蛋白质摄入:神奇的亮氨酸的作用
前沿假设
蛋白质数量、质量和分布时间都是决定其合成代谢效果的重要变量。其中,蛋白质的数量是最重要的。多吃点蛋白质,你摄入的必需氨基酸就越多,能部分弥补蛋白质质量的问题。另外,含有大量蛋白质的一餐需要更多时间去消化,因此能够更久的维持氨基酸供应,从而部分弥补低蛋白质摄入频率的问题。
然而,这不代表每日摄入蛋白质总量就是解决一切问题的方法。有足够的理由相信,即使是摄入总量很大,也无法最大化刺激一整天的MPS。
因此我的前沿假设就派上用场了。对绝大部分人来说,上面给的建议就绰绰有余了(参见蛋白质摄入,没你想的那么简单(二))。前沿假设部分基本上是我对蛋白质代谢的一些猜想,为那些偏执于尽可能多的增肌、绝不想放过任何比赛优势的人提出的建议。我没有考虑这些建议是否值得去花时间和金钱,我们只是讨论这些是否能增加点效果并不会有害。
亮氨酸(Leucine)
我们前面讨论过,必需氨基酸含量是评定一种蛋白质合成代谢潜力的重要指标。在这些必需氨基酸里,亮氨酸刺激MPS的效果尤甚。不过,一餐或蛋白质来源中的亮氨酸含量却未必重要,关键在于有多少亮氨酸能进入到血液中。显然,血浆亮氨酸浓度部分取决于你食物中的亮氨酸含量,但如果食物中蛋白质消化很慢的话,血浆中的亮氨酸则永远达不到高浓度。
快速消化的蛋白质通常比慢速消化的蛋白质更具合成代谢作用。一项研究测试了快速消化的乳清蛋白一次性服用和分次服用的效果(West,2011)。一次性服用一定量的乳清蛋白能带来高水平的血浆氨基酸浓度,但很短暂。服用等量乳清蛋白,但隔一段时间服用一次,一点点服用完以模拟缓慢消化蛋白质,这样只能带来较少的血浆氨基酸浓度提高,但能维持较长时间。一次性服用和分几次服用的比较的优势在于,相比直接比较不同的消化速度的蛋白质,这样控制了氨基酸成分的差异。一次性服用带来更好的MPS反应,意味着蛋白质吸收和消化的速度对于肌肉合成代谢来说是具有重要作用的。
食物中的亮氨酸含量与蛋白质消化吸收的速度共同决定了血浆亮氨酸峰值。而亮氨酸峰值是MPS对蛋白质反应的重要决定因素(Pennings,2011),但要注意,并不是亮氨酸水平越高,MPS水平就越高。
因此,我们进食蛋白质作为构建肌肉的原料,而由于进食蛋白质产生血浆亮氨酸峰值,激发MPS(也就是告诉身体要拿这些原料做点东西)。构建原材料的功能通常不是肌肉增长的限制因素。只需要一点点蛋白质就能为肌肉高速合成提供充足的原材料。下图的研究说明了这件事(白色为蛋白质,蓝色为蛋白质+亮氨酸,纵轴为“从头肌肉蛋白质合成”,Wall等人,2013)。
注意,柱状图不代表MPS。我们在参与者食用的蛋白质中加入了示踪物。示踪物用来追踪蛋白质的去向。通过取肌肉切片,我们可以看到在几个小时后有多少蛋白质构建进入了肌肉(这被称之为从头肌肉蛋白质合成,de novo MPS)。在只进食蛋白质的一组里,有些蛋白质成为了肌肉组织的一部分,但额外摄入亮氨酸的话,蛋白质中更多的氨基酸成为了肌肉组织。并没有摄入更多蛋白质,而是额外的亮氨酸激发了MPS,告诉肌肉开始用氨基酸。这表明,MPS反应的限制因素不是可用的构建原材料,而是激发功能的亮氨酸水平。要注意,在这个研究中,额外的亮氨酸是加在小分量(20g)蛋白质之中,参与者为老年人。
买亮氨酸补剂?还是吃更多蛋白质?
可不可以只靠着吃更多蛋白质来获得较高的亮氨酸峰值水平而不额外补充亮氨酸?不幸的是,只是吃更多蛋白质的话未必能提高血浆亮氨酸水平。吃更多蛋白质的话,蛋白质消化吸收的时间就会更久,也就是说血浆亮氨酸水平会维持更久的较高水平,但峰值未必会提高多少。相比额外补充无需消化的亮氨酸,你无法达到相同的峰值水平。
吃小分量的蛋白质只会带来较低的亮氨酸峰值,吃大分量蛋白质会带来较高的亮氨酸峰值,从而带来更高水平的MPS。但如果你继续提高蛋白质进食量的话,只会花更多时间消化吸收,血浆亮氨酸峰值和MPS速率提高的很有限,但MPS提高时间会久一点。如果你很久不能进食的话,这样做会有益处。而另一方面,如果你很快就要吃下一顿饭的话,这么做就没什么意义了。
注意如果你愿意吃更多的快速蛋白质(乳清蛋白、水解蛋白),血浆亮氨酸水平会更高一些而不是更久。但乳清蛋白和水解蛋白也算是补剂,表现更像亮氨酸补剂一些。
混合食物可能会降低血浆亮氨酸峰值水平
要注意,大部分蛋白质相关研究是用蛋白质补剂完成的,而不是混着蔬菜什么的真正的食物。
用补剂很容易孤立出效果来,做研究很方便。全蛋白质食物较难精确估量,烹饪过程也会带来一些变量,咀嚼次数也不同,有些人几分钟就吃完一盘菜,而有些人磨磨唧唧半天吃不完等等。但混合食物的合成代谢反应与蛋白质补剂会有些不同。
比如说,有研究表明,酪蛋白加入碳水会降低蛋白质消化吸收速度(Gorissen,2014)。尽管酪蛋白已经是慢速消化蛋白了,没有太多可以减缓的余地了。另外,研究加入的是碳水化合物粉剂,还不是日常中真的碳水化合物食物,像土豆、米饭什么的,真的食物可能会让消化更慢。因此,在蛋白质中加入含有碳水、脂肪等完整食物可能会减缓蛋白质消化吸收速率,降低血浆亮氨酸水平,限制MPS反应。
因此,就算你吃的是高蛋白混合餐,你也很可能达不到最佳血浆亮氨酸水平或MPS速率。因此,亮氨酸补剂或许是一个有效的提高混合食物的合成代谢反应的策略。
这个概念得到了一些研究的作证。在第一个研究中,在6.25g蛋白质里加入2.25g亮氨酸就能提高MPS(Churchward-Venne, 2012)。但在后续的研究中,6.25g蛋白质中加入2.25g亮氨酸却没能增加MPS(Churchward-Venne, 2014)。这两个研究有什么区别呢?第二个研究中,蛋白质饮料中还含有碳水和脂肪。这些数据显示,额外的碳水和脂肪会降低亮氨酸峰值水平从而降低MPS的提高水平。
第二个研究还测试了较高量的亮氨酸补充(4.25g)。较高亮氨酸剂量则提高了MPS反应。因此,这说明当你食物中含有碳水和脂肪时,你需要摄入更多的亮氨酸来刺激MPS。而现实生活中,真的食物会有更多难消化的碳水什么的降低蛋白质消化吸收速度,会更难达到最优的血浆亮氨酸水平。
还不信服吗?我还有更多证据。
有研究测试了三餐加入亮氨酸补剂的合成代谢效果。该研究测试了在老年人身上较高和较低蛋白质食谱上加入亮氨酸。
三餐都各添加了5g亮氨酸。参与者还进行了单侧抗阻训练。这样,一条腿就处于训练后状态,而另一条腿可以作为控制组。(Murphy,2016)。
白色:低蛋白,蓝色:高蛋白,横轴:安慰剂、亮氨酸,纵轴:MPS
你可能会很诧异,高蛋白饮食没有带来更高的MPS速率。但额外摄入亮氨酸,高低蛋白饮食的合成代谢效果都提高了。每天3次,每次5g的亮氨酸摄入提高了MPS速率,而多摄入33g蛋白质却做不到。上图显示的是休息的那条腿的情况,而在训练过的那条腿上,亮氨酸相对高蛋白的优越性更为明显。
当然,对于运动员来说,即使是高蛋白组摄入的蛋白质也比较低。然而,我认为,如果蛋白质摄入更高的话,亮氨酸补剂的效果会比蛋白粉更好。仔细看看上图,在高蛋白组里,多出来的蛋白质都做了什么?你已经有足够的肌肉构建原料了,再多吃蛋白质也不会提高多少血浆亮氨酸水平了。
因此,补充亮氨酸可能会比吃更多蛋白质要更有益。
另外,饭前15-30分钟补充亮氨酸可能比吃饭时补充效果更好,不然额外的亮氨酸可能会被其它营养元素减缓。提前摄入一些,等血浆浓度到了峰值后,正好开始进食,氨基酸开始进入血浆作为构建原料利用起来。亮氨酸补剂单独服用也能在禁食状态下刺激MPS(Wilkinson,2013),说明其它氨基酸不会在摄入亮氨酸后立即成为限制因素,但会逐渐成为MPS的限制因素( Churchward-Venne, 2012)。
其它亮氨酸策略
我想快速讲讲两外两个亮氨酸策略。
有人认为两餐之间补充亮氨酸能有效全天保持MPS的高水平。这个策略基于肌肉完整效应,也就是蛋白质只能刺激MPS一小会儿。在一开始的提高之后,就算氨基酸水平足够高,MPS还是会回到原来水平,而血浆内的亮氨酸理论上应该能继续刺激MPS(Atherthon,2011)。然而,有数据显示,训练后不存在肌肉完整效应 (Churchward-Venne, 2012)。运动员多多少少总是会处在训练后状态,而训练能让肌肉对氨基酸保持至少24小时的敏感度(具体时长取决于训练状态和容量)(Burd,2011)。另外,也没证据能证明亮氨酸补剂能克服可能的肌肉完整效应而蛋白质不能。简单来说,这种策略并没有太多依据。
另外一个就是补充BCAA。亮氨酸是BCAA种的一种(另外两种为缬氨酸和异亮氨酸)。单独摄入BCAA的话,只会带来较小MPS提升,可能因为你需要其它氨基酸作为肌肉增长的原料(Jackman,2017)。而在进食蛋白质时额外摄入BCAA时,MPS的提高还不如直接多吃点蛋白质,更不如单独摄入亮氨酸 (Churchward-Venne, 2014)。这听起来可能有点奇怪,为什么额外摄入两种别的氨基酸还不如单独摄入亮氨酸了?异亮氨酸和缬氨酸在体内的载体与亮氨酸相同,因此可能是它们会和亮氨酸竞争,导致亮氨酸峰值水平不高。
因此,单独使用亮氨酸补剂比较好,而完整的蛋白质是更好的肌肉构建原料的来源。BCAA在这里就没什么用了,对于提高MPS来说,BCAA不如亮氨酸;对于提供原材料来说,又不如蛋白质。
高级建议
高级建议是基于我的最优建议之上的(见蛋白质摄入,没你想的那么简单(二)),每天至少四餐,早午晚餐+睡前一餐,每餐至少40g蛋白质,蛋白质主要来自于动物食材。另外,进餐前或进食中摄入5g亮氨酸补剂(分别为第一、第二选择)。如果买不到亮氨酸补剂的话,用乳清蛋白或水解蛋白也可以(第三选择)。
本文作者:Jorn Trommelen(公众号:Atlas分享)
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