劑，對于提升身體狀態(tài)有積極作用。該文從支鏈氨基酸的生物學作用出發(fā)，結(jié)合體操運動特點、運動性疲勞發(fā)生機制，詳細分析支鏈氨基酸飲料對體操運動員運動能力的影響，旨在為體操運動員科學合理運用運動營養(yǎng)補劑提供參考。

一、支鏈氨基酸的生物學作用

支鏈氨基酸是蛋白質(zhì)中3 種常見必需氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸）的總稱，其無法由人體自主合成，只能從食物蛋白中獲取。臨床醫(yī)學關(guān)于支鏈氨基酸的研究覆蓋肝損傷、膠原代謝、肝性腦病、心肌缺血損傷等領(lǐng)域，運動醫(yī)學研究領(lǐng)域則主要探究其對骨骼肌細胞、血激素、血清酶、能源物質(zhì)代謝、蛋白質(zhì)合成、骨骼肌線粒體等生理指標的影響，以及運動前后補充支鏈氨基酸對動物、人體運動能力的影響。盡管支鏈氨基酸作為人體必需氨基酸具有廣泛的生物學作用，但當前科研領(lǐng)域最為關(guān)心的仍是其營養(yǎng)促力作用。

支鏈氨基酸是在肝外（特別是骨骼?。┭趸┠艿谋匦璋被?，是唯一一類不限于肝內(nèi)降解的氨基酸。肌肉中支鏈氨基酸代謝限速酶（支鏈α-酮酸脫氫酶復合物）有較強的活性，其能提高肌肉對支鏈氨基酸的利用效率。支鏈氨基酸還可以作為糖異生底物、能量底物發(fā)揮作用，并能調(diào)節(jié)肌肉蛋白代謝。支鏈氨基酸曾被認為是人體的第三燃料，分解供能僅次于碳水化合物和脂肪。相關(guān)研究顯示，運動過程中碳水化合物、脂肪氧化增加了10～20 倍，而支鏈氨基酸氧化僅增加了2～3 倍，可見氨基酸并非運動過程中的主要供能體系。但是支鏈氨基酸在運動中的分解供能作用仍不容忽視，尤其是長時間的耐力運動，會使肌肉中的支鏈氨基酸氧化明顯升高，進而參與供能。支鏈氨基酸在蛋白質(zhì)合成中發(fā)揮著重要作用。支鏈氨基酸中的亮氨酸是合成谷氨酰胺的底物，通過亮氨酸合成的谷氨酰胺可以促進蛋白質(zhì)合成。研究指出，亮氨酸在被人體攝入后會進入肌細胞轉(zhuǎn)化成酮異己酸，而亮氨酸及酮異己酸被認為是蛋白質(zhì)合成調(diào)節(jié)信號。多項研究顯示，補充支鏈氨基酸可降低血乳酸含量，減少骨骼肌中乳酸堆積，起到抗疲勞作用。支鏈氨基酸還可防止游離色氨酸濃度升高，從而對抗游離色氨酸升高引起的神經(jīng)元中神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺表達升高，進而緩解5-羥色胺介導的中樞疲勞。

二、體操運動特點及運動性疲勞產(chǎn)生機制

1.體操運動的特點

體操是競技運動項目之一，是所有體操項目的總稱，包括競技體操、藝術(shù)體操、競技健美操、技巧運動、蹦床等項目。體操運動要求運動員徒手或在規(guī)定器械上完成協(xié)調(diào)、復雜的各種動作（如單杠、吊環(huán)等），再根據(jù)動作分值、動作難度、動作編排及完成度等情況進行評分，以綜合得分記錄最終成績。體操運動的動作難度極大，技術(shù)動作復雜，有一定的驚險性。體操動作編排既有靜力性動作，又有動力性動作，多數(shù)復雜的技術(shù)動作都要求運動員做到極限的身體扭轉(zhuǎn)、屈伸、跳躍，對運動員的身體柔韌性、耐力及爆發(fā)力均有很高的要求。在短短幾分鐘的體操比賽中，運動員也會消耗大量能量，極易出現(xiàn)運動性疲勞。體操運動員要在比賽中取勝，離不開日常訓練的積累，日常高負荷的訓練和高強度的比賽，使得體操運動成為一項高強度的體育項目。為此，體操運動員不僅需要科學、合理地安排每日膳食，保證營養(yǎng)攝入全面，還需攝入一些具有特殊功效的運動營養(yǎng)補劑進行針對性的補充，進而為保持體能水平、提升競技表現(xiàn)提供有力保障。

2.體操運動員的運動性疲勞產(chǎn)生機制

運動性疲勞，是指由運動訓練引起的機體機能水平下降或運動能力下降，而無法繼續(xù)維持一定的運動強度，但軀體經(jīng)適當休息后又可恢復的一種生理現(xiàn)象。對于專業(yè)的體操運動員來說，運動性疲勞是其運動訓練過程中的常見現(xiàn)象。運動性疲勞也被認為是衡量運動訓練負荷能否刺激機體產(chǎn)生適應(yīng)性變化，并達到新的適應(yīng)水平的重要指標。雖然運動性疲勞是運動引起的正?，F(xiàn)象，但運動性疲勞遲遲不能消除則會對后續(xù)的運動訓練產(chǎn)生不利影響，導致過度訓練。過度訓練是運動性疲勞長期積累導致的一種難以恢復的身體機能全面紊亂，其不僅會影響運動成績，還會對運動員的身心健康造成損害，降低運動員的訓練興趣與運動自信。

運動性疲勞包括中樞疲勞和外周疲勞，前者指的是由運動神經(jīng)中樞紊亂引起的運動神經(jīng)興奮性下降，后者則是指由運動引起的肌肉疲勞。研究表明，血漿中的氨基酸含量變化可影響腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)（尤其是5-羥色胺）的合成與釋放，進而介導中樞疲勞。長時間運動可刺激腦內(nèi)部分區(qū)域神經(jīng)細胞釋放5-羥色胺，腦內(nèi)5-羥色胺水平升高會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能造成損傷，影響中樞神經(jīng)的外周發(fā)放沖動，進而導致中樞疲勞，降低運動能力。外周疲勞的發(fā)生一方面與運動造成體內(nèi)糖原、三磷酸腺苷、磷酸肌酸過度消耗，機體供能不足有關(guān)；另一方面與運動時肌肉釋放出的乳酸蓄積太多，未能及時清除導致肌力下降有關(guān)。此外，大量運動導致體內(nèi)微量元素、維生素流失，機體內(nèi)環(huán)境失穩(wěn)也是引發(fā)外周疲勞的重要機制。

體操運動員在運動過程中需要具有較強的爆發(fā)力及耐力，一些高難度動作需要轉(zhuǎn)換上一動作中獲取的動能，充分積蓄力量才能完成。在這些動作過程中，運動員需要盡可能地減少動能消耗，比如克服重力消耗，借助杠桿彈力，讓軀體快速達到某一高度。完成這些動作需要運動員具有良好的肌肉控制力、爆發(fā)力及耐力，這樣高體能的輸出很容易讓運動員發(fā)生肌肉疲勞和中樞疲勞。

三、支鏈氨基酸飲料的安全性

支鏈氨基酸飲料是一種富含支鏈氨基酸成分的保健性飲品，能夠為人體快速補充水分、支鏈氨基酸及其他微量元素，為身體快速供能。目前，關(guān)于支鏈氨基酸用于運動營養(yǎng)補劑的安全性研究較少。早期的動物實驗研究顯示，對實驗大鼠及小鼠以10 g/kg 劑量單次或以2.5 g/kg 劑量持續(xù)補充支鏈氨基酸復合制劑，均未發(fā)現(xiàn)中毒跡象，認為按照類似動物蛋白質(zhì)的比率補充支鏈氨基酸的安全性是有保障的。以力量型對抗項目運動員為研究對象，對其補充支鏈氨基酸后的效果及安全性進行觀察，發(fā)現(xiàn)長期以一般劑量補充支鏈氨基酸不會對肝臟功能產(chǎn)生不良影響。綜合來看，現(xiàn)有的研究報道均顯示，長期攝入或急性攝入支鏈氨基酸補劑均無明顯毒性。

四、支鏈氨基酸對體操運動員運動能力的影響

運動性疲勞及過度訓練的發(fā)生是影響體操運動員運動能力的主要原因，如何促進運動性疲勞的快速恢復，預防過度訓練的發(fā)生，讓體操運動員維持最佳的體能狀態(tài)和運動能力，一直是教練員及運動員廣泛關(guān)注的問題。目前，已有大量研究顯示支鏈氨基酸在延緩疲勞方面有著重要作用。

1.支鏈氨基酸可緩解中樞疲勞

國內(nèi)外大量研究指出，長時間高強度運動會引起血漿內(nèi)芳香族氨基酸水平升高，支鏈氨基酸水平下降。芳香族氨基酸為5-羥色胺前體，大量的芳香族氨基酸被轉(zhuǎn)運入腦后會促進5-羥色胺合成增加，引起腦內(nèi)5-羥色胺水平升高。運動引起的脂肪供能會使血液中游離脂肪酸含量增加，游離脂肪酸與色氨酸（屬芳香族氨基酸）競爭性結(jié)合血清白蛋白，而使得游離色氨酸水平升高。血液中支鏈氨基酸水平下降，游離色氨酸水平上升使得血漿游離色氨酸/支鏈氨基酸比值升高，腦內(nèi)游離色氨酸水平相應(yīng)升高，游離色氨酸在羥化酶作用下合成大量5-羥色胺，最終導致腦內(nèi)5-羥色胺水平升高。5-羥色胺是一種單胺類抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，可抑制多突出神經(jīng)反射，激發(fā)倦怠。關(guān)于支鏈氨基酸的抗中樞疲勞作用已得到了臨床的初步證實。國外有研究對長時間運動項目（越野滑雪、馬拉松等）運動員補充支鏈氨基酸（運動前及運動中各補充7.5～21.0 g），結(jié)果顯示部分選手的運動成績明顯提升，心理疲勞程度明顯減輕。動物實驗研究顯示，與補充葡萄糖和水的大鼠相比，補充大劑量支鏈氨基酸的長時間跑臺大鼠的疲勞發(fā)生時間更晚。

2.支鏈氨基酸可緩解外周疲勞

運動性疲勞發(fā)生的外周機制復雜，其中運動造成的消耗、代謝產(chǎn)物蓄積、骨骼肌細胞結(jié)構(gòu)功能狀態(tài)改變與運動能力的關(guān)系最為密切。支鏈氨基酸的代謝場所主要為骨骼肌細胞，代謝產(chǎn)物則進入三羧酸循環(huán)。補充支鏈氨基酸可提高糖異生過程中的氨基酸利用效率，加快肝臟能量轉(zhuǎn)換。支鏈氨基酸在骨骼肌中氧化供能還可減少肌糖原的消耗與利用，其作用機制可能是：支鏈氨基酸在耐力性運動中氧化供能較多，加之氨基酸糖異生過程生成的糖原、葡萄糖均可為骨骼肌供能，這有助于節(jié)省肌糖原消耗；另外，運動引起血液中腫瘤壞死因子水平升高，腫瘤壞死因子可強化氨基酸轉(zhuǎn)運速度，促進氨基酸氧化供能，補充支鏈氨基酸可讓更多的氨基酸被氧化供能，減少抗體對糖原的需求，進而延長供能時間，延遲疲勞。動物實驗研究顯示，補充支鏈氨基酸能夠使運動大鼠血清及心肌中的丙二醛含量降低，谷胱甘肽過氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性正常，認為其可通過阻斷自由基的鏈反應(yīng)或清除過多自由基來減少氧化反應(yīng)終產(chǎn)物的生成，所以補充支鏈氨基酸對缺血心肌具有一定的保護作用。研究表明，補充支鏈氨基酸（308 mg/kg）能夠降低血乳酸含量，減少骨骼肌中乳酸堆積，促進糖氨基酸在肝臟中的利用，加快肝臟能量轉(zhuǎn)換。

五、結(jié)語

支鏈氨基酸作為人體必需氨基酸，可參與持續(xù)運動供能、減少肌糖原消耗、促進肌肉蛋白質(zhì)合成。體操運動員通過支鏈氨基酸飲料補充支鏈氨基酸，可有效對抗中樞疲勞及外周疲勞，延遲運動性疲勞的發(fā)生，有助于提高和維持運動員的運動能力。值得注意的是，運動員在攝入支鏈氨基酸飲料時，應(yīng)根據(jù)身體素質(zhì)水平、運動消耗、訓練強度等合理調(diào)整補充劑量，以獲得最佳的運動助力效果。