乳清蛋白提高运动能力的研究进展

刘嘉宁 蒋与刚 王天辉

摘 要：从乳清蛋白不同补充形式的角度综述了乳清蛋白对改善运动人群生理指标和提升运动能力等方面的研究进展。

关键词：乳清蛋白;生理指标;运动能力

随着乳制品加工技术的发展和应用，浓缩乳清蛋白（WPC）和分离乳清蛋白（WPI）已广泛应用于运动营养食品。对运动人群而言，乳清蛋白（WP）是补充优质蛋白质的良好来源。大量研究证实，WP能够有效缓解运动性中枢疲劳、外周疲劳以及促进肌肉的增长和恢复。WP在提高运动能力方面的应用主要以四种形式补充，即单独补充、与碳水化合物等物质混合补充、加入营养配方中应用以及结合药物与物理治疗手段应用。

1 乳清蛋白的单独应用

WP可直接溶于一定量的水或牛奶中进行补充，运动前、运动中及运动后皆具有一定作用。Coomber等[1]将42名竞技自行车运动员随机分为3组，记录为期8周的常规训练和饮食。高剂量组每天补充牛初乳60 g，低剂量组每天补充20 g牛初乳+40 g WPC，对照组每天补充60 g WPC，结果显示，口服不同剂量的牛初乳（20 g/60 g）能够明显缩短自行车运动员以65%最大摄氧量骑行2 h后的计时圈成绩，服用WP组在实验前后运动成绩虽然无显著差异，但完成时间也有所缩短。Shing等[2]同样以服用WP作为对照组，实验组口服牛初乳浓缩蛋白，连续5周服用补充剂，之后进行连续5 d的高强度训练，结果显示，在连续5 d的高强度训练后，服用牛初乳的自行车运动员计时赛成绩相比WP组有所提高。这一实验研究证明了口服牛初乳蛋白浓缩物相比于补充WP效果更好，可能是由于牛初乳未进行分离处理，成分比WP更丰富。但是，在随后的研究中，Schroer等[3]却得到了不同的结果，他们的研究结果显示，补充WP或L-丙氨酸（ALA）后，会降低55%最大功率骑行2 h后30 km计时赛的成绩。这个相反的结果可能是由于补充WP的时间不同（前两个实验的实验期分別为8周和5周;而第三个实验为即时）。

补充WP在其他类型的运动中同样具有提升运动能力的作用，并且对我们的身体成分产生有益影响。Joy等[4]对24名受过力量训练的男性大学生进行研究，将受试者随机分为补充乳清蛋白组（动物性蛋白）和大米蛋白（植物性蛋白），每周训练3次（运动后补充蛋白质），为期8周。结果显示，在8周的蛋白补充后，大米蛋白和WP都能明显提高受试者的瘦体重、肌肉量、力量和功率，并且脂肪量减少，但两种蛋白之间无显著差异。同样，Taylor等[5]研究了14名NCAA 3级女子篮球队员，分为乳清蛋白组和对照组，补充WP和麦芽糊精（MALTO），为期8周，每周训练4天（训练前后补充）。结果显示，8周的WP补充能够提升专项运动能力。Lollo等[6]在比赛期间对24名足球运动员进行研究，根据补充剂不同分成3组：乳清蛋白组（WP组）、水解乳清蛋白组（HWP组）、酪蛋白组（CAS组），为期8周，每次训练后服用补充剂。结果表明，3种蛋白质补充运动员的提升都是有益且安全的，并且均具有维持甚至是增加肌肉质量的作用。Lollo等[7]进一步比较了HWP、WP、MALTO三种补充物对运动介导肌肉损伤的保护作用。结果显示，与MALTO组相比，HWP组运动员肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LD）含量明显降低，说明HWP对肌肉损伤具有保护作用。另外，Impey等[8]研究发现，运动员补充富含亮氨酸的蛋白质不会对在低碳水化合物状态下机体对游离脂肪酸的利用和脂质的氧化供能产生影响，这一研究结果对在限制碳水化合物摄入情况下，对提高肌肉适应能力有需求的运动员的营养补充具有实际的应用价值。

2 乳清蛋白结合碳水化合物的应用

WP作为优质蛋白质，与同样作为能源物质的碳水化合物（CHO）混合使用在近年来也被广泛地应用。Macdermid等[9]在多年前就比较了高蛋白饮食与高CHO饮食对受试者耐力的影响，结果显示，7 d的高蛋白质饮食对自行车耐力能力有提升作用。Breen等[10]利用单盲交叉实验对10名训练有素的自行车运动员进行研究，两种不同的饮料分别含有CHO、碳水化合物+蛋白质（C+P），受试者在77%±1%最大摄氧量的条件下骑行90 min，运动前即刻和运动后30 min补充饮料。结果显示，相比于CHO组，C+P组的肌纤维蛋白质合成明显增加（约35%），因此，C+P可以促进肌肉蛋白合成，C+P中肌纤维蛋白质合成的增加可能是通过mTOR下游的p70S6K介导。李世成等[11]对青年男子足球队16名队员进行了为期12周的实验，实验组训练前后1 h补充含有低聚糖+WP的饮料，睡前补充25 g WP，对照组为不含任何能量的安慰剂。结果显示，低聚糖+WP联合补充能够提高运动过程中的无氧和有氧能力，并且能够促进体能恢复。Highton等[12]对9名足球运动员进行CHO或CHO+P两种运动饮料的补充发现，CHO+P对运动员的耐力能力有一定程度的提升。Oosthuyse等[13]对8名自行车运动员进行研究，探究了摄入单一CHO、碳水化合物-酪蛋白（CHO-Casein）、碳水化合物-乳清蛋白（CHO-Whey）与安慰剂对减轻运动介导的左心室功能抑制的作用，结果显示，3种补充剂中CHO-Casein作用最大，CHO-Whey作用最小。但是，Gunnarsson和Hansen做出了不同的实验结果，Gunnarsson等[14]对16名足球运动员进行实验发现，CHO+P饮食并不能促进足球赛后48 h内足球运动员的糖原合成;Hansen等[15]对高强度训练营中的18名顶级自行车运动员进行了实验，结果显示，CHO单独摄入与C+P混合摄入并不能有效提升自行车运动员的运动表现、减轻肌肉损伤、应激反应及免疫功能。经过初步分析这些结果不同原因可能是由于实验条件的不同而导致的，由于实验时补充的剂量，实验所选择的运动类型、运动强度以及实验补充周期不同都会对实验结果产生影响。

3 乳清蛋白在营养配方中的应用

WP与其他具有相似或互补作用的物质共同摄入，不仅可以弥补WP功能上的不足，同时也可使运动补剂的功能更加明显。Hoffman等[16]为了探究补剂服用时间对33名力量训练者的力量、功率、身体成分变化的影响，分成早晚补充组和运动前后补充组，补剂为一种专利蛋白混合物（包含酶解胶原蛋白分离物、乳清蛋白分离物、酪蛋白分离物）。结果显示，补充时间的不同对力量训练者的力量、功率及身体成分无影响。Smith等[17]利用随机单盲对照实验对24名业余运动爱好者进行测试，探究补剂与3周的高强度间歇训练对有氧和无氧跑能力、训练量和身体成分的影响。实验组补充营养配方（包括WP、冬虫夏草、肌酸、瓜氨酸、人参和咖啡因等每次18 g）和以MALTO为主的安慰剂，结果显示，营养配方结合高强度间歇训练对最大摄氧量、最大速度（CV）、去脂体重（LBM）和无氧跑能力（ARC）有提升作用。Vegge等[18]探究了3种补剂对不同水平运动员运动能力的提升效果，分别为CHO组（8.3% maltodextrin）、PROCHO组（2.1% intact WP，8.3% maltodextrin）及NpPROCHO组（0.4% NutripeptinTM一种海洋蛋白，1.7% intact WP，8.3% maltodextrin），结果表明，NpPROCHO对低水平运动员的运动能力有较好的提升作用。Naclerio等[19]通过对16名业余足球运动员进行实验，探究了不同补剂对受试者间歇性运动能力、疲劳感、免疫力、恢复能力和新陈代谢标志物的影响。受试者分为多种成分补剂MTNZ组（CHO+WP+谷氨酰胺+左旋肉碱酒石酸盐）、CHO组和安慰剂组，结果显示，多种成分和CHO补充剂并没有改善间歇性运动、炎症或免疫功能;然而，两种干预都能降低血清肌红蛋白水平，CHO能抑制运动后白细胞增加。

4 乳清蛋白结合药物与物理治疗手段的应用

Al-nawaiseh等[20]探究了如何增强高强度无氧运动后的短期恢复，采用了服用抗氧化維生素、布洛芬、WP联合摄入结合运动后冷水浸泡的综合疗法，对22名竞技运动员进行了实验，结果显示，与不加干预相比，干预措施有助于维持运动水平，延缓疲劳。

5 结论

综上所述，WP会对机体的运动能力产生有利影响，能够增强有氧和无氧状态下的运动能力，改善身体成分，提高肌肉含量，促进肌肉修复和肌肉蛋白合成等，其安全性和有效性值得肯定。但使用效果会受到补充剂量、补充周期、服用时机、运动类型、运动强度、运动水平等多种因素的影响，在使用过程中，应根据自己的实际需求和实际情况来选择不同的补充方法，以达到最好的效果;另外，应结合能量代谢、代谢通路、多组学技术进展，深入探讨WP提高机体运动能力的机制。

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Research Progress on Improving Exercise Ability of Whey Protein

LIU Jia-ning1，2，JIANG Yu-gang2*，WANG Tian-hui1，2*

（1Tianjin Key Laboratory of Exercise Physiology & Sports Medicine，Tianjin University of Sport，Tianjin 300381，China;2Institute of Environmental and Operational Medicine，Institute of Military Medical Sciences，Academy of Military Sciences，Tianjin 300050，China）

Abstract：This paper reviewed the effect of whey protein on improving physiological indexes and exercise ability of exercise population from the perspective of different supplement forms of whey protein.

Keywords：whey protein;physiological index;exercise ability

基金项目：国家自然科学基金（项目编号：81373108）。

作者简介：刘嘉宁（1995— ），男，在读硕士研究生，研究方向：運动人体科学。

共同通信作者：王天辉（1968— ），男，博士，博士生导师，研究方向：军事作业医学;蒋与刚（1966— ），男，博士，博士生导师，研究方向：营养与作业效能。