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运动营养学:蛋白质究竟什么时候吃对增肌最有利?

 阳光大路 2022-10-21 发布于北京
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通过膳食摄入的蛋白质对于骨骼肌的生长和维持至关重要,它们不仅提供了身体每日所需的各项蛋白(比如酶)所需的原料,还能有效的刺激骨骼肌的合成。例如健身人士非常熟悉的支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸),就可以通过激活MTOR通路来刺激骨骼肌合成【1】。而缺乏蛋白质则可能会导致肌肉蛋白质负平衡、进而导致肌肉减少。所以蛋白质对增肌的重要性可见一斑。

对于以增肌减脂为目的的健身人群来说,每日摄入的蛋白质在1.8-2.2g/公斤体重是一个比较理想的范围,然而,在达到总蛋白质目标的同时,每顿饭到底吃多少蛋白质,每餐之间蛋白质的摄入量的差别是否又会影响肌肉的整体合成水平呢?

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我们饮食当中的蛋白质一般是由鱼肉奶蛋来提供的,当然还有含蛋白质的运动补剂。但多数情况下我们每一餐的蛋白质摄入量分布并不是平均的,呈现早上蛋白质摄入偏少、中午和晚上摄入偏多的特点。有一项对于世界各国饮食习惯的调查显示,早餐期间的蛋白质摄入量通常很低,而且全天各餐中蛋白质的摄入量分布极为不平衡【2】。而有研究发现,蛋白质摄入的分布(=早中晚饭每餐摄入蛋白质的量)与人类的肌肉功能有密切关系,例如肌肉合成水平、握力和肌肉体积等【3】。

对于老年人来说,早餐和午餐补充蛋白质会增加他们的骨骼肌体积【4】。而我们的消化吸收能力也呈现着明确的昼夜节律特点【5】,即白天更为活跃、吸收消化效率高,晚上则工作效率相对更低。在消化腺和胃肠道活跃的时候进食蛋白质,可以显著提高餐后血清氨基酸水平,此时合成代谢水平就更高。因此我们可以说,膳食蛋白质摄入在每一餐之间的分布对增肌有重要影响。

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昼夜节律是随着一天时间变化所呈现的生理、精神和行为变化。“日出而作、日落而息”描述的就是这样的行为变化。昼夜节律主要是受日光照射所影响,并且受到昼夜节律核心时钟基因(circadian core clock genes)的调控。对啮齿动物的研究发现,敲除了时钟基因的小鼠缺乏代谢方面的昼夜行为变化并表现出相应的功能障碍【6】,这表明昼夜节律会影响营养吸收。对人的研究发现,人类对氨基酸的代谢会随着一天中的时间而发生变化,例如身体对β丙氨酸和L组氨酸在一天当中会随着昼夜交替而发生变化,其生理学原理是肽转运蛋白(=运输氨基酸的载体蛋白)的基因表达会受到生物钟的调节。上述研究均表明,膳食氨基酸和蛋白质的生物利用度受昼夜节律系统的调节和影响。

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鉴于啮齿类动物和人类对蛋白质的吸收利用的特点类似,我们可以利用实验室对小鼠的实验来模拟一下人类的蛋白质摄入和吸收情况【6】。实验人员把小鼠分成三组,分别是早餐高蛋白组、晚餐高蛋白组和全天平均组,在每个组内又分成组内高蛋白组(蛋白质占总热量的11.5%)和组内低蛋白组(蛋白质占总热量的8.5%),实验期间让小鼠进行特定的抗阻力训练。喂食一段时间之后发现,早餐高蛋白组的小鼠肌肉增加量显著高于晚餐高蛋白组,且更令人惊讶的是,即便是早餐高蛋白组的组内低蛋白组的小鼠(每天摄入总热量8.5%蛋白质),其肌肉量增加水平比晚餐高蛋白组的组内高蛋白组(蛋白质11.5%)还要高。

研究人员又研究了作为对照组的敲除生物钟基因的小鼠,结果发现,在对照组小鼠身上并没有出现蛋白质摄入时间不同而导致的肌肉蛋白质合成的差异。这表明肌肉内掌控昼夜节律的生物钟基因参与了蛋白质时间依赖性肥大(time-dependent hypertrophic effects of proteins)。

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在另外一项人类研究中【7】,研究人员招募了60名老年女性并按照饮食习惯分成两组,其中一组是习惯于早上摄入更多蛋白质的,另外一组则是习惯晚上摄入更多蛋白质的。两组被试的蛋白质摄入量为1.0-1.2g/kg体重/天。在其他包括体育活动等变量均控制一致的情况下发现,早上摄入高蛋白组的女性,其骨骼肌的质量高于晚上摄入高蛋白的女性。不仅如此,早上摄入高蛋白组的女性其骨骼肌指数(算法=四肢肌肉量/身高的平方)和握力均大于晚上摄入高蛋白的女性。

讲到这里大家应该大致了解和蛋白质摄入时间与肌肥大之间存在的关系了。其实本质是昼夜节律对营养物质吸收的影响。虽然上述小鼠研究和人类研究也没有给出饮食参考建议,但在实践当中,如果饮食的目的是最大化肌肥大水平,那么在确认每日蛋白质摄入总量之后,尽可能的将蛋白质摄入量最多的一餐安排在早上或者至少是白天,是能够获得更高的肌蛋白合成水平的。

//科学健身,关注艾希//

参考资料

1、Role of Ingested Amino Acids and Protein in the Promotion of Resistance Exercise-Induced Muscle Protein Anabolism

J. Nutr., 146 (2016), pp. 155-183

2、Current protein and amino acid intakes among Japanese people: Analysis of the 2012 National Health and Nutrition Survey

Geriatr. Gerontol. Int., 18 (2018), pp. 723-731

3、M.M. Mamerow, J.A. Mettler, K.L. English, S.L. Casperson, E. Arentson-Lantz, M. Sheffield-Moore, D.K. Layman, D. Paddon-Jones

Dietary protein distribution positively influences 24-h muscle protein synthesis in healthy adults

J. Nutr., 144 (2014), pp. 876-880

4、C. Norton, C. Toomey, W.G. McCormack, P. Francis, J. Saunders, E. Kerin, P. Jakeman

Protein Supplementation at Breakfast and Lunch for 24 Weeks beyond Habitual Intakes Increases Whole-Body Lean Tissue Mass in Healthy Older Adults

J. Nutr., 146 (2016), pp. 65-69

5、D. Paddon-Jones, B.B. Rasmussen

Dietary protein recommendations and the prevention of sarcopenia

Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care, 12 (2009), pp. 86-90

6、Y. Tahara, S. Shibata

Circadian rhythms of liver physiology and disease: experimental and clinical evidence

Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 13 (2016), pp. 217-226

7、Distribution of dietary protein intake in daily meals influences skeletal muscle hypertrophy via the muscle clock,ShinyaAoyama,Hyeon-KiKim,RinaHirooka,MizuhoTanaka,TakeruShimoda,HanakoChijiki,
ShuichiKojima1KeisukeSasaki,KengoTakahashi,SaneyukiMakino,MikuTakizawa,MasakiTakahashi,YuTahara,ShigekiShimba,KazuyukiShinohara,ShigenobuShibata

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