重新审视营养时机：运动后是否有一个合成代谢窗口？

本文节选自JISSN文献，Nutrient timing revisited: is there a post-exercise anabolic window?重新审视营养时机：运动后是否有一个合成代谢窗口？点击图片查看英文原文。

▍摘 要

营养时机是一种流行的营养策略，包括在训练期间或前后摄入各种营养物质的组合——主要是蛋白质和碳水化合物。一些人声称，这种方法可以显著改善身体成分。甚至有人假设，营养摄入的时间可能比每天的营养绝对摄入量更重要。

运动后的时间段被广泛认为是营养时机最关键的部分。从理论上讲，在这段时间内摄入适当比例的营养物质，不仅会启动受损肌肉组织的重建和能量储备的恢复，而且还会以一种超量补偿的方式进行，从而改善身体成分和运动表现。一些研究人员提到了合成代谢的“机会窗口”，即在训练后存在有限的时间，优化与训练相关的肌肉适应能力。

然而，运动后“窗口期”的重要性——甚至是否存在——会因多种因素而有所不同。就适用性而言，营养时机研究还有待商榷，但最近的证据直接挑战了运动后营养摄入与合成代谢相关的经典观点。因此，本文有双重目的：1)回顾现有的文献中，关于营养时机对运动后肌肉适应的影响；2)得出相关结论，从而提出实用的、循证的营养建议，以最大限度地提高运动对合成代谢的反应。

▍介 绍

1、糖原储存

传统的运动后营养时机建议的主要目标是，补充糖原储存。糖原被认为是最佳抗阻训练表现的关键，在这种训练中，高达80%的ATP产生来自糖酵解。MacDougall等人和Robergs等人的研究，让人有理由认为，典型的高强度训练，包括多次训练和同一肌肉群的多组训练，会消耗大部分的局部糖原储存。

此外，有证据表明糖原介导细胞内信号转导。这似乎是，至少部分是由于其对AMP活化蛋白激酶(AMPK)的负调控作用。肌肉的合成代谢和分解代谢是由复杂的级联信号通路调控的。AMPK钝化了能量消耗过程，包括胰岛素和机械张力介导的mTORC1的激活，以及增强了分解代谢过程，如糖酵解、β-氧化和蛋白质降解。mTOR被认为是骨骼肌生长调节的主网络，其抑制作用对合成代谢过程有明显的负面影响。

在无细胞试验中，糖原已被证明可以抑制纯化的AMPK，低糖原水平与人体内AMPK活性增强有关。糖原的可利用性也被证明能介导肌肉蛋白质的分解。考虑到所有的证据，在训练开始时保持较高的肌内糖原含量似乎有利于预期的阻力训练结果。

研究表明，当运动后立即摄入碳水化合物时，糖原储存的超量补偿，延后2小时，之后肌肉糖原的重新合成率就会降低50%。运动增强了胰岛素刺激下的葡萄糖摄取，并且，在摄取量和糖原利用量之间有很强的相关性。这是由于糖原消耗期间GLUT4转位的增加，从而促进葡萄糖进入细胞。此外，运动诱发糖原合成酶活性的增加，这是促进糖原储存的主要酶。这些因素的结合有助于在一轮运动后葡萄糖的快速摄取，允许糖原加速被补充。

有证据表明，在运动后的碳水餐中添加蛋白质可以增强糖原的重新合成。Berardi等人证明，与单独摄入等热量的碳水溶液相比，在60分钟骑行后的2小时内摄入蛋白质-碳水补充物可显著增加糖原再合成。蛋白质-碳水的协同效应被归因于更明显的胰岛素反应，尽管需要指出的是，并非所有的研究都支持这些发现。

尽管有良好的理论基础，但快速补充糖原储存的实际意义仍然是可疑的。毫无疑问，加速糖原再合成对于一小部分耐力运动来说是很重要的，在这些运动中，糖原消耗运动之间的间隔时间被限制在8小时以内。

然而，对于不是在同一天进行多次运动的群体，肝糖原再合成的迫切性大大降低。中等容量的高强度抗阻训练(每组肌肉6-9组)只能减少36-39%的糖原存储。如果抗阻训练的量和频率更高，训练前糖原水平的全部再合成也不会成为一个问题，除非在恢复间隔少于24小时，同样的肌肉进行彻底的训练。即使在完全糖原消耗的情况下，在这个时间范围内也能很好地恢复到训练前的水平，而不考虑运动后碳水化合物摄入的显著延迟。例如，Parkin等人将运动后立即摄入5种高血糖碳水化合物食物与2小时后开始恢复进食进行了比较。运动后8小时和24小时糖原水平组间无显著差异。

2、蛋白质分解

另一个训练后营养时机的好处是减少肌肉蛋白质的分解。这主要是通过提高胰岛素水平来实现的，而不是增加氨基酸的可用性。研究表明，运动后肌肉蛋白分解会在运动后的一段时间内略有增加，之后才会迅速增加。在禁食状态下，在耐力运动195分钟后，肌肉蛋白质分解会显著增加，导致蛋白质净平衡为负。这些值在3小时后增加了50%，增加的蛋白质水解作用可以持续长达运动后24小时。

虽然胰岛素已经知道其合成代谢特性，但它在运动后的主要作用被认为是抗分解代谢。胰岛素减少蛋白质分解的机制目前还不清楚。鉴于肌肥大代表了肌纤维蛋白合成和蛋白分解之间的差异，蛋白质分解的减少可能会促进收缩蛋白的增加，从而促进更大的肥厚。因此，似乎可以合理地得出这样的结论：运动后摄入蛋白质-碳水化合物补充剂将最大限度地减少蛋白质分解，因为这两种营养物质的结合已被证明比单独使用碳水化合物更能提高胰岛素水平。

然而，尽管在锻炼后提高胰岛素水平的理论基础本质上是合理的，但这种益处是否能延伸到实践中仍存在疑问。

首先，研究一贯表明，在血浆氨基酸水平升高的情况下，胰岛素升高对净肌肉蛋白平衡的影响范围在15-30 mU/L，大约是正常空腹水平的3-4倍。考虑到循环底物水平达到峰值大约需要1-2小时，而完全恢复到基础水平需要3-6小时(或更多)，这一胰岛素生成效应在典型的混合餐中很容易实现。

Power等人表明，45g剂量的乳清分离蛋白大约需要50分钟才能使血液中的氨基酸水平达到峰值。胰岛素浓度在摄入后40分钟达到峰值，并在大约2小时内保持在最大净肌肉蛋白平衡的水平(15-30 mU/L，或104-208 pmol/L)。在这个蛋白质剂量中加入碳水化合物会导致胰岛素水平峰值更高，并维持更长时间。因此，建议举重运动员在运动后增加胰岛素的建议就显得微不足道了。经典的运动后目标是快速逆转分解过程，以促进恢复和生长，这可能只适用于缺乏适当的运动前餐的情况。

3、蛋白质合成

也许最受吹捧的训练后营养时机的好处是，它促进了MPS（肌肉蛋白质合成）的增加。在运动后，仅仅进行抗阻训练就能使蛋白质合成增加两倍，而运动后蛋白质分解的加速则抵消了这一增加。这表明，高氨基酸血症对肌肉蛋白质合成的刺激作用，特别是必需氨基酸的合成，会因先前的锻炼而增强。有一些证据表明，当碳水化合物与氨基酸摄入结合在一起时，对增强运动后肌肉蛋白质合成有叠加效应，但其他的没有发现这样的好处。

一些研究已经调查了在运动后的蛋白质合成过程中是否存在一个“合成代谢窗口”。为了使MPS最大化，有证据支持运动后游离氨基酸和/或蛋白质(在各种碳水或无碳水的排列中)，比单纯碳水或无热量安慰剂的优越性。然而，尽管人们普遍建议运动后尽快摄入蛋白质，但目前这种做法缺乏证据支持。Levenhagen等人证明了运动后尽快摄入营养比推迟摄入有明显的好处。这项研究的一个局限性是，训练涉及中等强度、长时间的有氧运动。

因此，增加的部分合成率可能是由于更多的线粒体和/或肌浆蛋白部分，而不是合成收缩成分。与Levenhagen等人的时间效应相比，Rasmussen等人之前的研究表明，在运动后1小时和3小时内摄入6g必需氨基酸(EAA)和35g碳水化合物，腿部净氨基酸平衡没有显著差异。总的来说，缺乏一致的、理想指标的、可用的数据来制定运动后时机方案，以最大化MPS。

还应该注意的是，急性抗阻训练后的MPS评估并不总是与引起肌源性信号的慢性上调同时发生，也不一定能预测长期抗阻训练后的肥厚反应。此外，未受过训练的受试者在运动后MPS的增加并没有在训练状态下重现，这进一步混淆了实际的相关性。因此，急性研究的效用仅限于提供有关肥大适应的线索和产生假设；任何试图从这些数据中推断出瘦体重变化的发现都是推测性的。

4、肌肥大

许多研究直接调查了运动后蛋白质摄入的长期肥厚效应。这些试验的结果奇怪地相互矛盾，似乎是因为不同的研究设计和方法。此外，大多数研究同时采用了运动前和运动后补充营养的方法，这就不可能梳理出运动后摄入营养的影响。以下只讨论那些专门评估运动后即刻(≤1小时)营养摄入的研究。

Esmarck等人提供了第一个实验证据，证明训练后立即摄入蛋白质比延迟摄入更能促进肌肉生长。其结果支持了运动后窗口期的存在，并表明推迟运动后营养摄入可能会阻碍肌肉的增加。

在一项单盲设计中，Cribb和Hayes在23名业余男性健美运动员身上发现了运动后蛋白质摄入的显著益处。研究结果支持营养时机对训练诱导的肌肉适应的好处。但这项研究添加了一水肌酸，这可能增加了训练后的摄入。此外，在运动前和运动后都使用了补充剂，这一事实混淆了合成代谢窗是否能调节的结果。

Willoughby等人也发现，营养时机会导致积极的肌肉适应。研究结束时，蛋白质补充组的总体重、去脂体重和大腿质量明显高于葡萄糖补充组。考虑到蛋白补充组在训练日额外摄入了40克蛋白质，因此很难判断，结果是由于蛋白质摄入量增加还是补充的时机问题。

在一项对训练有素的受试者的综合研究中，Hoffman等人随机分配了33名训练有素的男性在早上和晚上或阻力训练前后使用蛋白质补充剂。7名受试者作为未补充的对照组。10周后，各组体重和瘦体重无显著差异。该研究由于使用DXA来评估身体成分而受到限制，与其他成像方式(如MRI和CT)相比，DXA缺乏检测肌肉质量微小变化的敏感性。

Hulmi等人的研究一个优势在于它的长期训练期，为营养时机对慢性肥厚性增加的有益作用提供了支持。然而，同样不清楚的是，与蛋白质补充相关的结果增强是由于时机的选择还是蛋白质摄入量的增加。

最后，Erskine等人未能显示运动后营养时机对肌肥厚有好处。

▍讨 论

尽管有人声称，运动后立即摄入营养对最大限度促进肌肥大是必要的，但对这种“合成代谢机会窗口”的循证支持远没有定论。这个假设很大程度上是基于在禁食状态下训练。在禁食训练期间，肌肉蛋白分解的上升会导致运动前氨基酸净负平衡持续到运动后，尽管训练引起了肌肉蛋白质合成的增加。

因此，在一夜禁食后进行抗阻训练的情况下，立即提供营养干预是有意义的——最理想的方式是蛋白质和碳水化合物的结合——以促进肌肉蛋白质的合成和减少蛋白质分解，从而将净分解代谢状态转换为合成代谢状态。在一段长期的时间里，这个策略可以使肌肉质量的增长速度逐渐增加。

这不可避免地引发了运动前营养如何影响运动后营养的紧迫性或有效性的问题，因为并不是每个人都进行禁食训练。在实践中，那些以增加肌肉尺寸和/或力量为主要目标的人，通常会在比赛前1-2小时内吃一顿运动前餐，以最大限度地提高训练成绩。根据它的大小和成分，由于其消化/吸收的时间过程可以很好地持续到恢复期，可以把这一餐视为运动前餐和运动后立即餐。

Tipton等人观察到，运动前立即服用相对小剂量的EAA (6g)能够将血液和肌肉氨基酸水平提高约130%，并且这些水平在运动后持续升高2小时。虽然这一发现随后受到Fujita等人的质疑，但Tipton等人的其他研究表明，运动前立即摄入20克乳清，运动期间肌肉对氨基酸的摄取增加到运动前休息水平的4.4倍，直到运动后3小时才恢复到基线水平。

这些数据表明，即使是在阻力训练前立即服用微量至中等的EAA或高质量蛋白质，也能够将氨基酸维持到运动后阶段。在这种情况下，运动后立即食用蛋白质以降低分解代谢似乎是多余的。下一餐富含蛋白质的食物(无论是马上吃还是运动后1-2小时)可能足以最大限度地恢复和合成代谢。

另一方面，有些人可能会在午饭前或下班后进行训练，他们在开始锻炼前4-6小时内吃完前一顿饭。根据研究发现，当前一餐后超过3-4小时开始训练时，经典的建议是尽快摄入蛋白质(至少25克)，以扭转分解代谢状态，从而加速肌肉的恢复和生长。然而，如前所述，如果预期运动后饮食有显著延迟，可以采取少量运动前营养干预措施。

一个有趣的推测是这些建议在不同的训练状态和年龄组的普遍性。Burd等人报道，在未经训练的受试者中，进行一次剧烈抗阻训练，会刺激线粒体和肌纤维蛋白合成；而在经过训练的受试者中，蛋白质合成更倾向于肌纤维成分。这表明，在受训者中，整体反应较弱，可能需要更密切地注意蛋白质的时间和类型(例如，亮氨酸来源，如乳清蛋白)，以优化肌肉适应率。除了训练状态，年龄也会影响训练适应性。老年人需要更高的蛋白质剂量，以优化训练的合成代谢反应。需要进一步的研究来更好地评估不同人群的运动后营养时机反应，特别是对于受过训练/未受过训练和年轻/年老的受试者。

这一领域的研究有几个局限性。首先，虽然有丰富的短期数据，但缺乏系统的、比较各种运动后时机方案效果的，控制性长期性实验。大多数长期研究同时检查了运动前和运动后的补充，而不是相互比较两种方法。另一个重要的限制是，大多数长期研究忽略了匹配所比较条件之间的总蛋白质摄入量。因此，我们不可能确定积极的结果是受到相对于训练时间的影响，还是受到总体蛋白质摄入量增加的影响。到目前为止，长期的研究产生了模棱两可的结果。总体而言，他们还没有证实运动后营养的短期研究中出现的积极结果的一致性。

另一个限制是，关于这个主题的大多数研究都是在未经训练的个体中进行的。那些没有进行过抗阻训练的人，肌肉的适应能力往往很强，并不一定能在受训个体中反应出相同的积极结果。最后一个限制是，目前用于评估肌肥大的方法是广泛不同的，测量方法的准确性是不够精确的。尽管肌肉质量的微小差异与一般人群没有多大关系，但它们对精英运动员和健美运动员来说可能非常有意义。

因此，尽管存在相互矛盾的证据，但对于那些寻求优化肥大反应的人来说，运动后补充的潜在益处不能轻易被忽视。出于同样的原因，个体之间的进食模式差异很大，这也挑战了一个普遍的假设，即运动后的“合成代谢机会窗口”是狭窄而紧迫的。

▍实际应用

在运动前和运动后，高质量蛋白质剂量为0.4-0.5 g/kg瘦体重是一个简单的，相对安全的建议指南，目前的证据显示，最大的急性合成代谢作用为20-40g。

由于富含蛋白质的一餐会产生短暂的合成代谢影响，以及它与训练状态的潜在协同作用，运动前和运动后的膳食不应该间隔超过大约3-4小时，假设一个典型的耐力训练大约持续45-90分钟。如果在特别大的混合餐中摄入蛋白质(这本质上是更抗分解代谢的)，可以将间隔时间延长到5-6小时。

在这个总体框架内，具体的时间会因个人喜好和耐受性以及运动时长而有所不同。其中一个可能的例子是60分钟的抗阻训练，安排在两餐之间的中心位置，可以在训练前后有多达90分钟的进食窗口期。相比之下，如果保持运动前至运动后的3-4小时间隔，超过一般持续时间的运动将默认缩短进食时间。

与蛋白质相比，抗阻训练的碳水化合物的剂量和时间是一个灰色区域，缺乏形成具体建议的连贯数据。建议运动前后摄入的碳水量，至少与这些食物中的蛋白质量相当或超过。

然而，相比于肌肥大和力量目标，耐力目标更关注与运动前后碳水的可用性。此外，运动后共同摄入蛋白质和碳水化合物的重要性最近受到了早期恢复期研究的挑战，特别是在提供了足够的蛋白质的情况下。为了最大化增加，研究结果支持更广泛的目标，即满足每日的碳水化合物需求，而不是为其组成剂量指定时间。总的来说，这些数据表明，在保持最佳时机的同时，饮食灵活性的潜力增加。