高蛋白運動補劑對空手道運動員骨密度的影響

馮蘭蘭，竇燕，陳嘉威，閆語，張蜀祁（廣州商學院體育學院 廣東廣州 511363）

骨密度是評估骨質健康的重要指標，高骨密度可降低運動員的受傷風險，而低骨密度則會使運動員的應力性骨折、脆性骨折風險升高。影響運動員骨密度的后天因素主要為運動和營養，運動項目的強度、特點、競技水平及運動量等均與骨密度有著緊密聯系，高強度的運動有助于提高骨密度，但過量的運動負荷有可能降低骨密度。對于有比賽需求的空手道運動員而言，日常需要進行大負荷訓練，所以依靠運動提高骨密度有較多不可控因素。相比運動訓練，通過營養干預提高運動員骨密度更容易實現。維生素及鈣已被公認為是促進機體提高骨密度的必要元素，同時蛋白質在促進骨骼生長、維持骨骼健康方面也有著積極作用。高蛋白運動補劑是空手道運動員日常應用較多的運動補劑之一，其在提供能量供給、促進肌肉增長、修復受損骨骼肌、增強運動表現方面有積極作用。但關于高蛋白運動補劑對運動員骨密度影響的研究較少，該研究擬對高蛋白運動補劑與空手道運動員骨密度間的關系進行探索，并對空手道運動員的高蛋白運動補劑的合理應用提供建議，旨在為科學提高運動員骨密度提供理論借鑒。

一、蛋白質對人體的作用

蛋白質是人體不可或缺的重要物質，其對人體的作用主要體現在以下幾方面：首先，蛋白質是組成細胞及組織結構的重要物質，從皮膚、肌肉到骨骼、毛發，人體任何器官的組成都離不開蛋白質。其次，蛋白質在維持人體正常新陳代謝活動中發揮著重要作用。正常的生命活動需要由載體蛋白（如血紅蛋白、脂蛋白、轉運蛋白等）輸送各種物質來完成，比如血紅蛋白將氧輸送到身體各處，脂蛋白則負責輸送脂肪，以維持人體正常的生命活動。再次，蛋白質可作為能量來源為機體供能，是人體重要的供能物質之一。在機體供能不足時，蛋白質可分解生成氨基酸，再經糖異生轉換為糖，為機體供能。最后，蛋白質在人體各種生理活動中能夠發揮調節作用，如以蛋白質組成的各種參與人體生理活動的酶，其在食物消化、吸收、利用過程中均發揮著重要作用。

二、蛋白質對空手道運動員的重要性

空手道運動員日常需進行高強度訓練，機體對蛋白質的消耗量較大，并且運動員機體對蛋白質的分解能力強于普通人，其肌肉及骨骼中的蛋白質均會隨著大量的運動訓練而持續消耗減少。要讓空手道運動員維持良好的運動能力，就必須及時補充蛋白質，才能讓運動員在運動過程中的蛋白質“消－供”應維持平衡。若運動員的蛋白質供應不充足，其在運動過程中就可能較早地發生體能透支，進而降低運動水平。

（一）高蛋白有助于保證體能訓練效果

體能訓練是空手道運動員的日常訓練內容，要獲得滿意的體能訓練效果，不僅需要合理規劃飲食，還需要攝入充足的蛋白質，才有助于提升體能訓練水平，降低過程中的機能損傷風險。運動疲勞是運動員進行體能訓練較常出現的一種生理現象，這也是機體的一種自我保護機制，機體一旦發生運動疲勞就會導致訓練能力及水平的下降，影響訓練效果。通常來說，運動疲勞可通過適當的休息調整得到緩解，但高強度訓練產生的運動疲勞可能超出機體的自我修復能力，運動疲勞將遲遲得不到緩解。此時，補充蛋白質有助于緩解運動疲勞，比如攝入乳清蛋白飲料、高蛋白運動補劑等，可促進谷胱甘肽合成，而谷胱甘肽能夠加快自由基清除，從而較快地緩解運動疲勞。另外，外源性補充蛋白質還能對機體紅細胞發揮保護作用，避免血紅蛋白水平下降，更好地維持肌肉微結構，有助于消除疲勞。

空手道運動員在體能訓練期間常會發生氧化應激損傷，特別是運動劇烈時，氧化應激損傷更容易發生。機體通常可自動調節以增強抗自由基防御系統，但長時間體能訓練會使肌肉出現脂肪過氧化反應，使自由基大量堆積直至超出機體自身防御能力，從而發生氧化應激損傷。補充蛋白質可以加快肌糖原再合成，促進肌肉蛋白質增加，這有助于緩解氧化應激損傷，進而保證體能訓練效果。

（二）高蛋白有助于運動員進行體重控制

空手道運動對運動員的體重、體形有一定要求，高蛋白對于控制體重、塑造體型有重要作用。空手道作為一項對抗性運動，對運動員機體反應靈敏性、力量及耐力均有較高要求，是一種高沖擊運動項目。有人認為維持較低體重能夠讓空手道運動員維持更好的競技狀態，事實上運動員每日的可用能量不足30 kcal/kg 去脂體重時，可能帶來一系列不良影響，如代謝紊亂，機體在低能量狀態下啟動保護機制會減少多種功能（體溫調節、生長繁殖、細胞修復等）的能量供應，以維持能量平衡，滿足生存需求，這種情況下會嚴重損害機體健康。另外，體重過低、能量攝入不足會影響性激素分泌，導致“下丘腦-垂體-性腺軸”功能紊亂，女性運動員則容易發生經期不規律甚至閉經，男性運動員則可能發生低血睪酮血癥，這些不僅會直接影響到運動員的身體健康狀態，還會對骨代謝造成間接影響，影響骨健康。因此，空手道運動員需要將體重控制在一個合理的范圍，在保障機體健康的同時，也能讓機體保持最佳的運動能力和敏捷度。蛋白質是組成肌肉的重要物質，空手道運動員攝入高蛋白補劑可起到良好的增肌效果，減少體脂，增加瘦體重，塑造體型。研究指出，體育運動員在攝入一段時間的高蛋白運動補劑后，其肌肉含量明顯提升，且體脂率明顯下降。大豆蛋白中所含的大豆寡肽經證實具有提高肌肉質量，增強肌肉力量的作用。補充高蛋白功能性飲料能對肌肉狀態起到正向調節作用，增強運動員的腿部肌肉力量。因此，空手道運動員想要將體重維持在理想狀態，可以適當補充高蛋白運動補劑，對于需要減脂的運動員，由于日常能量攝入的減少，更應注重蛋白質的補充，以維持肌肉質量。

（三）高蛋白有助于提高運動員的比賽成績

在比賽中取勝是運動員的重要目標，蛋白質在提高運動員運動成績方面也扮演著重要角色。機體的正常發育、功能實現及運動均與蛋白質密切相關，空手道運動員在比賽過程中，充足的能量供應對于維持肌肉耐力及爆發力尤為關鍵。蛋白質不僅是肌肉的組成成分，也是機體產生運動能量的重要物質，補充高蛋白可促進機體肌肉量增加，在比賽中能夠為機體提供更多的能量。補充高蛋白除了可以為肌肉生長提供必需氨基酸，還能促進受損肌肉組織的修復。在比賽過程中通過飲用高蛋白運動飲料補充蛋白質，一方面可以補充碳水化合物提高血液中的葡萄糖水平，以減少肌肉中肝糖原的消耗；另一方面可以補充蛋白質來刺激胰島素釋放，讓胰島素將碳水化合物轉運至肌肉細胞中供能。空手道比賽的持續時間較長，補充蛋白質有助于延緩運動疲勞的產生，為肌肉更好地供能，從而提升運動員的比賽耐力，緩解肌肉緊張，提高比賽勝率。

三、空手道運動員的骨密度特點

空手道中有許多技術動作需要爆發性的力量，如短時進攻持續1 s～3 s，密集進攻持續18 s 等。因此，空手道對運動員的無氧能力（即個人在短期高強度肌肉活動中使用磷原系統的能力）要求較高，同時也對運動員的耐力、敏捷性有著較高要求。大量的文獻資料顯示，適宜的運動有助于提高骨密度，增加骨儲備。空手道運動具有對抗激烈、靈活多變、能量消耗大、爆發力強的特點，其對運動員骨密度的影響鮮見報道。但國外有大量的橫斷面調查研究顯示，力量訓練能夠增加運動員的骨密度，非力量運動對運動員骨密度的影響則并不顯著。空手道屬于直接對抗的技能類項目，長期進行空手道訓練理論上有助于增加運動員的骨密度，但是長期進行高負荷訓練可能導致骨密度下降。空手道與柔道同為對抗類競技體育項目，二者有著諸多相似之處，有研究顯示相比普通人群，柔道運動員上肢、頭、肋骨、椎骨部位的骨密度更高。由此推測，與柔道運動特點類似的空手道可能也有助于提高人體骨密度，這可能是因為空手道運動員在日常的訓練中融合了力量、速度及耐力訓練，多種練習相結合的訓練模式，增加了骨刺激，從而提高了骨密度。研究還顯示，體重與骨生長刺激有正相關關系，即體重越大對骨生長刺激越大，成骨越活躍。進一步分析顯示，骨密度與體脂百分率呈負相關，而與瘦體重呈正相關。部分空手道運動員認為維持較低體重有利于維持良好的競技狀態，但降低體重（尤其是去脂體重）實際會影響性激素水平，間接影響骨代謝相關調節因子，導致骨量丟失增加，進而降低骨密度。

四、高蛋白運動補劑對空手道運動員骨健康的影響

相比普通人群，空手道運動員經常進行高強度的運動會加快機體代謝，其對蛋白質攝入水平的要求更高。空手道運動員需要及時補充優質蛋白，以滿足機體所需。蛋白質含量較高的食品被稱為高蛋白食品，畜禽肉、蛋類、奶類、堅果類、大豆類等都是傳統的高蛋白食物，但單純通過飲食攝入蛋白質，對于運動員而言還遠遠不足。因此，攝入高蛋白運動補劑成為運動員及時補充優質蛋白高效、便捷的選擇。高蛋白運動補劑對于加快運動員體力恢復、增強運動員肌肉耐力、緩解運動疲勞的作用已得到了證實，而相關領域對高蛋白運動補劑與運動員骨密度關系的關注較少。高蛋白運動補劑對于空手道運動員骨密度的影響主要體現在以下幾個方面。

（一）高蛋白運動補劑為骨骼構成提供原料

人體骨骼構成離不開膠原蛋白，膠原蛋白直接關系到骨骼結構的完整性、彈性及生物力學特性。研究報道指出，骨質疏松癥患者口服Ⅱ型膠原蛋白后，其血清骨鈣素水平明顯升高，骨密度增加。有學者對Ⅳ型膠原蛋白基因多態性與骨密度的相關性進行探究，發現Ⅳ型膠原蛋白TT 基因型是骨質疏松的保護因素，且Ⅳ型膠原蛋白基因對男性與女性骨密度的影響有差異，其對女性骨密度的影響更為顯著。動物實驗研究顯示，Ⅱ型膠原蛋白對骨重塑、骨結構及骨密度的影響主要通過抑制基質金屬酶蛋白-1、基質金屬酶蛋白-3 水平等途徑來實現。

（二）高蛋白運動補劑能促進鈣吸收

眾所周知，鈣與骨骼健康密切相關，補鈣能夠有效防治骨骼疾病，促進骨骼健康。如何提高機體對鈣的吸收率一直是補鈣的難點，維生素D 能夠促進鈣吸收已是臨床共識，維生素D 可通過特異性受體經基因組效應增加鈣結合蛋白，提高腸道對鈣的轉運能力。除了維生素D，近期也有研究顯示蛋白質攝入也能促進機體對鈣的吸收。蛋白質攝入不足的飲食方式會增加甲狀旁腺功能亢進風險，從而影響鈣吸收。人體攝入蛋白質長期少于65 g/d，其骨量流失量將明顯增加，而攝入足量的蛋白質能夠有效減少骨量流失。高蛋白運動補劑多以牛乳為原料，牛乳含有的活性蛋白能夠有效提高造骨細胞活性，有利于骨骼保留鈣質。足量的蛋白質攝入雖能促進鈣吸收，但過量攝入蛋白質則可能導致骨量流失增加，特別是在鈣攝入量偏低的情況下補充大量蛋白質，不利于骨健康。這是因為大量攝入蛋白質會引起腸道環境酸化，蛋白質代謝產物含硫氨基酸會結合游離鈣離子，促進尿鈣排出，不利于骨合成。由此可見，空手道運動員在攝入高蛋白運動補劑的過程中，有必要增加鈣攝入，以對抗高蛋白對尿鈣的排出作用，才能達到促進骨骼健康的目的。

（三）高蛋白運動補劑的水解產物有益骨骼健康

水解膠原蛋白是蛋白質的水解產物，現有的多項研究顯示，補充水解膠原蛋白能夠有效改善骨骼健康。水解膠原蛋白能夠刺激成骨細胞的增殖，抑制破骨細胞活性，從而調整骨礦分布及骨骼結構。水解膠原蛋白還能擴大骨皮質面積，增強骨骼堅固性。有動物實驗發現，結合鈣的膠原蛋白制劑可使小鼠的骨密度明顯增加，認為膠原蛋白在幫助鈣吸收方面有重要作用。有研究將鮭魚皮明膠、大豆蛋白、酪蛋白經木瓜蛋白酶水解后，獲得3種不同水解程度的蛋白質水解產物，結果顯示3 種蛋白質水解產物對成骨細胞均有一定的促增殖和抗凋亡作用，其中明膠水解產物對成骨細胞的增殖促進及抗凋亡作用最強，其在防治骨質疏松方面有巨大潛能。乳清蛋白粉作為常見的高蛋白運動補劑，其成分為優質的完全蛋白質，其水解生成的氨基酸、活性肽物質可通過多種途徑來促進鈣吸收，進而提高骨密度。

（四）高蛋白運動補劑能通過免疫調節增加骨密度

研究顯示，骨代謝異常和炎癥反應是導致骨密度下降的重要因素，而這兩種因素與免疫系統密切相關，共同影響著骨骼健康。免疫學研究指出，牛乳中含有的乳鐵蛋白能夠通過免疫調節作用，促進成骨細胞和軟骨細胞增殖，抑制破骨細胞介導的骨吸收能力，通過調節“成骨-破骨細胞”的動態平衡來調節骨代謝，從而提高骨密度。研究指出，體育運動員在補充乳清蛋白后，機體的免疫球蛋白含量明顯提高。乳清蛋白中含有免疫球蛋白、組織生長因子等，這些物質均具有一定的免疫調節功能。乳清蛋白還能通過提供半胱氨酸來增加單核細胞數量，進而增強機體免疫力。國內有研究顯示，免疫球蛋白亞型在膝骨關節炎患者血清中表達升高，認為免疫球蛋白的表達失調參與了膝骨關節炎發病過程。高蛋白運動補劑可能通過發揮免疫調節作用，增強空手道運動員的機體免疫力，來間接增加骨密度。

（五）高蛋白運動補劑通過強化骨骼肌促進骨生長

在促進骨骼肌生長，修復骨骼肌損傷方面具有重要作用。研究顯示，對足球運動員補充高蛋白運動食品8 周后，運動員的肌肉量、縱跳高度等均顯著上升，表明高蛋白運動補劑的攝入能夠增強運動員的肌肉力量，提升運動表現。另有研究顯示，補充蛋白質可提升運動員的胰島素及生長素水平，讓機體處于運動能力增長與超量恢復相適應的最佳激素環境，骨骼肌合成加快，肌纖維加粗，骨骼肌力量明顯增加。此外，高蛋白運動補劑還能通過促進能量平衡來改善“下丘腦-垂體-性腺軸”功能，消除性激素水平過低對骨骼健康的不良影響。

五、空手道運動員的高蛋白運動補劑使用建議

空手道運動員的日常運動負荷較重、運動量大、蛋白質分解合成代謝增加、激素調節活躍、硫氮排出量大，機體可能發生負氮平衡，血清蛋白質及血紅蛋白含量下降，所以需及時補充蛋白質。合理攝入高蛋白運動補劑，有助于增加骨密度、降低損傷風險、提高運動能力。但是，蛋白質的補充必須遵循適度原則，過多攝入蛋白質反而可能造成其他營養素攝入不足、蛋白質利用率降低、水分及鈣質流失過多、腎臟代謝負擔增加、脂肪堆積等不良后果。空手道運動員每日的蛋白質攝入量建議在1.3 g/kg～1.8 g/kg，日常飲食攝入不足的部分可通過高蛋白運動補劑作為補充，同時還要補充足量的維生素D 及鈣劑，以協同發揮作用，有效促進骨骼健康。

六、結語

蛋白質在保證空手道運動員訓練效果、控制體重、提高比賽成績方面均發揮著重要作用。骨密度與空手道運動員的運動損傷、運動能力密切相關，維持并提高空手道運動員的骨密度水平對于降低骨折等運動損傷、提高運動表現具有重要作用。高蛋白運動補劑能夠為空手道運動員補充優質蛋白質，為骨合成提供原料，同時也能促進鈣吸收，發揮骨免疫調節、強化骨骼肌等作用，從而提高運動員的骨密度。根據空手道運動員的身體狀況、訓練量、膳食習慣等，制定科學、合理、個性化的蛋白質補充方案，能夠在保證安全的前提下最大限度地發揮高蛋白運動補劑在促進骨骼健康方面的作用，使運動員獲益。