支链氨基酸饮料对体操运动员运动能力的影响研究

蓝晓萍（江苏第二师范学院体育学院 江苏南京 210007）

体操项目一直都是我国的优势体育项目，在诸多国际赛事中取得了优异的成绩。体操作为一项技术性极强的竞技运动项目，具有动作难度大、动作技术转化形式多样等特点，其对体操运动员身体控制能力及技术水平的要求极高。体操运动员必须进行大量的日常训练，通过艰苦付出与积极拼搏才能在比赛中获得佳绩。在运动训练过程中，支链氨基酸是重要且有效的一种运动营养补剂，其在延迟中枢神经疲劳、促进肌糖原合成、改善运动能力等方面有着卓越成效。对于体操运动员而言，科学、慎重地选用运动营养补剂，对于提升身体状态有积极作用。该文从支链氨基酸的生物学作用出发，结合体操运动特点、运动性疲劳发生机制，详细分析支链氨基酸饮料对体操运动员运动能力的影响，旨在为体操运动员科学合理运用运动营养补剂提供参考。

一、支链氨基酸的生物学作用

支链氨基酸是蛋白质中3 种常见必需氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）的总称，其无法由人体自主合成，只能从食物蛋白中获取。临床医学关于支链氨基酸的研究覆盖肝损伤、胶原代谢、肝性脑病、心肌缺血损伤等领域，运动医学研究领域则主要探究其对骨骼肌细胞、血激素、血清酶、能源物质代谢、蛋白质合成、骨骼肌线粒体等生理指标的影响，以及运动前后补充支链氨基酸对动物、人体运动能力的影响。尽管支链氨基酸作为人体必需氨基酸具有广泛的生物学作用，但当前科研领域最为关心的仍是其营养促力作用。

支链氨基酸是在肝外（特别是骨骼肌）氧化供能的必需氨基酸，是唯一一类不限于肝内降解的氨基酸。肌肉中支链氨基酸代谢限速酶（支链α-酮酸脱氢酶复合物）有较强的活性，其能提高肌肉对支链氨基酸的利用效率。支链氨基酸还可以作为糖异生底物、能量底物发挥作用，并能调节肌肉蛋白代谢。支链氨基酸曾被认为是人体的第三燃料，分解供能仅次于碳水化合物和脂肪。相关研究显示，运动过程中碳水化合物、脂肪氧化增加了10～20 倍，而支链氨基酸氧化仅增加了2～3 倍，可见氨基酸并非运动过程中的主要供能体系。但是支链氨基酸在运动中的分解供能作用仍不容忽视，尤其是长时间的耐力运动，会使肌肉中的支链氨基酸氧化明显升高，进而参与供能。支链氨基酸在蛋白质合成中发挥着重要作用。支链氨基酸中的亮氨酸是合成谷氨酰胺的底物，通过亮氨酸合成的谷氨酰胺可以促进蛋白质合成。研究指出，亮氨酸在被人体摄入后会进入肌细胞转化成酮异己酸，而亮氨酸及酮异己酸被认为是蛋白质合成调节信号。多项研究显示，补充支链氨基酸可降低血乳酸含量，减少骨骼肌中乳酸堆积，起到抗疲劳作用。支链氨基酸还可防止游离色氨酸浓度升高，从而对抗游离色氨酸升高引起的神经元中神经递质5-羟色胺表达升高，进而缓解5-羟色胺介导的中枢疲劳。

二、体操运动特点及运动性疲劳产生机制

1.体操运动的特点

体操是竞技运动项目之一，是所有体操项目的总称，包括竞技体操、艺术体操、竞技健美操、技巧运动、蹦床等项目。体操运动要求运动员徒手或在规定器械上完成协调、复杂的各种动作（如单杠、吊环等），再根据动作分值、动作难度、动作编排及完成度等情况进行评分，以综合得分记录最终成绩。体操运动的动作难度极大，技术动作复杂，有一定的惊险性。体操动作编排既有静力性动作，又有动力性动作，多数复杂的技术动作都要求运动员做到极限的身体扭转、屈伸、跳跃，对运动员的身体柔韧性、耐力及爆发力均有很高的要求。在短短几分钟的体操比赛中，运动员也会消耗大量能量，极易出现运动性疲劳。体操运动员要在比赛中取胜，离不开日常训练的积累，日常高负荷的训练和高强度的比赛，使得体操运动成为一项高强度的体育项目。为此，体操运动员不仅需要科学、合理地安排每日膳食，保证营养摄入全面，还需摄入一些具有特殊功效的运动营养补剂进行针对性的补充，进而为保持体能水平、提升竞技表现提供有力保障。

2.体操运动员的运动性疲劳产生机制

运动性疲劳，是指由运动训练引起的机体机能水平下降或运动能力下降，而无法继续维持一定的运动强度，但躯体经适当休息后又可恢复的一种生理现象。对于专业的体操运动员来说，运动性疲劳是其运动训练过程中的常见现象。运动性疲劳也被认为是衡量运动训练负荷能否刺激机体产生适应性变化，并达到新的适应水平的重要指标。虽然运动性疲劳是运动引起的正常现象，但运动性疲劳迟迟不能消除则会对后续的运动训练产生不利影响，导致过度训练。过度训练是运动性疲劳长期积累导致的一种难以恢复的身体机能全面紊乱，其不仅会影响运动成绩，还会对运动员的身心健康造成损害，降低运动员的训练兴趣与运动自信。

运动性疲劳包括中枢疲劳和外周疲劳，前者指的是由运动神经中枢紊乱引起的运动神经兴奋性下降，后者则是指由运动引起的肌肉疲劳。研究表明，血浆中的氨基酸含量变化可影响脑内神经递质（尤其是5-羟色胺）的合成与释放，进而介导中枢疲劳。长时间运动可刺激脑内部分区域神经细胞释放5-羟色胺，脑内5-羟色胺水平升高会对中枢神经系统功能造成损伤，影响中枢神经的外周发放冲动，进而导致中枢疲劳，降低运动能力。外周疲劳的发生一方面与运动造成体内糖原、三磷酸腺苷、磷酸肌酸过度消耗，机体供能不足有关；另一方面与运动时肌肉释放出的乳酸蓄积太多，未能及时清除导致肌力下降有关。此外，大量运动导致体内微量元素、维生素流失，机体内环境失稳也是引发外周疲劳的重要机制。

体操运动员在运动过程中需要具有较强的爆发力及耐力，一些高难度动作需要转换上一动作中获取的动能，充分积蓄力量才能完成。在这些动作过程中，运动员需要尽可能地减少动能消耗，比如克服重力消耗，借助杠杆弹力，让躯体快速达到某一高度。完成这些动作需要运动员具有良好的肌肉控制力、爆发力及耐力，这样高体能的输出很容易让运动员发生肌肉疲劳和中枢疲劳。

三、支链氨基酸饮料的安全性

支链氨基酸饮料是一种富含支链氨基酸成分的保健性饮品，能够为人体快速补充水分、支链氨基酸及其他微量元素，为身体快速供能。目前，关于支链氨基酸用于运动营养补剂的安全性研究较少。早期的动物实验研究显示，对实验大鼠及小鼠以10 g/kg 剂量单次或以2.5 g/kg 剂量持续补充支链氨基酸复合制剂，均未发现中毒迹象，认为按照类似动物蛋白质的比率补充支链氨基酸的安全性是有保障的。以力量型对抗项目运动员为研究对象，对其补充支链氨基酸后的效果及安全性进行观察，发现长期以一般剂量补充支链氨基酸不会对肝脏功能产生不良影响。综合来看，现有的研究报道均显示，长期摄入或急性摄入支链氨基酸补剂均无明显毒性。

四、支链氨基酸对体操运动员运动能力的影响

运动性疲劳及过度训练的发生是影响体操运动员运动能力的主要原因，如何促进运动性疲劳的快速恢复，预防过度训练的发生，让体操运动员维持最佳的体能状态和运动能力，一直是教练员及运动员广泛关注的问题。目前，已有大量研究显示支链氨基酸在延缓疲劳方面有着重要作用。

1.支链氨基酸可缓解中枢疲劳

国内外大量研究指出，长时间高强度运动会引起血浆内芳香族氨基酸水平升高，支链氨基酸水平下降。芳香族氨基酸为5-羟色胺前体，大量的芳香族氨基酸被转运入脑后会促进5-羟色胺合成增加，引起脑内5-羟色胺水平升高。运动引起的脂肪供能会使血液中游离脂肪酸含量增加，游离脂肪酸与色氨酸（属芳香族氨基酸）竞争性结合血清白蛋白，而使得游离色氨酸水平升高。血液中支链氨基酸水平下降，游离色氨酸水平上升使得血浆游离色氨酸/支链氨基酸比值升高，脑内游离色氨酸水平相应升高，游离色氨酸在羟化酶作用下合成大量5-羟色胺，最终导致脑内5-羟色胺水平升高。5-羟色胺是一种单胺类抑制性神经递质，可抑制多突出神经反射，激发倦怠。关于支链氨基酸的抗中枢疲劳作用已得到了临床的初步证实。国外有研究对长时间运动项目（越野滑雪、马拉松等）运动员补充支链氨基酸（运动前及运动中各补充7.5～21.0 g），结果显示部分选手的运动成绩明显提升，心理疲劳程度明显减轻。动物实验研究显示，与补充葡萄糖和水的大鼠相比，补充大剂量支链氨基酸的长时间跑台大鼠的疲劳发生时间更晚。

2.支链氨基酸可缓解外周疲劳

运动性疲劳发生的外周机制复杂，其中运动造成的消耗、代谢产物蓄积、骨骼肌细胞结构功能状态改变与运动能力的关系最为密切。支链氨基酸的代谢场所主要为骨骼肌细胞，代谢产物则进入三羧酸循环。补充支链氨基酸可提高糖异生过程中的氨基酸利用效率，加快肝脏能量转换。支链氨基酸在骨骼肌中氧化供能还可减少肌糖原的消耗与利用，其作用机制可能是：支链氨基酸在耐力性运动中氧化供能较多，加之氨基酸糖异生过程生成的糖原、葡萄糖均可为骨骼肌供能，这有助于节省肌糖原消耗；另外，运动引起血液中肿瘤坏死因子水平升高，肿瘤坏死因子可强化氨基酸转运速度，促进氨基酸氧化供能，补充支链氨基酸可让更多的氨基酸被氧化供能，减少抗体对糖原的需求，进而延长供能时间，延迟疲劳。动物实验研究显示，补充支链氨基酸能够使运动大鼠血清及心肌中的丙二醛含量降低，谷胱甘肽过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性正常，认为其可通过阻断自由基的链反应或清除过多自由基来减少氧化反应终产物的生成，所以补充支链氨基酸对缺血心肌具有一定的保护作用。研究表明，补充支链氨基酸（308 mg/kg）能够降低血乳酸含量，减少骨骼肌中乳酸堆积，促进糖氨基酸在肝脏中的利用，加快肝脏能量转换。

五、结语

支链氨基酸作为人体必需氨基酸，可参与持续运动供能、减少肌糖原消耗、促进肌肉蛋白质合成。体操运动员通过支链氨基酸饮料补充支链氨基酸，可有效对抗中枢疲劳及外周疲劳，延迟运动性疲劳的发生，有助于提高和维持运动员的运动能力。值得注意的是，运动员在摄入支链氨基酸饮料时，应根据身体素质水平、运动消耗、训练强度等合理调整补充剂量，以获得最佳的运动助力效果。