肌酸从1993年开始进入竞技体育界,1994年成为最流行的能力增强剂,1995年传入我国。我国运动员使用肌酸者不少,而真正系统了解肌酸的人甚少。本文将综述国内外有关肌酸与运动和健康方面的研究结果,希望能使人们对肌酸有一个正确和全面的了解,从而合理地使用肌酸。 1 肌酸及其代谢 肌酸或称甲胍乙酸,是一种天然的在肉类和鱼类食品中大量存在的物质,同时肌酸也是天然地存在于我们机体的营养素。它可以由精氨酸、甘氨酸和蛋氨酸为前体在肝脏、肾脏和胰脏内源性合成。所以不能直接将肌酸归属于药物。95%的肌酸都存在于骨骼肌中,另外5%存在于其他部分,含量最高的是心脏、脑和,里充满了肌酸。多种食物中含有不同浓度的肌酸,含量最高的是瘦红肉,1磅瘦红肉或大麻哈鱼含肌酸2g,蔬菜中含有低于食用肉的肌酸。这些食物中储存的肌酸,在烹调过程中会部分丧失。通过食物或膳食补充得到的肌酸很容易由小肠吸收进入血液。但是一份红肉中仅含1g肌酸,而且在摄入肌酸的同时,也带入了大量的脂肪。膳食中过高的脂肪和过低的糖将减低肌肉对肌酸的摄取,降低肌肉中肌酸的可用率。当膳食补充不足时,的肝脏、胰脏和肾脏也能用精氨酸、蛋氨酸和甘氨酸合成肌酸。但是,单靠这些,对活动来说不能使肌肉中的肌酸量达到理想的浓度。因此,肌肉高肌酸含量,只有通过补充肌酸来实现。正常肌肉肌酸含量为120~125mmolkg干重肌肉。短时间补充肌酸(每天15~30g,补5~7d)总肌酸储量增加15%~30%,磷酸肌酸的储量增加10%~40%。目前尚无法确定某人的肌肉中肌酸的准确含量。肌肉肌酸含量的上限为160mmolkg干重肌肉,当肌酸的补充达到这一量时,肌肉肌酸含量就不再增加了。摄入的多余的肌酸由肾脏排出体外。肌酸是小分子量的物质,其由肾脏以弥散的方式排出,无需能量。所以肌酸的补充对于没有肾脏疾患的人是不会造成危害的。 最近的研究表明,在每天补充20g肌酸的同时补充葡萄糖(每天380g)共5d,其肌肉中肌酸的含量比单纯补充肌酸要高10%,即由143mmolkg增加到158mmolkg干肌肉。 与此同时,两者合用时,糖元的含量比单纯使用葡萄糖时高18%。单纯用肌酸者只有50%的人肌肉总肌酸的增加高于20mmolkg干肌肉,而所有肌酸与葡萄糖同时使用者的肌酸增加量均高于20mmolkg干肌肉。研究者认为,肌肉对肌酸摄取的增加与葡萄糖所引起的血清胰岛素的升高有关。 2 肌酸对活动能力的作用 短时间补充肌酸(每天15~25g,5~7d),总肌酸增加15%~30%(127~149mmolkg干重肌肉),磷酸肌酸储存增加10%~40%(67~91mmolkg干重肌肉)。肌酸和磷酸肌酸储量增加的作用在于维持高强度运动时的ATP水平并促进反复高强度运动的间歇期磷酸肌酸的再合成。因此,短期肌酸补充可使最大做功和或最大力量增加5%~15%,最大用力时肌肉的收缩能力提高5%~15%,单次冲刺能力增加5%~15%。除此以外,长时间补充肌酸(每天15g~25g,5d~7d,然后每天2g~25g,服7d~84d),可以明显地增加力量、短跑的能力和去脂体重。Richard等的另一组实验将肌酸添加到葡萄糖—牛磺酸—电解质饮料中给从事活动(阻力训练或灵活训练)的使用28d,其结果是去脂体重增加,举重和短跑的能力增强。Grindstaff等给18名正处于训练期的青少年专业游泳运动员服用肌酸(21gd)9d,另外9d服用麦芽糊精作对照。他们以3组100m冲刺泳,间歇60s的方式进行能力测试。其结果是,第1组100m实验组比对照组快;第2组100m实验组游泳的时间明显缩短;服用肌酸后3个100m游泳的累计时间比对照组短。结果表明,训练期中9d的肌酸补充对反复冲刺游泳的能力有增强作用。Kreider综述了大量的文献,他的结论是,虽然有个别研究认为肌酸补充没有强力作用,大多数研究指出补充肌酸(每天20g,5~7d)冲刺能力增加1%~5%;反复冲刺所作的功可以增加15%。他认为这一强力作用与肌肉摄取的肌酸量增加有关。在综述中他还提到,训练期补充肌酸1~2个月,可以使冲刺能力进一步提高,达5%~8%;力量增长5%~15%。瘦体重增加1%~3%。 肌酸的主要作用是使骨骼肌、心肌、平滑肌、眼、脑、神经系统都通过它来增加能源。因为这些器官都要工作和协调活动,增加细胞内的肌酸水平,可以增进其运动中的能力。肌肉中超量的肌酸并不增加肌肉安静时的ATP浓度,但是肌肉内充足的肌酸可以保证运动中消耗的ATP和磷酸肌酸的再合成,从而维持反复最大用力冲刺训练中肌肉的ATP浓度,这就可以最大限量地减少肌肉局部乳酸的生成,从而使能在更高的强度下运动更长的时间。这就可以帮助增强力量,增加做功能力,增大肌肉并使不会过早发生疲劳。 研究表明肌酸可以增加肌纤维摄取蛋白的能力。肌动蛋白和肌球蛋白对于所有肌肉的收缩都是必需的。所以当你增加了这些收缩蛋白时,你实际上增加了你的肌肉从事体力活动的能力,在更多的时间里你会做更多的工作,你会更强壮。大多数研究认为,补充肌酸主要是增强短时间、高强度、反复运动时的运动能力。美国大医学会申明,肌酸增加磷酸肌酸池以迅速合成ATP。肌酸以冲击量20~25gd,服5~7d,再以维持量3~5gd继续使用将提高维持短距离的自行车、短跑、游泳、跳高和摔跤的输出功。近期也有研究指出,在长跑运动中,肌酸也可以使运动员在高于其惯用的强度下训练而不疲劳。 3 肌酸改变的体成分 近来,越来越多的研究关注肌酸的促合成作用。大多数研究认为,短期的肌酸补充(每天20~25g,7d)可以使体重增加0.7~1.6kg,其原因是肌酸刺激了水滞留和或蛋白合成。Ziegenfuss等人报告,5d的肌酸补充,大腿肌肉体积增加7%,细胞内和细胞外水增加2%~3%。一些训练期长时间(7~140d)补充肌酸的研究也表明,体重和去脂体重均明显增加,而总体水占总体重的比并不发生变化。一些研究者假设,肌酸首先刺激细胞内水增加,使细胞的渗透压增高,同时也刺激蛋白合成。随后发生的去脂体重和力量的增长可能是由于蛋白合成增加和或大训练量的维持增进了瘦组织的生长。 美国大医学会申明,肌酸补充会稍许增加体重(0.5~1kg)。最初的体重增长可能是由于总体水的增加。肌酸的正作用随长时间的训练而发生,在10~12周的时间内,体重和去脂体重增加,体脂百分数不发生变化。 4 肌酸对脂代谢、糖代谢的有益作用 Earnest等人就肌酸使用对血脂的影响进行了研究,他们给34名32~70岁的男女受试者服用肌酸20g5d,随后再继续服用肌酸10g,共服51d。结果总胆固醇,三酯和极低密度脂蛋白均明显下降。除此以外,实验还发现使用肌酸组有血糖降低的趋势,肌酸的这一作用有可能提高胰岛素的敏感性,这对糖尿病人降低血糖是有益的。这说明肌酸很可能降低血脂和增进糖代谢。 5 肌酸的副作用和安全性 大多数研究认为,肌酸是一种有效和安全的营养补充品。肌酸是一种氨基酸,它的补充可能增进肾应激或肝损害。但是没有关于补充肌酸引起明显的肝、肾功能改变的报道。Sewell等的实验结果表明,年轻健康的成年人,每天服用肌酸20g,共服5d,在肌酸服用期间和服用后的6周内,肌酸使用对肾、肝和血液系统的功能不产生任何的副作用,所有的测试指标均在正常的范围。Mitchell等研究了肌酸的安全性。34名32~70岁的男女参与了这一实验,20名受试者服用肌酸20g5d,随后再继续服用肌酸10g,共服51d。结果仅看到第8周时,女子尿素氮(BUN)的轻度升高,第3周时,男子的磷酸肌酸激酶(CPK)有轻微的升高。这些变化12周时均回到了正常水平。除此以外,看不到血液检查的其他变化。在Kreidger等的实验中,一组大学生橄榄球运动员使用含肌酸的饮料(肌酸15.75g、加葡萄糖、牛磺酸硫酸钠28d,同时从事阻力和灵巧训练。同不使用肌酸的运动员比较,使用肌酸后,血液的测试表明所有的指标和酶都在正常的范围,肌酸的使用对肝脏没有任何刺激。运动员也未报告任何长期补充的任何副作用。 有一些来自于教练员的个例报告,认为肌酸的补充会提高肌肉痉挛和拉伤的发生率。Kreider等就肌酸的副作用对84名受试者使用安慰剂,80名受试者使用肌酸,进行了为期28d的使用肌酸的实验,未发现肌酸使用有肌肉痉挛和损伤的副作用。在热湿环境下训练的运动员其肌肉痉挛同肌肉疲劳和脱水相关。所以使用肌酸并在热环境下训练的运动员要特别注意液体的补充。给使用肌酸的实验已经进行了一个多世纪。瑞典的Balsom博士1994年发表了一篇综述文章提到:“在我们的知识中最好的是,肌酸所被证明的副作用仅仅是增加机体的质量”。我猜想,大多数运动员将会很高兴地接受这一“副作用”。 6 结论 许多增强运动能力的补充品在以往的数年中出现又消失,唯独肌酸仍然留在保健品市场,而且成为最流行的增强肌肉的营养素之一。目前,肌酸使用不仅限于运动员,它还涉及从事健身运动的,不同年龄的人群,甚至放飞的信鸽。既然要使用肌酸就应该对它有一个全面的了解。 6.1 肌酸是一种有效和安全的营养补充品。 6.2 肌酸补充可以提高肌肉肌酸储备,促进肌肉收缩后磷酸肌酸和ATP的再合成,从而保证肌肉高强度反复收缩时的能量供给,提高训练效果和运动能力。 6.3 肌酸补充首先刺激细胞内水增加,使细胞的渗透压增高,同时也刺激蛋白合成。蛋白合成增加和或大训练量使去脂体重和力量增长。 6.4 为保证肌酸的使用效果和不出现副作用,必须遵从几条原则: 6.4.1 严格掌握肌酸使用的剂量,即冲击量:每天20g,服5~7d;维持量:每天2~5g(有文献报道5~15g)。过量摄入的肌酸将由肾脏排出,造成浪费。不要盲目迷信进口肌酸,国产肌酸与进口肌酸质量相同,而价格便宜; 6.4.2 使用肌酸的同时服用含糖饮料将有助于肌肉摄取更 多的肌酸,从而提高肌酸补充的效果; 6.4.3 使用肌酸的运动员,尤其是在热湿环境下训练的运动员要注意液体的补充,以保证肌肉的水合,防止肌肉痉挛和拉伤的发生。