为什么推荐每顿吃30克蛋白质?

为什么推荐每顿吃30克蛋白质?

先自报家门啦,偶素@索索队长 粉hou丝gong团的,一直都在关注索队主持的微信“健身领域”公共号,昨天在《每次不能吃超过30克蛋白质,不然就浪费? 》居然看到自己被翻chong牌xing了,前两天咱们不是说好不要这样嘛~~~讨厌!

(部分文字做马赛克处理,未成年人请不要深究……)

好吧,言归正传:看来索队最近比较关注蛋白质吸收的问题。我之前确实在知乎问答里简单地说过“每次不要吃多于一勺蛋白粉的(30g)”;不过承认当时是“只说了结论而没说原因”,在信息传递过程中损失了大量的前置条件和适用范围,这样确实很容易引起误解的。而索队以蛋白质摄入问题作为切入点整成一篇文章,给我们扩展了相关知识,是非常好的一件事!

  • 索队文章的提要:
  1. 蛋白质更需要看一天的摄入总量;
  2. 蛋白质的消化与吸收:食物——进入胃里(糜)——进入肠道(分解为氨基酸)——身体利用——多余的(通过直肠排泄);
  3. 小肠很机智,可以根据肠道内的蛋白质量来调节消化速度;
  4. 没必要把一天的蛋白质一次吃完,分开每餐摄入蛋白质,不要单独摄入蛋白质。

索队在此文中给我们带来了非常重要的信息: 小肠可以根据肠道内蛋白质的量来调节消化速度。

小肠对蛋白质的消化和吸收:吃进去的蛋白质,是先在消化道内被消化(digestion)为小分子(氨基酸二肽三肽),再经历小肠细胞的吸收(absorption)后,被送入肝脏的门静脉系统,最后进入血液:

图1、糖、脂肪和蛋白质的消化与吸收:吸收进小肠的糖类和氨基酸从肝脏门静脉系统进入血液循环(图片摘自:Principles of ANATOMY & PHYSIOLOGY)

图2、小肠对蛋白质的吸收:蛋白质经过消化液的消化后,产物是氨基酸、二肽、三肽,吸收主要发生在小肠,小肠上皮对这些产物的吸收是主动运输或协同运输的。(图片摘自:Principles of ANATOMY & PHYSIOLOGY)

小肠吸收氨基酸的特点:实际上,食入的蛋白质仅占消化道每天吸收的蛋白质总量的一半,另一半蛋白质来自于消化液和消化系统粘膜死细胞;通常情况下肠道里95–98%的蛋白质都会被吸收掉,所以其实浪费的蛋白质很少;小肠对蛋白质的吸收基于主动运输或协同运输,自然是有转运上限的;一般来说,小肠吸收蛋白质的速率上限为5~10g/h,具体数值的影响因素有很多,之后会详细讲到;综合“蛋白质吸收率高”和“转运氨基酸速率有上限”这两点,推测:可能存在某种调控机制,使我们在摄入大量的蛋白质之后,让食糜更慢点通过小肠,以便让蛋白质更充分的吸收。

通过查阅生理学书籍,得知这种机制主要是由CCK(cholecystokinin,缩胆囊素)参与完成的:小肠内存在蛋白质降解产物时,会刺激小肠的粘膜细胞分泌CCK,进而抑制胃排空

(图片摘自:Principles of ANATOMY & PHYSIOLOGY)

或减少肠道收缩

最终,使含大量蛋白的食糜在肠道里运行缓慢,让蛋白质得到更充分的消化与吸收,不至于提早进入大肠变为便便,实现了蛋白质食糜在肠腔内的滞留

除了作为吸收营养物质的主要器官,小肠的代谢也非常旺盛,小肠黏膜(intestinal mucosa)上皮细胞可通过摄食时合成蛋白质及在非摄食时分解蛋白质,使氨基酸缓释进入门静脉,也就是说小肠黏膜上皮细胞某种程度上是蛋白质消化和吸收的缓冲器

After a meal there is a net accumulation of protein in the gut, whereas in the postabsorptive state a net loss of protein takes place. The hypothesis is that net retention of amino acids as protein in the gut serves to “buffer” a bolus meal containing protein.

综上所述:基于a)缩胆囊素的生理学层面机制和 b)小肠粘膜缓冲蛋白质吸收的细胞学层面机制,两种共同构成了氨基酸的肠道滞留(gut retention),正是索队所陈述的“Intelligent Absorption”原理

图3、氨基酸的肠道滞留(摘自:Ten Have G A, Engelen M P, Luiking Y C, et al. Absorption Kinetics of Amino Acids, Peptides, and Intact Proteins.[J]. International Journal of Sport Nutrition & Exercise Metabolism, 2007, 17 Suppl(1):S23-36. )

蛋白质摄入量对吸收动力学的影响:

以食入蛋白质总量作为分母,在一顿不同形式的蛋白质饮食后,测定氨基酸在肠道滞留和进入门静脉比例;若以一顿的蛋白质摄入量作为变量,可得到如下数据:

  • 增加蛋白质摄入量时:由于小肠黏膜的蛋白质合成速率有上限,因此氨基酸的肠道滞留比例下降;超过部分直接通过血液进入门静脉系统,使得门静脉重现率上升。
  • 超量摄入蛋白质时:由于吸收中,小肠黏膜转运氨基酸速率有上限,因此肠道滞留的能力达到上限,多余的蛋白质食糜被冲入大肠;最终导致肠道滞留比例和门静脉重现率上升。

实验结果说明:索队所陈述的“Intelligent Absorption”是一种控制蛋白质吸收速度的机制,但其承受能力是有上限的;超量食入的蛋白质中未吸收的部分仍会被冲到大肠,从而造成浪费。而更糟糕的情况是:未消化吸收而冲入大肠的大量蛋白质,在里面呆久了会导致——

之前,我们为了方便理解蛋白质吸收,把消化系统简化为消化道+食糜,但这样模型还少了很重要的一部分内容:细菌——一个正常成人体内,肠道细菌总重量可达1~1.5kg。

@黄衔 大夫在知乎问答(摄入蛋白质过多是否会一直不断地放屁?有什么解决办法?》中提到了“肠道细菌对肠道中未消化及未吸收的蛋白质或蛋白质消化产物分解作用,称为腐败作用。腐败作用可产生胺、醇、酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢、甲烷、氨、二氧化碳、脂肪酸和某些维生素等物质。”、“蛋白质需要降解为氨基酸才能被吸收利用,降解过程需要十二指肠内的各种蛋白质消化酶,如果摄入蛋白质过多,消化酶相对不足,无法完全性消化吸收的蛋白量增多,腐败作用增大,产生的气体增多,超过机体肠道能容纳的容量,那么屁也就多了。

因此,一次性食入蛋白质太多,不仅一部分会被细菌分解,还会导致不雅的放屁增多;从这个角度来看,也建议大家最好分次食用蛋白质。

  • 蛋白质消化吸收=被肌肉利用?——仍有一步之遥

索队文中也提到了一个概念,蛋白质吸收入血后形成“氮池”或“氨基酸池”(nitrogen or amino acid pool):

氨基酸池来龙去脉:氨基酸源自饮食吸收;通过分解代谢消耗;并能与其他物质发生转化,其中包括合成蛋白质(摘自:Overview of Protein Metabolism

食入太多的氨基酸,只有一部分用于合成肌肉中的蛋白质,多余的氨基酸则转化为常见的中间代谢产物,如丙酮酸、草酰乙酸等。因此,氨基酸又是葡萄糖、脂肪酸及酮体的前体,也就是说,它又是代谢过程的“燃料”(王镜岩《生物化学》下册P303)。

我们不难理解,一段时间内摄入蛋白质存在一个上限:进入血液的氨基酸超过该上限后,不会让肌肉合成更多蛋白质,而是会转向其他出路(如作为能量供体、变为脂肪等)。

  • 那么,究竟一次吃多于30克的蛋白质,对我们的肌肉合成有没有帮助呢?

答案是否定的:Moderating the portion size of a protein-rich meal improves anabolic efficiency in young and elderly 研究数据显示:

一顿吃113克牛肉(约30克蛋白质)和一顿吃三倍即340克牛肉(约90克蛋白质)相比,肌肉的蛋白质合成速率几乎没有任何提高;因此得出结论:不管是年轻人还是老年人,一顿食入多于30g的蛋白质并不会刺激肌肉合成更多的蛋白质(Ingestion of more than 30 g of protein in a single meal does not further enhance the stimulation of muscle protein synthesis in young and elderly.) 。我之前所说的“一次吃30克”其实是来源于这篇文献,倒还真的不是“受了健美的影响”……

以上只考虑到静止不运动情况下肌肉的合成问题,如果将运动考虑进去:力量训练介入后不同蛋白质总量对肌肉蛋白质合成的影响如何?

Protein Considerations for Optimising Skeletal Muscle Mass in Healthy Young and Older Adults》这篇综述就同时探讨了静止和抗阻训练两种不同情况下蛋白质摄入与肌肉合成之间的关系,在蛋白质剂量(Amino Acid/Protein Dose)一段中就引用了来自两个不同实验室的论文:《Myofibrillar muscle protein synthesis rates subsequent to a meal in response to increasing doses of whey protein at rest and after resistance exercise.》和《Ingested protein dose response of muscle and albumin protein synthesis after resistance exercise in young men.》,两项研究都在受试者抗阻训练后给予蛋白质摄入,并设置了不同摄入量:

总体来说,抗阻训练后肌肉合成蛋白质的速率较静止情况下快,但两种情况下,20g~40g蛋白质摄入都达到了肌肉合成速率的饱和水平;此外,蛋白质摄入量在20g~40g间,体内氨基酸被氧化分解的速率以及氨基酸氧化的血浆标志物——尿素的水平迅速升高,说明多余的氨基酸已当作“燃料”被氧化供能了。

得到结论:运动后补充的蛋白质摄入量差不多也是30g左右,一勺蛋白粉的量;


那么,是不是一次最多吃30.00克,而如果吃了30.01克之后,多余的0.01克就被浪费掉了呢?显然是不可能的,最佳摄入量取决于几个因素:

  1. 肌肉量:肌肉多的人(比方说健美壮汉 @索索队长)需要蛋白质的量比较大;而像我这样以健身非健美为目的的爱好者,可能就不需要那么多了;
  2. 运动量:运动量大时,肌肉消耗的蛋白质多;这时需要更多的蛋白质参与肌肉的修复和超量恢复。
  3. 年龄:一般来说,年龄越大,每顿需要吃下的、用来保持肌肉的蛋白质的量就越多(The recommended dietary allowance for protein may not be adequate for older people to maintain skeletal muscle) ,但也有研究指出:更多的蛋白质摄入并不能减缓衰老带来的肌肉流失(Functional impact of high protein intake on healthy elderly people
  • 最后一个问题:一天内蛋白质摄入的总量和分配形式,哪个更重要?

很多营养学家在谈到我们摄入蛋白质的量的时候,比较侧重于“一天内摄入总量”。实际上,在总量达标的前提下,将蛋白质的量均匀分配到各餐之中,对肌肉合成的效果更好!

一项研究(Dietary protein distribution positively influences 24-h muscle protein synthesis in healthy adults)将受试者分为两组:每天的蛋白质摄入总量是相同的,但其中一组将摄入蛋白质的量均匀分配到各餐之中(早饭:31.5 ± 1.3,中饭:29.9 ± 1.6,晚饭:32.7 ± 1.6 g),而另外一组将更多的蛋白质堆到晚饭时吃(早饭:10.7 ± 0.8,中饭:16.0 ± 0.5,晚饭:63.4 ± 3.7 g);结果发现:均匀分配每餐的蛋白质摄入量,使肌肉合成速率更高。

实验结果说明:将每天摄入的蛋白质平均分配到三顿中,对于增长肌肉来说是更好的选择!

值得注意的是,以上结论仅限适用于年轻人; 对于老年人,只要使每天蛋白质摄入量达标,将一天需要摄入的蛋白质分配到三餐的形式(均匀分配或不均匀分配)并不影响机体的氮平衡:《Quantity of dietary protein intake, but not pattern of intake, affects net protein balance primarily through differences in protein synthesis in older adults

导致这种现象的原因可能是老年人的合成抵抗(Anabolic resistance),即老年人肌肉合成能力衰退;即使如此,为使肌肉合成速率最大化,将蛋白质均匀分配到三餐之中仍是最好的选择:

综上所述,从吃进去的蛋白质到形成为肌肉增长的蛋白质,经历了消化、吸收、转运、蛋白质合成等多个环节,而每个环节都有调控和限制因素:

  1. 虽然小肠可以根据肠道内蛋白质的量来调节消化速度;但此效应的承受能力有限;过多蛋白质摄入仍会造成浪费,并可能导致不雅的放屁增多;
  2. 蛋白质消化吸收与被肌肉利用之间并不是一回事,多余的氨基酸会形成能量供体或转化成脂肪;
  3. 研究表明,不管是否进行锻炼,每顿30克左右的蛋白质的摄入量对于肌肉合成蛋白质是最有利的,更多的蛋白质容易造成浪费;
  4. 不同人的每顿最佳蛋白质摄入量不同,可能与肌肉量、运动量和年龄有关,需要根据自己情况酌情调节;
  5. 在保证每天蛋白质摄入总量的情况下,将每天摄入的蛋白质平均分配到三餐中,对于增长肌肉来说是更好的选择;对老年锻炼群体来说,更需要关注的是每天蛋白质摄入总量

最后,感谢索队带来新的信息,健身领域公共号(sszzhh49)基本上每日都有更新,干货很多,推荐大家订阅;也很期待与大家讨论和交流!

编辑于 2016-10-28