孙浩 北京体育大学
自然健身越来越受到人们的欢迎,在美国,仅2013年就举办了200多场业余自然(药物测试)健身比赛。健身健美训练包括在保持肌肉质量的同时大幅减少身体脂肪,一般是通过减少热量摄入、加强力量训练和有氧运动来实现的,但很多人却没有良好的饮食和补充策略。因此,这篇文章的目的是回顾有关营养和补充主题的科学文献,针对自然健美者的营养和补充策略,提出基于证据的建议。最后要说明的是,这篇论文并不包括自然健身的训练建议,因此使用不同的训练方法可能会与任何营养补充策略相互作用并改变其效果。
力量训练需要摄入足够的蛋白质以维持去脂体重,而运动员则需要更高的蛋白质摄入量来支持日常活动和训练,并从中受益从而增长去脂体重。一些研究者认为,当限制每日摄入的热量时,对高蛋白摄入需求进一步增加。此外,有证据表明,相对于那些体脂比较高的个体,体脂较低的个体的蛋白质需求量更高。经过研究发现,1.2-2.2g/kg的蛋白质摄入量足以满足日常训练。然而,高水平训练者通常会进行抗阻和有氧训练,限制卡路里摄入,达到非常瘦的状态,这些因素可能会进一步增加蛋白质的需求量。因此,高水平训练者的最佳蛋白质摄入量可能会显著高于1.2-2.2g/kg的推荐摄入量。大量研究结果表明在低热量条件下每天摄入1.8-2.7g/kg的蛋白质量,此时的训练效果可能是最佳的。虽然这是目前针对限制卡路里摄入的训练者的建议之一,但这一建议并未考虑到在极低的体脂水平下同时进行耐力和阻力训练的职业健美运动员。一篇关于经过抗阻训练的低体脂运动员在热量限制期间的蛋白质摄入量的系统综述表明,2.3-3.1g/kg的蛋白质摄入范围可能更适合极低体脂水平的训练者。因此,个体的体脂越低,设定的热量赤字越大,当主要目标是保持去脂体重时,蛋白质摄入量应越高(在2.3-3.1g/kg范围内)。
高碳水化合物饮食通常被认为是提高运动表现的原因之一。然而,像蛋白质一样,碳水化合物的摄入量需要因人而异。不充足的碳水化合物摄入会降低力量训练的效果,而在训练前摄入足够的碳水化合物可以减少糖原消耗,提高运动表现。因此,强度运动(包括健身)的碳水化合物摄入量应在4-7克/公斤之间,这取决于训练阶段。然而,在摄入足够的蛋白质和脂肪的同时要达到必要的热量赤字,并不允许摄入较高的碳水化合物。低碳水化合物饮食通常能改善饱腹感和使得脂肪减少,特别是蛋白质比碳水化合物的比例更高的时候。就运动表现和健康而言,低碳水化合物饮食并不一定像通常所倡导的那样有害。力量训练者在热量限制下的状态训练,减少碳水化合物含量,同时增加蛋白质,可以最大限度地提高脂肪氧化效率和保持去脂体重。然而,碳水化合物的最佳减少量和碳水化合物减少量变成负面影响的阈值可能需要单独确定。虽然看起来低碳水化合物、高蛋白饮食对减肥是有效的,但实际的碳水化合物阈值似乎存在,进一步减少碳水化合物的摄入会对运动表现产生负面影响,并使身体面临去脂体重下降的风险。因此,一旦训练者达到或接近理想的低体脂水平,通过增加碳水化合物来减少热量赤字可能是一个可行的策略。例如,如果训练者经达到类似于职业运动员比赛时期的身体脂肪水平(没有任何可见皮下脂肪),可以增加了25-50g碳水化合物,以保持运动表现和去脂体重。
一般认为碳水化合物和蛋白质在运动营养中的重要性超过脂肪,但科学证据表明,保持足够的脂肪摄入,同时保持充足碳水化合物和蛋白质摄入有助于增加去脂体重。然而,有证据表明脂肪的摄入量会影响合成代谢激素的浓度,在等热量饮食中,饮食脂肪的比例从约40%减少到20%,会导致睾酮水平显著下降。然而,很难将摄入脂肪的总量对激素水平的影响与摄入热量的总量以及饮食中饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例分开来看。经研究发现,睾酮水平、常规营养素比例、脂肪类型和总脂肪摄入量之间存在相关性,说明变量之间存在复杂的相互作用。在对耐力训练的运动员进行热量限制的高蛋白饮食的直接研究中,保证碳水化合物摄入的低脂肪饮食似乎比低碳水化合物、高脂肪的方法更有效地防止流失去脂体重。如果要保持运动表现的话,更高的碳水化合物摄入量来保持抗阻训练水平比更高的脂肪摄入量来保持睾酮水平来地更有效。与脂肪摄入相比,身体成分和热量限制可能在影响睾酮水平方面发挥更大的作用。男性睾丸激素的变化似乎主要与能量可利用性(体脂肪含量和能量平衡)有关,虽然有确凿的证据表明,脂肪摄入20-30%的卡路里可以优化力量训练者的睾酮水平,但在某些情况下,在不影响足够的蛋白质或碳水化合物摄入的情况下,这种摄入是不可能实现的。因此推荐自然健身健美爱好者摄入15-20%热量的脂肪是比较合适的。
一水肌酸目前已被称为合法安全的补充剂。大量研究发现,在力量训练计划中摄入肌酸,肌肉的大小和力量显著增加。研究结果表明,20g/d肌酸摄入量摄入4-28天后,总体重增加1-2kg,肌肉总肌酸含量增加约20%。也有研究观察到,在28天内,每天补充3g肌酸,肌肉肌酸含量也增加了20%,之后每天摄入2g肌酸可使肌酸水平保持30天。这表明训练期间可能不需要冲击期来增加肌肉肌酸浓度。总之,肌酸是运动员增加肌肉体积和力量的最有效的方式。
在自然健身健美爱好者中,丙氨酸越来越受欢迎。摄入的丙氨酸进入血液循环后被骨骼肌吸收,用于合成肌肽,肌肽是肌肉中的一种pH缓冲液,在短跑或举重等无氧运动中尤为重要。事实上,连续四周每天摄入6.4克丙氨酸已被证明能使肌肉肌肽水平增加64.2%。此外,补充丙氨酸4-10周已被证明可增加膝关节6%的伸展扭矩,改善高强度有氧运动期间的工作量和疲劳时间,提高力量训练期间肌肉抵抗疲劳的能力,增加大约1公斤的瘦体重,并显著降低疲劳感。此外,丙氨酸和肌酸结合可以提高高强度耐力运动的表现,并被证明比单独使用肌酸更能增加瘦体重和降低体脂率。然而,并不是所有的研究都表明补充丙氨酸能改善表现,虽然大量研究表明丙氨酸似乎能改善运动表现,但长期使用丙氨酸的安全性并没有研究透彻。研究表明,在猫的饮用水中添加5%的丙氨酸,持续20周会导致牛磺酸的减少,并对大脑造成损害。然而,牛磺酸对猫而言是一种必需氨基酸,而对人类而言则不是,目前尚不清楚人类摄入的少量牛磺酸是否会导致类似的效果。目前,丙氨酸唯一已知的副作用是大剂量服用后主观感觉异常的症状。虽然丙氨酸在短期内似乎是相对安全的,但长期的安全是未知的,还需要研究来确定长期食用丙氨酸的安全性。
HMB是氨基酸亮氨酸的代谢物,已被证明能减少肌肉蛋白质分解代谢,增加肌肉蛋白质合成。补充HMB的安全性已被广泛研究,未观察到对肝酶、肾功能、胆固醇、白细胞、血红蛋白或血糖有不良影响。此外,两项关于HMB补充剂的荟萃分析得出结论,HMB是安全的,不会导致任何重大的副作用。实际上HMB可能会降低血压,总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇,特别是在高胆固醇血症的个体。HMB在分解代谢人群中特别有效,如老年人和慢性疾病患者。然而,关于HMB在训练有素的非热量限制人群中的有效性的研究一直是模棱两可的。总的来说,HMB在长期、高强度、阶段性训练方案的大多数研究中似乎是有效的,并且可能对职业健美运动员有益,特别是在计划好的过渡训练阶段。虽然HMB可能在分解代谢增加的时期有效,例如在职业健美运动员比赛准备期间,但HMB对节食运动员保持瘦体重的有效性尚未证实。因此,未来的研究需要确定HMB在健康、瘦弱、训练有素的运动员热量限制期间的有效性。
支链氨基酸BCAA构成了骨骼肌蛋白质中14-18%的氨基酸,很可能是自然健身健美爱好者中最广泛使用的补充剂。在BCAA中,亮氨酸被证明能像所有氨基酸的混合物一样刺激蛋白质的合成。然而,仅摄入亮氨酸可导致血浆缬氨酸和异亮氨酸消耗。因此,需要同时摄入这三种氨基酸以防止血浆中任何一种BCAA的消耗。最近,成年男性亮氨酸的安全上限被设定为550 mg/kg体重/天。然而,未来的研究需要确定其他人群和所有3种BCAA的混合物的安全上限。大量对动物和人类的研究表明,在休息或运动后摄入必需氨基酸、BCAA或亮氨酸能有效增加骨骼肌蛋白质合成,减少肌肉蛋白质降解。Stoppani等人[1]在周期性的常规力量训练中,向训练对象补充14g BCAA、乳清蛋白和碳水化合物安慰剂,为期8周。训练后,BCAA组的瘦体重增加了4公斤,体脂率降低了2%,卧推10次最多增加了6公斤。与其他组相比,所有的变化都是显著的。但是这些数据只是一个抽象的数据,还需要经过严格的同行审查。在两餐之间使用BCAA也可能有助于保持蛋白质合成的提高。最近来自动物模型的数据表明,摄入BCAA的餐后食物可以克服血浆氨基酸升高时蛋白质合成的难解反应,但蛋白质合成却减少。但是至今还没有进行过长期的人体研究,以检验在两餐之间摄入BCAA对瘦体重和力量的影响,因此两餐之间摄入BCAA的影响还需要进一步研究。还应注意的是,人和啮齿类动物的BCAA代谢存在差异,啮齿类动物研究的结果可能无法在人类模型中转化。因此,需要对人类进行长期研究,以确定这种做法的有效性。基于目前的证据,很明显,BCAA的蛋白质合成很晚,还需要更多的长期研究来确定BCAA对训练有素的运动员的瘦身质量和力量的影响。此外,还需要研究BCAA补充剂对遵循高质量蛋白质摄入量较低的素食者的有效性,因为这可能是受益于BCAA摄入的人群。
几乎没有科学证据支持训练者在锻炼前摄入含有精氨酸的补充剂,能够在锻炼时增加肌肉的血液流量,增加蛋白质合成,并提高锻炼成绩。Fahs等人[2]在运动前给健康的年轻男性补充7g精氨酸或安慰剂,观察到运动后血流量没有显著变化。此外,Tang等人[3]在运动前补充10g精氨酸或安慰剂,发现运动后血流量或蛋白质合成没有显著增加。此外,精氨酸是一种非必需氨基酸,之前的研究已经确定只有必需氨基酸才能刺激蛋白质的合成。基于这些发现,精氨酸似乎不能显著增加运动后的血液流动或蛋白质合成。补充精氨酸对身体机能的影响是有争议的,在关于精氨酸和运动表现的急性和慢性研究中,大约有一半发现补充精氨酸有显著的益处,而另一半则没有发现显著的益处。基于这些结果,最近的一篇综述结论显示,补充精氨酸对健康个体的运动表现几乎没有影响。因此精氨酸对血液流动、蛋白质合成和运动表现的影响还有待进一步研究。
最近,瓜氨酸已成为一种流行的训练补充剂。然而,在健康人群身上使用这种化合物的科学研究还很少。瓜氨酸可以通过三个机制来提高性能:①瓜氨酸是尿素循环的重要组成部分,可能参与氨的清除;②瓜氨酸是一种三羧酸循环中间体,可以减少乳酸的积累;③瓜氨酸可以转化为精氨酸。然而,如前所述,精氨酸在年轻健康运动员中似乎没有产生什么作用,因此瓜氨酸不太可能通过这一机制发挥作用。研究表明,在运动过程中,补充瓜氨酸15天可使ATP产量增加34%,运动后磷酸肌酸恢复率增加20%,并减轻疲劳感。此外,在胸部运动前摄入8g瓜氨酸,可显著增加约53%的重复运动次数,并在运动后24小时和48小时减少40%的疼痛。但并不是所有的研究都支持瓜氨酸的能效作用。Sureda[4]等人发现,在137公里自行车赛段前服用6g瓜氨酸或安慰剂,比赛时间没有显著差异。此外,瓜氨酸长期服用的安全性尚不清楚。因此,基于目前的文献,尚不能对瓜氨酸的效果作出定论,还需未来长期的研究来确定瓜氨酸是否能产生效果以及其长期服用安全性。
谷氨酰胺是肌肉中最丰富的非必需氨基酸,通常被用作营养补充剂。在健康成人中,每日摄入低于14g的谷氨酰胺被证明是安全的。然而,目前几乎没有科学证据支持训练者使用谷氨酰胺能明显改善运动表现,提高缓冲能力,帮助维持免疫功能或减少运动后的肌肉酸痛。长期补充谷氨酰胺与肌酸、乳清蛋白、BCAA和瓜氨酸混合的研究显示,瘦体重增加1.5-2公斤,10RM卧推强度增加6公斤,但谷氨酰胺在这些变化中的作用尚不清楚。只有一项研究调查了谷氨酰胺单独补充与六周力量训练计划的效果,结果显示各组间肌肉大小、力量或肌肉蛋白降解均无显著差异。尽管之前的研究不支持训练者使用谷氨酰胺,但应该注意的是,谷氨酰胺可能对紧张人群的胃肠健康和肽吸收有益。因此,对于那些压力大的训练者来说,节食可能是有益的。总的来说,以前的研究结果不支持谷氨酰胺作为一种能产生能量的补充剂。然而,需要进一步的研究来确定谷氨酰胺对节食训练者胃肠道的健康和肽运输中的作用。
咖啡因可能是训练者运动前最常见的兴奋剂。大量研究结果显示使用咖啡因可以提高在耐力训练、短跑和力量训练中的表现,但并不是所有的研究都支持使用咖啡因来提高力量训练的表现。此外,经常摄入咖啡因可能会降低能量效应,所以为了使运动员能够获得最大的能效作用,咖啡因需要循环周期使用。一般推荐是运动前服用5-6mg/kg的咖啡因可以有效提高运动表现。
如果存在微量营养素的摄入量不足的问题可能是由于食物种类的单调所致,尽管目前自然健身健美爱好者中微量营养素缺乏的流行情况尚不清楚,但根据之前的文献,低剂量的微量营养素补充剂可能对自然健身健美者有益。然而,还需要进一步的研究来验证这一建议。