高蛋白运动补剂对空手道运动员骨密度的影响

冯兰兰，窦燕，陈嘉威，闫语，张蜀祁（广州商学院体育学院 广东广州 511363）

骨密度是评估骨质健康的重要指标，高骨密度可降低运动员的受伤风险，而低骨密度则会使运动员的应力性骨折、脆性骨折风险升高。影响运动员骨密度的后天因素主要为运动和营养，运动项目的强度、特点、竞技水平及运动量等均与骨密度有着紧密联系，高强度的运动有助于提高骨密度，但过量的运动负荷有可能降低骨密度。对于有比赛需求的空手道运动员而言，日常需要进行大负荷训练，所以依靠运动提高骨密度有较多不可控因素。相比运动训练，通过营养干预提高运动员骨密度更容易实现。维生素及钙已被公认为是促进机体提高骨密度的必要元素，同时蛋白质在促进骨骼生长、维持骨骼健康方面也有着积极作用。高蛋白运动补剂是空手道运动员日常应用较多的运动补剂之一，其在提供能量供给、促进肌肉增长、修复受损骨骼肌、增强运动表现方面有积极作用。但关于高蛋白运动补剂对运动员骨密度影响的研究较少，该研究拟对高蛋白运动补剂与空手道运动员骨密度间的关系进行探索，并对空手道运动员的高蛋白运动补剂的合理应用提供建议，旨在为科学提高运动员骨密度提供理论借鉴。

一、蛋白质对人体的作用

蛋白质是人体不可或缺的重要物质，其对人体的作用主要体现在以下几方面：首先，蛋白质是组成细胞及组织结构的重要物质，从皮肤、肌肉到骨骼、毛发，人体任何器官的组成都离不开蛋白质。其次，蛋白质在维持人体正常新陈代谢活动中发挥着重要作用。正常的生命活动需要由载体蛋白（如血红蛋白、脂蛋白、转运蛋白等）输送各种物质来完成，比如血红蛋白将氧输送到身体各处，脂蛋白则负责输送脂肪，以维持人体正常的生命活动。再次，蛋白质可作为能量来源为机体供能，是人体重要的供能物质之一。在机体供能不足时，蛋白质可分解生成氨基酸，再经糖异生转换为糖，为机体供能。最后，蛋白质在人体各种生理活动中能够发挥调节作用，如以蛋白质组成的各种参与人体生理活动的酶，其在食物消化、吸收、利用过程中均发挥着重要作用。

二、蛋白质对空手道运动员的重要性

空手道运动员日常需进行高强度训练，机体对蛋白质的消耗量较大，并且运动员机体对蛋白质的分解能力强于普通人，其肌肉及骨骼中的蛋白质均会随着大量的运动训练而持续消耗减少。要让空手道运动员维持良好的运动能力，就必须及时补充蛋白质，才能让运动员在运动过程中的蛋白质“消－供”应维持平衡。若运动员的蛋白质供应不充足，其在运动过程中就可能较早地发生体能透支，进而降低运动水平。

（一）高蛋白有助于保证体能训练效果

体能训练是空手道运动员的日常训练内容，要获得满意的体能训练效果，不仅需要合理规划饮食，还需要摄入充足的蛋白质，才有助于提升体能训练水平，降低过程中的机能损伤风险。运动疲劳是运动员进行体能训练较常出现的一种生理现象，这也是机体的一种自我保护机制，机体一旦发生运动疲劳就会导致训练能力及水平的下降，影响训练效果。通常来说，运动疲劳可通过适当的休息调整得到缓解，但高强度训练产生的运动疲劳可能超出机体的自我修复能力，运动疲劳将迟迟得不到缓解。此时，补充蛋白质有助于缓解运动疲劳，比如摄入乳清蛋白饮料、高蛋白运动补剂等，可促进谷胱甘肽合成，而谷胱甘肽能够加快自由基清除，从而较快地缓解运动疲劳。另外，外源性补充蛋白质还能对机体红细胞发挥保护作用，避免血红蛋白水平下降，更好地维持肌肉微结构，有助于消除疲劳。

空手道运动员在体能训练期间常会发生氧化应激损伤，特别是运动剧烈时，氧化应激损伤更容易发生。机体通常可自动调节以增强抗自由基防御系统，但长时间体能训练会使肌肉出现脂肪过氧化反应，使自由基大量堆积直至超出机体自身防御能力，从而发生氧化应激损伤。补充蛋白质可以加快肌糖原再合成，促进肌肉蛋白质增加，这有助于缓解氧化应激损伤，进而保证体能训练效果。

（二）高蛋白有助于运动员进行体重控制

空手道运动对运动员的体重、体形有一定要求，高蛋白对于控制体重、塑造体型有重要作用。空手道作为一项对抗性运动，对运动员机体反应灵敏性、力量及耐力均有较高要求，是一种高冲击运动项目。有人认为维持较低体重能够让空手道运动员维持更好的竞技状态，事实上运动员每日的可用能量不足30 kcal/kg 去脂体重时，可能带来一系列不良影响，如代谢紊乱，机体在低能量状态下启动保护机制会减少多种功能（体温调节、生长繁殖、细胞修复等）的能量供应，以维持能量平衡，满足生存需求，这种情况下会严重损害机体健康。另外，体重过低、能量摄入不足会影响性激素分泌，导致“下丘脑-垂体-性腺轴”功能紊乱，女性运动员则容易发生经期不规律甚至闭经，男性运动员则可能发生低血睾酮血症，这些不仅会直接影响到运动员的身体健康状态，还会对骨代谢造成间接影响，影响骨健康。因此，空手道运动员需要将体重控制在一个合理的范围，在保障机体健康的同时，也能让机体保持最佳的运动能力和敏捷度。蛋白质是组成肌肉的重要物质，空手道运动员摄入高蛋白补剂可起到良好的增肌效果，减少体脂，增加瘦体重，塑造体型。研究指出，体育运动员在摄入一段时间的高蛋白运动补剂后，其肌肉含量明显提升，且体脂率明显下降。大豆蛋白中所含的大豆寡肽经证实具有提高肌肉质量，增强肌肉力量的作用。补充高蛋白功能性饮料能对肌肉状态起到正向调节作用，增强运动员的腿部肌肉力量。因此，空手道运动员想要将体重维持在理想状态，可以适当补充高蛋白运动补剂，对于需要减脂的运动员，由于日常能量摄入的减少，更应注重蛋白质的补充，以维持肌肉质量。

（三）高蛋白有助于提高运动员的比赛成绩

在比赛中取胜是运动员的重要目标，蛋白质在提高运动员运动成绩方面也扮演着重要角色。机体的正常发育、功能实现及运动均与蛋白质密切相关，空手道运动员在比赛过程中，充足的能量供应对于维持肌肉耐力及爆发力尤为关键。蛋白质不仅是肌肉的组成成分，也是机体产生运动能量的重要物质，补充高蛋白可促进机体肌肉量增加，在比赛中能够为机体提供更多的能量。补充高蛋白除了可以为肌肉生长提供必需氨基酸，还能促进受损肌肉组织的修复。在比赛过程中通过饮用高蛋白运动饮料补充蛋白质，一方面可以补充碳水化合物提高血液中的葡萄糖水平，以减少肌肉中肝糖原的消耗；另一方面可以补充蛋白质来刺激胰岛素释放，让胰岛素将碳水化合物转运至肌肉细胞中供能。空手道比赛的持续时间较长，补充蛋白质有助于延缓运动疲劳的产生，为肌肉更好地供能，从而提升运动员的比赛耐力，缓解肌肉紧张，提高比赛胜率。

三、空手道运动员的骨密度特点

空手道中有许多技术动作需要爆发性的力量，如短时进攻持续1 s～3 s，密集进攻持续18 s 等。因此，空手道对运动员的无氧能力（即个人在短期高强度肌肉活动中使用磷原系统的能力）要求较高，同时也对运动员的耐力、敏捷性有着较高要求。大量的文献资料显示，适宜的运动有助于提高骨密度，增加骨储备。空手道运动具有对抗激烈、灵活多变、能量消耗大、爆发力强的特点，其对运动员骨密度的影响鲜见报道。但国外有大量的横断面调查研究显示，力量训练能够增加运动员的骨密度，非力量运动对运动员骨密度的影响则并不显著。空手道属于直接对抗的技能类项目，长期进行空手道训练理论上有助于增加运动员的骨密度，但是长期进行高负荷训练可能导致骨密度下降。空手道与柔道同为对抗类竞技体育项目，二者有着诸多相似之处，有研究显示相比普通人群，柔道运动员上肢、头、肋骨、椎骨部位的骨密度更高。由此推测，与柔道运动特点类似的空手道可能也有助于提高人体骨密度，这可能是因为空手道运动员在日常的训练中融合了力量、速度及耐力训练，多种练习相结合的训练模式，增加了骨刺激，从而提高了骨密度。研究还显示，体重与骨生长刺激有正相关关系，即体重越大对骨生长刺激越大，成骨越活跃。进一步分析显示，骨密度与体脂百分率呈负相关，而与瘦体重呈正相关。部分空手道运动员认为维持较低体重有利于维持良好的竞技状态，但降低体重（尤其是去脂体重）实际会影响性激素水平，间接影响骨代谢相关调节因子，导致骨量丢失增加，进而降低骨密度。

四、高蛋白运动补剂对空手道运动员骨健康的影响

相比普通人群，空手道运动员经常进行高强度的运动会加快机体代谢，其对蛋白质摄入水平的要求更高。空手道运动员需要及时补充优质蛋白，以满足机体所需。蛋白质含量较高的食品被称为高蛋白食品，畜禽肉、蛋类、奶类、坚果类、大豆类等都是传统的高蛋白食物，但单纯通过饮食摄入蛋白质，对于运动员而言还远远不足。因此，摄入高蛋白运动补剂成为运动员及时补充优质蛋白高效、便捷的选择。高蛋白运动补剂对于加快运动员体力恢复、增强运动员肌肉耐力、缓解运动疲劳的作用已得到了证实，而相关领域对高蛋白运动补剂与运动员骨密度关系的关注较少。高蛋白运动补剂对于空手道运动员骨密度的影响主要体现在以下几个方面。

（一）高蛋白运动补剂为骨骼构成提供原料

人体骨骼构成离不开胶原蛋白，胶原蛋白直接关系到骨骼结构的完整性、弹性及生物力学特性。研究报道指出，骨质疏松症患者口服Ⅱ型胶原蛋白后，其血清骨钙素水平明显升高，骨密度增加。有学者对Ⅳ型胶原蛋白基因多态性与骨密度的相关性进行探究，发现Ⅳ型胶原蛋白TT 基因型是骨质疏松的保护因素，且Ⅳ型胶原蛋白基因对男性与女性骨密度的影响有差异，其对女性骨密度的影响更为显著。动物实验研究显示，Ⅱ型胶原蛋白对骨重塑、骨结构及骨密度的影响主要通过抑制基质金属酶蛋白-1、基质金属酶蛋白-3 水平等途径来实现。

（二）高蛋白运动补剂能促进钙吸收

众所周知，钙与骨骼健康密切相关，补钙能够有效防治骨骼疾病，促进骨骼健康。如何提高机体对钙的吸收率一直是补钙的难点，维生素D 能够促进钙吸收已是临床共识，维生素D 可通过特异性受体经基因组效应增加钙结合蛋白，提高肠道对钙的转运能力。除了维生素D，近期也有研究显示蛋白质摄入也能促进机体对钙的吸收。蛋白质摄入不足的饮食方式会增加甲状旁腺功能亢进风险，从而影响钙吸收。人体摄入蛋白质长期少于65 g/d，其骨量流失量将明显增加，而摄入足量的蛋白质能够有效减少骨量流失。高蛋白运动补剂多以牛乳为原料，牛乳含有的活性蛋白能够有效提高造骨细胞活性，有利于骨骼保留钙质。足量的蛋白质摄入虽能促进钙吸收，但过量摄入蛋白质则可能导致骨量流失增加，特别是在钙摄入量偏低的情况下补充大量蛋白质，不利于骨健康。这是因为大量摄入蛋白质会引起肠道环境酸化，蛋白质代谢产物含硫氨基酸会结合游离钙离子，促进尿钙排出，不利于骨合成。由此可见，空手道运动员在摄入高蛋白运动补剂的过程中，有必要增加钙摄入，以对抗高蛋白对尿钙的排出作用，才能达到促进骨骼健康的目的。

（三）高蛋白运动补剂的水解产物有益骨骼健康

水解胶原蛋白是蛋白质的水解产物，现有的多项研究显示，补充水解胶原蛋白能够有效改善骨骼健康。水解胶原蛋白能够刺激成骨细胞的增殖，抑制破骨细胞活性，从而调整骨矿分布及骨骼结构。水解胶原蛋白还能扩大骨皮质面积，增强骨骼坚固性。有动物实验发现，结合钙的胶原蛋白制剂可使小鼠的骨密度明显增加，认为胶原蛋白在帮助钙吸收方面有重要作用。有研究将鲑鱼皮明胶、大豆蛋白、酪蛋白经木瓜蛋白酶水解后，获得3种不同水解程度的蛋白质水解产物，结果显示3 种蛋白质水解产物对成骨细胞均有一定的促增殖和抗凋亡作用，其中明胶水解产物对成骨细胞的增殖促进及抗凋亡作用最强，其在防治骨质疏松方面有巨大潜能。乳清蛋白粉作为常见的高蛋白运动补剂，其成分为优质的完全蛋白质，其水解生成的氨基酸、活性肽物质可通过多种途径来促进钙吸收，进而提高骨密度。

（四）高蛋白运动补剂能通过免疫调节增加骨密度

研究显示，骨代谢异常和炎症反应是导致骨密度下降的重要因素，而这两种因素与免疫系统密切相关，共同影响着骨骼健康。免疫学研究指出，牛乳中含有的乳铁蛋白能够通过免疫调节作用，促进成骨细胞和软骨细胞增殖，抑制破骨细胞介导的骨吸收能力，通过调节“成骨-破骨细胞”的动态平衡来调节骨代谢，从而提高骨密度。研究指出，体育运动员在补充乳清蛋白后，机体的免疫球蛋白含量明显提高。乳清蛋白中含有免疫球蛋白、组织生长因子等，这些物质均具有一定的免疫调节功能。乳清蛋白还能通过提供半胱氨酸来增加单核细胞数量，进而增强机体免疫力。国内有研究显示，免疫球蛋白亚型在膝骨关节炎患者血清中表达升高，认为免疫球蛋白的表达失调参与了膝骨关节炎发病过程。高蛋白运动补剂可能通过发挥免疫调节作用，增强空手道运动员的机体免疫力，来间接增加骨密度。

（五）高蛋白运动补剂通过强化骨骼肌促进骨生长

在促进骨骼肌生长，修复骨骼肌损伤方面具有重要作用。研究显示，对足球运动员补充高蛋白运动食品8 周后，运动员的肌肉量、纵跳高度等均显著上升，表明高蛋白运动补剂的摄入能够增强运动员的肌肉力量，提升运动表现。另有研究显示，补充蛋白质可提升运动员的胰岛素及生长素水平，让机体处于运动能力增长与超量恢复相适应的最佳激素环境，骨骼肌合成加快，肌纤维加粗，骨骼肌力量明显增加。此外，高蛋白运动补剂还能通过促进能量平衡来改善“下丘脑-垂体-性腺轴”功能，消除性激素水平过低对骨骼健康的不良影响。

五、空手道运动员的高蛋白运动补剂使用建议

空手道运动员的日常运动负荷较重、运动量大、蛋白质分解合成代谢增加、激素调节活跃、硫氮排出量大，机体可能发生负氮平衡，血清蛋白质及血红蛋白含量下降，所以需及时补充蛋白质。合理摄入高蛋白运动补剂，有助于增加骨密度、降低损伤风险、提高运动能力。但是，蛋白质的补充必须遵循适度原则，过多摄入蛋白质反而可能造成其他营养素摄入不足、蛋白质利用率降低、水分及钙质流失过多、肾脏代谢负担增加、脂肪堆积等不良后果。空手道运动员每日的蛋白质摄入量建议在1.3 g/kg～1.8 g/kg，日常饮食摄入不足的部分可通过高蛋白运动补剂作为补充，同时还要补充足量的维生素D 及钙剂，以协同发挥作用，有效促进骨骼健康。

六、结语

蛋白质在保证空手道运动员训练效果、控制体重、提高比赛成绩方面均发挥着重要作用。骨密度与空手道运动员的运动损伤、运动能力密切相关，维持并提高空手道运动员的骨密度水平对于降低骨折等运动损伤、提高运动表现具有重要作用。高蛋白运动补剂能够为空手道运动员补充优质蛋白质，为骨合成提供原料，同时也能促进钙吸收，发挥骨免疫调节、强化骨骼肌等作用，从而提高运动员的骨密度。根据空手道运动员的身体状况、训练量、膳食习惯等，制定科学、合理、个性化的蛋白质补充方案，能够在保证安全的前提下最大限度地发挥高蛋白运动补剂在促进骨骼健康方面的作用，使运动员获益。