小剂量、长时间肌酸补充对体院大学生耐力的影响

徐锋鹏，郑海波，尹洪刚

(广州体育学院，a.科学实验中心，b.体育教育系，广东广州510500)

一般认为肌酸对短时间、大强度、间歇性运动项目有促进作用，对耐力项目的作用目前还没有定论［1—5］。肌酸补充可以提高肌肉肌酸和磷酸肌酸(PCr)浓度，增加三磷酸腺苷 (ATP)再合成时底物的供应，理论上可以减少对有氧代谢途径的依赖。然而，在耐力性项目比赛时也需要反复的、短时间、大强度的战略性冲刺以甩掉竞争对手。因此，肌酸是否真的只适用于快速力量性项目和速度性项目，还是对耐力性项目也有益处，值得进一步探讨。

经典肌酸补充方案有两种，一种是常规服用方法 (冲击量+维持量法)，另一种是维持量法［6］。相关研究表明冲击量服用肌酸的前3天大部分肌酸通过尿液排出体外，一周后几乎每天补充的所有肌酸均随尿排出，从而造成浪费［7］。虽然目前肌酸作为一种合法的营养补剂没有被国际奥林匹克委员会(IOC)所禁止，但长时间、大剂量服用肌酸有可能对身体带来一定副作用，包括抑制内源性肌酸合成、加重肝肾功能负担等，因此服用肌酸不可超时、超量，而维持量服用方法可以让机体更好地适应，并减少发生副作用的概率［8，9］。大多数研究认为，服用肌酸可以增加体重，对瘦弱的群体有好处，对非抗体重运动项目影响不大，但对抗体重运动项目如跑步、跳跃、游泳、球类项目可能有副作用［10］。研究发现维持量肌酸补充法 (0.03 g/kg/d)对体重影响不大［11］，这将对上述抗体重运动项目有利。

1 试验对象和方法

1.1 试验对象

研究表明服用肌酸后运动可以促进肌酸吸收，增强运动效果，并能减轻副作用，因此本研究选择体院本科乒乓球专项男性学生12名，平均年龄(20.64±1.5)y，体重 (65.25±1.2)kg。大部分为学院乒乓球队的学生，平均每天训练时间大于2 h，同时有其他项目选修课，测试期间运动量基本稳定。根据起始体重和递增负荷峰值输出功率(PPO)随机分为肌酸组和安慰剂组，两组间起始体重和PPO经独立样本t检验没有统计学意义 (P＞0.05)。具体结果见表2。

1.2 功率自行车递增负荷测试

所有试验对象在开始试验之前和试验结束后，到广州体院实验中心进行人体基本资料测量，包括身高和体重，并用MONARK ERGOMEDIC 839E功率自行车进行递增负荷耐力测试。测试方法如下:打开电脑，功率自行车接通电源，连接电脑，测试之前先以20 W的负荷自由蹬踩自行车，持续1～2 min作为准备活动，然后调整座椅高度使之符合自身腿长。运动方案参考 Kendall等研究使用MONARK 939E分析软件 (版本3.0120)定制［12］，起始负荷为20 W，选择坡度递增方案，1 W/3 s(20 W/min)，转速为 (70±10)RPM，测试人员设定好相关参数后，点“开始”按钮，即开始计时，同时负荷开始递增，当受试者转速不在 (70±10RPM)之间时，测试人员在旁边给予提醒，并不断用语言鼓励受试者坚持蹬踏自行车，直到受试者转速不能保持在60～80RPM，持续5 s，或力竭为止，测试人员按下“停止”按钮，测试结束，记录持续至力竭时间 (TTE)和PPO。

表1 两组实验前后身高、体重对比

1.3 肌酸补充方法

试验对象分组之后，肌酸组进行为期28 d、2.5 g/d的肌酸服用，一水肌酸胶囊来自美国某营养公司 (每2粒含一水肌酸2.5 g)，受试者每天服用2粒，矿泉水送服，均在每天下午训练结束后30 min内服用。安慰剂组则服用外观和颜色均相同的葡萄糖胶囊 (国产)。试验设计采用随机双盲设计，测试人员和受试者均不知道属于哪个组，服用配合率大于80%。期间肌酸组有1人因个人原因 (自身原有伤病，担心肌酸有副作用)退出试验，因此肌酸组人数减为5人。测试期间所有受训者正常训练和上课。

1.4 统计方法

2 试验结果

2.1 小剂量肌酸补充对体重的影响

实验表明，小剂量服用肌酸28 d对体重影响比较小，各组前后及横向比较差异均没有显著性(见表1)。安慰剂组体重反而有所下降，可能与天气转暖，所穿衣服减少有关。试验期间各组均未出现明显副作用报告。

2.2 小剂量肌酸服用对耐力的影响

肌酸组在小剂量服用肌酸28 d后PPO和服用前相比明显增加，并具有显著性差异 (P＜0.05)。其他各组差异并不明显。各组TTE变化不明显 (见表2)。

3 分析讨论

3.1 小剂量、长时间肌酸补充对体重的影响

关于肌酸补充方法，以往主要使用常规冲击量法，目的是快速提高肌肉中肌酸以及PCr浓度，以发挥促进ATP合成的作用。一般认为短期冲击量肌酸补充可以增加体重0.7～1.6 kg，长期10～140 d补充肌酸使体重和瘦体重增加0.8～5 kg［10］。体重的额外增加导致运动时消耗过多能量，对抗体重性活动不利，如跑步、跳跃、球类等项目。但近年来研究小剂量 (维持量)、长时间肌酸补充对体重影响不明显，从而更容易发挥促力效果。Rawson等给20个健康人服用肌酸 (0.03 g/kg/d，6 wk)，根据体重肌酸服用量大约为每人2.3 g/d，肌酸组总服用剂量为96.6 g/人，肌酸组血浆肌酸浓度和股四头肌多组间歇等动收缩抗疲劳能力明显提高，但体重变化却不明显［11］。Kendall等给42个健康活动大学生服用肌酸 (10 g/d，6 wk)结合高强度间歇训练 (HIIT)，每周训练5 d，只在训练日服用肌酸，总肌酸服用量为300 g/人，肌酸组临界功率值 (CP)显著增加，同样体重无明显变化［12］。我们的研究和Rawson等的研究结果相似，虽然这些研究都没用抗体重性活动作为观察指标，并且结果数据主要来自于实验室，但相信体重相对不变和肌肉工作能力的提高会对抗体重性活动有益。

常规冲击量肌酸补充引起体重增加分为两个阶段。一般认为短期 (冲击期，1wk左右)体重的增加主要是水潴留，继续维持量服用则可以刺激合成、肌纤维肥大，引起瘦体重增加［10］。如果一直用维持量长时间补充，则可能促进机体比较容易适应，而使水潴留不明显，另外由于长时间肌酸补充结合运动训练可以刺激肌肉蛋白合成，这不可避免使瘦体重增加，我们没有进一步进行身体成分分析以及瘦体重测量，但总体重为何没有发生变化?推测可能是由于运动引起脂肪成分减少，详细机制还需要进一步研究。

3.2 小剂量、长时间肌酸补充对耐力的影响

外源性肌酸补充肌酸的经典作用是提高肌肉肌酸含量，有利于PCr和ATP的合成，可以提高大强度、短时间、重复性运动的运动能力和力量，如短跑、投掷以及重竞技类项目。近年来研究发现肌酸对耐力项目也有作用［13］。有人提出肌酸补充可以引起有氧运动时底物利用的改变，因此有可能增加稳定状态下的耐力能力。Chwalbinska- Monteta等研究发现优秀男性划船运动员在经过5 d、20 g/d的冲击期单水肌酸补充后，其低强度运动时血乳酸堆积显著减少，同时乳酸域 (LT)增加［14］。Kendall等研究表明小剂量肌酸补充 (10 g/d，30 d)结合HIIT可以提高业余活动大学生的临界功率值 (CP)，而CP可以反映有氧耐力［12］。通气无氧阈 (VT)是另一个可以反映有氧耐力的有用指标，Graef等研究表明肌酸补充 (5 g/d，6 wk，5 d/wk，只在训练日服用)结合HIIT可以提高大学男生的VT值，试验前后差别显著，而安慰剂组和对照组差别均没有显著性［15］。Malin等报道肌酸补充(饮水补充，2.55 g/L，28 d)结合运动训练可以提高Sprague Dawley(SD)大鼠递增负荷跑台运动至力竭的距离，大鼠运动方案为7%负重、15%坡度和10 m/s的初始速度情况下按1 m/2 min的幅度递增运动强度，直到力竭，记录跑步距离，运动频度采用2 d训练/1 d休息/2 d训练/2 d休息进行循环。由于每次均为力竭运动，对照组实际跑步距离呈逐渐下降趋势，而肌酸组跑步距离在第6个训练日与对照组有显著差别，并一直持续到实验结束，即第16个训练日，说明肌酸补充对耐力的促进作用［16］。Yildiz等也报道给Wistar大鼠补充肌酸(1 g/kg和2 g/kg，灌胃，12wk)结合游泳运动可以提高大鼠游泳运动时间，并增加骨骼肌肌纤维数量和引起肌纤维肥大，但对体重变化没有影响(和对照组相比)［17］。Hickner等研究了小剂量肌酸补充 (3 g/d，28 d)对专业自行车运动员安静状态骨骼肌代谢和2 h室内功率自行车耐力运动(60%VO2max)能力的影响，其耐力运动方案包含模拟实战状态下为甩掉竞争对手而采用每隔15 min穿插1次的战略性冲刺 (包括3次以110%VO2max的强度持续10 s，中间间歇1 min的低强度运动——65%VO2max，在2 h期间共进行8次)，因此属于混合型运动方案 (有氧代谢和无氧代谢都有)［18］。该研究还测试了骨骼肌肌酸含量，结果表明肌酸补充使骨骼肌肌酸含量提高 (24.5±10.0)%，骨骼肌PCr含量提高 (38.4±23.9)%，同时该方案还提高了安静状态下及运动后肌糖原含量 (P＜0.05，和安慰剂组相比)以及降低2 h自行车运动末的耗氧量，说明肌酸补充有利于糖原的积累和促进能量节省化，但肌酸组对耐力运动末最后一次的战略性冲刺 (时间和总功)和安慰剂组相比并没有进一步提高，提示肌酸补充对自行车耐力运动末的战略性冲刺能力 (无氧代谢)没有影响。我们的结果和前人的研究相似，28 d小剂量肌酸补充对体院男性运动员PPO有显著促进作用，我们认为PPO作为物理指标，与运动训练实践结合更紧密，更能反映运动员的耐力水平。

关于肌酸对耐力的研究也有阴性报道，可能与所选指标有关。Graef等以及Hickner等均报道肌酸补充对最大摄氧量 (VO2max)没有影响［15，18］。

关于小剂量、长时间肌酸补充对耐力促进作用的机制，目前认为可能有如下几种:①肌肉中肌酸和PCr浓度增加。虽然我们没有进行血液或肌肉肌酸浓度测试，但根据前人研究相似方案外源性肌酸补充可以提高体内肌酸和PCr储存，加速恢复期PCr再合成，降低运动时肌肉内 ADP和磷酸根(Pi)的浓度，而后两者是糖原无氧酵解的激活剂，从而减少对无氧糖酵解的依赖，促进有氧代谢。②肌酸具有H+缓冲剂作用，从而延缓乳酸堆积和酸中毒。酸中毒可以通过干扰Na+/K+泵而影响神经信号传导、影响肌肉代谢以及干扰肌肉蛋白收缩功能进而影响肌肉功能，从而引起运动疲劳。③肌酸补充结合运动训练可以减少运动中乳酸产生、节约糖原利用［19，20］、促进运动后糖原恢复、提高安静肌糖原含量［18］。④肌酸补充可以增强有氧代谢酶的活性。Brannon等研究表明和安静肌酸组相比，肌酸结合训练组大鼠有氧代谢酶如柠檬酸合成酶以及线粒体活性和耐力能力显著提高［21］。⑤肌酸补充可以保护线粒体膜的稳定性，保证线粒体膜生物功能的正常发挥。线粒体膜脂质过氧化物水平反映线粒体膜稳定性，运动可以通过产生自由基等因素造成对线粒体膜的损伤，引起脂质过氧化物水平升高，影响线粒体膜的稳定和正常生物功能的发挥。补充肌酸还可以抑制游泳运动引起的线粒体矿物质如钾、钙等的降低，也对线粒体膜具有一定保护作用。

4 结论

小剂量、长时间肌酸补充可以提高体院大学生耐力水平，而对体重没有明显影响，可以适用于抗体重性耐力项目提高运动成绩。

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