8周抗阻训练中的蛋白质补充时机对55～65岁女性增肌效果的影响

刘敬祺 芦建东 刘馨鸿 陈书宁 苏浩(北京体育大学 北京 100084)

近年来，肌少症患病率逐年升高，随年龄增长而出现的肌肉质量丢失和肌肉力量下降的现象会大大提高中老年人跌倒、骨折、患代谢综合征等慢性疾病的风险［1-2］，给中老年人的日常生活带来巨大的麻烦和困扰。由此可见，预防和延缓中老年肌肉流失，维持肌肉功能已经成为一个亟待解决的科学问题。

中老年人通过运动训练能够实现瘦体重增加的观点，目前已得到诸多研究［3-6］的证实。大量研究表明，抗阻运动是改善中老年人身体成分，提高瘦体重的较为有效的锻炼方式［7-8］。但是增肌效果除了锻炼方式之外，还会受到锻炼时间、身体素质、饮食、补剂等影响。其中使用营养补剂来进行蛋白质补充，促进肌肉的合成代谢与生长是当前的一个研究重点［9］，增肌效果的改善主要体现在肌肉质量、肌肉力量以及肌肉代谢等方面［10］，但是当前该领域针对中老年人群进行抗阻训练结合蛋白质补充对肌肉质量、肌肉力量和肌肉代谢等指标改善效果的研究大多采取单一时机补充蛋白质的方式，缺乏针对中老年人群在抗阻训练中进行不同时机补充蛋白质效果对比的研究。另一方面，当前针对已经发生肌少症的老年人进行的研究较多，对于相对年龄较低的健康中老年女性的研究较少。

因此，该研究旨在通过让55～65岁女性进行8周抗阻运动并结合不同时机补充蛋白质补剂，观察抗阻训练中蛋白质补剂的补充时机对中老年人肌肉质量、肌肉力量以及增肌相关生化指标的影响，最终确定55～65岁中老年女性进行抗阻运动时的最佳蛋白质补充时机。

1 研究对象与分组

1.1 研究对象

采用互联网和发放传单等方式总计招募了87 名55～65 岁女性受试者。通过问卷形式对受试者进行身体状况以及近期饮食情况的调查，并根据受试者的纳入标准进行纳入和排除。

纳入标准如下：

（1）55～65岁健康中老年女性；

（2）无严重疾病（如严重心肺、肾脏或肝脏疾病、严重恶性肿瘤）；

（3）受试者在实验前3 个月内未服用蛋白粉、肌酸等营养补充剂；

（4）受试者膳食蛋白质摄入量为每人每天每千克体重0.6～1.2g；

（5）半年内无系统的抗阻训练经历。

最终确定66名55～65岁女性作为正式参与实验的受试者。

1.2 研究对象的分组

采用随机数字表法［11］将66 名受试者分为4 组，分别为运动前30min 补充组（T1 组）、运动后即刻补充组（T组）、运动后30min补充组（T2组）和仅抗阻运动不补充蛋白质的对照组（C 组），受试者基本情况如表1 所示。各组受试者的年龄、身高、体重和BMI在实验前没有显著性差异。

表1 受试者基本信息

2 研究方案

2.1 研究阶段的划分

该实验过程包括基础测试阶段、干预阶段、干预后测试阶段三部分。以下分别介绍各阶段的研究方案。

2.2 基础测试阶段研究方案

2.2.1 测试目的

在干预前进行相关指标的测试，其目的在于获取干预前数据，并将这些数据作为后续评价肌肉质量、肌肉力量和增肌相关生化指标差异的参考依据。

2.2.2 测试安排

基础测试安排在抗阻训练前24h进行，早晨空腹测试尿液，随后当天完成肌肉质量以及肌肉力量的测试。

2.2.3 测试指标与测试方法

1）肌肉质量相关指标与测试方法

采用美国GE 双能X 射线骨密度测试仪（GE Lunar IDXA）测试体重、肌肉质量与脂肪含量。

测试前进行仪器校准，要求受试者摘掉金属物品，在测试台上平躺并保持静止，使用固定带对踝关节和膝关节进行固定之后开始测试。

2）肌肉力量相关指标与测试方法

采用美国产BIODEx 多关节等速测力系统测试峰力矩（PT）和总功（TW）。

受试者保持坐姿，对膝关节以上的部位进行充分固定，连接动力仪的阻力垫，固定在受试侧外踝上3cm处，动力仪的旋转轴与腓骨外踝相一致。选择角速度为60°/s，执行重力修正，测试中要求尽最大努力屈伸膝活动5次，从中得出屈伸膝最大肌力。

3）肌肉分解代谢相关指标与测试方法

采用上海江莱生物科技有限公司生产的人3-MH试剂盒，Rayto，RT-6100 型号酶标仪，武汉一恒苏净科学仪器有限公司生产电热恒温培养箱，Finnpipette型号移液器（20～200 ul）等仪器测试尿液3-甲基组氨酸（3-MH）。

清晨取样，要求受试者空腹12h 以上，在取样前用清水和肥皂水清洗外阴，用一次性塑料尿杯截取中段尿约30mL，放入VACUETTE 产促凝管中静置1h，放入离心机中，采用3000r/min，离心5min，放入1mL tube 管中并在-20℃保存待测。3-MH均采用酶联免疫吸附测定法进行测试。

2.3 干预阶段研究方案

干预阶段主要进行运动以及膳食和营养补充剂的干预，并在干预中第2、4、6 周对受试者的尿液3-甲基组氨酸（3-MH）进行测试。

2.3.1 干预阶段目的

干预阶段的目的在于，通过8 周抗阻训练及不同时机蛋白质补剂的补充，使各组受试者的肌肉质量、肌肉力量和增肌相关生化指标产生影响及变化。

2.3.2 抗阻运动方案

抗阻运动的形式：包含热身活动、正式运动和整理活动3个阶段。由研究人员现场指导并且保护受试者完成抗阻运动。

抗阻运动的负荷：正式运动选取平均6kg的负荷弹力带，利用自觉用力程度分级表（RPE）将负荷控制在受试者主观感受的12～13 级的中等强度状态下运动。每2 周根据受试者对原有强度的适应进行一次强度调整。

抗阻运动的安排：共进行8周抗阻运动，每周3次，每次1h。运动前后24h禁止受试者进行剧烈活动。

具体方案见表2。

表2 抗阻运动方案

2.3.3 干预阶段受试者蛋白质补充方案

蛋白质补剂由0.5g/kg体重的蛋白质和300mL饮用水配成。T1组在运动前30min补充；T组在运动后即刻补充；T2 组在运动后30min 补充；C 组运动前后均不补充，具体方案见表3。

表3 各组别蛋白质补充方案

2.3.4 干预阶段受试者膳食营养控制方案

实验前对受试者进行合理膳食教育，鼓励其改掉不良生活方式，如熬夜、吸烟、饮酒等。实验过程中受试者不得摄入任何其他营养补剂。

在干预阶段为受试者提供分格式（3格）营养餐盘，通过女性能量消耗公式：354-6.91×年龄+PA（9.36×体重（kg）+726×身高（m））算出日常所需热量，对应美国膳食营养指南［12］中不同种类食物的推荐份数，结合实际情况给受试者推荐饮食摄入份数。具体方案见表4。

表4 日常膳食营养控制方案

2.3.5 干预阶段测试目的

干预阶段的测试目的在于观察受试者在干预过程中骨骼肌代谢水平的动态变化。

2.3.6 干预阶段测试安排

在干预中第2周、第4周、6周的第1次训练日早晨对受试者的尿液3-甲基组氨酸（3-MH）进行测试。具体测试指标与测试方法与基础测试阶段相同。

2.4 干预后测试阶段研究方案

2.4.1 测试目的

干预后进行相关指标的测试，其目的在于比较干预后相关数据与基线值的差异，来评价抗阻训练及不同时间节点补充蛋白质补剂对肌肉质量、肌肉围度、肌肉力量和增肌相关生化指标的影响。

2.4.2 测试安排

干预后测试在抗阻训练干预第8 周的最后1 次训练后24h进行。早晨空腹测试尿液，随后当天完成肌肉质量以及肌肉力量的测试。具体测试指标与测试方法与基础测试阶段相同。

2.5 统计方法

所有指标均采用平均数±方差表示。采用SPSS 24.0软件进行数据整理和分析。

实验前确定各分组没有统计学差异，对于各指标前后的比较采用配对样本t检验法进行分析检验，各组间的比较，采用单因素方差分析法，对于连续测量的数据，采用重复测量方差分析法进行检验。

该研究中数据之间P＜0.05，表示存在显著性差异。

3 研究结果

3.1 各组受试者8周抗阻训练前后肌肉质量与脂肪含量测试结果

由表5 可知，8 周前各组受试者的体重、身体脂肪和肌肉质量水平没有显著性差异（P＞0.05）。经过8周的抗阻训练，各组受试者的体重和身体脂肪水平与8周前相比并无显著变化。

表5 各组受试者8周抗阻训练前后肌肉质量与脂肪含量测试结果

肌肉质量方面，只有T组的肌肉质量较8周前有显著提高（P＜0.05）。8周抗阻训练后，与C组相比，T、T1与T2 组受试者的体重和身体脂肪水平变化无显著性差异。肌肉质量方面，与C组相比，T组和T1组的肌肉质量水平明显增加（P＜0.05），T2组的肌肉质量与C组相比并无显著变化。

3.2 各组受试者8周抗阻训练前后肌肉力量测试结果

研究表明，中老年人下肢肌肉的力量可以较好地反映整体肌肉力量状况［13-14］，因此，该研究选择对屈伸膝力量进行测试。

由表6 可知，在伸膝力量方面，8 周前各组受试者伸膝的峰值力矩水平以及做功水平没有显著性差异（P＞0.05）。

表6 各组受试者8周抗阻训练前后伸膝力量测试结果

经过8周的抗阻训练，T、T1与T2组伸膝的峰值力矩水平以及做功水平较8 周前均显著升高（P＜0.05）。8 周后，与C 组相比T、T1 与T2 组伸膝的峰值力矩水平以及做功水平无显著性差异。

由表7 可知，在屈膝力量方面，8 周前各组受试者屈膝的峰值力矩水平以及做功水平没有显著性差异（P＞0.05）。

表7 各组受试者8周抗阻训练前后屈膝力量测试结果

经过8 周的抗阻训练，T、T1 组屈膝的峰值力矩水平较8 周前均显著升高（P＜0.05），T 和T1 组屈膝的做功水平较8周前均显著升高（P＜0.05）。8周后，与C组相比T、T1 与T2 组屈膝的峰值力矩水平以及做功水平无显著性差异。

3.3 各组受试者8周抗阻训练期间肌肉分解代谢水平测试结果

由表8 可知，8 周前各组受试者的3-MH 水平没有显著性差异（P＞0.05）。第2、4、6 周测试结果显示，各组受试者3-MH 水平与训练前相比没有出现显著变化，第2、4、6周组内比较结果表明，T、T1和T2的3-MH水平和C组相比没有出现显著变化。

表8 各组受试者8周抗阻训练期间3-MH测试结果

经过8 周抗阻训练，T 组的3-MH 水平较8 周前显著下降（P＜0.05），而T1、T2与C组的3-MH水平较8周前均无显著变化。8 周后，T 组的3-MH 水平与第2 周相比呈显著下降（P＜0.05），而T1、T2 与C 组的3-MH水平较第2周3-MH 水平均无显著变化。8周后，T、T1和T2组与第4周、第6周3-MH水平相比没有产生显著变化。8 周后，T 组的3-MH 水平明显低于C 组（P＜0.05），而T1和T2组与C组相比则没有呈现显著差异。

4 讨论

4.1 各组受试者8周抗阻训练中不同蛋白质补充时机对肌肉质量与脂肪含量影响的分析

该研究结果表明，55～65岁女性经过8周的抗阻训练结合不同时机补充蛋白质补剂后，脂肪含量没有产生明显变化。分析可能的原因是该研究中肌肉力量训练与补充蛋白质补剂同时进行，虽然单纯进行力量训练会造成身体脂肪含量的下降［15］，但受试者进行抗阻训练所消耗的能量和所摄入额外的蛋白质补剂能量水平相差不大，该热量缺口不足以造成身体脂肪含量的明显下降。

该研究结果表明，55～65岁女性经过8周抗阻训练结合不同时机补充蛋白质补剂后，T 组和T1 组的肌肉质量水平明显增加。并且T组肌肉质量增加的幅度要更高于T1 组。分析可能的原因是中老年人在运动前后具有较短的肌肉蛋白合成敏感期。研究表明［16］，中老年人的肌肉蛋白合成代谢对蛋白质补充的敏感性与敏感维持时间均要明显低于年轻人，并且尽管抗阻训练结合蛋白质补充可以有效增强年轻人和老年人的肌肉蛋白合成［17-18］。但对于老年人来说，要达到代谢高峰需花费更长的时间［19］。因此，55～65 岁的中老年女性在抗阻训练中较早补充蛋白质的效果要优于与抗阻训练间隔一段时间之后再补充。这与Symons等人的研究结果一致［20］，老年人进行营养补充与训练之间间隔越久，效果越不明显。

综上所述，虽然抗阻训练结合各种不同时机的蛋白质补充，对55～65 岁女性身体脂肪含量的影响均不大，但可以明显提升55～65岁女性的肌肉质量。其中，运动后即刻补充蛋白质效果最佳，其次是运动前30min补充。运动后30min补充效果较差。

4.2 各组受试者8周抗阻训练中不同蛋白质补充时机对肌肉力量影响的分析

该研究结果显示，55～65岁女性经过8周抗阻训练结合不同时机补充蛋白质补剂后，T、T1和T2组伸膝的肌肉力量有了显著提升。分析可能的原因是在抗阻训练中增加蛋白质的摄入量相比于选择不同补充时机，更有利于提升伸膝力量。研究表明，在抗阻训练期间提高蛋白质的补充对于增加伸膝的肌肉力量效果更加明显［21］。该研究中补充蛋白质的3 个组别在8 周抗阻训练后伸膝力量均有明显提升，相比之下，未在运动期间补充蛋白质补剂的C 组，其伸膝力量稍有提升但不显著，这说明对于肌肉力量的提高，蛋白质补充的量可能比补充的时机更为重要。

8周抗阻训练中，运动前30min补充蛋白质和运动后即刻补充蛋白质，均使得屈膝力量显著提升。分析可能的原因是抗阻训练对增加屈膝力量的作用要明显于蛋白质补充带来的效果。研究表明，在抗阻训练期间提高蛋白质的补充对于增加屈膝的肌肉力量有一定的效果［22］。另外，运动初期神经肌肉的协调能力提高，有益于神经元调动更多的肌肉发力，提高肌肉力量。营养补充方面，有研究表明，运动前摄入糖和蛋白质的混合补剂比仅摄入其中一种补剂对运动后肌肉蛋白质的合成以及肌力增长更有效［23］，这反映出碳水化合物混合蛋白质的补充可能要优于蛋白质的单独补充。

综上所述，55～65岁女性在抗阻训练中补充蛋白质补剂可以很好地提升伸膝和屈膝的肌肉力量，但是运动中蛋白质补充时机的选择不会对二者产生明显的影响。

4.3 各组受试者8周抗阻训练中不同蛋白质补充时机对肌肉分解代谢影响的分析

该研究表明，经过8 周的抗阻训练结合不同时机蛋白质补充，T 组的3-MH 显著下降。这一结果表明，运动后即刻补充蛋白质相比运动前后其他时间节点可以更好地缓解肌肉分解代谢状况。

分析可能的原因是，在进行前两周的抗阻训练时，由于受试者机体对于新的运动方式没有适应，机体呈现分解代谢水平增加的现象，而随着训练时间的延长和训练的适应性提高，到第8 周训练结束时，3-MH 水平恢复甚至低于训练前水平，说明8 周的抗阻训练对抵抗肌肉分解代谢呈现出了较好的效果。有研究指出［24］，3-MH 能够较为直观地反映体内蛋白质的分解程度。测试人体尿液中的3-MH可以反映肌肉蛋白的分解状态。长期来看，适当的运动训练可以降低3-MH的浓度，但在运动后短时间内，3-MH 会有所增加。这可能与运动强度有关［25］。研究表明［26］，蛋白质补剂的补充可以减缓机体内蛋白质的分解，训练使得肌肉纤维受到了细微损伤，流失了部分营养，额外补充蛋白质有利于缓解营养物质流失以及减缓肌肉纤维蛋白质分解。有研究指出，在训练后短时间内补充足够的蛋白质可以更好地抑制3-甲基组氨酸的水平［27］，较大强度的运动引发机体蛋白质分解的增加，这时补充蛋白质补剂可以在一定程度上抵抗和延缓运动后肌肉蛋白质的分解，有助于运动者机体的恢复。

综上所述，55～65岁女性在抗阻运动后即刻补充蛋白质，对缓解肌肉分解的效果最为明显，但这一过程至少需要2周，才能更好地起到缓解肌肉分解的作用。

5 结论

8周的抗阻训练，在补充同等剂量蛋白质补剂的条件下，运动后即刻补充比运动后30min补充对提高55～65 岁女性的肌肉质量，以及降低肌肉分解代谢的效果更好。

55～65 岁女性在抗阻训练中补充蛋白质补剂可以提升肌肉力量，不受具体补充时机的影响。