任秀紅 楊多多 李海英

(1.忻州師范學院體育系，山西忻州 034000;2.畢節(jié)學院 體育系，貴州 畢節(jié) 551700)

20世紀70年代以前，人們一直認為糖是運動中的主要能源物質，蛋白質供能在運動中相對比較少，只有在特殊情況下，比如饑餓狀態(tài)、消耗性疾病或長時間的耐力運動中肌糖原含量較低時，體內蛋白質才參加有氧代謝供能。但近年來國外的研究證明補服蛋白能促進抗阻力訓練和耐力訓練中蛋白平衡，也有學者試圖研究補服蛋白對運動后成績的影響。近來的一些研究中指出在持續(xù)性運動中補充糖蛋白能延長疲勞出現(xiàn)的時間。這些研究結果都支持蛋白是使糖蛋白飲料與單純的糖飲料呈現(xiàn)優(yōu)勢的原因［1］。

本研究是以人體運動能力的評價指標最大吸氧量與有氧耐力入手，觀察補服蛋白后人體最大吸氧量和有氧耐力的變化，也就是進一步驗證補服蛋白能否延緩耐力性運動中疲勞出現(xiàn)的時間。探討乳清蛋白對人體有氧運動能力的影響。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

受試者為體育系12名健康男性大學生，年齡21.33±0.52歲，身高175.50±5.54cm，體重73.43±10.74kg。實驗對象的選取方法:從高考體測800 m成績在2分30秒以內的男性大學生中隨機選取，也就是耐力比較好學生，這樣選擇的目的是便于觀察他們補服乳清蛋白后自身的有氧耐力水平的變化。

1.2 實驗方案

本實驗分為2個階段，每個階段歷時3周，共歷時6周進行6次試驗。第1階段三次試驗測試補服不同量的乳清蛋白(7g、14g)及安慰劑對人體最大吸氧量的影響，第2階段3次試驗測試補服不同量的乳清蛋白(7g、14g)及安慰劑對人體有氧耐力的影響。每個階段的試驗時間選擇連續(xù)三周的同一個工作日進行。每次實驗對象都是同一組12人的被試。這兩個階段的條件控制、飲食控制基本一致，并且兩個階段的補劑也完全相同，只是補服補劑后測試的指標不同，而且同一次試驗的被試之間補服的補劑可能相同也可能不同:12人分別補服三種不同的補劑(分別是7g、14g乳清蛋白和安慰劑)，但是每個被試在三次試驗中必須補服不同的補劑，這樣做是為避免試驗對被試造成影響而便于采用單盲實驗法。

單盲實驗設計方法是:配制好的補液均用不透明的一次性紙杯封裝，被試用吸管飲用補液。在進行實驗前，實驗員準備實驗用的飲料并且在每個裝好補液的紙杯上貼上A、B或C標簽分別代表7g，14g乳清蛋白和安慰劑，同一次實驗中，被試可能補服不同的補劑，但具體是哪種補劑被試不清楚，直到實驗結束才確認是哪種補液。開始實驗前所有與實驗有關的補劑都不讓被試見到，并且也不把成績反饋給他們，直到實驗結束［2］。

1.3 實驗方法

第一個階段被試于每次實驗前半小時補服補液，這期間測試被試安靜狀態(tài)的心率，然后讓被試做大約10min的準備活動，接著測量準備活動后的心率，半小時后實驗者發(fā)令，被試在功率自行車上進行遞增負荷運動。采用陳文育間接測量最大吸氧量的方法，每3min遞增一次負荷，從50W 開始，直到500W［3］。測得此時的心率代入公式 VO2max(L/min)=7.9297-0.0304×HR150W(次/min)。

第二個階段被試于實驗前半小時補服補液，在補液前測試被試安靜狀態(tài)的心率，補液后20min，受試者帶上S610 Polar表，在運動場進行10min的熱身活動，受試者自身感覺達到最大的競技狀態(tài)，即心率達到110-130b/min時，受試者可以進行實驗測試。測試的形式是進行12min跑，選擇12min跑進行測試是因為這是目前常用的測量最大吸氧量的間接方法之一，而最大吸氧量又是反映人體有氧耐力的重要指標之一。

在被試實驗的過程中，實驗員隨時查看polar表顯示數(shù)據(jù)，以指導被試跑的強度，通常在全程跑的過程中被試的心率控制在180次/分左右，因為在平常的12min跑中，心率控制在180次/分左右是提高有氧耐力的有效手段，而且心率控制在180次/分左右產(chǎn)生疲勞的時間會早一些，疲勞的程度會強一些［4］。本研究心率控制在180次每分左右，目的是刺激疲勞程度的出現(xiàn)，測試被試在補服乳清蛋白后耗竭的情況下運動成績。

讓受試者在100m終點同時起跑，聽到實驗員的哨聲時起跑，受試者在跑步過程中所做的是耐力運動，受試者再次聽到哨聲時為12min停止時間，實驗員測試每名受試者運動后前30s的心率，并用測距輪測量其12min內所跑的成績。

實驗結束后，實驗員用摸脈搏的方法測試受試者運動后前三十秒的心率，且要記錄Polar表上的即刻心率，求其平均值。

2 實驗相關因素的控制

2.1 準備活動的控制

在每次進行實驗時，實驗者讓受試者做準備活動直到自我感覺到身體達到最佳狀態(tài)，能夠發(fā)揮出最好水平為止，間接測定其最大吸氧量成績。實驗前受試者準備活動量不宜太大，一般以身體發(fā)熱出微汗為準。準備活動分為慢跑，小步跑，高抬腿，后蹬跑，正壓腿，側壓腿等，受試者可自行選擇做準備活動，直到達到準備活動的效果，達到進行實驗的最佳身體狀態(tài)。

2.2 飲食控制

實驗主要負責人就實驗中飲食需要向志愿者作了口頭說明。被試在每次實驗前的3天要對飲食情況做出詳細的記錄，實驗前4h禁止吃東西(可以喝純凈水)。每次實驗前3天鼓勵他們保持同樣的飲食方式(實驗當天不允許改變飲食選擇)，避免進食高糖、高脂肪、高蛋白的食物，以免影響實驗結果。

除了對飲食控制外，還要指導被試對每次實驗前48h內的身體活動進行記錄。因為如果運動量過大可能會對實驗結果有影響。

2.3 乳清蛋白的營養(yǎng)成分搭配

在本研究中，乳清蛋白的營養(yǎng)搭配，其主要成分如表1所示，此處不再論述。

表1 乳清蛋白營養(yǎng)成分

3 結果與討論

3.1 實驗結果

表2 被試最大吸氧量的變化(±S，n=12)

表2 被試最大吸氧量的變化(±S，n=12)

＊＊乳蛋白±S3.07±0.333.34±0.24*3.60±0.23補劑 安慰劑 7g乳蛋白 14g

從上表中可以看出，補服不同量的乳清蛋白與安慰劑相比對人體的最大吸氧量都有不同程度的影響，其中補服7g乳蛋白與安慰劑相比差異性顯著，補服14g乳蛋白與安慰劑相比差異性非常顯著。

表3 安慰劑和補服組的有氧耐力的變化(km)n=15

從上表中可以看出，補服不同量的乳清蛋白與安慰劑相比對人體的有氧耐力都有不同程度的影響，其中補服7g乳蛋白、14g乳蛋白與安慰劑相比差異性顯著。

3.2 分析與討論

3.2.1 統(tǒng)計方法的選用與對最大吸氧量

最大吸氧量可因年齡、性別、身材大小和身體組成不同而有差異，并受體能、運動專項、訓練狀態(tài)及遺傳等因素的影響［5］。本研究中采用的是配對樣本T檢驗，也就是自身對照的方式，這樣就避免了被試個體差異對實驗結果的影響，在一定程度上提高了實驗結果的準確性。

3.2.2 補服蛋白的方式對人體最大吸氧量的影響

1)補服蛋白的時間

國外有關補服蛋白的時間包括如下幾個方面:運動前即刻補服;運動前短期補服(運動前幾周);運動中補服和運動后補服。本實驗中采用了運動前半小時補服，主要是參考了藥品的說明:對于運動人群來說宜于運動前半小時補服，這種服用方式的效果是來自臨床醫(yī)學，在運動實踐領域并未得以驗證。從研究的指標來說，一些研究則是從肌糖原的充盈，蛋白的合成與分解的角度進行的，而本研究則是從最大吸氧量的角度進行，然而本研究中補服不同量的蛋白后最大吸氧量有不同的變化，卻不能單純的從補服的時間方面做出判斷，也并不能完全證明運動前半小時補服蛋白就一定會對最大吸氧量有明顯的效果。畢竟影響最大吸氧量的因素有多方面，究竟是哪個因素起著決定作用，目前還是不能做出正確的判斷，而且如果補服的時間是其中一個因素的話，那么究竟在哪個時間點或時間段補服效果最明顯是需要不斷對比研究才能最終得出。

2)補服的類型對人體最大吸氧量的影響

人體的供能物質主要有三類糖、脂肪和蛋白質，這三者在細胞中可以直接被徹底氧化成水和二氧化碳，再合成ATP，構成有氧氧化系統(tǒng)。本實驗中，九分鐘遞增負荷測試最大吸氧量的運動是由有氧氧化系統(tǒng)供能。由上表可以看出在運動過程中，同一對象的補液組在補服乳清蛋白后的最大吸氧量水平都有不同程度的變化。但是補液中同時含有蛋白質、脂肪和糖，雖然后二者的含量相對較少，但究竟在其中發(fā)揮多大作用卻沒能得到驗證，可以推斷補服14g乳清蛋白比7g蛋白有可能提高有氧氧化系統(tǒng)的供能能力，因此在一定程度上能提高人體的有氧運動能力。

3)影響最大吸氧量的限制因素

有學者對最大吸氧量的限制因素作過如下的解釋:“在不同物種范圍內VO2max與線粒體機能是相關的，而就每一個體情況而言，VO2max是由肌肉的氧供決定的。在人體內，‘肌球蛋白ATP酶的催化能力是非常強的，以致遠遠超出了呼吸系統(tǒng)有氧運輸能力。因此，VO2max一定是由氧運輸系統(tǒng)傳遞到肌線粒體的能力決定的，而不是肌肉收縮的機械性質?！保?］在這里被試是同一物種，而且就最大吸氧量變化進行比較時是單個個體自身的比較，所以補服蛋白對肌肉中線粒體機能不存在必然的關系，然而肌肉中的氧供關系到最大吸氧量的變化，本研究中沒有對補服乳清蛋白后的氧供情況進行相應的研究，則是本研究的不足。

3.3 有氧耐力的有關因素

有氧耐力是指長時間進行有氧供能的工作能力。負荷強度為人體最大負荷強度的75%—85%，心率一般在 140—170 次/min，時間最少為5min。［7］

影響有氧耐力的因素之一是肌糖原含量，肌糖原是肌肉進行有氧代謝的主要能源物質它的供能特點為效率高，氧氣消耗量相對較少，代謝時產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可及時排出體外，不致在體內堆積，對身體產(chǎn)生不利影響。所以，肌肉中糖原含量越高，有氧供能的潛力就越大。雖然脂肪也參與有氧運動的供能，但由于脂肪氧化供能時氧氣消耗量大、代謝產(chǎn)物堆積等因素，容易使身體疲勞。

大量研究證實在耐力運動過程中蛋白質的降解增強了。Sheffield-Moore［8］等人觀察到中等強度有氧運動后蛋白質的水解立即加強。盡管運動后休整階段蛋白質的合成也提高了，但是在沒有營養(yǎng)界入的情況下運動后總凈蛋白持續(xù)3h處于負氮平衡狀態(tài)。在運動過程中或運動后服用糖蛋白可能改善蛋白合成與降解之間的平衡。

Miller［9］等人對抗阻力運動后補服糖蛋白進行了研究，他們觀察到補服糖蛋白比單純補服糖或蛋白腿部的苯丙氨酸更容易吸收。作者得出結論說如果不補充足夠的乳清蛋白，運動后糖引起的高胰島素血不利于蛋白質的合成。上述少數(shù)研究結論是耐力運動中補服糖蛋白可能有利于氮的平衡。耐力訓練期間多次攝入蛋白飲料對運動成績和恢復有一定程度的影響。

本研究中運動成績的提高可能與補服乳清蛋白后促進了肌糖原的合成有關，而且由于本研究中所采用的乳清蛋白不是純乳清蛋白，里面含有少量的糖(4.8g)和脂肪(7.8g)，并且是在運動前0.5h補充，這都可能會促進蛋白的合成，延緩運動性疲勞的產(chǎn)生，從而提高有氧耐力的成績。補充7g蛋白、14g蛋白分別與安慰劑相比差異性顯著，但這兩者之間的差異性不顯著。

4 結論

采用間接測量最大吸氧量的方法，測得補服不同量的乳清蛋白都不同程度影響人體的最大吸氧量水平，這在一定程度上說明乳清蛋白的補服對人體有氧運動能力有一定影響，但是該實驗只能稱為是準試驗或前試驗，畢竟補服乳清蛋白后究竟引起人體的哪些變化，也就是對最大吸氧量限制因素的哪些變化沒有進行相關研究，是本研究中的不足，這需要進一步的深入相關研究才可能得以驗證。

在運動前補服乳清蛋白飲料可能會促進肌蛋白的合成，延緩疲勞的產(chǎn)生，從而提高人體的有氧耐力，但是畢竟乳清蛋白中含有脂肪和糖，而且乳清蛋白中乳清蛋白的種類比較多，究竟是哪種乳清蛋白在起作用，血氨酸有沒有升高，胰島素水平有沒有的升高，尚待繼續(xù)研究。

［1］ Rudy J.Valentine，Michael J.Saunders，M.Kent Todd，Thomas G.St.Laurent.Influence of carbohydrate-protein beverage on cycling endurance and indices of muscle disruption［J］.Sport nutrition and exercise mebabolism，2008，18(4):368.

［2］ Rudy J.Valentine，Michael J.Saunders，M.Kent Todd，Thomas G.St.Laurent.Influence of carbohydrate-protein beverage on cycling endurance and indices of muscle disruption［J］.Sport nutrition and exercise mebabolism，2008，18(4):368.

［3］全國體育院校教材委員會.運動生理學實驗指導［M］.北京:人民體育出版社，2005:195-196.

［4］潘晟，張宏成.對大學生進行3種不同強度12分鐘跑的研究［J］.體育與科學，2002，23(5):65.

［5］宋亞軍.人體生理學［M］.濟南:山東大學出版社，2001:84.

［6］孟思進.關于最大攝氧量的限制因素［J］.武漢體育學院學報，2003.37(3):46.

［7］鄧樹勛，王健，喬德才.運動生理學［M］.北京:高等教育出版社，2005:333-334.

［8］ Sheffield-Moore，H.C.Dreyer，B.Pennings，et al.Skeletal muscle protein anabolic response to resistance exercise and essential amino acids is delayed with aging［J］.J Appl Physiol，2008，104(5):1452-1461.

［9］Miller，Maresh，L.e.Armstrong，et al.Metabolic response to provision of mixed protein-carbohydrate supplementation during endurance exercise［J］.Int.J.Sport Nutrition.Exercise metabolism，2002，12(4):387-397.