8周抗阻訓練中的蛋白質補充時機對55～65歲女性增肌效果的影響

劉敬祺 蘆建東 劉馨鴻 陳書寧 蘇浩(北京體育大學 北京 100084)

近年來，肌少癥患病率逐年升高，隨年齡增長而出現的肌肉質量丟失和肌肉力量下降的現象會大大提高中老年人跌倒、骨折、患代謝綜合征等慢性疾病的風險［1-2］，給中老年人的日常生活帶來巨大的麻煩和困擾。由此可見，預防和延緩中老年肌肉流失，維持肌肉功能已經成為一個亟待解決的科學問題。

中老年人通過運動訓練能夠實現瘦體重增加的觀點，目前已得到諸多研究［3-6］的證實。大量研究表明，抗阻運動是改善中老年人身體成分，提高瘦體重的較為有效的鍛煉方式［7-8］。但是增肌效果除了鍛煉方式之外，還會受到鍛煉時間、身體素質、飲食、補劑等影響。其中使用營養補劑來進行蛋白質補充，促進肌肉的合成代謝與生長是當前的一個研究重點［9］，增肌效果的改善主要體現在肌肉質量、肌肉力量以及肌肉代謝等方面［10］，但是當前該領域針對中老年人群進行抗阻訓練結合蛋白質補充對肌肉質量、肌肉力量和肌肉代謝等指標改善效果的研究大多采取單一時機補充蛋白質的方式，缺乏針對中老年人群在抗阻訓練中進行不同時機補充蛋白質效果對比的研究。另一方面，當前針對已經發生肌少癥的老年人進行的研究較多，對于相對年齡較低的健康中老年女性的研究較少。

因此，該研究旨在通過讓55～65歲女性進行8周抗阻運動并結合不同時機補充蛋白質補劑，觀察抗阻訓練中蛋白質補劑的補充時機對中老年人肌肉質量、肌肉力量以及增肌相關生化指標的影響，最終確定55～65歲中老年女性進行抗阻運動時的最佳蛋白質補充時機。

1 研究對象與分組

1.1 研究對象

采用互聯網和發放傳單等方式總計招募了87 名55～65 歲女性受試者。通過問卷形式對受試者進行身體狀況以及近期飲食情況的調查，并根據受試者的納入標準進行納入和排除。

納入標準如下：

（1）55～65歲健康中老年女性；

（2）無嚴重疾?。ㄈ鐕乐匦姆巍⒛I臟或肝臟疾病、嚴重惡性腫瘤）；

（3）受試者在實驗前3 個月內未服用蛋白粉、肌酸等營養補充劑；

（4）受試者膳食蛋白質攝入量為每人每天每千克體重0.6～1.2g；

（5）半年內無系統的抗阻訓練經歷。

最終確定66名55～65歲女性作為正式參與實驗的受試者。

1.2 研究對象的分組

采用隨機數字表法［11］將66 名受試者分為4 組，分別為運動前30min 補充組（T1 組）、運動后即刻補充組（T組）、運動后30min補充組（T2組）和僅抗阻運動不補充蛋白質的對照組（C 組），受試者基本情況如表1 所示。各組受試者的年齡、身高、體重和BMI在實驗前沒有顯著性差異。

表1 受試者基本信息

2 研究方案

2.1 研究階段的劃分

該實驗過程包括基礎測試階段、干預階段、干預后測試階段三部分。以下分別介紹各階段的研究方案。

2.2 基礎測試階段研究方案

2.2.1 測試目的

在干預前進行相關指標的測試，其目的在于獲取干預前數據，并將這些數據作為后續評價肌肉質量、肌肉力量和增肌相關生化指標差異的參考依據。

2.2.2 測試安排

基礎測試安排在抗阻訓練前24h進行，早晨空腹測試尿液，隨后當天完成肌肉質量以及肌肉力量的測試。

2.2.3 測試指標與測試方法

1）肌肉質量相關指標與測試方法

采用美國GE 雙能X 射線骨密度測試儀（GE Lunar IDXA）測試體重、肌肉質量與脂肪含量。

測試前進行儀器校準，要求受試者摘掉金屬物品，在測試臺上平躺并保持靜止，使用固定帶對踝關節和膝關節進行固定之后開始測試。

2）肌肉力量相關指標與測試方法

采用美國產BIODEx 多關節等速測力系統測試峰力矩（PT）和總功（TW）。

受試者保持坐姿，對膝關節以上的部位進行充分固定，連接動力儀的阻力墊，固定在受試側外踝上3cm處，動力儀的旋轉軸與腓骨外踝相一致。選擇角速度為60°/s，執行重力修正，測試中要求盡最大努力屈伸膝活動5次，從中得出屈伸膝最大肌力。

3）肌肉分解代謝相關指標與測試方法

采用上海江萊生物科技有限公司生產的人3-MH試劑盒，Rayto，RT-6100 型號酶標儀，武漢一恒蘇凈科學儀器有限公司生產電熱恒溫培養箱，Finnpipette型號移液器（20～200 ul）等儀器測試尿液3-甲基組氨酸（3-MH）。

清晨取樣，要求受試者空腹12h 以上，在取樣前用清水和肥皂水清洗外陰，用一次性塑料尿杯截取中段尿約30mL，放入VACUETTE 產促凝管中靜置1h，放入離心機中，采用3000r/min，離心5min，放入1mL tube 管中并在-20℃保存待測。3-MH均采用酶聯免疫吸附測定法進行測試。

2.3 干預階段研究方案

干預階段主要進行運動以及膳食和營養補充劑的干預，并在干預中第2、4、6 周對受試者的尿液3-甲基組氨酸（3-MH）進行測試。

2.3.1 干預階段目的

干預階段的目的在于，通過8 周抗阻訓練及不同時機蛋白質補劑的補充，使各組受試者的肌肉質量、肌肉力量和增肌相關生化指標產生影響及變化。

2.3.2 抗阻運動方案

抗阻運動的形式：包含熱身活動、正式運動和整理活動3個階段。由研究人員現場指導并且保護受試者完成抗阻運動。

抗阻運動的負荷：正式運動選取平均6kg的負荷彈力帶，利用自覺用力程度分級表（RPE）將負荷控制在受試者主觀感受的12～13 級的中等強度狀態下運動。每2 周根據受試者對原有強度的適應進行一次強度調整。

抗阻運動的安排：共進行8周抗阻運動，每周3次，每次1h。運動前后24h禁止受試者進行劇烈活動。

具體方案見表2。

表2 抗阻運動方案

2.3.3 干預階段受試者蛋白質補充方案

蛋白質補劑由0.5g/kg體重的蛋白質和300mL飲用水配成。T1組在運動前30min補充；T組在運動后即刻補充；T2 組在運動后30min 補充；C 組運動前后均不補充，具體方案見表3。

表3 各組別蛋白質補充方案

2.3.4 干預階段受試者膳食營養控制方案

實驗前對受試者進行合理膳食教育，鼓勵其改掉不良生活方式，如熬夜、吸煙、飲酒等。實驗過程中受試者不得攝入任何其他營養補劑。

在干預階段為受試者提供分格式（3格）營養餐盤，通過女性能量消耗公式：354-6.91×年齡+PA（9.36×體重（kg）+726×身高（m））算出日常所需熱量，對應美國膳食營養指南［12］中不同種類食物的推薦份數，結合實際情況給受試者推薦飲食攝入份數。具體方案見表4。

表4 日常膳食營養控制方案

2.3.5 干預階段測試目的

干預階段的測試目的在于觀察受試者在干預過程中骨骼肌代謝水平的動態變化。

2.3.6 干預階段測試安排

在干預中第2周、第4周、6周的第1次訓練日早晨對受試者的尿液3-甲基組氨酸（3-MH）進行測試。具體測試指標與測試方法與基礎測試階段相同。

2.4 干預后測試階段研究方案

2.4.1 測試目的

干預后進行相關指標的測試，其目的在于比較干預后相關數據與基線值的差異，來評價抗阻訓練及不同時間節點補充蛋白質補劑對肌肉質量、肌肉圍度、肌肉力量和增肌相關生化指標的影響。

2.4.2 測試安排

干預后測試在抗阻訓練干預第8 周的最后1 次訓練后24h進行。早晨空腹測試尿液，隨后當天完成肌肉質量以及肌肉力量的測試。具體測試指標與測試方法與基礎測試階段相同。

2.5 統計方法

所有指標均采用平均數±方差表示。采用SPSS 24.0軟件進行數據整理和分析。

實驗前確定各分組沒有統計學差異，對于各指標前后的比較采用配對樣本t檢驗法進行分析檢驗，各組間的比較，采用單因素方差分析法，對于連續測量的數據，采用重復測量方差分析法進行檢驗。

該研究中數據之間P＜0.05，表示存在顯著性差異。

3 研究結果

3.1 各組受試者8周抗阻訓練前后肌肉質量與脂肪含量測試結果

由表5 可知，8 周前各組受試者的體重、身體脂肪和肌肉質量水平沒有顯著性差異（P＞0.05）。經過8周的抗阻訓練，各組受試者的體重和身體脂肪水平與8周前相比并無顯著變化。

表5 各組受試者8周抗阻訓練前后肌肉質量與脂肪含量測試結果

肌肉質量方面，只有T組的肌肉質量較8周前有顯著提高（P＜0.05）。8周抗阻訓練后，與C組相比，T、T1與T2 組受試者的體重和身體脂肪水平變化無顯著性差異。肌肉質量方面，與C組相比，T組和T1組的肌肉質量水平明顯增加（P＜0.05），T2組的肌肉質量與C組相比并無顯著變化。

3.2 各組受試者8周抗阻訓練前后肌肉力量測試結果

研究表明，中老年人下肢肌肉的力量可以較好地反映整體肌肉力量狀況［13-14］，因此，該研究選擇對屈伸膝力量進行測試。

由表6 可知，在伸膝力量方面，8 周前各組受試者伸膝的峰值力矩水平以及做功水平沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表6 各組受試者8周抗阻訓練前后伸膝力量測試結果

經過8周的抗阻訓練，T、T1與T2組伸膝的峰值力矩水平以及做功水平較8 周前均顯著升高（P＜0.05）。8 周后，與C 組相比T、T1 與T2 組伸膝的峰值力矩水平以及做功水平無顯著性差異。

由表7 可知，在屈膝力量方面，8 周前各組受試者屈膝的峰值力矩水平以及做功水平沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表7 各組受試者8周抗阻訓練前后屈膝力量測試結果

經過8 周的抗阻訓練，T、T1 組屈膝的峰值力矩水平較8 周前均顯著升高（P＜0.05），T 和T1 組屈膝的做功水平較8周前均顯著升高（P＜0.05）。8周后，與C組相比T、T1 與T2 組屈膝的峰值力矩水平以及做功水平無顯著性差異。

3.3 各組受試者8周抗阻訓練期間肌肉分解代謝水平測試結果

由表8 可知，8 周前各組受試者的3-MH 水平沒有顯著性差異（P＞0.05）。第2、4、6 周測試結果顯示，各組受試者3-MH 水平與訓練前相比沒有出現顯著變化，第2、4、6周組內比較結果表明，T、T1和T2的3-MH水平和C組相比沒有出現顯著變化。

表8 各組受試者8周抗阻訓練期間3-MH測試結果

經過8 周抗阻訓練，T 組的3-MH 水平較8 周前顯著下降（P＜0.05），而T1、T2與C組的3-MH水平較8周前均無顯著變化。8 周后，T 組的3-MH 水平與第2 周相比呈顯著下降（P＜0.05），而T1、T2 與C 組的3-MH水平較第2周3-MH 水平均無顯著變化。8周后，T、T1和T2組與第4周、第6周3-MH水平相比沒有產生顯著變化。8 周后，T 組的3-MH 水平明顯低于C 組（P＜0.05），而T1和T2組與C組相比則沒有呈現顯著差異。

4 討論

4.1 各組受試者8周抗阻訓練中不同蛋白質補充時機對肌肉質量與脂肪含量影響的分析

該研究結果表明，55～65歲女性經過8周的抗阻訓練結合不同時機補充蛋白質補劑后，脂肪含量沒有產生明顯變化。分析可能的原因是該研究中肌肉力量訓練與補充蛋白質補劑同時進行，雖然單純進行力量訓練會造成身體脂肪含量的下降［15］，但受試者進行抗阻訓練所消耗的能量和所攝入額外的蛋白質補劑能量水平相差不大，該熱量缺口不足以造成身體脂肪含量的明顯下降。

該研究結果表明，55～65歲女性經過8周抗阻訓練結合不同時機補充蛋白質補劑后，T 組和T1 組的肌肉質量水平明顯增加。并且T組肌肉質量增加的幅度要更高于T1 組。分析可能的原因是中老年人在運動前后具有較短的肌肉蛋白合成敏感期。研究表明［16］，中老年人的肌肉蛋白合成代謝對蛋白質補充的敏感性與敏感維持時間均要明顯低于年輕人，并且盡管抗阻訓練結合蛋白質補充可以有效增強年輕人和老年人的肌肉蛋白合成［17-18］。但對于老年人來說，要達到代謝高峰需花費更長的時間［19］。因此，55～65 歲的中老年女性在抗阻訓練中較早補充蛋白質的效果要優于與抗阻訓練間隔一段時間之后再補充。這與Symons等人的研究結果一致［20］，老年人進行營養補充與訓練之間間隔越久，效果越不明顯。

綜上所述，雖然抗阻訓練結合各種不同時機的蛋白質補充，對55～65 歲女性身體脂肪含量的影響均不大，但可以明顯提升55～65歲女性的肌肉質量。其中，運動后即刻補充蛋白質效果最佳，其次是運動前30min補充。運動后30min補充效果較差。

4.2 各組受試者8周抗阻訓練中不同蛋白質補充時機對肌肉力量影響的分析

該研究結果顯示，55～65歲女性經過8周抗阻訓練結合不同時機補充蛋白質補劑后，T、T1和T2組伸膝的肌肉力量有了顯著提升。分析可能的原因是在抗阻訓練中增加蛋白質的攝入量相比于選擇不同補充時機，更有利于提升伸膝力量。研究表明，在抗阻訓練期間提高蛋白質的補充對于增加伸膝的肌肉力量效果更加明顯［21］。該研究中補充蛋白質的3 個組別在8 周抗阻訓練后伸膝力量均有明顯提升，相比之下，未在運動期間補充蛋白質補劑的C 組，其伸膝力量稍有提升但不顯著，這說明對于肌肉力量的提高，蛋白質補充的量可能比補充的時機更為重要。

8周抗阻訓練中，運動前30min補充蛋白質和運動后即刻補充蛋白質，均使得屈膝力量顯著提升。分析可能的原因是抗阻訓練對增加屈膝力量的作用要明顯于蛋白質補充帶來的效果。研究表明，在抗阻訓練期間提高蛋白質的補充對于增加屈膝的肌肉力量有一定的效果［22］。另外，運動初期神經肌肉的協調能力提高，有益于神經元調動更多的肌肉發力，提高肌肉力量。營養補充方面，有研究表明，運動前攝入糖和蛋白質的混合補劑比僅攝入其中一種補劑對運動后肌肉蛋白質的合成以及肌力增長更有效［23］，這反映出碳水化合物混合蛋白質的補充可能要優于蛋白質的單獨補充。

綜上所述，55～65歲女性在抗阻訓練中補充蛋白質補劑可以很好地提升伸膝和屈膝的肌肉力量，但是運動中蛋白質補充時機的選擇不會對二者產生明顯的影響。

4.3 各組受試者8周抗阻訓練中不同蛋白質補充時機對肌肉分解代謝影響的分析

該研究表明，經過8 周的抗阻訓練結合不同時機蛋白質補充，T 組的3-MH 顯著下降。這一結果表明，運動后即刻補充蛋白質相比運動前后其他時間節點可以更好地緩解肌肉分解代謝狀況。

分析可能的原因是，在進行前兩周的抗阻訓練時，由于受試者機體對于新的運動方式沒有適應，機體呈現分解代謝水平增加的現象，而隨著訓練時間的延長和訓練的適應性提高，到第8 周訓練結束時，3-MH 水平恢復甚至低于訓練前水平，說明8 周的抗阻訓練對抵抗肌肉分解代謝呈現出了較好的效果。有研究指出［24］，3-MH 能夠較為直觀地反映體內蛋白質的分解程度。測試人體尿液中的3-MH可以反映肌肉蛋白的分解狀態。長期來看，適當的運動訓練可以降低3-MH的濃度，但在運動后短時間內，3-MH 會有所增加。這可能與運動強度有關［25］。研究表明［26］，蛋白質補劑的補充可以減緩機體內蛋白質的分解，訓練使得肌肉纖維受到了細微損傷，流失了部分營養，額外補充蛋白質有利于緩解營養物質流失以及減緩肌肉纖維蛋白質分解。有研究指出，在訓練后短時間內補充足夠的蛋白質可以更好地抑制3-甲基組氨酸的水平［27］，較大強度的運動引發機體蛋白質分解的增加，這時補充蛋白質補劑可以在一定程度上抵抗和延緩運動后肌肉蛋白質的分解，有助于運動者機體的恢復。

綜上所述，55～65歲女性在抗阻運動后即刻補充蛋白質，對緩解肌肉分解的效果最為明顯，但這一過程至少需要2周，才能更好地起到緩解肌肉分解的作用。

5 結論

8周的抗阻訓練，在補充同等劑量蛋白質補劑的條件下，運動后即刻補充比運動后30min補充對提高55～65 歲女性的肌肉質量，以及降低肌肉分解代謝的效果更好。

55～65 歲女性在抗阻訓練中補充蛋白質補劑可以提升肌肉力量，不受具體補充時機的影響。