《The American Journal of Clinical Nutrition》:Ingestion of diverse protein-rich whole-foods result in similar post exercise whole body and myofibrillar protein synthesis rates compared with a more isolated protein source in young adults
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为了解决在抗阻训练后,蛋白质的“全食物”形式(如鸡蛋、猪肉等)与更“分离”的蛋白质来源(如蛋清)相比,是否对促进肌肉合成更具优势这一争议问题,研究人员开展了一项随机对照研究。他们发现,在摄入等量蛋白质后,多种蛋白质丰富的全食物与蛋清刺激运动后肌原纤维蛋白质合成(MyoPS)的速率相当,但蛋清在促进全身净蛋白质合成方面反而略胜一筹。
蛋白质,是越多“料”越好吗?——最新研究挑战“全食物效应”假说
在运动健身和营养科学领域,一个经典的信条是:训练后及时补充蛋白质,尤其是富含必需氨基酸的蛋白质,对于修复和增长肌肉至关重要。长久以来,科学建议和实践多基于对分离蛋白质(如乳清蛋白、酪蛋白粉)的研究。然而,我们日常饮食中摄入的蛋白质,绝大部分来源于整全的食物,比如一块牛排、一颗鸡蛋或一碗扁豆汤。这些食物不仅提供蛋白质,还伴随着脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质以及独特的“食物基质”——一个复杂的内源性营养成分与结构的综合体。
这就引出了一个前沿且充满争议的科学问题:相较于提纯的、营养成分相对单一的分离蛋白质,包含完整食物基质的“全食物”(whole-foods)在促进运动后的肌肉蛋白质合成和全身蛋白质平衡方面,是否具有额外的、潜在的“增益效应”?这个被称为“全食物效应”的假说,其科学证据并不一致。例如,有研究发现,与蛋清相比,摄入整个鸡蛋能更有效地刺激肌肉蛋白质合成(MPS)。然而,其他研究却得出了相反的结论,例如比较全真菌蛋白与其分离物时未发现差异。
为了给这场争论提供更全面的证据,由英国埃克塞特大学Benjamin T. Wall教授领导的研究团队,在《The American Journal of Clinical Nutrition》上发表了一项精心设计的研究。他们想知道:在抗阻运动后,摄入一系列常见的、营养构成各异的蛋白质丰富全食物,与摄入一种典型的分离蛋白质(蛋清)相比,对年轻健康成年人的全身蛋白质代谢和肌原纤维蛋白质合成(MyoPS,代表肌肉结构性蛋白的合成)会产生怎样不同的影响?
为了回答这个核心问题,研究人员设计并执行了一项严谨的随机平行组对照试验。他们招募了65名有规律抗阻训练经验的年轻健康成年人,并随机分为六组,分别摄入0.25克蛋白质/公斤体重的蛋清、全蛋、猪肉、三文鱼、扁豆或真菌蛋白(一种由微生物发酵制成的可持续蛋白质来源)。所有受试者在完成标准化的下肢抗阻运动后立即摄入对应的试验食物。
该研究采用了几项关键技术方法来进行精确测量:
- 1.
稳定同位素示踪技术:通过静脉连续输注L-[ring-2H5]苯丙氨酸和L-[3,3–2H2]酪氨酸这两种稳定同位素示踪剂,可以动态、实时地评估全身蛋白质的合成、分解和氧化(苯丙氨酸羟化)速率。这种方法被认为是研究人体内蛋白质代谢动态的“金标准”。
- 2.
肌肉活检技术:在试验的特定时间点(运动前、运动后即刻、餐后120分钟和300分钟),研究人员通过微创方式从股外侧肌采集微小的肌肉样本。通过对这些样本中肌原纤维蛋白的稳定同位素富集度进行分析,可以精确计算出特定时间段内的肌原纤维蛋白质合成率(FSR)。
- 3.
定时血样分析:在整个试验过程中(约7.5小时),研究人员频繁采集动脉化静脉血样,用以分析血浆中多种氨基酸(包括必需氨基酸EAA、支链氨基酸BCAA等)的浓度以及示踪剂的富集度,从而全面评估餐后血液循环中氨基酸供应的时间动态和数量。
- 4.
标准化抗阻运动方案:所有参与者执行标准化的、高强度(至力竭)的下肢抗阻训练(腿举和腿屈伸),以确保提供一个统一且显著的肌肉合成代谢刺激,模拟现实训练后的生理状态。
这项研究的结果通过一系列图表清晰呈现,并得出以下关键发现:
1. 差异显著的餐后氨基酸反应
不同食物来源导致了明显不同的餐后血浆氨基酸反应。如图3所示,尽管所有食物都提供了等氮量的蛋白质,但它们引起的血浆总氨基酸(TAA)、必需氨基酸(EAA)和特定氨基酸(如亮氨酸)浓度变化存在显著差异。这反映了不同食物中蛋白质的消化吸收速度和氨基酸组成不同。例如,猪肉和三文鱼产生了最显著的氨基酸浓度升高,而扁豆(植物来源)的氨基酸反应最弱,这可能与其较高的纤维和抗营养物质含量影响消化有关。但值得注意的是,所有食物都引发了可观的、足以支持肌肉合成的氨基酸血症。
2. 相似的肌原纤维蛋白质合成反应
出乎研究人员最初的假设,尽管血浆氨基酸反应各异,但所有六组食物在运动后5小时内刺激的肌原纤维蛋白质合成(MyoPS)速率均显著增加,且组间没有统计学上的显著差异(时间效应P< 0.0001;时间×组交互作用P= 0.079)。如图7A和7B所示,无论是餐后早期(0-120分钟)、晚期(120-300分钟)还是整个300分钟观察期,从静息状态到餐后状态的MyoPS增幅(ΔFSR)在不同食物组间虽有数值波动,但并无统计学意义。这一关键结果直接挑战了“全食物效应”假说,表明至少在本研究设定的蛋白质剂量和观察时间窗内,不同来源和构成的蛋白质全食物在刺激肌肉蛋白质合成方面与更“纯净”的蛋清效果相当。
3. 全身蛋白质动力学的微妙差异
在全身层面(Whole-body, WB),运动后摄入蛋白质普遍提高了蛋白质合成速率(平均增加~44%),降低了蛋白质分解速率(平均降低~52%),并增加了蛋白质氧化(苯丙氨酸羟化速率增加~51%),从而使得全身净蛋白质平衡转为正值(图6)。然而,一个有趣的发现是:摄入蛋清的组,其全身净蛋白质平衡的增加最为显著(图6B),这主要归因于该组对蛋白质分解的抑制程度最大。其他全食物组之间(蛋、猪肉、三文鱼、扁豆、真菌蛋白)的净平衡值则较为接近。这表明,在全身(包括内脏、皮肤等组织)的蛋白质代谢调控上,不同蛋白质形式的影响可能存在细微差别。
4. 相似的胰岛素反应
如图2所示,尽管不同食物的营养成分(如碳水化合物、脂肪)各异,但它们引发的餐后血清胰岛素浓度总增量(iAUC)在各组间并无显著差异。不过,在餐后晚期(120-300分钟),摄入扁豆引起的胰岛素反应高于蛋清、猪肉和三文鱼组,这可能是由于其缓释的碳水化合物成分所致。研究者认为,所有食物都足以引发抑制全身蛋白质分解所需的胰岛素水平。
结论与重要意义
本研究得出两个核心结论:首先,在促进运动后骨骼肌蛋白质合成方面,摄入多种营养构成各异的蛋白质丰富全食物(无论是动物源还是植物源)与摄入一种更“分离”的蛋白质(蛋清),其效果是相似的。其次,在促进运动后全身净蛋白质合成方面,蛋清反而显示出略微更强的优势,这主要是通过更有效地抑制蛋白质分解实现的。
这项研究的重要意义在于,它提供了迄今为止最全面的直接比较数据,表明在日常实践中,运动后选择多种常见的蛋白质全食物(如鸡蛋、瘦肉、鱼、豆类或新兴的真菌蛋白)来补充蛋白质,对于支持肌肉重塑是同样有效的。这为运动员和健身爱好者提供了更灵活、更贴近现实饮食的蛋白质选择依据,尤其对偏好天然食物或特定饮食模式(如素食)的人群具有指导价值。
同时,研究也揭示了一个深刻的科学见解:肌肉蛋白质合成的调控远比“更高的血液氨基酸浓度=更强的合成反应”这一简单模型复杂。尽管不同食物导致了差异显著的餐后氨基酸血症,但肌肉的合成反应却趋于一致。这可能暗示,肌肉细胞内部的氨基酸浓度、信号通路的调节、或是其他尚未明确的“全食物”成分(如微量营养素或生物活性物质)在发挥着微妙的调控作用,使不同来源的蛋白质在肌肉层面最终“殊途同归”。这一发现促使研究者反思并计划未来的研究方向,例如直接测量肌肉细胞内的游离氨基酸池浓度,以更深入地揭示其调控机制。
总之,该研究以严谨的实验数据表明,为了支持运动后的肌肉修复与生长,无论是选择相对“纯净”的分离蛋白,还是多样化的蛋白质全食物,都是可行且有效的选择。这为基于真实世界饮食的、更灵活的运动营养建议提供了强有力的科学支撑。