高蛋白低脂牛奶改善中等强度运动疲劳的效果研究

于晓红，石磊，何苗，何方，段雪梅，李启明，刘海燕，李鸣

（1.四川大学华西公共卫生学院，成都610041；2.新希望乳业控股有限公司，成都610041）

高蛋白低脂牛奶改善中等强度运动疲劳的效果研究

于晓红1，石磊1，何苗1，何方1，段雪梅2，李启明2，刘海燕2，李鸣1

（1.四川大学华西公共卫生学院，成都610041；2.新希望乳业控股有限公司，成都610041）

探索高蛋白低脂牛奶对中等强度运动疲劳有无缓解作用。选取30名健康成年人作为研究对象，随机分为实验组和对照组。用递增负荷试验确定各受试者维持中等强度运动的试验功率，分别饮用300 mL高蛋白低脂牛奶和等量市售矿泉水后30 min后进行1 h恒定功率蹬车运动。运动前后立即抽取静脉血测血常规和生化指标，并于运动前及结束后0，15，30 min时取指尖血测血糖、乳酸，用主观体力感觉量表测定其疲劳程度，持续监测受试者心率至运动结束后30 min。结果表明，运动开始前两组各指标均无统计学差异，运动结束后15 min和30 min时实验组血糖下降幅度显著低于对照组；运动结束后0 min时，实验组乳酸、心率增加幅度显著低于对照组，实验组RPE评分也低于对照组，两组运动前后血红蛋白、尿素氮、肌酸激酶、血清渗透压、钾、镁等电解质离子等浓度比较无统计学差异。结论：中等强度运动前饮用高蛋白低脂牛奶有助于维持体内较平稳的血糖水平，恢复心率，促进血乳酸的清除，缓解运动性疲劳，提高运动能力。

高蛋白低脂牛奶；抗疲劳；运动能力；中等强度运动

0 引言

在《全民健身计划2016-2020》中明确指出，我国居民体育健身意识普遍增强，参加体育锻炼的人数明显增加，其中大多采取中等强度运动，而运动后的运动疲劳会影响居民运动热情和降低运动能力。针对运动疲劳的市售诸多运动饮料多仅补充水和电解质，没有考虑机体蛋白质的补充；现有研究表明蛋白质能够补充长时间运动时骨骼肌的能量供应，促进蛋白合成和肌肉增长，并能缓解中枢疲劳[1,2]，但目前蛋白质补充型复合运动饮料的研制较少。

本研究拟用富含乳清蛋白的高蛋白低脂牛奶作为运动饮料，通过运动前后乳酸、血糖、心率、尿素氮等指标的变化，探讨高蛋白牛奶对人体运动能力的可能影响，以指导运动人群科学选择运动饮品，缓解运动疲劳，提高运动能力。

1 实验

1.1 材料

1.1.1 研究对象

选择2015年11月至12月某高校在校大学生30名，其中男生16人，女生14人。将受试者随机分为对照组和实验组，每组15人，组内性别比例一致。

纳入标准：①每周进行体育锻炼（不含走路或代步工具）时间≥2 h；②年龄20～26周岁，身体健康，无吸烟、饮酒等不良嗜好；③体质指数（body mass index，BMI）在18.5～23.9 kg/m2范围内。排除标准：①近三个月发生严重骨折和肌肉拉伤等影响运动能力的疾病；②近三个月体质量明显变化（体质量变化≥2.5 kg）；③难以耐受本研究运动强度；④肝肾功能异常或空腹血糖水平异常者；⑤近期胃肠道不适或患感染性疾病。本项目通过伦理委员会审查通过，遵照Helsinki宣言精神。所有受试者在参加本项目之前均已被告知本研究过程及相关事项，并签署知情同意书。

1.1.2 研究材料

高蛋白低脂牛奶（300 mL/瓶，其中蛋白质6 g/100 mL，脂肪1.2 g/100 mL）；市售某品牌矿泉水（300 mL/瓶），符合《饮用天然矿泉水标准（GB8537-2008）》的相关规定。

1.1.3 仪器

YOWZA GT B900心率监控立式健身车作为运动器材；Polar Team 2团队训练系统监测心率变化；EKF便携式血乳酸测试仪、罗氏Accu-Chek Performa（卓越型）血糖仪分别用于检测乳酸与血糖；高性能台秤（精度0.01 kg）、T型身高体质量测定仪（RGZ-120-R，精度0.1 cm）分别测量身高与体质量。

1.2 方法

1.2.1 确定运动功率

所有受试者于蹬车前佩戴心率带，调节并适应功率自行车5～10 min。心率平稳后以初始负荷25W开始蹬车，以25 W/2 min递增功率，保持转速为55～65 r/min，受试者2 min内心率不再增加，同时主观感觉力竭时停止蹬车，记录运动过程中受试者的心率和蹬车功率，计算各受试者达到中等强度运动的功率。

1.2.2 运动实验

实验前一周无高强度运动，以面包与豆浆作为早餐（排除早餐高蛋白对饮奶的影响），排空二便，早餐1 h后给予受试者300 mL高蛋白低脂牛奶或矿泉水，30 min后佩戴心率带监测心率，测体重，用主观体力感觉量表[3]（The Rating of Per⁃ceived Exertion，RPE）对受试者评分。试验前测指尖血血糖与乳酸，抽肘静脉血检测血常规及生化指标；所有受试者以提前确定的固定功率进行蹬车运动1 h，持续监测心率至运动结束后30 min，每15 min进行RPE评分；运动结束后复测体重，抽肘静脉血复测血常规及生化指标，运动后0，15，30 min复测乳酸、血糖及进行RPE评分。

1.3 数据处理

数据处理采用SPSS 16.0软件，所有数据用均值±标准差（x±s）表示，重复测量资料采用两因素重复测量方差分析，组间比较采用成组t检验，时点间比较采用差值t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本资料

两组受试者的性别、年龄、身高、体重、血糖等一般资料差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，如表1所示。

表1 受试者的基本资料

2.2 体质量改变

如表2所示，对照组和实验组受试者运动前后的体重变化差异无统计学意义（P＞0.05）。

表2 两组受试者的体质量比较kg

2.3 对运动疲劳的改善

从运动结束后0 min起，各时点进行组间比较，实验组在运动后0 min时乳酸、RPE明显低于对组（P＜0.05）；就两组运动后各时间点与运动前的差值比较，实验组在运动后0min时乳酸、RPE增加幅度小于对照组（P＜0.05），运动后0，15，30 min的血糖降低程度均低于对照组；其中15 min和30 min有统计学意义（P＜0.05）。

表3 两组受试者的血糖、乳酸与RPE比较

2.4 对运动能力的影响

2.4.1 心率改变

从运动后0 min起，各时点进行组间比较，实验组运动结束后0、3和15 min时心率均低于对照组，其中0 min与3 min时有统计学差异（P＜0.05）；而两组运动后各时间点与运动前的差值比较，运动后0 min、3 min时有统计学差异（P＜0.05）。两组心率均呈上升趋势，实验组的心率变化缓慢。

表4 两组受试者的心率比较次/min

2.4.2 尿素、肌酸激酶含量

两组相比，尿素在实验前后无明显变化（P＞0.05）；实验组肌酸激酶的变化较大，且运动后实验组高于对照组，但尚无统计学意义（P＞0.05）。见表5。

表5 两组受试者的尿素、肌酸激酶比较mmol/L

2.4.3 血红蛋白含量

由于男女的血红蛋白变化范围较大，以及考虑到男女运动能力的差异，故进行分别比较。男性组中，实验组的血红蛋白升高，对照组降低，有统计学差异（P＜0.05）。女性组运动结束后血红蛋白均有所升高，但无统计学差异（P＞0.05）。

表6 两组受试者的血红蛋白比较g/L

2.5 血清渗透压与电解质含量

运动前后两组的血清渗透压、血清钾、镁和钙均无统计学差异，如表7所示。

表7 两组受试者的血清渗透压与电解质比较

3 讨论

3.1 运动性疲劳产生的必要性

2014年美国运动医学会发布的ACSM’s Guide⁃line for Exercise Testing and Prescription[4]中提到中等强度运动对应的最大心率（Maximal Heart Rate，HRmax）百分比为64%～75%，因此取70%HRmax作为靶心率。该指导还提到最大心率的估算方法，即最大心率=208－0.7×年龄，因此本研究据此估算研究对象的最大心率。

在运动中由于能量无法充足及时的供应，乳酸等代谢产物的累积，必然会出现运动性疲劳。1982年的第5届国际运动生物化学会议将运动性疲劳定义为：“机体不能维持其生理过程在某一特定水平，或不能维持预定的运动强度”[5]。脱水引起体温调节障碍所致的体温升高、酸性代谢产物堆积、电解质失衡造成的代谢紊乱、能量储备耗竭等均可产生运动性疲劳[6]，使运动者难以维持运动强度，甚至停止运动。但是只有达到适度的运动疲劳，再通过营养物质补充、物理方法、心理方法等恢复手段[7]，逐渐延缓疲劳的发生或减轻疲劳的程度，才能达到增强体质和提高运动能力的目的。

3.2 高蛋白低脂牛奶改善运动疲劳的影响

中高强度运动中，糖原氧化磷酸化释放的能量不能迅速满足运动的需要，无氧酵解释放能量是必需的。葡萄糖进行无氧酵解会产生乳酸，乳酸浓度增加使二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）与三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）转化过程中产生的H+和无机磷堆积被认为是运动产生疲劳的原因[8]。血乳酸恢复速度加快有利于延长运动耐力，增强运动能力[9]。实验结束0 min时实验组的乳酸水平显著低于对照组，表明高蛋白低脂牛奶能够缓解中等强度运动所致的疲劳程度。实验组血糖的降低幅度小于对照组，提示高蛋白低脂牛奶具有持续供能、维持血糖稳定的作用。

3.3 高蛋白低脂牛奶提升运动能力的作用

研究发现，相同负荷下，基础心率加快且恢复时间延长，表明机体处于疲劳状态[10]。本研究发现实验组受试者的心率在运动结束后0 min和3 min的心率显著低于对照组，提示在运动结束后实验组受试者保持较低的心率，并且运动后3 min内的恢复速度快于对照组，与魏冰等[11]的研究结果相同。

尿素是氨基酸代谢的产物，该牛奶中富含蛋白质，易被人体消化吸收。因此，可能加快氨基酸的代谢速度，生成较多的尿素；实验组肌酸激酶浓度高于对照组的原因可能为：①运动中机体ATP在短时间被消耗，需要肌酸结合磷酸基快速合成供能。这个过程需要肌酸激酶催化，造成实验组肌酸激酶的水平高。提示高蛋白低脂牛奶可提供充足的能量供机体利用，满足机体的能量需求；②在实验组的数据中可能是由于测量偏倚或随机误差等原因导致个别极值，是使实验组肌酸激酶水平高于对照组的原因之一。

血红蛋白（Hb）是红细胞的主要成分，占红细胞干重的95%左右[12]，被用来评定机体机能状态，预测运动能力。其主要生理功能是运输氧和二氧化碳，参与体内的酸碱平衡调节，提高血液含氧量，增强人体耐力[13]。研究表明，中等强度运动（心率在160～170次/min之间）时，血红蛋白值与原水平基本持平[14]。车兴权[15]等人的研究显示，添加营养补充剂后血红蛋白的水平有所升高。本研究男生组的比较中，实验组血红蛋白升高，对照组降低，在一定程度上有助于提高机体耐力；但在女生组的比较中，两组血红蛋白均有所上升，可能是由于运动后机体流失水分导致血液浓缩，血红蛋白浓度升高，尚需长期研究验证。

体液平衡失调，如体液丢失，会直接影响心血管系统的工作能力和体温调节能力[6]。本研究分析了电解质和渗透压的变化，两组基本上差异不大，说明高蛋白低脂牛奶同样能够维持内环境稳态，保持体液平衡，防止脱水。

本次研究结果提示，在中等强度耐力运动前饮用该高蛋白低脂牛奶有助于缓解运动疲劳程度，提高运动能力。

[1]关璐,李跃敏.乳清蛋白与运动营养[J].四川体育科学,2003（4）: 17-19.

[2]任秀红,杨多多,李海英.补服乳清蛋白对人体有氧运动能力的影响[J].吉林体育学院学报,2012（5）:70-73.

[3]BORG G A.Psychophysical bases of perceived exertion.[J].Medicine &Science in Sports&Exercise,1982,14(5):377-81.

[4]FERGUSON B.ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Pre⁃scription 9th Ed.2014[J].Journal of the Canadian Chiropractic Associ⁃ation,2014,58:328-329.

[5]王荣凯,王婴宁.浅析足球运动员运动性疲劳产生与消除[J].当代体育科技,2016（3）:151-153.

[6]陈吉棣.运动营养学[M].北京:北京医科大学出版社,2002.

[7]付克翠,陈菊平,陈元武.运动性疲劳概述[J].四川体育科学,2004, 02:30-32-36.

[8]柴渭莉,郭书文,夏宝清，等.运动性疲劳的判断和消除方法研究进展[J].当代医学(学术版),2008,16:21-23.

[9]郭黎,陈文鹤,段子才.运动后乳酸清除率与运动能力的关系[J].上海体育学院学报,2005,02:44-47.

[10]薄敏,金四莲,聂慧.对运动训练中疲劳与恢复的探讨[J].运动, 2016,01:155-156.

[11]魏冰,张云龙,王文莹，等.运动饮料对运动人体代谢和运动能力的作用[J].中国食品学报,2007（3）:37-42.

[12]林文弢,陈绍林.血红蛋白与运动员身体机能评定[J].中国体育教练员,2014,02:36-38.

[13]蒋炳宪,周健生.恒功率运动性疲劳的生理生化指标[J].体育学刊, 2009,08:105-108.

[14]罗一夫.血红蛋白值在中长跑训练过程中的应用[J].田径,2014, 04:49.

[15]车兴权.自行车运动员营养补剂与血红蛋白等指标变化的分析研究[J].辽宁体育科技,2011（1）:44-46.

Anti-fatigue effect of high-protein low-fat milk on moderate-intensity exercise

YU Xiaohong1，SHI Lei1，HE Miao1，HE Fang1，DUAN Xuemei2，LI Qiming2，LIU Haiyan2，LI Ming1
(1.West China School of Public Health,Sichuan University，Chengdu 610041，China；2.New Hope Dairy Holdings Co.,Ltd，Chengdu 610041，China)

Objective:to explore the anti-fatigue effects of high-protein low-fat milk after moderate-intensity exercise.Methods:30 healthy adults were randomly divided into experimental group and control group.Before the exercise,the power of moderate intensity exer⁃cise for each subject was determined by increasing load test.Experimental group drunk 300ml high-protein low-fat milk,while the control group had the same amount of mineral water.After 30 minutes,one-hour pedaling movement was proceeded which was constant power load.The biochemical and routine blood index were collected before and after the exercise,blood lactic acid and glucose through fingertip blood were determined before exercise and every 15 minutes after exercise,heart rate was monitored until 30 minutes after the experiment, and fatigue degree were evaluated by the Rating of Perceived Exertion every 15 minutes.All the data would be compared between two groups in different time.Results:Each index is not statistically different before the exercise(P＞0.05).The decrease in blood glucose from ex⁃perimental group is lower significantly than control group(P＜0.05)in 15th minute and 30th minute after exercise.The increase in blood lac⁃tate and heart ratio and the score of RPE from experimental group are lower significantly than control group(P＜0.05)in 0 minute after exer⁃cise.There are no obvious changes in hemoglobin,urea,creatine kinase,serum osmolality,potassium,magnesium and other electrolyte ions in two groups.Conclusion:The results show that the ingestion of high-protein low-fat milk before the moderate-intensity sport effectively contribute to maintaining blood glucose and recovering of heart rate.It can also help to promote the blood lactic acid removal,relieve fatigue and improve exercise capacity.

High-protein low-fat milk;anti-fatigue;physical ability;moderate-intensity sport

TS252.1

A

1001-2230（2017）05-0016-03

2016-10-10

于晓红（1992-），女，硕士研究生，研究方向为疾病与营养。

李鸣