科普文章:蛋白質詳解

蛋白質是怎麼回事?

接下來的內容都是基礎部分,以下如果已經知道的朋友就當做複習,沒有學習過的朋友要耐心看。好嗎?

老說蛋白質蛋白質,蛋白質究竟是什麼?有些讀者的概念可能不是那麼清楚。

都知道肌肉是蛋白質構成的,所以人們說,肌肉大廈,蛋白質就是磚頭。

不過,這樣說太粗糙了,會略過許多許多基礎的知識。」

蛋白質是一種生物大分子,除了是構成生物干體重的主要物質以外,還是很多生物活性物質的成分,比如很多酶、抗體和激素。所以蛋白質可不是「磚頭」,它比磚頭精細得多。

蛋白質跟碳水化合物(以下簡稱CHO),跟脂肪這三者有什麼區別?

簡單理解,就是蛋白質裡面除了有碳、氫、氧,還含氮(有的蛋白質也含硫、磷、鐵等)。

脂肪和CHO里,只有碳、氫、氧。

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因為,三大能量物質中,都有C、H、O。

所以,CHO、脂肪、蛋白質,在一定程度上,其實可以相互轉換。

如果在CHO或脂肪里的「C」加上個NH3,就變成了氨基酸。(當然,這是大概地去理解)

蛋白質的碳架,也能變成脂肪。當然,這也只是粗略的描述。

我們都知道有8種(對於兒童是9種)必需氨基酸:亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸和纈氨酸。

其中,亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸,叫支鏈氨基酸(BCAA)。

必需的意思是,這些氨基酸人體不能合成或者合成緩慢。必須從食物中獲取。

當然,必需氨基酸還有另外一個來路,就是分解自身蛋白質,相當於把自己拆了再合成自己。

我們應該注意:人體內大多數氨基酸可以自己合成,叫非必需氨基酸。而非必需,不代表不重要。原因是很多非必需氨基酸,都要用到必需氨基酸來合成。

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比如半胱氨酸和酪氨酸。這類氨基酸,也叫條件必須氨基酸,或者半必需氨基酸。意思是,基本還是得靠食物攝取。

因為這些非必需氨基酸的前體物質是必需氨基酸,合成它們,也等於消耗必需氨基酸。

現在營養學研究的趨勢,是把條件必需氨基酸的範圍越擴越大。

研究發現,很多非必需氨基酸,比如谷氨酸,攝入不足也會導致實驗動物生長發育不良。

所以,提示我們的是:健美訓練飲食蛋白質必需充足。

有些人有比較極端的觀點,他們認為,只要訓練到位了,吃夠沒吃夠,肌肉照樣長。實際上這是大錯特錯。

訓練上去了,蛋白質不夠,不但合成肌肉缺原料,很多其他生物活性物質也可能不足。

肌肉不能生長,免疫功能不能恢復,這是拿自己的身體開玩笑。並且,人體氨基酸不足時,蛋白質合成本身就會減緩。

以上是說攝入蛋白質的重要性。

但是這裡要注意,我們強調的是蛋白質的重要性。

並不是說蛋白質的稀缺性。

只要注意補充,蛋白質就非常容易獲取並滿足自己的需求。【!!!注意注意注意!!!】

很多健身知識缺乏系統輪廓的初學讀者,看完這類文章就覺得我得使勁吃肉,使勁喝蛋白粉,這是片面的理解。

優質蛋白和劣質蛋白的全貌信息

人們都說,動物蛋白是優質蛋白,言外之意,植物蛋白就是劣質蛋白。這樣說可能也對,但這種說法帶有誤導性。

為什麼說動物蛋白是優質蛋白,主要是因為動物蛋白裡面的必需氨基酸的含量比較接近人體蛋白質。

氨基酸合成蛋白質,好像打麻將,湊成一套才有用。沒湊一套沒法愉快玩。我們在以前的文章中有講過。

人體組織蛋白質,有一套氨基酸配方。而哺乳動物肌肉蛋白里的氨基酸配方,跟人體的差不多,因此,這樣利用率就比較高。

實際上,吃什麼肉最容易長肌肉?

如果真的是就事論事,實話實說,就是人肉。這是真正的「吃什麼補什麼」。瀑布汗。

以前有個詞,叫「完全蛋白質」,現在很多書不愛用這個詞。

人們也老說,動物蛋白質是完全蛋白質,其實同樣有誤導性。這樣搞得好像植物蛋白質就缺那麼一兩種必需氨基酸似的。

實際上,即便是沒什麼蛋白質的蔬菜,大多數情況下也都含有8種必需氨基酸,無非就是含量不多。

正兒八經的「不完全蛋白質」其實很少

動物蛋白質,好就好在,8種必需氨基酸含量都很豐富,沒有缺胳膊短腿。

順便提一下。

動物蛋白還有一個可能的「優點」,或許對我們練肌肉有好處。

就是相比植物蛋白來說,動物蛋白可能有促合成的效果。

【這方面的研究對象主要是酪蛋白和乳清蛋白。】但這一觀點目前還有爭議。

信息已經提供了,各位讀者自己拿捏。

植物蛋白缺點

植物蛋白的缺點就是利用率不高,因為有些必需氨基酸比例太小。

比如穀類蛋白主要是賴氨酸含量低,這有點像短板效應。所以營養學家說,蛋白質應該搭配食用,利用率會大幅提高。

最典型的食譜就是印度主食,米飯配豆子。

【理論】上講,比例合適的話,植物蛋白的利用率也可以達到動物蛋白的水平。

舉個例子,麵粉、小米、大豆、牛肉,按照39%、13%、22%、26%的比例混合食用,蛋白質的利用率比單獨食用牛肉還高。

什麼是利用率?

利用率高是什麼意思呢?

簡單地說就是吃多少頂多少。

比如我們的身體要補充10克蛋白質,雞蛋蛋白的話,可能只需10克,植物蛋白的話,可能就需要13克,或者更多。

食物裡面,一般認為,對於人類來說,雞蛋蛋白質利用率最高。

蛋白質食物的利用率,用「生物價」來衡量,生物價越高,蛋白質利用率越高。

下面我列舉幾種常見蛋白質食品的生物價,我的數據是引自William D.McArdle的《運動與營養》。不同的書,數據可能有差別。

幾種常見蛋白質食品生物價

雞蛋:100

魚:70

瘦牛肉:69

牛奶:60

糙米:57

白米:56

大豆:47

全麥:44

花生:43

干豆:34

土豆:34

為了補充蛋白質的目標定量,生物價高的蛋白食物,可以少吃。

生物價低的,就必須多吃一點。

除此之外,其實動物蛋白和植物蛋白實際上沒什麼明確的區別。相關的運動營養學研究也支持了這種觀點。

所以,就目前公認的研究結論來看,我們應該對植物性蛋白和動物性蛋白一視同仁。不要一說補充蛋白質,就想到雞蛋牛肉。

中國人的飲食習慣,大多數蛋白質的攝入,一直以來主要還是靠植物性食物。

我們計算每日蛋白質攝入量的時候,也千萬別忽略了米飯、饅頭、豆腐這類東西。

植物蛋白的益處

靠植物性食物攝入蛋白質很多好處,跟保健有關係,我這裡順便提一下。

動物性蛋白,除了吃純化蛋白粉之外,都有個缺點,就是在吃蛋白質的同時,也容易攝入較多不必要的脂肪。這樣不利於減肥。

因為相比於CHO和蛋白質,食物中的脂肪最容易以脂肪的形式被我們儲存起來。

飽和脂肪吃的太多,對心腦血管沒好處。

植物蛋白就不一樣,攝入植物蛋白,我們同時可以攝入大量CHO,包括膳食纖維。

還有植物中的植物化學物質,比如黃酮類物質。

這些東西對身體健康和提高運動能力都有好處。

前面說了,植物性蛋白利用率低,應該搭配食用。怎麼搭配,這裡介紹幾個竅門。

攝入植物性蛋白的技巧

1.食物的生物學種屬越遠越好。

我們想一下也很明白,大豆搭配小豆,蛋白質互補效果肯定一般。都是豆,蛋白質構成很相似。

大豆搭配米飯,效果就好得多。

種屬關係再遠一點,就是植物配動物。植物性蛋白跟動物性蛋白搭配一起吃,效果更好。

2.搭配種類越多越好。

3.搭配著吃,最好是同時吃。上午吃豆腐,下午吃米飯,或許效果差些。

為什麼呢?

原因也很簡單,兩種食物都分開消化吸收,氨基酸即使互補,也不同時存在。

雖說身體可能會用自身蛋白質分解來臨時周轉,不過可能一起吃還是更好。 人體儲存氨基酸的量很少,基本就是遊離氨基酸池那一點。所以氨基酸大都是現吃現用。

常見高蛋白食物的蛋白含量

同時我給出幾十種常見高蛋白食物的蛋白質含量,數據來自第2版《中國食物成分表》,這本書很有用,有條件的朋友可以買一本方便隨時查閱。

需要注意,食物中的蛋白質含量,不同的書,數據可能有一些差別。

原因是測試食物材料來源不同,加工方法也各不一樣。

張三和李四蒸饅頭,用的面不一樣,蛋白質含量就有差別。另外測量本身也有誤差。

以下都是每100克食部含量,單位是克。

饅頭:8

麵條(干):9

米飯:3

燕麥:15

麵包:8

北豆腐:12

南豆腐:6

豬肉(肥瘦):13

豬肉(瘦):20

牛肉(肥瘦):20

牛肉(瘦):20

羊肉(肥瘦):19

羊肉(瘦):21

肉雞:17

土雞:21

鴨:16

牛奶:3

雞蛋:13

草魚:17

鯉魚:18

沙丁魚:20

鮁魚:21

對蝦:19

省肌肉=長肌肉

很多練肌肉的人,關注怎麼長肌肉可能比較多,往往忽略了肌肉的消耗。

比方說,一個運動員,兩個月增長了2公斤肌肉,我們可能覺得,他只是合成了2公斤肌肉,其實不對。

很可能他在這兩個月間,合成了3公斤肌肉,消耗了1公斤肌肉。

這個情況叫「肌肉的凈合成」。我們的肌肉增長結果,都是凈合成的結果。

關注肌肉凈合成,就是說,我們既要關注合成肌肉,也要關注肌肉分解。

比如賺錢,賺一萬花兩萬,存款不會增加,反而會減少。

人體蛋白質也是一樣。這裡要引入一個詞,叫「氮平衡(有些營養學家喜歡叫氮狀態)」。

氮平衡有兩種情況,正氮平衡和負氮平衡。前者的意思,是人體攝入的氮超過排出的氮(合成超過分解)。後者的意思正好相反。

這裡要和新人朋友說下,有些品牌借著這個正氮概念做宣傳,不要被宣傳的概念誤導了自己的營養認知。

氮平衡這個詞大家都很耳熟,但為什麼叫氮平衡?

因為蛋白質是三種能源物質中唯一含氮元素的物質。所以,研究蛋白質分解合成,氮元素是個很好的標誌物。正氮平衡,反映該個體在一定時間段內,體內合成蛋白質多於分解。負氮平衡正好相反。

餓肚子=掉肌肉

肌肉分解是怎麼回事,我這裡簡單說一下。

關於人體內蛋白質(這裡主要關注肌肉蛋白)合成和分解,我們需要有兩個概念:

1.人體內蛋白質的合成和分解,是個動態過程。意思是說,我們的身體無時無刻不在合成和分解自身蛋白質。運動,休息,就連睡覺時也一樣。

2.人體分解蛋白質最多的時候,是在兩種狀態下:一個是餓(外源性能量缺乏),一個是累(內源性能量缺乏)。

飢餓和補充

我們先說餓。短期飢餓能造成負氮平衡。

比如一夜禁食,就會出現負氮平衡,表示機體蛋白質分解大於合成。進食混合膳食(【【【注意是混合膳式,不指純蛋白質膳食。並且,實驗發現,單獨口服氨基酸似乎並不能降低肌肉的分解速度】】】),會使蛋白質合成大於分解,達到正氮平衡,這叫進食狀態下的凈蛋白沉澱。

我們可以想象一個圖表:用氮平衡點劃一條橫線,上面是正氮平衡,下面是負氮平衡,橫軸是時間,一天24小時。我們會看到我們體內的氮平衡曲線,就是一條沿橫軸延伸的波浪線。進食點是波谷,吃過一餐后,氮平衡往上跑,形成一個波峰。禁食一段時間后,氮平衡又下來了,如此往複。

營養學家的觀點,認為混合膳食能降低蛋白質分解,促進正氮平衡,我們大多數人會想當然地理解為,這是補充了外源性蛋白質的結果。但其實不對。

這主要跟CHO誘導胰島素利用率上升有關。其實胰島素本身就可以抑制蛋白水解酶,進而減少蛋白質分解。

所以我一直強調CHO對肌肉生長的重要性。

一般來說,對於肌肉,CHO是減少消耗(某些情況下也促進合成),蛋白質是增加合成。

一個是省,一個是賺,都很關鍵。

從這裡開始,大家建立一個概念:長肌肉,蛋白質固然重要,CHO也不可或缺。CHO貫穿於訓練和肌肉恢復生長的全過程,重要性一點也不比蛋白質小。

糖異生的材料主要還是肌肉

我們現在知道,一餓肚子,蛋白質合成就減少,分解就增多(注意,這是說短期飢餓)。

有讀者問,在飢餓狀態,為什麼不分解脂肪?

原因可能很複雜。我們粗略地解釋一下:

直接的原因,是因為脂肪變成糖的能力比較低【注意,說的是相關能力比較低,而不是不能變成糖。因為甘油三酯(脂肪的別稱)裡面,只有甘油變成糖,脂肪酸不能】

人體隨時隨地總要保持一定的血糖水平,因為大腦不能直接消耗脂肪,主要需要葡萄糖供能。免疫系統等一系列維持生命的組織,也都離不開葡萄糖。

人體中的糖,主要儲存在肌肉和肝臟內,肌肉里的叫肌糖原,肝臟里的叫肝糖原。這兩者的儲存量,是因人而異,但總量都不大。

餓肚子或者運動,儲存的糖消耗的差不多了,就要把非糖物質變成糖,這個過程叫「糖異生」。

糖異生的材料從哪兒來?

主要是肌肉組織。

肌肉真的是奢侈品

實際上,肌肉在人體內,絕對是奢侈品。為什麼?

因為肌肉有個最大的缺點,它存在,動彈不動彈,都要消耗能量。

脂肪基本不消耗它自己的能量,只儲存能量。

脂肪比例高的人,跟比例低的人,凈能量消耗可能有點差別,但差距不太大。

更不要說脂肪還能保暖,減少能量的熱損耗。

肌肉不一樣。人呆著不動,肌肉也要消耗能量。

一個健美冠軍和長跑運動員相比,基礎能量消耗可能相差好幾倍。

我們一天攝入2000千卡熱量,足夠活。

巔峰時期的羅尼可能要5000千卡才夠,這就是區別。

所以,肌肉總要保持一個適當的比例。

夠用,但不要太多。

少了,不夠用,不行。

太多,用不了,造成浪費。

很簡單,普通人不吃飯,能挺好多天。

健美冠軍不吃飯,如果不卸掉一身「沒用」的肌肉,餓死的肯定比普通人快。我猜測,這就是短期飢餓時身體加速分解肌肉的原因。

一個普通家庭,上下班肯定不會開M977軍用卡車。夠酷,但油錢花不起。

肌肉也一樣,超過需要的肌肉,只是耗能的累贅。

我們具有這個代謝特點,只要肚子餓,就首先提高分解機體蛋白質的速度。

分解蛋白質,既提供了能量,又減少了凈消耗,對於身體來說,一舉兩得。

當然,蛋白質分解有個限度,內臟器官不要說,人還要靠一定的肌肉來活命。一般認為,肝臟蛋白質,可以拿來當"柴火"燒的,大概有100克。

肌肉呢,一個中等身材的男人,大概可以提供6公斤左右用來提供能量。

這裡說的是短期飢餓,長期飢餓又是另一種情況。

另外,我們必須建立一個概念,人體內主要的三大供能物質分解供能,並沒有一個先後順序,只有比例上的差別。

不飢餓時,蛋白質也在分解(同時也在整合身體內的資源進行合成)。

飢餓時,蛋白質只是加速分解。

並且,糖和脂肪,也無時無刻不在分解供能,只是在不同狀態下,各種能量底物供能的比例有變化。

知識精確的重要性

很多大眾讀物,包括初中高中、職業教育這類「低等級」的教科書,為了方便讀者理解和記憶,必須放棄一定的精確性,把複雜的東西簡單化。知識的傳播都是由簡單到複雜,不可能拿研究生那一套來教高中生,這本來很正常。

但有些朋友,受到這類書的誤導,對很多知識產生誤解。

比如蛋白質、脂肪和CHO怎麼提供能量,高中生物書里,為了簡化教學,說的就很不準確。它給這幾種能量底物的氧化,生硬地編排了一個順序。

所謂先糖,后脂肪,后蛋白質,實際上完全不對。

糖(包括血糖和糖原)、脂肪、蛋白質,分解提供能量,這個過程非常複雜。

但我們可以確知的是,幾乎在任何時間,這幾種東西都在被身體同時利用。

從中健美運動者受到的啟示

飢餓時蛋白質將加速分解,基於這個原因,健美運動者應該注意以下兩點:

1.盡量別長時間飢餓。可以採取少食多餐的方式進食,盡量縮短兩餐之間的時間。

2.保持一定的血糖水平。因為低血糖促進肝臟糖異生,加速分解自身蛋白質供能,所以不要讓血糖水平太低。

保持血糖水平,還應該注意,就是在非訓練日,盡量少吃高血糖指數的食物。

高血糖指數食物,可以迅速升高血糖,但血糖升高一段時間后,會出現一個迅速回落。這叫反彈性低血糖。這時的血糖水平可能變得很低。低血糖是飢餓信號,多種應激激素會加速分泌,這些激素的作用就是促進糖異生,把蛋白質和一小部分脂肪變成血糖。

【當然,高GI食物攝入后的所謂反彈性低血糖也不一定必然會出現,有些針對運動前補糖的研究也提出了相反的觀點,所以這個問題目前還有爭議。 】

另外,研究表明,抗阻訓練能減弱由禁食帶來的負氮平衡的程度。

也就是說,抗阻訓練的狀態下,身體的規律仍舊是進食后正氮平衡,禁食時負氮平衡,但禁食帶來的負氮平衡程度,比不訓練狀態下小。

Biolo的團隊(1995)發現,空腹狀態下進行抗阻運動,運動前氮狀態處於負平衡,運動后平衡往正向移動,雖然仍然是負平衡,但是是較小的負平衡。

也就是說,僅僅從氮平衡的角度來講,如果都是餓肚子,餓肚子時適當去做訓練,【也許】比餓肚子呆著不動要好。

其實這也很好理解。飢餓造成的負氮平衡如果是為了拋棄肌肉這個耗能累贅的話,那抗阻訓練就是告訴身體:你面臨大功率的做功需要,過多的肌肉還有用。

有個實驗很有意思,也很能說明問題。

Ballor等的研究論文描述了一個實驗,40名肥胖女性分成四個組。

對照組不運動也不節食;

A組節食但不運動;

B組節食加抗阻運動;

D組只進行抗阻運動但不節食。

8周后觀察發現,對照組,什麼都不幹,瘦體重減少了0.3公斤;

A組節食不運動,瘦體重減少了0.9公斤;

B組節食加抗阻運動,瘦體重增加0.4公斤;

D組不節食加抗阻運動,瘦體重增加最多,1.1公斤。

雖然瘦體重不代表就單指肌肉,但是肌肉是變化比較活躍的瘦體重成分。

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