单一蛋白源对大鼠运动能力影响的研究

任广旭 张鸿儒 伊素芹 王 靖

（农业部食物与营养发展研究所，北京 100081）

单一蛋白源对大鼠运动能力影响的研究

任广旭 张鸿儒 伊素芹 王 靖

（农业部食物与营养发展研究所，北京 100081）

将24只wistar大鼠随机分成对照组、乳清蛋白组、酪蛋白组以及大豆蛋白组，开展连续5周的运动营养干预实验。运动后，通过灌胃的方式将相应的等量蛋白灌入大鼠体内。每周记录大鼠体重、拉力以及力竭时间。结果表明运动干预后，第7周各组大鼠体重没有显著的统计学差异，乳清蛋白组的平均力竭时间显著高于对照组，大豆蛋白组的平均拉力显著高于对照组和酪蛋白组，乳清蛋白和酪蛋白组平均拉力相似。

大豆分离蛋白 乳清蛋白 酪蛋白 拉力 力竭时间

乳清蛋白是一种优质蛋白，氨基酸组成齐全且与人体的模式相似[1，2]，具有可溶性好、易吸收的特点，富含生物活性物质和支链氨基酸，被称为“快蛋白”。酪蛋白是重要的氨基酸来源，参与矿物质的运输，在体内能够水解成小分子的活性物质[4]。大豆蛋白是优质的植物蛋白，含有丰富的谷氨酰胺和精氨酸[5]，谷氨酰胺具有多种免疫调节功能[6]；精氨酸是合成蛋白质、胶原物质脯氨酸和羟脯氨酸的前体，调节体内代谢和免疫能力[7]。

补充适量的蛋白粉能有效地提高健康状况[9]，蛋白营养干预可以增加肌肉蛋白合成，改善肌肉蛋白合成指标[10]。由于大豆蛋白、乳清蛋白及酪蛋白都属于完全蛋白[11]，但这些单一蛋白源的消化降解速率不同。那么，这些具有不同消化速率的单一蛋白源，如何在生理状态下改善机体的运动能力，目前尚不清楚。本实验通过建立大鼠负重游泳运动模型[12]，探究不同蛋白源对运动能力的影响。

1 材料和方法

1.1 主要材料

大豆分离蛋白：采购于山东禹王集团，干蛋白含量＞90%。乳清蛋白：采购于美国Hilmar，干蛋白质含量94.6%。酪蛋白：采购于美国sigma，干蛋白含量＞90%。SPF级维持饲料。

1.2 动物分组

SPF级雄性Wistar大鼠（6周龄）24只（北京维通利华实验动物有限公司），体重（g）214.03±5.38。大鼠饲养采用IVC饲养系统[13]，光照周期12h，严格依照《中国动物食用指南》。

1.3 实验设计

首先对大鼠进行为期1周的适应性饲养，SPF级大鼠维持饲料按照20g/只/天的标准进行饲喂，自由饮水。实验期（第二周到第六周）每周测量大鼠体重、拉力以及力竭时间。日常按照2/3力竭时间进行普通游泳训练，运动后对大鼠进行灌胃（200mg/2ml），等氮饲养。第七周对体重，拉力及力竭时间进行终点检测。力竭时间测定采用双盲法。

1.4 数据获取

体重称量：把大鼠放在塑料盒里置于电子天平上，表读数维持3s不变立即记录大鼠体重。拉力测量：把大鼠水平放置在抓力测定仪上，抓住尾部轻轻向后拉动，待大鼠用力抓住拉力板时应及时向后拉动，均匀用力，致使爪子松动，大鼠滑动，记录大鼠的最大抓力。每只大鼠测量3次拉力后取平均值。力竭时间测量：采用一次性力竭游泳模型，大鼠尾部捆绑其体重10%的铅皮后放入水温25℃的水桶中负重游泳，游泳过程中保证其尾部始终不会触碰到水桶底部，并使大鼠不能趴伏水桶壁，记录大鼠力竭时间。力竭判断标准：大鼠全身沉入水中超过10s不能浮出水中，可以判断为力竭，立刻记录力竭时间[14]。

1.5 统计学分析

数据统计学分析均采用Graph Pad Prism 5，单因素方差分析，P＜0.05为显著差异，具有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠体重

连续5周的运动后营养干预，各组间的大鼠体重在第二周和第七周没有显著地差异。第二周，对照组、乳清蛋白组、酪蛋白组以及大豆分离蛋白组的平均体重（克/g）分别为214.83±6.18（g）、212.67±6.25（g）、214.5±3.33（g）、216.33±5.68（g）。第七周，体重分别为351.17±24.11（g）、358.83±16.79（g）、348.67±23.65（g）、330±13.4（g）。随着周龄的增长，大鼠体重从第二周到第七周不断增加，但是各组之间没有表现出显著差异。

2.2 大鼠拉力

第二周，大鼠拉力（牛/N）没有表现出显著地统计学差异，对照组、乳清蛋白组、酪蛋白和大豆蛋白组平均拉力为939.5±88.82（N）、995.75±70.33（N）、1070.23±71.8（N）、952.71±105.29（N）。第七周，各组拉力出现不同程度的增长，分别为1681.29±97.15（N）、1730.21±149.69（N）、1704.25±112.03（N）、1882.21±58.36（N）。干预组平均拉力高于对照组，大豆蛋白组显著地高于对照组和酪蛋白组，具有统计学差异。乳清蛋白与酪蛋白没有显著差异，平均值相似。如图1所示。

图1 大鼠第二、七周拉力

2.3 大鼠力竭时间

大鼠在运动后灌胃相应的等量蛋白质。第二周，力竭时间（秒/s）没有显著差异，对照组、乳清蛋白组、酪蛋白组、大豆分离蛋白：939.5±88.82（s）、995.75±70.33（s）、1070.23±71.8（s）、952.71±105.29（s）。第七周，力竭时间依次为91.8±14.0（s）、116.8±12.8（s）、104.0±15.8（s）、104.5±12.6（s）。干预组的平均时间高于对照组，乳清蛋白组最高，且与对照组有显著的统计学差异。酪蛋白组和大豆蛋白组平均时间近似相等，如图2所示。

图2 大鼠第二、七周力竭时间

3 讨论

持续5周的运动后营养干预。第七周，四组大鼠的体重都随着周龄的增长而增加，且各组间没有显著的统计学差异。表明三种单一蛋白原都不会导致大鼠体重的明显改变。乳清蛋白、酪蛋白和大豆蛋白具有不同的吸收消化速率，消化速率高的蛋白利用率高，消化速率低的蛋白利用率低。[15]肌肉是蛋白质的载体，在疲劳应激状态和疾病状态下，为机体提供蛋白质。因此肌肉蛋白的合成对维持机体蛋白的平衡至关重要。

本实验发现，大豆蛋白能够在一定程度上提高大鼠的平均拉力，表明大豆蛋白的摄入也能在一定程度上改善肌肉的运动能力。在我们的实验体系下，乳清蛋白组在拉力测试中没有表现出显著的优势。而乳清蛋白组的力竭时间与对照组相比有显著的统计学差异，乳清蛋白可以调节肝脏内糖原和酶的活性[16]，有可能促进了大鼠的体力恢复，延长力竭时间。酪蛋白和大豆蛋白对力竭时间的提升没有显著差异，可能是两组蛋白与乳清蛋白相比，蛋白利用率较低。

4 总结

运动后，单一蛋白源的摄入对大鼠的运动能力有着一定程度的提升，大豆蛋白显著地提升拉力，乳清蛋白显著提高平均力竭时间。乳清蛋白、酪蛋白、大豆蛋白对体重没有显著影响。

[1]孙炜，赵效国.乳清蛋白在运动营养中的功能特性和作用[J].氨基酸和生物资源，2012，（2）：69-71.

[2]张久龙，肖洪亮，韩光毅，等.乳清蛋白研究进展与应用[J].食品安全导刊，2016，（3）：106-107.

[4]Michele J. Sadler，Nicholas Smith.β-酪蛋白与婴幼儿生长和发育[J].临床儿科杂志，2014，（2）：198-200.

[5]杨桃.破解“非动物蛋白不可”的运动营养误区[J].食品与生活，2016，（1）：56-57.

[6]彭飞，牛丽芬.谷氨酰胺运动补剂的研发及其功能分析[J].食品研究与开发，2016，（23）：175-178.

[7]曹艳霞.补充精氨酸对力竭性运动后氨代谢与免疫功能的影响[J].西北大学学报（自然科学版），2015，（4）：606-610.

[8]刘珊珊，敖静，谢宁宁，等.酪蛋白抗氧化肽的胃肠消化稳定性研究[J].中国食品学报，2014，（2）：47-54.

[9]邓红，李洁莹，甘雨，等.蛋白质粉对老龄大鼠抗衰老作用的研究[J].营养学报，2013，（4）：361-364.

[10]李春微，于康.营养干预对老年人肌肉蛋白合成的影响：系统综述[J].中华健康管理学杂志，2017，11（1）：34-39.

[11]龙国徽.大豆蛋白的结构特征与营养价值的关系[D].吉林农业大学，2015.

[12]袁望舒，陈丽霞，金光，等.负重游泳运动对膝关节骨性关节炎大鼠关节软骨及运动能力的影响[J].中国康复医学杂志，2014，（1）：14-19.

[13]孔利佳，卢笑丛，孙凡中，等.相对洁净环境下使用IVC系统长期饲养SPF级大鼠的效果观察[J]. 实验动物科学，2008，（6）：24-28.

[14]齐阳.中链三酰甘油对力竭游泳小鼠抗疲劳的作用研究[D].第二军医大学，2013.

[15]Tang J E，Moore D R，Kujbida G W ，et al. 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]. 2009，107（3）：987-992.

[16]常翠青.乳清蛋白在运动营养方面的作用[J].中国食物与营养，2008，（12）：50-52

∶农业部食物与营养发展研究所基本科研业务费专项基金（1610422016003和1610422017007）