胜肽運動飲料改善肌肉能量

21. 07. 07
posted by: yunchin
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血中葡萄糖的可利用率與胰島素的濃度,決定骨骼肌對葡萄糖的攝取和肝醣合成的速率。當運動選手在經過持久耐力和高強度的運動後,便會大量消耗他們儲備的肝醣。人體內的肝醣是以葡萄糖的形式儲存,這是肌肉活力能量的主要來源。運動後除了補充水分 (rehydration)及葡萄糖外,最重要的關鍵,就是必須盡快補充並儲備身體的肝醣。通常在持久耐力運動後,必須直接攝取碳水化合物 (如糖、葡萄糖、麥芽糊精等),以增加肌肉肝醣合成速率。然而在正常情況下,即使經過一整夜休息,亦不足以完全恢復體力,那是因為肝醣需要很長的時間才能儲備完全。幸好,現在透過攝取碳水化合物,並結合 Hyprol (一種富含麩醯胺的小麥蛋白質水解物)的方法,就能促使肝醣快速合成,使在最短時間內恢復體能。

Hyprol 對於刺激胰腺分泌胰島素能有較好的作用。胰島素會觸發一連串的反應,如增加肌肉從血液中攝取葡萄糖、增加肝醣合成和肌蛋白的合成等。臨床研究顯示,飲用添加 Hyprol 的運動飲料後,能有效縮短一半的體能恢復時間。

Hyprol 值得被添加在所有運動食品中,它是運動中或運動後的活力補充品,能有效提升運動的臨場表現。Hyprol 是新一代運動飲料的關鍵性原料。

 

Hyprol 就是 Hydrolysed Proteins 的縮寫,也就是酵素水解蛋白。

其蛋白質來源有:乳清蛋白、酪蛋白、小麥(麩質)蛋白、大豆蛋白、米蛋白、碗豆蛋白。

 


 
運動飲料的開發


最近幾十年來,許多
研究都致力於開發一個最理想的運動營養產品。這些相關的研究都焦注在運動中身體的反應,並開發出如等滲壓飲料,藉以補償因流汗所失去的水分,和提供額外的葡萄糖給正在工作的肌肉。
一般運動飲料,是以延緩消耗儲存於肌肉中的肝醣,而達成延緩疲倦和延長體能的方式來運作。

然而如前所述,當人體在持續超過一個小時的耐力運動後,肌肉中的肝醣會逐漸減少,疲倦的感覺也會相對增加。這種疲倦感,即使透過一整夜的休息也無法完全恢復,這是因為肝醣需要更長的儲備時間。已知解決此一問題的方法,是在持久性的運動後,直接攝取碳水化合物以增加肌肉肝醣的合成速率。然而,碳水化合物首要刺激的是胰島素的釋出,胰腺大量釋出胰島素進入血液。胰島素是一種蛋白質,當蛋白質裂解爆發可體松效應(Cortisol’s Effect)時,胰島素會觸發肌肉活力的一連串反應;如增加肌肉從血液中攝取葡萄糖、增加肝醣合成和胺基酸的攝取。這些反應的基本代謝就是蛋白質和胜肽。這是一種經由增加血液中胺基酸的濃度,與胰腺額外刺激胰島素分泌的方法。也因此,在碳水化合物的運動飲料中添加蛋白質,以增加運動後肝醣再合成的速率,確實是一個刺激肌肉成長最簡便的方法。

這篇報告是針對運動中和運動後所需營養的討論,觀察在經過持久耐力運動後,補充以 Hyprol 為一個新胜肽原料形式的運動飲料,對胰島素反應和血液中胺基酸含量所做的相關研究。這是為開發新一代恢復體能的運動飲料的新觀念。

運動中的運動飲料 --- 補充水分和能量

水和碳水化合物

運動中補充液體飲料主要的目的有:

  • 提供碳水化合物來源,以供給肌肉和肝臟中有限的肝醣;

(b) 取代汗的流失;

(c) 減少因失水所造成的相關問題

當長時間運動後,應立即補充足夠水分以維生命所需,並預防中暑、虛脫和延遲疲倦。因為導致運動中疲倦的兩個主因,就是身體所儲存有限的碳水化合物已被耗盡和嚴重的失水。運動時,若肌肉肝醣的含量降至很低,此時肌肉是以脂肪當燃料,動能雖然存在,卻不可能期待持續性高強度的運動。

在持久耐力的運動中,碳水化合物和脂肪酸是肌肉主要的燃料。肝醣在身體的儲存量是受限的(約400~500克),它與脂肪的儲存情況不同,儲存的肝醣,大約足夠供給45分鐘高強度的有氧運動訓練。

一旦肌肉儲存的肝醣缺乏時,肌肉會變得比較敏感容易抽筋,而且只能維持低強度水平的運動,脂肪是此時能量唯一的來源。幸好可以補充外來的葡萄糖,以提供運動期間所需能量,並可減少利用肌肉肝醣。運動期間所攝取的葡萄糖 (含麥芽糊精),其限制量大約為60克/小時(g/h),如此可提供大約240 Kcal/h的能量,而脂肪氧化的能量最高可得到360 Kcal/h。若進行的是較高強度的運動與訓練,肝醣的儲存將被視為提供額外能量時使用,因此需要更多氧氣提供給脂肪和葡萄糖氧化所需,此時葡萄糖會以無氧方式轉變成乳酸,因此容易造成肌肉酸痛,而只能從事短暫的運動,由於透過葡萄糖能獲得的能量很小,但是能量的提供卻很快,運動員在非常高強度的運動時間很短 --- 就像短距離的衝刺賽跑。

蛋白質

 

在運動飲料中添加蛋白質和胺基酸是有充分理由的,因為可以刺激肌肉成長、及維持並促進能量的利用(例如在碳水化合物飲料中添加蛋白質/胺基酸)。若將之作為恢復期飲用的運動飲料,根據對馬拉松、划船等運動選手的研究,以Hyprol (已被稀釋)作測試,比較選手平時的訓練與持久耐力運動後發現,這些運動選手愈到運動快結束階段,他們的體能仍然可以感覺力猶未盡,即使已經筋疲力竭,他們恢復的速度較快,與之前的感覺相較,肌肉完全沒有疼痛感,甚至隔天也未有任何輕微的疼痛。這些實例提供專業運動者建議,顯現 Hyprol 能給予正面的效果。依據代謝機制的研究推測,Hyprol 的胜肽和胺基酸,可以促進水在腸道內的吸收,因而對於碳水化合物的再水合作用,具有正面的加乘效果(如葡萄糖的攝取受限於60g/h),即胜肽和胺基酸可以刺激額外的水分吸收,而且經由胺基酸輸送到血液,能減少肌肉胺基酸在運動中被利用。不過這仍然是個假設,還需進一步臨床測試證實。

恢復期的運動飲料 --- 肝醣合成與肌肉建構的刺激

疲倦和恢復階段

 

當進行長時間和高強度運動時會產生疲倦感,係與肌肉中肝醣的缺乏有關。因此,維持運動前肌肉中高濃度的肝醣,是最理想的必備條件。因為運動時水份會快速流失,運動選手必須於運動後盡速補充水分,透過再水合的作用與補充葡萄糖以恢復儲存肝醣。運動選手的訓練和比賽是經常性而且持續性的,肌肉肝醣的恢復速率是重要的關鍵。運動後若未及時補充葡萄糖,將導致肌肉肝醣合成速率減小,連帶影響身體的復原效率。因此在一段筋疲力竭的運動後,迅速使肌肉肝醣再合成,是最優先的高代謝機制。

Hyprol的攝取量(/gram)

物質(如葡萄糖)的利用率是肌肉肝醣再合成的主要限制因素。而利用率,與胃排空的速率和攝取的葡萄糖被腸道吸收的速率有關,也與葡萄糖經由肝臟輸出和葡萄糖進入肌肉有關。最可能的是,肌肉肝醣再合成的速率是受限於腸道對碳水化合物的消化/吸收的速率。運動後,雖然肌肉肝醣直接再合成是高優先的代謝機制,然而運動後營養的供應時間才是決定性的關鍵。若能在運動後立即給予碳水化合物,在第一時間補充與兩小時以後再補充的效果完全不同,在第一時間內補充可快速將肌肉肝醣補滿。進一步觀察後發現,當攝取碳水化合物再結合胜肽蛋白質時,肌肉肝醣的合成速率可以被增強而且更有效率。

臨床測試 --- 肝醣的再合成

 

近來有蛋白質來源(胺基酸所組成)的形式為何,都應該和含有碳水化合物飲料同時攝取的論點被提出。荷蘭 Maastricht大學針對自行車/鐵人三項(24+0.6歲) 等高度被訓練的男性運動選手進行相關臨床研究,以人體實驗檢測胰島素反應的最大值。

研究中所有騎自行車的受測者,必須以90%和最高執行能力的50%的交替工作量,直至他們無法維持在他們最大能力的70%的腳踏板速度,即肝醣耗盡時停止。然後在3~5小時的恢復期間內,運動選手立即攝取含有碳水化合物和小麥蛋白水解物 Hyprol 的飲料,然後進行血液和肌肉切片的分析,以檢測肝醣含量和肝醣合成的計算。

結果發現,在碳水化合物的負載下,Hyprol 高度地刺激了胰島素的反應。 依據Hyprol 不同的食用量,可看出胰島素的反應和血液中胺基酸濃度呈線性關係(圖 1 )

如同結果,肝醣以相同的比率快速被合成,且恢復的時間減少了。(圖 2)

1: Hyprol ( Phe Leu) “恢復運動飲料在胰島素反應的效果 (全部圖片為體重75kg, 1L/h)

 

 

 

                           

2. Hyprol ( Phe Leu) “恢復運動飲料在肝醣合成的效果(全部圖片為體重75kg, 1L/h)

在含有6%的碳水化合物飲料Hyprol對肝醣合成的效果

 在高強度運動後,肌肉肝醣需要時間儲存,儲存時間的長短,決定疲倦恢復速度的快慢。這顯示在訓練時,當每小時攝取含30克 Hyprol 運動飲料(1公升運動飲料含有3% Hyprol+6% 碳水化合物),比較僅含碳水化合物的飲料,選手的體能恢復期可被縮短一半。尤其在高強度的運動後,Hyprol 的效果,與額外添加白胺酸(Leu)和苯丙胺酸(Phe)的效果幾乎相同,同樣可以達到最大的胰島素反應。

肌肉()建構

 

當持久耐力的運動後,特別是在葡萄糖儲存量缺乏的狀態下,會導致蛋白質合成減少、增加胺基酸氧化,和造成胺基酸轉變成葡萄糖。換句話說,為適應高強度的運動而增加蛋白質的合成,因此需求更多蛋白質的飲食。當肌肉對胺基酸的攝取量增加時,將會導致從運動到恢復期間血液中胺基酸的濃度降低,在這種狀態下,蛋白質的攝取是決定改變蛋白質降解的因素,以調節淨肌肉蛋白質的合成。經由肌肉攝取胺基酸所造成的刺激,促使胰島素直接刺激肌肉蛋白質的合成(至少有某程度的增加),並減少肌肉蛋白質的裂解。運動後,胺基酸直接刺激的效果遠大於休息時胺基酸在肌肉蛋白質合成的效果,故補充的時機是很重要的。

如前所述的臨床測試,運動後飲用含有 Hyprol 的運動飲料,可以彌補血液中胺基酸的降低。特別是在精疲力竭的運動後,每小時若補充大約15 g Hyprol,就可以彌補血液中胺基酸降低的情形(圖 3)。

3. Hyprol ”恢復運動飲料在血液胺基酸濃度的效果(全部圖片為體重75kg, 1L/h)

 

 進一步的研究結果,清楚地顯示出 Hyprol 在肌肉的增長與強度上有很正面的效果。

持久耐力型運動選手需要麩醯胺

運動選手從長時間高強度的運動後到恢復期間,血液中麩醯胺的含量明顯減少。在經過1小時的馬拉松後,血液中麩醯胺的含量將降至大約20%,運動使身體消耗麩醯胺(有條件的必需胺基酸)的儲存,然而當運動結束時,麩醯胺的使用並未停止,此時肌肉會用其他胺基酸來製造新的麩醯胺,尤其是使用支鏈型的必須胺基酸(BCAAs):如白胺酸、異白胺酸和纈胺酸,因為一定要有足夠的麩醯胺來彌補在消耗與供給之間的缺口。

此外,麩醯胺幫助肌肉蛋白質的合成,它對許多重要的體內機能的平衡也是必須的,它維持體內許多組織的最佳機能,尤其是對免疫系統、腸道的能量需求、和穀胱甘肽還原/氧化比率的調節。

在歷經高強度及長時間的運動後,運動選手常易感冒或受疾病感染,這種高感染率與血液中麩醯胺的含量有關。但當運動選手補充了麩醯胺後,感染就明顯減少了。

Hyprol 衍生自小麥蛋白,是一個由30%以上麩醯胺的胺基酸胜肽所組成的,是

麩醯胺最好的來源。補充一個含有麩醯胺胜肽的運動配方,不僅有效預防血液中麩醯胺減少,並能增強免疫機能。

結論

Hyprol 是新一代運動飲料和能量飲料中很重要的原料。在運動中及時補充含有 Hyprol 的運動飲料,可以預防失水和疲倦,增進個人的體能表現;在運動後的恢復期間,補充含有添加 Hyprol 的碳水化合物飲料,將可高度刺激胰島素反應,促使增強肝醣合成和肌肉蛋白質再建構,使能快速恢復體能。臨床研究已經證實,富含麩醯胺的 Hyprol 可以有效改善身體機能,並能刺激肌肉成長,這對訓練期間的運動選手而言是相當重要的。

參考文獻:

  1. Plasma insulin responses after ingestion of different amino acid or protein mixtures with carbohydrate
  2. Maximizing postexercise muscle glycogen synthesis: carbohydrate supplementation and the application of amino acid or protein hydrolysate mixtures
  3. Ingestion of Protein Hydrolysate and Amino Acid-Carbohydrate Mixtures Increases Postexercise Plasma Insulin Responses in Men
  4. Hyprol Sports Drink Concept