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【权威观点】—国际运动营养学会（ISSN）立场声明 | 蛋白质与锻炼

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2024-10-16 03:50

全文摘要

以下七个关于从事锻炼的健康人群蛋白质摄入的观点，构成了国际运动营养学会关于蛋白质与锻炼关系的立场声明，并已获得学会学术委员会批准。（1）大量研究支持从事定期锻炼或训练的人群比静坐少动的人群需要摄入更多的膳食蛋白质。（2）对于身体活跃的人群来说，1.4-2.0 克/千克/天的蛋白质摄入量不仅是安全的，而且有可能提升对运动训练的适应能力。（3）对于健康活跃的人群来说，当膳食摄入均衡且营养素充足时，上述蛋白质摄入量并不会对肾脏功能或骨代谢造成损害。（4）虽然健康活跃的人群也可以通过多样化和规律的饮食来满足他们的每日蛋白质需求，各种形式的蛋白质运动补剂仍然是确保运动员摄入充足的高质量蛋白质的切实可行的办法。（5）蛋白质补充剂中蛋白质的不同类型和质量影响氨基酸的生物利用率。在促进训练恢复以及提升训练适应性方面，某些蛋白质相对于其他蛋白质的优越性已经是公认的事实。（6）适当的蛋白质摄入时机是一个全面的锻炼或训练计划的重要组成部分，对于充分恢复、免疫功能以及瘦体重的维持和增长是极其重要的。（7）在某些特定情况下，特定的氨基酸补充剂，如支链氨基酸 (BCAA)，可能提升运动表现和促进锻炼后恢复。

蛋白质建议摄取量

对于高于目前推荐量的蛋白质摄入量，其安全性和有效性一直饱受争议。目前，健康成人的蛋白质建议摄入量（RDA）是0.8克/千克体重/天 [1]。这一建议摄入量考虑了蛋白质新陈代谢，不同蛋白质的生物利用价值以及尿液和粪便中氮元素丢失的个体差异。在为锻炼的个体确定最优化的膳食蛋白质摄入量时，需要考虑很多因素。这些因素包括蛋白质质量、摄入、碳水化合物摄入量、锻炼模式和强度以及蛋白质摄入量的时机[2]等。当前推荐的蛋白质摄入水平(0.8克/千克体重/天) 预计足以满足几乎所有（97.5%)19岁及以上健康男女性和老年人。这一蛋白质推荐摄入量对于不锻炼的人来说可能是适当的，但它可能并不足以抵消在运动过程中的蛋白质氨基酸氧化（约占运动总能量消耗的1-5%），也不能为瘦体重增长或修复运动诱导的骨骼肌损伤提供足够的原材料[3，4]。

蛋白质的建议摄入量是基于氮平衡评估和氨基酸示踪研究而制定的。氮平衡研究方法是通过对人体膳食蛋白质摄入总量以及氮元素排泄总量的计算来实现的[5]。但是，常规的氮平衡研究可能低估了保持最佳功能表现的蛋白质需要量，因为这些研究并未直接涉及运动表现。因此，对于锻炼的人来说，当蛋白质摄入量超过那些通过氮平衡研究而得出的必需摄入水平时，是有可能提高能量利用率或者增加去脂体重，从而提升运动表现的[2]。事实上，大量的研究表明，对于从事体育活动的人来说，无论采取何种训练模式（如耐力、抗阻等）或处于何种训练状态 (如休闲、中等水平或训练有素)[6-13]，都需要高于0.8克/千克体重/天的蛋白质摄入量。此外，尤其是对于锻炼过程而言，蛋白质摄入不足的真正风险还在于，将有可能使身体处于负氮平衡，从而导致分解代谢加强和锻炼后恢复能力受损[14]。

就耐力运动而言，蛋白质建议摄入量范围1.0 -1.6克/千克体重/天[2,4,7,15]，具体取决于耐力运动的强度和持续时间，以及人群训练水平。例如，优秀耐力性运动员需要更多的蛋白质摄入量，接近上述范围的高值。此外，随着耐力锻炼强度和持续时间的增加，支链氨基酸的氧化作用增强，使得体内的蛋白质摄入量需求接近上述范围的高值。通常认为力量练习比耐力运动对于蛋白质摄入量的需求更高，尤其是在初始阶段的训练或大幅度的增加训练量时。虽然一些研究表明，在训练过程中，由于生物适应效应提高了蛋白的净储留，实际上可能会降低蛋白质需要量[17]，力量锻炼的蛋白质建议摄入量通常仍处于较高的范围（1.6-2.0克/千克体重/天）[3，11-13,16]。

关于间歇性运动（例如，足球，篮球，混合武术，等等）的蛋白质建议摄入量研究非常少见。在一个关于足球运动员的综述研究中，蛋白质建议摄入量为1.4-1.7克/千克体重/天[18]。这一蛋白质建议摄入量范围(1.4-1.7克/千克体重/天）同样适用于那些从事其他类型间歇运动的人群。

综上所述，国际运动营养学会关于蛋白质建议摄入量的立场是，锻炼人群蛋白质建议摄入量为1.4-2.0克/千克体重/天。从事耐力运动的人群摄入量为此范围的较低水平，从事间歇性运动的人群摄入量为此范围的中间水平，而从事力量运动的人群摄入量应处于此范围的较高水平。

高于RDA的蛋白质摄入量的安全性

在大众媒体中常常有这样一个错误的报道，认为长期高蛋白质摄入是不健康的，可能造成不必要的肾脏代谢负担从而导致肾功能受损。另一种经常被引用的观点是高蛋白饮食会增加钙的排泄从而增加骨质疏松症的风险。并没有实质性的研究证据表明，前文提到的蛋白质建议摄入量范围会对健康锻炼人群产生副作用，因此这些问题都是毫无根据的。

关于蛋白质摄入量与肾脏功能的关系，争论的要点之一是认为习惯性地摄入超过RDA数量的蛋白质，将通过增加肾小球压力和过高的肾小球滤过率而促进慢性肾脏疾病的发展[19，20]。持这类观点的作者所引用的大多数科学研究证据来自动物模型实验和同时存在肾脏疾病的患者。因此，这种关联性延伸到肾功能正常的健康人是不恰当的[21]。在一项精心设计的前瞻性队列研究中，研究者证实了高蛋白质摄入量与拥有正常肾脏功能的妇女的肾功能下降没有相关性的假设[22]。

此外，也有报道表明非素食主义者和素食主义者（被认为具有较低的膳食蛋白质摄入）在年龄、性别、体重和肾脏功能等方面均没有显著的统计学差异[23,24]。非素食主义者和素食主义者都具有相当的肾脏功能，并且随着年龄的增长肾脏生理功能呈现出相同的逐步下降趋势[24]。初步的临床和流行病学研究表明，蛋白质含量相对较高的膳食对改善慢性肾脏疾病的主要危险因素如高血压、糖尿病、肥胖和代谢综合征等是有好处的。未来的研究有必要进一步检验高蛋白质减肥膳食、蛋白质来源（质量）和数量对于肾脏疾病发病率和高风险人群的影响[25，26]。虽然膳食蛋白质摄入量高于RDA不会对健康锻炼人群带来损害，但是那些患有轻度肾功能不全的人群必须严密监控自己的蛋白质摄入量，因为流行病学的观测资料显示，膳食蛋白质摄入量可能与肾脏疾病的进展有关[21,26]。

除了肾脏功能以外，膳食蛋白质摄入量和骨代谢的关系同样也存在一些争议。具体来说，有观点认为高膳食蛋白质摄入量可能导致骨骼中钙的流失，导致骨密度下降并使一些人易患骨质疏松症。这种假设主要基于早期研究发现尿液酸度会随着膳食蛋白质摄入的增加而增加，而这似乎会导致钙从骨骼中释出以缓冲酸负荷。然而，报告这种影响的研究样本量太小，方法上存在错误，并使用的是高剂量的提纯蛋白质[27]。现在已经知道蛋白质食物（包括强化了钙和磷的营养补剂）中的磷酸盐成分可以抵消这种影响。

事实上，一些数据表明，老年男性和女性 (最易患骨质疏松症的人群）的膳食蛋白质摄入应高于当前的建议摄入量(0.8克/千克体重/天)，以优化骨骼含量[28]。此外，新出现的稳定钙同位素研究数据表明，高蛋白膳食中尿钙的增加大部分来源于肠道（膳食）而并非来自骨骼[29]。此外，鉴于运动训练增加了对骨骼肌蛋白生长的刺激，1.4-2.0克/千克体重/天的蛋白质建议摄入量可以满足这种刺激的需求，将其转换成额外的收缩组织，而这是青春期前生长过程中骨量的重要预测因素[30,31]。需要在成人和老人中进行更多的研究，以了解锻炼、骨骼肌肥大和蛋白质摄入量对骨量累积的影响。总体来看，有关健康锻炼人群摄入高膳食蛋白质会导致副作用的观点是缺乏科学证据的。相反，大量的科学文献都记载了蛋白质的额外补充对于多种器官系统的益处。

因此，国际运动营养学会的立场是，活跃的老年人群蛋白质建议摄入量范围应为1.4-2.0克/千克体重/天，并且这一建议摄入量是安全。

蛋白质质量和蛋白质补充剂的常见类型

为补充额外的膳食蛋白质，锻炼人群通常摄取蛋白粉。蛋白粉不仅方便，而且根据产品的不同，可以具有较高的性价比[32]。常见的蛋白质来源包括牛奶、乳清、酪蛋白、鸡蛋和大豆。不同蛋白质来源和纯化的方法可能会影响氨基酸的生物利用率。关于某种蛋白质的氨基酸生物利用率的定义，最好的表述为这种蛋白质摄入后消化吸收入血的氨基酸的种类和数量。此外，氨基酸生物利用率也可以由摄入蛋白质中氮含量与随粪便排出的氮含量之间的差异来表示。氨基酸的生物利用率，以及到达目标组织的运输过程，是规划锻炼前后蛋白质摄入方案的重要考虑因素。能够在锻炼前后提供充足的氨基酸循环池的蛋白质可以很容易地被骨骼肌吸收利用，从而优化氮平衡状态和肌肉蛋白动力学[33]。

食物蛋白质质量以前一般用有些过时的蛋白质功效比值（PER），以及更精确的蛋白质消化率校正氨基酸评分(PDCAAS)。前一种方法通过测量在实验期内，成熟大鼠每摄入1克北侧蛋白质时所增加的体重数量，来评价食物蛋白质的质量。后一种方法由联合国粮农组织1991年建立，将被测食物蛋白质的必需氨基酸组成与推荐的理想蛋白质或参考蛋白质氨基酸模式进行比较，并经过不同食物蛋白质消化率进行校正，是一种更为恰当的蛋白质质量评分方法[34]。美国乳制品出口委员会关于乳清蛋白和乳糖产品的参考手册（2003年）表明，来源于牛奶的分离乳清蛋白在所有普通蛋白来源中具有最高的PDCAAS，因为它含有丰富的必需氨基酸和支链氨基酸。来源于牛奶的酪蛋白、蛋清粉和大豆分离蛋白也是优质蛋白质的重要来源，PDCAAS得分均为1.0。相反，小扁豆得分值为0.52，而小麦面筋蛋白分数更低，仅为0.25。

市场上最流行的两种蛋白质补充剂是乳清蛋白和酪蛋白。近期的一些研究详细揭示了摄入不同类型蛋白质的血浆氨基酸应答。使用氨基酸示踪方法，证实了摄入乳清蛋白可引起血浆氨基酸水平猛烈和快速的升高，而摄入酪蛋白则可诱导血浆氨基酸水平温、持续地上升，并可在餐后维持长达7个小时[35]。不同类型蛋白质在消化和吸收方面的差异可能表明，由于"慢"（酪蛋白）和"快"（乳清蛋白）不同的消化特性，它们可能会对机体的蛋白质代谢起到不同的调节作用[35]。其他研究也显示了分别摄入乳清蛋白和酪蛋白后血浆氨基酸峰值的相似区别（即乳清蛋白组峰值早于酪蛋白组）[36,37]。

运动科学应用研究还表明，摄入不同类型的蛋白质还会影响餐后血液氨基酸反应和运动后的肌肉蛋白质合成。相对来说，关于哪种类型的蛋白质使得锻炼后净蛋白增加的程度更大，研究结果还不太清晰。一些研究已经表明，尽管摄入酪蛋白和乳清蛋白有着不同的血液氨基酸反应模式，但它们对于肌肉蛋白质净平衡的影响却是相似的[33]。然而，另外一些研究表明乳清蛋白相比酪蛋白能诱导更大程度的蛋白质增加[38]。与之相反，还有一些研究则表明，酪蛋白相比乳清蛋白更能增加蛋白质在不同水平的蓄积[35,37]。

国际运动营养学会建议从事锻炼的人群尝试通过天然食物以满足其蛋白质需求。如果摄入补充剂，建议摄入含有乳清蛋白和酪蛋白的蛋白质补充剂，因其具有很高的蛋白质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS）和增加肌肉蛋白质蓄积的能力。

蛋白质摄入时机

人们普遍认为活跃人群需要摄入更多的膳食蛋白质，因为在运动过程中肌肉蛋白质氧化和分解会加剧 [39][40]，并需要进一步补充运动后恢复阶段肌肉蛋白再合成所需的原材料和减弱蛋白水解机制[41-43]。因此，围绕体力活动的时间而合理地制定蛋白质摄入的方案，是保持肌肉质量或增加肌肉体积所必需的，这可以确保运动后的适当恢复，甚至可能有助于维持最佳的免疫功能。此前已有研究发现，在一次抗阻训练后，维持高水平的血液氨基酸浓度是促进肌肉蛋白质合成所必需的[44]。越来越多的证据支持抗阻训练期间合理把握蛋白质摄入时机对增加瘦体重大有帮助[45-49]。鉴于大量研究数据都集中于抗阻训练，因此，有必要进行更多的研究来确定蛋白质摄入时机对于其他运动方式的效果。

研究还强调了与运动后蛋白质摄入相关的对于免疫和与健康有关的积极效应。此前一项研究采用130位美国海军士兵作为受试者[50]，测量其在运动后即刻进行营养补充（碳水化合物8克，蛋白质10克，脂肪3g）对各种健康指标数据的影响。将获得的数据与129名摄入非蛋白质营养补剂（碳水化合物8克，蛋白质0g、脂肪3g）的受试者以及128名摄入安慰剂（碳水化合物0克，蛋白质0克，脂肪0克）的受试者的数据进行比较。在完成54天的试验后，研究人员发现，补充蛋白质组受试者的总就医次数平均降低了33%，其中由于细菌或病毒感染的就医次数降低了28%，由于骨科问题而就医的次数降低了37 %，由于中暑的就医次数降低了83%。此外，与对照组相比，补充蛋白质组运动后肌肉酸痛也显著减少。以前使用动物模型的研究已经证明乳清蛋白能够诱导免疫特性，可能由于其半胱氨酸含量较高，而半胱氨酸是合成谷胱甘肽所需的重要原材料 [51,52]。因此，以往的研究已经表明，在运动训练前后即刻，摄入含有丰富必需氨基酸并且易于消化的蛋白质，有利于增加肌肉质量、促进运动后恢复和维持大运动量训练期间的免疫功能。尽管这篇文章重点强调蛋白质摄入，但是在运动训练前和/或运动训练后同时摄取蛋白质和碳水化合物也已也被证明有利于增加肌肉蛋白质的合成，这可能是由于摄入碳水化合物增加了胰岛素信号转导的结果。

国际运动营养学会的立场认为锻炼人群应该在锻炼过程周围的时间段摄入高质量的蛋白质（包括训练前、训练中和训练后）。

支链氨基酸在锻炼中的作用

支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）约占骨骼肌蛋白质的三分之一[53]。越来越多的文献认为，在三种支链氨基酸中，亮氨酸在促进蛋白质合成中似乎扮演着最重要的角色[54]。在这点上，补充氨基酸（尤其是支链氨基酸）可能是有利于锻炼人群的。

一些研究报告表明，当支链氨基酸注入安静人体时，会通过降低蛋白质分解率或增加蛋白质合成率或两者兼而有之，来提升蛋白质平衡状态[55,56]。已有研究显示，对于进行抗组训练的男性，在补充碳水化合物和蛋白质的同时补充游离亮氨酸比仅补充同等重量的碳水化合物和蛋白质能引起蛋白质合成更强烈的增加 [57]。然而，大多数关于亮氨酸摄入与蛋白质合成的研究都使用的是动物模型。还需要对从事抗组训练的健康人群进行类似的研究。

摄入支链氨基酸已被证明对有氧运动同样有益。在有氧运动期间摄入支链氨基酸时，蛋白质的净降解率下降[58]。同样重要的是，在运动前和运动中对肌糖原储备下降的力竭性有氧运动人群给予支链氨基酸补充，可以延缓肌糖原耗竭[59]。当马拉松跑步者补充支链氨基酸时，相比"较快"的跑步者（完成时间少于3.05h)而言，"慢"跑步者（完成时间在3.05h-3.30h）的运动表现得到了明显改善[60]。虽然关于运动性疲劳的代谢机制有很多报道，如糖原耗竭、H+的积累，磷酸肌酸水平下降、低血糖和游离色氨酸/支链氨基酸比值增加等，补充支链氨基酸起到的作用可能是减弱游离色氨酸/支链氨基酸比值增加的效果。在长时间的有氧运动中，游离色氨酸浓度增加，导致色氨酸通过血脑屏障进入大脑增加。此时，5-羟色胺（又称血清素）就会产生，使运动者的大脑产生疲劳感。同样，由于支链氨基酸进入大脑的载体系统与色氨酸相同，因而在进入大脑时与色氨酸存在"竞争"关系。因此，通常认为当某些氨基酸如支链氨基酸在血浆中保持足够的浓度时，理论上可能会降低大脑中色氨酸的吸收并最终降低中枢疲劳感觉[61,62]。

此外，还有研究表明，长时间耐力训练中补充支链氨基酸除了上述对运动表现的益处外，还可能对心理表现有帮助[60]。然而，不是所有的研究都支持支链氨基酸在提升运动表现方面的作用。一项这类研究报告显示[63]，在力竭性无氧跑步前和运动中摄入亮氨酸 (200毫克/千克体重)以及在力量训练课中补充亮氨酸（100 毫克/千克体重），运动表现均没有改善。研究结果不一致的原因尚不清楚，但最起码补充支链氨基酸很显然是不会损害运动表现的。

由于支链已被证明可以促进锻炼后恢复过程，如刺激蛋白质合成，帮助糖原再合成等，同时在有氧运动中还可以延迟疲劳和帮助维护心理机能，我们建议在训练或比赛的前、中、后除了补充碳水化合物以外，还应补充支链氨基酸。有建议认为静坐少动人群亮氨酸的RDA应该为45毫克/千克体重/天，而活跃人群则应更高[53]。然而，更多研究表明，由于支链氨基酸在自然界（即动物蛋白）以2:1:1(亮氨酸︰异亮氨酸︰缬氨酸)的比例存在，你在摄取≥45毫克/千克体重/天亮氨酸的同时，应考虑在24小时内摄入大约≥22.5毫克/千克体重/天的异亮氨酸和缬氨酸，以优化整体的训练适应。这将确保维持通常出现在动物蛋白中的2:1:1的比例[64]。不应忽视的是，天然食品中的蛋白质，以及大多数高质量的蛋白质粉，也包含大约25%支链氨基酸。任何食用天然食品导致的支链氨基酸摄入不足的情况都可以很容易地通过在运动训练的时间段内摄入乳清蛋白得到补偿；然而，还是应该尝试从天然食物来源的蛋白质来满足建议的支链氨基酸需求。

结语

国际运动营养学会建议锻炼人群每天每千克体重摄入1.4-2.0克蛋白质。具体摄入量取决于运动训练的模式和强度，摄入蛋白质的质量，以及个体能量和碳水化合物摄入状况。

对于健康锻炼人群来说，对这一推荐摄入范围可能对健康有害的担忧是毫无根据的。应当尝试从天然食品获得蛋白质需要量，但蛋白补充剂是摄入高品质蛋白质的一种安全、方便的方法。在运动训练周围的不同时间段内合理安排蛋白质摄入时机具有多种益处，包括促进恢复和增加去脂体重等。蛋白质残基如支链氨基酸已被证明对锻炼人群有益，其中包括增加蛋白质合成，降低蛋白质降解率和可能促进锻炼后恢复等。总之，锻炼人群比同等情况下的静坐少动人群需要摄入更多膳食蛋白质，这可以从天然食品和高质量蛋白质补充剂如乳清蛋白和酪蛋白来获取。

武体体能中心翻译团队出品

翻译 | 张勇

责编 | Zora

编辑 | 心意

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