营养基础(一):蛋白质

营养基础(一):蛋白质

举铁最重要的就是科学摄入蛋白质,蛋白吃不够效果会大打折扣。最近重新开始举铁才发现多知识都忘了,干脆花了几个晚上整理了一下。应该算是比较科学和全面了。

1.吃多少蛋白质

​ 蛋白质的摄入量一般用 gram of protein per kilogram这个单位,即每千克体重摄入的蛋白质质量。本文默认使用这个单位。

1.1 蛋白质的摄入总量

中国营养学会:1.2g/kg
美国农业部:0.8g/kg
运动员:1.2-1.7g/kg
施瓦辛格:1.5g/kg

​ 人体非常复杂,所以没有一个非常统一的标准。一般来说普通人每天0.8-1.2的蛋白质摄入是比较科学合理的,作为对比,运动员一般会吃到1.2-1.5。而高强度运动(减脂)的人应该吃到1.5-2.0,否则很难避免肌肉流失。

​ 这个摄入量大概是什么概念呢?以鸡肉为例:鸡胸肉的蛋白质含量约为23g/100g。一个70kg的健身者按照1.2g/kg的标准一天需要吃大约360g的鸡胸肉。如果按照1.5的标准,一个75kg的健身者需要吃接近500g的纯肉。

1.2 蛋白质摄入不足

​ 蛋白质被消化为各种氨基酸才能被吸收,这些氨基酸将会被用于构建肌肉。由于身体的许多功能都依赖各种蛋白来完成,如各种各样的酶,摄入不足将会引发一系列问题。最明显的就是影响肌肉合成,结果就是举铁半天没长肌肉。同时作为能量源,蛋白质被分解以提供能量。在蛋白质摄入严重不足的情况下身体会大量分解肌肉供能。关于蛋白质摄入不足的不良后果应该已经是共识,这里不做具体探讨。

1.3 蛋白质摄入过量

​ 首先需要解决的问题是,蛋白质的摄入是否存入过量的问题。不妨从两个角度来研究:

1.过量蛋白质是否会对身体(主要是肾脏)带来伤害。
2.高蛋白饮食是否有必要。

1.高蛋白是否会对身体(肾脏)带来伤害?

​ 蛋白质中含有大量的氮元素,其中未被利用的氨基酸或者其他杂质需要通过肾脏排出。因此对于肾病患者来说,高蛋白饮食可能会恶化病情。中国卫计委在2018年发布的《慢性肾病患者膳食指导》中对蛋白质的摄入量有明确的指导建议,其中病情越严重的病人每日摄入的蛋白质越少[3]。Fouque,D等通过研究多篇论文的结果得出结论:对肾病患者来说低蛋白饮食的可行性已经具有令人信服的结果[1]。同样有很多研究指出,虽然高蛋白饮食会恶化已有肾病人的肾,但不会对健康人的肾产生不良影响[2]。对于正常的训练者来说,基本可以不用担心高蛋白饮食对身体的伤害。

2.高蛋白(过量)饮食是否有必要?

​ 人体的能量来源只有碳水,蛋白质和脂肪。在每日总热量固定的前提下,蛋白质以外的热量就需要通过碳水和脂肪补充。相比于碳水和脂肪,蛋白质能带来更强的饱腹感。因此一般在非赛季(无高强度减脂,热量结余较多),运动员更倾向于在补充足量碳水和脂肪的前提下多吃蛋白质。事实上,体脂越低训练水平越高的人越能从高蛋白饮食中获益。Eric R Helms设计的对比实验表明,在热量被严格限制的条件下,高蛋白对维持瘦体重有益。文中给出的建议是2.3-3.1g/kg,单位是瘦体重(略有区别)[4] 。Longland的实验同样印证了这个观点:在能量明显不足的情况下,2.4g/kg的摄入与1.2g/kg的摄入相比有利于瘦体重的增加和脂肪的减少[5]

​ 不过需要注意的是。在热量十分有限的前提下,蛋白质摄入的越多,对应脂肪和碳水的比例就会减少。脂肪的不足会影响激素的分泌和大脑的功能【无脑肌肉男是不是就是这么来的...】,严重缺乏碳水会影响肌糖元的恢复。因此保证一定量的脂肪和碳水是十分重要的。

结论:保证碳水和脂肪摄入的前提下可以尽可能多地摄入蛋白质。

1.4 每餐应该吃多少蛋白质

​ 可以从消化吸收到合成肌肉的全过程来研究。

1.是否能够消化足够多的蛋白质
2.一餐能吸收多少氨基酸
3.有多少氨基酸能用来构建肌肉?(即不浪费)

​ 实际上我们从蛋白质中吸收氨基酸的能力是无穷的,可以理解为吃多少就能消化吸收多少。但很可惜的是,超量摄入的蛋白质无法被用于构建肌肉[6]

​ Symons TB的实验表明,无论年轻人还是老人,每餐30g牛肉和90g牛肉对肌肉增长的作用相同。这意味着多余的氨基酸将被用来供能,或被转化为尿素排出[8]。 Daniel R Moore认为对普通人而言(6人的实验样本,全身训练):训练后摄入20g或40g蛋白质的差异并不大,说明20g是每餐摄入量的一个合理的上限值[7]。 Huschtscha Z等研究者进行了为期12周的对比实验,实验结果表明超量摄入蛋白质并不能显著增加实验者的瘦体重或激素水平,但是有助于力量的提升[9]

​ 通过上述研究可以得出结论,至少对个体而言,每餐超量摄入蛋白质的意义并不大,因为超量的蛋白质很难被用于合成肌肉。不过由于机理尚未明确,具体的摄入量还是应该视情况而定。肌肉量大且训练强度高的人应该在此基础上增加蛋白质的摄入量[10,11]

结论:大约20-30克每餐的蛋白质是比较合理的,消化吸收能力弱或者块头大的人需要吃更多。这也是为什么运动员会选择一天吃5-6餐而非一两餐吃完。对于普通人来说,训练后通过蛋白粉补充蛋白质是更加方便有效的方法。

2.应该吃什么蛋白质

​ 解决了每餐吃多少的问题,接着就是吃什么种类的蛋白质。根据蛋白质的来源,大致可以分为动物蛋白和植物蛋白。两者的主要区别是氨基酸的组成不同。一般来说动物蛋白的氨基酸组成更接近于人体,这意味着动物蛋白能更好地被人体利用。植物蛋白的主要指代的是大豆蛋白。按照重要性,接下来从以下几个方面探讨。

1.乳清蛋白
2.酪蛋白
3.植物(大豆)蛋白

2.1乳清蛋白(whey protein)——蛋白之王

​ 乳清蛋白是当之无愧的蛋白质之王,是所有运动人士的首选补剂。

​ 来源:牛奶中大部分为酪蛋白,乳清蛋白只占约10%。最开始乳清蛋白是一种丢弃物,奶酪工厂提取完奶酪后会把剩下的液体倒掉。后来这些丢弃物被发现很有价值,于是被送往工厂制成蛋白粉继续销售(饲料厂)。感兴趣的话可以看看这个视频:解密蛋白粉生产流程_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili

​ 从吸收度的角度来说,动物蛋白一般更好吸收,其中乳清蛋白吸收更快,40分钟内就能被分解为氨基酸并开始吸收。一般厂家会标注蛋白质中各种氨基酸的含量。通常来说,合格的乳清蛋白会被分解成大量支链氨基酸(BCAA),能够直接被用来构建肌肉。

​ 目前已经有非常多的研究证明了乳清蛋白的有效性。比如Witard等人的实验表明,乳清蛋白能够刺激肌肉的合成。其中训练后20g的乳清蛋白有利于肌肉的恢复,而10g没什么用[12]。 Tang JE的团队做了一组对比实验,实验结果表明乳清蛋白相比酪蛋白和大豆蛋白更有利于提升血液内必须氨基酸的浓度,因而更有利于肌肉合成[13]

2.2酪蛋白

​ 动物蛋白中大部分都属于酪蛋白,狭义的酪蛋白指的是牛奶中可以制成奶酪的那一部分。酪蛋白与乳清蛋白的主要区别在于消化速度。一般消化酪蛋白所需的时间约为6-7小时,因此非常适合在睡前喝。当然,如果有乳糖不耐受的话使用酪蛋白并不是个好主意。

2.3植物蛋白伤肾?

​ 植物蛋白主要指的是大豆蛋白。实际上许多植物的蛋白质含量惊人:大豆为40%左右,花生杏仁等也在20%以上。相比之下一般的肉类蛋白质含量只有20%左右。

​ 在消化阶段,由于植物蛋白外层包裹着一层薄膜,所以其消化吸收速率相比动物蛋白慢得多。同时植物蛋白的氨基酸组成不如动物蛋白均衡——大豆蛋白只有50%左右的蛋白能被利用。即便如此,大豆蛋白显然还是一种相当好的蛋白质来源。

​ 有一种观点认为,植物蛋白容易伤肾,因此不能多吃。我查阅了比较新的文献并没有找到这种说法的依据。事实上已经有不少研究者进行了相关实验。比如17年的这篇综述中,作者通过分析一系列论文得出结论:与动物蛋白相比大豆蛋白可能可以改善肾功能,但相关机理并不清晰[14]。至少目前没有什么证据能够说明,大豆蛋白对非肾病患者的肾有什么不好的影响

3.怎么吃

​ 吃多少,吃什么的问题都解决了。最后一个问题是怎么吃。

1.什么时间摄入蛋白质
2.要不要吃蛋白粉

2.1 什么时间吃蛋白质

​ 这是一个争议话题。目前健身圈和学术界唯一没有争议的是:每天需要摄入足够的蛋白质。比较主流的研究认为:每餐能够吸收利用的蛋白质是有限的,因此需要少食多餐。具体训练后什么时候吃,这个争议的来源是一个叫蛋白质窗口期的概念。

​ 2002年一个叫Lemon PW的人提出了蛋白质窗口期这个概念,他的观点是训练后会有一个短暂的蛋白质窗口期,在这个窗口期内补充足够的营养能够改善肌肉质量和力量[15]。这是一个有意思的概念,随后很多运动科学家对此进行了研究。比如2013年的一篇综述就提出:训练后补充葡萄糖和蛋白质能提高体内葡萄糖和氨基酸的含量,从而促进蛋白质的合成。作者研究了数百篇论文,结合大量案例证明要在训练后45分钟补充营养[16]

​ 对于窗口期的争议还是很大的,同样有一些研究认为所谓的窗口期并不存在。不过大部分的研究者只对窗口期的长度有争议。不少实验结果表明这个窗口期会长达数天,其中在训练后3-4小时吸收速率最佳[17,18]

​ 结合目前的研究和运动员的通常做法,练后少量补充一些易消化的蛋白质还是比较重要的。除此之外,训练后应该首先补充一些碳水化合物,给身体提供葡萄糖。因为高强度的力量训练会消耗身体30-40g的葡萄糖,需要在训练后补充一些碳水,激发胰岛素的产生。胰岛素能够避免肌肉蛋白质流失[19]

2.2 正常饮食

​ 通过食物补充蛋白质显然是最健康的(大厂生产的蛋白粉也很健康)。一般来说各种肉类(纯瘦肉)的蛋白质含量大约在20g/100g。因此一餐吃100g-200g的肉类就足够了。具体的蛋白质含量可以参考蛋白质含量表,任意一款方便使用的表格即可。初学者可以保持一日三餐,早餐吃5个蛋白,2个蛋黄,午餐晚餐吃够150g肉类,基本可以满足需求。高阶的健身者可以分散到四餐——早餐,中餐,晚餐,高蛋白低碳低脂的宵夜。

​ 作为普通毛睿,饮食上我觉得不必要太苛刻,方便还是很重要的,否则很难坚持下来。当然,减脂的时候必须严格控制才能得到理想的效果。

2.3蛋白粉

​ 蛋白粉(主要指乳清蛋白粉)是训练后很好的补充。一般蛋白粉每勺的蛋白质含量为25g左右,其中只包含2g左右的脂肪和1g左右的糖。使用方法是训练后补充1-2勺蛋白粉,补充能量的同时也能补充一些水分。如果希望效果最大化,睡前一勺酪蛋白被认为是十分有用的方法。

结论

​ 如果想要撸铁效果最大化,应该严格规划饮食,尤其是蛋白质的摄入。严格的饮食计划能最大程度把健身房里的努力转化为成果。这样在健身房投入的精力相对更少,日后只需要保持即可,总的来说是比较划算的。

​ 最后纪念一下曾经的补剂狂魔哈哈:

引用

[1].Fouque, D., & Laville, M. (2009). Low protein diets for chronic kidney disease in non diabetic adults. Cochrane Database of Systematic Reviews. doi:10.1002/14651858.cd001892.pub3
[2].Toews I, Lohner S, Küllenberg de Gaudry D, Sommer H, Meerpohl J J. Association between intake of non-sugar sweeteners and health outcomes: systematic review and meta-analyses of randomised and non-randomised controlled trials and observational studies BMJ 2019; 364 :k4718 doi:10.1136/bmj.k4718
[3].《慢性肾脏病患者膳食指导》
[4].Hector AJ, Phillips SM. Protein Recommendations for Weight Loss in Elite Athletes: A Focus on Body Composition and Performance. Int J Sport Nutr Exerc Metab. 2018 Mar 1;28(2):170-177. doi: 10.1123/ijsnem.2017-0273. Epub 2018 Feb 19. PMID: 29182451.
[5].Longland TM, Oikawa SY, Mitchell CJ, Devries MC, Phillips SM. Higher compared with lower dietary protein during an energy deficit combined with intense exercise promotes greater lean mass gain and fat mass loss: a randomized trial. Am J Clin Nutr. 2016 Mar;103(3):738-46. doi: 10.3945/ajcn.115.119339. Epub 2016 Jan 27. PMID: 26817506.
[6].Morton RW, McGlory C, Phillips SM. Nutritional interventions to augment resistance training-induced skeletal muscle hypertrophy. Front Physiol. 2015;6:245. Published 2015 Sep 3. doi:10.3389/fphys.2015.00245
[7].Moore DR, Robinson MJ, Fry JL, Tang JE, Glover EI, Wilkinson SB, Prior T, Tarnopolsky MA, Phillips SM. Ingested protein dose response of muscle and albumin protein synthesis after resistance exercise in young men. Am J Clin Nutr. 2009 Jan;89(1):161-8. doi: 10.3945/ajcn.2008.26401. Epub 2008 Dec 3. PMID: 19056590.
[8].Symons TB, Sheffield-Moore M, Wolfe RR, Paddon-Jones D. A moderate serving of high-quality protein maximally stimulates skeletal muscle protein synthesis in young and elderly subjects. J Am Diet Assoc. 2009 Sep;109(9):1582-6. doi: 10.1016/j.jada.2009.06.369. PMID: 19699838; PMCID: PMC3197704.
[9].Huschtscha Z, Parr A, Porter J, Costa RJS. The Effects of a High-Protein Dairy Milk Beverage With or Without Progressive Resistance Training on Fat-Free Mass, Skeletal Muscle Strength and Power, and Functional Performance in Healthy Active Older Adults: A 12-Week Randomized Controlled Trial. Front Nutr. 2021 Mar 17;8:644865. doi: 10.3389/fnut.2021.644865. PMID: 33816540; PMCID: PMC8010144.
[10].Morton RW, McGlory C, Phillips SM. Nutritional interventions to augment resistance training-induced skeletal muscle hypertrophy. Front Physiol. 2015;6:245. Published 2015 Sep 3. doi:10.3389/fphys.2015.00245
[11].Macnaughton LS, Wardle SL, Witard OC, McGlory C, Hamilton DL, Jeromson S, Lawrence CE, Wallis GA, Tipton KD. The response of muscle protein synthesis following whole-body resistance exercise is greater following 40 g than 20 g of ingested whey protein. Physiol Rep. 2016 Aug;4(15):e12893. doi: 10.14814/phy2.12893. PMID: 27511985; PMCID: PMC4985555.
[12].Witard OC, Jackman SR, Breen L, Smith K, Selby A, Tipton KD. Myofibrillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise. Am J Clin Nutr. 2014 Jan;99(1):86-95. doi: 10.3945/ajcn.112.055517. Epub 2013 Nov 20. PMID: 24257722.
[13].Tang JE, Moore DR, Kujbida GW, Tarnopolsky MA, Phillips SM. Ingestion of whey hydrolysate, casein, or soy protein isolate: effects on mixed muscle protein synthesis at rest and following resistance exercise in young men. J Appl Physiol (1985). 2009 Sep;107(3):987-92. doi: 10.1152/japplphysiol.00076.2009. Epub 2009 Jul 9. PMID: 19589961.
[14].Rafieian-Kopaei M, Beigrezaei S, Nasri H, Kafeshani M. Soy Protein and Chronic Kidney Disease: An Updated Review. Int J Prev Med. 2017;8:105. Published 2017 Dec 13. doi:10.4103/ijpvm.IJPVM_244_17
[15].Lemon PW, Berardi JM, Noreen EE. The role of protein and amino acid supplements in the athlete's diet: does type or timing of ingestion matter? Curr Sports Med Rep. 2002 Aug;1(4):214-21. doi: 10.1249/00149619-200208000-00005. PMID: 12831698.
[16].Ivy JL, Ferguson-Stegall LM. Nutrient Timing: The Means to Improved Exercise Performance, Recovery, and Training Adaptation. American Journal of Lifestyle Medicine. 2014;8(4):246-259. doi:10.1177/1559827613502444
[17].Phillips SM, Tipton KD, Aarsland A, Wolf SE, Wolfe RR. Mixed muscle protein synthesis and breakdown after resistance exercise in humans. Am J Physiol. 1997 Jul;273(1 Pt 1):E99-107. doi: 10.1152/ajpendo.1997.273.1.E99. PMID: 9252485.
[18].Schoenfeld BJ, Aragon A, Wilborn C, Urbina SL, Hayward SE, Krieger J. Pre- versus post-exercise protein intake has similar effects on muscular adaptations [published correction appears in PeerJ. 2017 Aug 1;5:]. PeerJ. 2017;5:e2825. Published 2017 Jan 3. doi:10.7717/peerj.2825
[19].Aragon, A.A., Schoenfeld, B.J. Nutrient timing revisited: is there a post-exercise anabolic window?. J Int Soc Sports Nutr 10, 5 (2013). https://doi.org/10.1186/1550-2783-10-5

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