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运动训练对骨骼肌蛋白质代谢的影响

2013-11-12 14:35| 发布者: admin| 查看: 2698| 评论: 0

简介

运动训练对骨骼肌蛋白质代谢的影响　　网友在网站讨论区上讨论如何促进肌肉肥大(大部分是健美爱好者)与增进肌肉功能(通常是一般运动员)，包括如何训练肌肉？补充蛋白质的时间？营养补充的方式？事实上，运动训练的刺 ...

运动训练对骨骼肌蛋白质代谢的影响

　　网友在网站讨论区上讨论如何促进肌肉肥大(大部分是健美爱好者)与增进肌肉功能(通常是一般运动员)，包括如何训练肌肉？补充蛋白质的时间？营养补充的方式？事实上，运动训练的刺激才是达成肌肉肥大或功能增进的主要原因。毕竟，没有使用与消耗，哪里会有补偿，甚至额外的补偿(或超额补偿)。

　　由于，人体内蛋白质分解成胺基酸(amino acids) 以后，胺基酸的再利用现象(再合成蛋白质)很广泛，因此，很难正确的定量分析蛋白质的合成与分解(代谢)作用。一般来说，分析骨骼肌蛋白质转换(turnover)的方法，包括：全身的氮平衡(whole body nitrogen balance)、尿与汗中的氮与尿素测量(nitrogen excretion of sweat and urea)、尿液中的3-甲基组胺酸测量(excretion of 3-methylhistidine)与注射或食用放射性同位素 (infusing or feeding radioative isotopes)等方法。通常，人体实验的研究主要以非侵体性的尿液中的3-甲基组胺酸测量为主，不过，研究进行过程中，还必须配合饮食控制(避免摄取肉类食物)、纵向研究(建立受试者的骨骼肌蛋白质代谢基准线[baseline])、以及考虑受试者的肌肉量(尿中肌酸酐[creatinine]的量)等。

　　透过尿液中的3-甲基组胺酸测量结果显示，运动训练对于骨骼肌蛋白质的立即(acute)效果并不明确，包括运动方式的差异、运动强度的大小、运动的持续时间、以及是否有适当的饮食控制等，都可能影响尿液中的3-甲基组胺酸测量值；长期(chronic) 或单次长时间的运动训练，则会显著增加骨骼肌蛋白质的代谢(包括分解与合成)。

　　下图左侧为Dohm等人(1985)的研究结果。连续七天、每天90分钟、以最大摄氧量强度70%至75%进行跑步训练，受试者在训练第五天以后，才有显著提高骨骼肌蛋白质代谢的现象，而且停止训练后一天，骨骼肌蛋白质的代谢就恢复到运动训练前的水平(图中的*代表与运动训练前有显著差异)。下图右侧则为 Pivarnik等人(1989)的研究结果。连续20天的研究期间内，第九天起，每天进行30至35分钟的举重运动训练，受试者在第十一天以后(举重运动训练开始后的第二天)，骨骼肌蛋白质的代谢即显著的提高，而且持续维持到第二十天研究结束，可惜没有停止举重运动后的数据。似乎，运动方式的差异会影响骨骼肌蛋白质代谢的变化，举重运动对于骨骼肌蛋白质代谢的促进效果，显然比跑步运动有效。

Dohm等人(1985)　　　　　　　　　　　　Pivarnik等人(1989)

　　Booth等人(1982)提出运动训练对骨骼肌蛋白质分解合成速率 (degradation and synthesis rate)的两相(biphasic) 改变假说：运动训练后的短时间内，骨骼肌蛋白质的分解与合成速率会降低；运动后的较长时间与长时间的运动训练时，骨骼肌蛋白质的分解与合成速率会增加。而且，骨骼肌蛋白质的分解速率，往往要在运动后的十小时以上，才能够逐渐的恢复到运动前的基准值(baseline)；骨骼肌蛋白质的合成速率，则可成提早到运动后的 2小时以后，即会显著的高于运动前的基准值。运动促成的骨骼肌蛋白质代谢影响，似乎是合成的效益高于分解的效果，而且，这种抑制分解、提早增加合成的效果，可能是骨骼肌所以能够因运动训练而肥大的主要原因。

　　尽管运动对骨骼肌蛋白质代谢的两相反应假说，受到很多的研究结果支持，但是有关运动方式的差异、运动强度的大小、运动持续时间的长短与评估骨骼肌蛋白质代谢的时机等，都是影响测量结果的重要条件。当人体在营养不足、禁食或长时间运动(4至6小时以上)时，蛋白质成为部分能量供应来源(尽管只是次要的能量供应来源)的现象，可能是长时间运动时，增加骨骼肌蛋白质代谢速率的主要原因。此外，葡萄糖-丙胺酸循环(glucose-alanine cycle)的代谢作用，亦是形成长时间运动时增加骨骼肌蛋白质代谢的因素。不过，血中丙胺酸的来源并不是骨骼肌蛋白质的分解，而是由丙酮酸和支链胺基酸的转胺基作用而来，因此，葡萄糖 -丙胺酸循环仅是形成骨骼肌蛋白质代谢增加的次要原因。

　　运动训练会立即降低骨骼肌蛋白质代谢的原因，可能是骨骼肌蛋白质合成增加或胺基酸的再利用效率提高，也可能是肌肉中的ATP含量(energy charge)降低，而抑制蛋白质的代谢。不过，运动训练立即降低骨骼肌蛋白质代谢的假说，到目前为止仍然受到相当多的研究反驳，还需要进一步的探究。不过，长期的运动训练会显著提高骨骼肌蛋白质的代谢已无庸置疑。

参考数据：

王顺正(1993)：运动训练对骨骼肌蛋白质的影响-以尿中3甲基组胺酸的变化来评量，中华体育，25，54-64页。

Booth,F.W., Nicholson,W.F., & Watson,P.A. (1982). Influence of muscle use on protein systhesis and degradation. Exercise and Sports Sciences Review,10,27-48.

Dohm,G.L., Israel,R.G., Breedlove,R.L., Williams,R.T. & Ashew,E.W. (1985). Biphasic changes in 3-methylhistidine excretion in human after exercise. American Journal of Physiology,284,E588-E592.

Houston,M.E. (1999). Gaining weight : the scientific basis of increasing skeletal muscle mass. Canadian Journal of Applied Physiology,24(4),305-316.

Pivarnik,J.M., Hickson,J.F., & Wolinsky,I. (1989). Urinary 3-methylhistidine excretion increases with repeated weight training exercise. Medicine and Science in Sports and Exercise,21(3),283-287.