HMB与运动能力

HMB与运动能力摘要:HMB已成为国际市场上最为流行的运动营养补剂之一,而国内还比较少见。国外大量文献报道,运动人体使用HMB可促进肌肉体积增长和提高力量,还可燃烧脂肪、增长耐力。此外,HMB与肌酸、磷酸盐配合使用可增强功效。目前尚未见到有关HMB副作用的报道。关键词:运动医学;HMB;运动;运动营养自HMB1996年进入营养品市场以来,引起了众多医学和营养专家的极大兴趣。如今,HMB已同肌酸、乳清蛋白一起成为运动员和健身者喜爱的运动营养补剂。HMB具有显著增长肌肉、燃烧脂肪的用途,在美国已有许许多多运动员在使用HMB,并取得了良好的效果。其中包括健美冠军BillDavey和DanGwantney、全美职业橄榄球联盟(NFL)中最健壮的运动员之一ShannonSharpe等,而最具轰动效应的消息是“1996年亚特兰大奥运会获得金牌的游泳运动员在训练中补充HMB获益匪浅。”目前,在我国HMB还鲜为人知,本文将综述国外有关HMB与运动能力方面的研究,希望国内的教练员、运动员及健身人群能对HMB有一个感性认识,从而正确面对国际市场上的HMB产品。1HMB的来源及代谢HMB是B-羟基-B-甲基丁酸盐复合物(B-hydroxy-B-methylbutyrate)的简称,由StevenNissen博士在1988年首先发现。Nissen等人在研究亮氨酸在蛋白质合成和抗分解代谢过程中的作用时,发现亮氨酸和其中间代谢物AKIC(A-ketoisocaproate,A-酮异己酸)可以节省机体内氮的利用,在肌肉合成方面起重要作用,在观察AKIC的逆向代谢途径时发现了HMB。亮氨酸是支链氨基酸,属必需氨基酸,在体内不能产生,对人体健康十分重要,人类必须依靠饮食来保证亮氨酸的摄取,HMB是亮氨酸的中间代谢产物。食物中含有HMB,人体自身亦可产生少量的HMB。据统计,在正常饮食情况下,机体大约每天在肌肉中可产生0.25～1g左右的HMB。亮氨酸及酮酸(A-KIC)是其合成及释放的激动剂。除人体可通过摄食产生外,HMB也可在植物和动物中找到,特别是紫苜蓿(alfalfa)、新鲜的玉蜀黍、柚子和鲶鱼。有研究表明[5]肌肉中大约10%的亮氨酸可氧化分解成HMB,而生成的HMB有20%随尿液排出体外。一般认为,在肌肉中产生的HMB只有极少部分留下以供肌肉使用,绝大多数供机体其它组织利用。不论是注入还是额外摄入的HMB大约有30%被肌肉吸收,这就表明当浓度高时肌肉组织将是HMB代谢的主要场所。其它研究发现使用HMB可使合成代谢增强,这可能是由HMB的逆向作用造成的。也许体内有足够的HMB供其它组织活动利用,过剩的才由肌肉使用,或者通过补充使血浆HMB浓度升高,机体就不会分解自己的肌组织,去释放亮氨酸制造HMB以供其它代谢活动利用。关于更多的有关HMB代谢特点还有待于进一步研究。2HMB的作用一些动物实验发现HMB可能减少肌肉蛋白分解。Nissen博士进行了两项人体实验。在研究1中,Nissen将41名男性受试者随机分为3组,HMB补充量分别为0、1.5及3g/d,同时摄取两种不同水平的蛋白质(普通量117g/d,较高量175g/d)。所有受试者每周3次,每次进行1.5h的阻力训练。3周后,各组瘦体重分别增加0.4kg、0.8kg和1.2kg,力量增加为8%、13%及18.4%。研究中还测试了CPK(血清肌酸激酶)、3-MH(3-甲基组氨基酸)和LDH(乳酸脱氢酶)等项指标。结果发现:受试者在阻力运动的同时补充HMB可显著增加肌肉体积和力量(与对照组比,HMB-3组瘦体重增加是其3倍,力量增长是其2.5倍),同时机体内氮储备提高,3-MH的排泄率降低20%,CPK和LDH的水平降低20～60%。研究人员还观察到对照组血浆中氨基酸的浓度比HMB补充组高出很多(血样为空腹静脉采血),提示食物对血浆氨基酸的升高没有影响;相反,氨基酸很可能来自肌肉蛋白质的分解。这些数据说明HMB以某种方式保护机体减少应力或工作引起的肌肉损伤。在研究2中,28名受试者被分为对照组和HMB补充组(3g/d),7周力量训练后,HMB组力量的增长值是对照组的3倍(p0.02)。HM的作用是否与性别和年龄有关呢?有研究报道,一组未运动的女性在4周内每天服用2gHMB或安慰剂,另一组在相同条件下增加了运动。在体成份上未运动组的女性统计学上无显著性差异。而既运动又服用HMB的女性不但增加了瘦体重,减少了脂肪,还增加了力量。另外,Vukovich等还专门研究了HMB补充对65～80岁的老年男性和女性的体成份的影响。在8周内受试者每周进行两次阻力训练,同时每天口服3gHMB,结果变化极其明显,8周后与对照组腿部最大屈曲力量仅提高18%相比,HMB组平均上升42.4%;HMB组瘦体重平均增加1.5kg,而对照组下降0.5kg,同时HMB组的脂肪减少4%,而对照组实际上上涨了0.31%。可见HMB的作用与年龄无关,而且HMB对男性和女性的功效相似,由此显示HMB的作用与特异性的雄激素如睾酮无关。HMB不但增加肌肉体积,增长力量,而且可以促进耐力增长。由MathewVukovich博士主持的研究证实了这一点。在该研究中,8名自行车运动员随机完成3种营养剂补充期,每期2周,间歇2周,3组分别为HMB钙盐补充组(3g/d)、亮氨酸补充组(3g/d)和对照组(安慰剂3g/d)。在营养剂补充前和补充后进行VO2max测试,运动后即刻取血样测LAmax,结果HMB组的运动员VO2max显著升高,同时血乳酸水平上升,说明HMB补充在增强VO2max上有正向作用,而且运动员乳酸耐受力更强,可以更好地工作。同样在旧金山’98实验生物学会议上的一篇论文显示,深受力量运动员喜爱的HMB对耐力运动员也具有类似的显著效果。此研究显示,HMB组(3g/d)的长跑运动员比对照组的肌细胞受损程度降低近50%,HMB补充的运动员血清CPK平均仅上升145IU/l,而对照组在比赛后24小时则上升了230IU/l,说明有大量的肌肉损伤发生。HMB组运动员腿部力量维持或提高,而对照组运动员腿部力量下降。由此说明HMB可减少耐力训练所导致的肌肉酸痛和(或)损伤的数量。最近,Cheng等人进行的“HMB作用机制”的研究显示,HMB可以很好地促进脂肪代谢和保护细胞膜的完整性,在HMB溶液中培养的心肌和骨骼肌细胞内的脂肪(软脂酸)的B氧化提高30%。这就证实了许多实验所显示的HMB补充既有去脂体重的增加又有脂肪减少的现象。3HMB的作用机制关于HMB的作用机制,目前,最有说服力的假说是由Nissen等提出的,他们认为HMB可为肌肉和免疫系统提供前体以支持最快速的细胞修复,而这种前体就是HMGCoA(B-hydroxy-B-methylglutarylcoenzyme,B-羟基-B-甲基戊二酰辅酶A)。因此,在运动性损伤后,HMB在肌肉及某些免疫细胞中分解为HMG-CoA,被用来参与胆固醇的合成,这样可以控制细胞的功能和生长,使细胞膜得以快速的修复,另外,肌细胞膜扩张过程中拥有充足的HMGCoA足以支持肌肉体积的增加。另一假说认为HMB可减少蛋白质分解和降低肌肉损伤程度,这种肌蛋白分解的减少可使肌纤维迅速的神经性募集(neuralrecruitment),就象催化剂一样加速力量的提高。这就是为什么在研究中受试者服用HMB仅两周后力量就大幅度提高。但遗憾的是,目前尚无实验能对这种解释进行证明。4HMB的安全性HMB是人体代谢的正常产物,在母乳和我们所吃的食物中均可以找到它。HMB已成为机体生长过程中必需的一种物质,它就像水溶性维生素一样是一种水溶性复合物,可根据食物摄入量的多少随尿液排出体外。因此基于以上几点,HMB可预言为一种安全的营养补充剂。实际上,许多学者对HMB的安全性进行了研究。Kreider博士等研究报道,40名受试者在阻力训练(7.3±1h/w)期间补充糖84g/d、蛋白质75g/d、脂肪3g/d的同时,给予0、3、6g/dHMB,共28d。结果仅表现在血清和尿液中的HMB浓度升高,而临床化学分析显示31项血液学和代谢指标均无显著变化。另有文献显示,人体服用2～5gHMB后,血液生化、肝功和肾功全部正常,血液学指标中仅有低密度脂蛋白(LDL)降低7%(p0.01);更进一步进行的动物实验中,不同时段摄入大剂量HMB的动物(其中给猪喂食了50倍于人体RDA(3g/d)的量)均未出现生理、化学性副作用及死亡率的升高。纽约州立大学外科系主任Abumrad博士看了这篇安全性报道后,在自己身上进行试验,一次补充量达到50g,结果未出现任何反应,他认为“HMB可在我们的食物中找到,是食物链的一部分,它是一种安全的产品。”5HMB的使用要想从食物中获取机体所需的足量HMB几乎是不可能的。研究证实,在最适条件下,所摄入的亮氨酸大约5%可转化为HMB。要想获得3g的HMB,必须服用60g的亮氨酸或者20g以上的A-KIC,这样不但花费昂贵,而且可加重胃的负担,要想单纯通过服用亮氨酸或酮酸来提高体内的HMB水平显然是不可行的,因此必须额外补充HMB才能满足运动机体的需要。所有有关的研究,受试对象全部都是每天分次补充3gHMB。无论是165磅、74岁的老年男性,120磅、35岁的女性,还是215磅、21岁的橄榄球运动员都是同一个补充标准。在Nissen的研究中,3g/d比1.5/d的摄入量取得的效果更好。Nissen无疑是HMB研究领域的领导者,他推测:对所有人来说,每人每天补充3gHMB就可取得最佳效果。但是Nissen所研究的对象中绝大多数为普通的大学生运动员,而更多的职业运动员及健美爱好者比他们拥有更健壮的肌肉和体格。迄今为止,只有Kreider对力量训练后的青年男性服用大剂量HMB的效果进行了观察,初步结果表明运动员每天补充超过3g的HMB有获得更好效果的趋势。毫无疑问,HMB的功效是肯定的,只是它的作用与肌酸不属同一类型。HMB在新生肌肉组织的生长过程中影响蛋白质代谢的平衡,同时具有抗分解效应,使肌组织的分解降低到最小程度,因此,HMB可使运动后肌肉的增长和脂肪的燃烧加倍。肌酸的补充刺激细胞内水的增加,使细胞的渗透压增高,同时也刺激蛋白质的合成,使去脂体重增长。然而HMB是否能促使肌细胞的容量增大,尚无确切根据。那么将HMB与肌酸同时使用的效果会如何呢?Almada等报道,41名橄榄球运动员分别补充磷酸(P)混合剂(糖99g/d、牛磺酸3g/d、磷酸二钠盐1.1g/d、磷酸钾1.2g/d)、P/HMB混合剂(HMB3g/d)和P/HMB/Cr混合剂(肌酸15.75g/d),共28d,每周进行5h阻力训练、3h柔韧性及冲刺训练,实验数据显示P/HMB组和P/HMB/Cr组的工作能力增强,而P/HMB/Cr组的能力更强一些,提示同时补充HMB和肌酸可提高力量和/或无氧能力;至于体成分方面,总体重和体内水分均无显著变化,而P/HMB/Cr组的去脂体重和骨骼重量明显升高。说明HMB与肌酸同时使用对提高去脂体重和力量可能有协同效应。此外,近期有文献报道,HMB能象乙酸钙一样对磷酸具有很好的亲和力,可能对治疗尿毒症病人效果较好。尿毒症由肾衰引起,症状为尿素、肌酐、氨基酸和蛋白质代谢终产物过量。当肾脏衰竭时,滤过率下降导致电解质如磷酸钠盐的积累,HMB可有效结合这些过剩的磷酸盐。然而,对于健康的耐力运动员来说这就不是一件好事了。在正常的生命活动中,磷酸盐对机体来说是非常重要的矿物质,耐力运动员依靠它来达到运动成绩的巅峰。事实上磷酸盐的补充具有潜在的促进机能增强的作用。如果运动员选择使用HMB时要仔细查阅产品标志上的成分以确定此产品是否含有额外的磷酸盐;如果没有磷酸盐,可以选用另外带有磷酸盐的产品或配合HMB单独使用磷酸盐补剂。目前国际市场上有关HMB的产品种类很多,假冒伪劣的不少,衣阿华州立大学研究基地(ISURF)获取了专利权,美国专利号为5348979,并授权于MTI公司(MetabolicTechnology.Inc.)代理,而MTI公司仅授权有