肌酸和肌酸的补充（综述）

　　摘要：肌酸是一种被运动员广泛使用的肌力增强剂。研究认为，补充肌酸可增加肌肉重量，增强肌肉力量，缩短运动后肌肉恢复时间。大量研究表明，肌酸可能对大强度、短时间、间歇性运动有改善作用，对耐力性运动作用不明显。有人观察到补充肌酸可引起抽筋、脱水、腹泻、眩晕等副作用。目前可供使用的肌酸类型很多，应在医生的监督下合理选用。
　

Creatine and Creatine Supplementation－A Review

Abstract:Creatine is one of ergogenic substances widely used by athletes for enhancing muscle power. Creatine supplementation is claimed to increase muscle mass and strength and to reduce recovery time. Most of studies showed that creatine may be helpful for the high-intensity, short-duration, intermittent exercises, but not useful for endurance events. A few reports have linked creatine supplementation with cramping, dehydration, diarrhea and dizziness. Nowadays，there are many types of creatine products available and creatine supplement should be carried out under the supervision of medical doctors.
Key words:creatine；creatine supplementation；adverse effect；

　　肌酸是一种目前尚未纳入兴奋剂的营养物质，自从其进入竞技体育界后，很快风靡各国。我国运动员从1995起开始使用，到目前使用者越来越多，应用范围越来越广。数年前国内有学者曾就肌酸补充进行综述[1，2]。近年来，对肌酸的作用特点及其机理有了进一步的研究结果，同时，在安全合理补充肌酸和肌酸制剂类型的研究上，有了新的观点和发展。本文将就这些方面进行综述。

1．肌酸及其代谢

　　人们可通过食物和体内合成两条渠道获得肌酸，前者称为外源性肌酸，后者称为内源性肌酸：

（1）外源性肌酸：
　　外源性肌酸包括食物中的肌酸和肌酸制剂。食物中的肌酸主要来自肉食品，包括畜肉、禽肉和鱼肉等[3]。通过食物，一般可摄入肌酸１～２g/d，但素食者会低于这个值 [4]。食物中肌酸在小肠吸收，经血液进入肌肉组织。血液肌酸的浓度和峰值时间与肌酸摄取量呈线性关系。食物中的肌酸能够一定程度补充体内的肌酸池，但如果食物中肌酸较少，则不能满足机体的需要。

（2）内源性肌酸：
　　内源性肌酸是指体内合成的肌酸，以精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸为原料，在肝脏、胰腺、肾脏合成。体内储存的氨基酸如甘氨酸、精氨酸及蛋氨酸就能合成肌酸。肾脏中的精氨酸和甘氨酸在左旋精氨酸－甘氨酸转脒基酶（L-AGAT）的催化下，合成胍乙酸，胍乙酸在肝脏经S-腺苷蛋氨酸－胍乙酸N-甲基转移酶（MT）的催化，甲基化形成肌酸，反应过程如下：

L-AGAT
精氨酸＋甘氨酸--------------->鸟氨酸＋胍乙酸

MT
S-腺苷蛋氨酸＋胍乙酸 --------------->肌酸＋S-腺苷同型半胱氨酸

　　精氨酸和甘氨酸是肌酸合成的限速前体，而左旋精氨酸－甘氨酸转脒基酶是肌酸合成的限速酶。

　　肌酸合成的过程受到诸多因素的调节：①多种激素参与肌酸合成的调节，如生长激素、胰岛素、甲状腺素等。②产物的反馈调节，如肌酸通过自身负反馈抑制作用，调节合成量。③合成酶的调节，主要是对限速酶L-AGAT的调节。如生长激素和甲状腺素是鼠L-AGAT酶蛋白水平维持的必要因素[5]。

　　机体的肌肉组织细胞自身不能合成肌酸，必须通过特殊的钠依赖的质膜肌酸转运蛋白（Creatine transporter）摄取血液中的肌酸。因此经血流运输到骨骼肌的肌酸，才能被肌细胞摄取和储存。肌酸转运蛋白的基因CreaT1和CreaT2已经被证实，并且其染色体定位和DNA测序业已完成[6]。

　　平均而言，肌酸在机体的最大储备量为0.3g肌酸/kg体重，但机体总肌酸的95％存在于肌肉组织[7]。骨骼肌（随意肌）的平均肌酸容量为125mmol/kg/dm（干重），范围为60～160mmol/kg/dm。人体肌肉的肌酸储备上限似乎在150～160mmol/kg/dm之间。补充肌酸后，原始高肌酸储备的运动员，其肌酸储备量改变并不明显，而原始低肌酸储备者，如素食者，其肌酸储备量却有显著的提高。肌酸在肾脏、精子、脑组织中也有储备[8]。人体再生肌酸的速度约为２g／d[9]。

　　肌酸在肌肉中的主要作用是以磷酸肌酸的形式储存和提供能量。肌肉中的肌酸和磷酸肌酸按下列反应式保持动态平衡，并伴随能量的转移，催化酶为肌酸激酶（creatine kinase，CK）：

　　　CK
磷酸肌酸 + ADP<-------------> 肌酸 + ATP

　　肌肉中大约60%的肌酸以磷酸肌酸（PCr）的形式存在，是能量供应的重要物质。肌酸最终代谢产物为肌酐，从尿液排出体外。通过测定尿肌酐，可了解机体肌酸的储备情况。一个70kg的男性，体内每天约有2g克肌酸转化为肌酐[10，11]。

2. 肌酸补充的实验研究

　　自从1981年Rapola等通过一项研究（患者接受肌酸治疗一年，每天1.5g），首次提示补充肌酸能够增强肌力和提高运动员成绩[12]后，学者们从各方面对肌酸的作用进行了研究和验证，研究对象涉及到男女运动员和未经训练的普通人，实验控制条件包括实验室和现场研究，补充方案和剂量也各有不同。但由于实验设计的严谨程度不同，加上样本量不足（绝大部分为6至36人），致使研究结果不尽相同。大部分研究证明，补充肌酸能够增加肌肉力量，提高运动成绩。但也有一些实验表明，不管运动方式和实验对象如何，补充肌酸并不能提高运动成绩[13－41]。

2．1 运动实验的类型
　　为认识和研究肌酸的作用特点，人们采取了多种肌肉收缩或运动形式的实验，来观察补充肌酸的效果。实验所涉及的运动类型有：等张收缩及耐力实验，等动转力矩实验，等长收缩实验，自行车和皮艇测力实验，高强度长时间实验，低强度耐力实验等。之所以采用这些运动实验类型，是因为这些运动在实际中应用较广泛，而且研究结果能够方便测定和量化，但这些运动实验并未包括体育运动中的所有运动项目和体力类型。

2.1.1 肌肉等张收缩实验
　　在8项等张运动实验中，补充肌酸对力量及耐力影响的结果用一定负荷下肌肉的收缩力来表示[13-16,42-45]。实验内容包括俯卧撑及其他抗阻力运动，实验对象为大学生运动员。其中5项研究显示补充肌酸和运动成绩的提高有关[13,42-45]，而其余3项则显示没有关系[14-16]。

2.1.2 肌肉等动转力矩实验
　　在5项采用等动转力矩的实验中，实验结果也不相同[14,17,18,44,46]。其中有3项实验显示，与安慰剂组相比，补充肌酸能使等动转力矩增加。1项研究（试验对象为20名女运动员）观察到，尽管在补充的前4天（20g/d），等动转力矩无明显变化，但在10周的维持期中（5g/d）有显著性提高[18]。有1项研究（试验对象同样为女运动员）没有观察到肌酸补充后运动员的等动转力矩增加[14]。

2.1.3 肌肉等长收缩实验
　　有4项关于肌酸补充对等长收缩力影响的研究[17,19,47,48]。这四项等长运动实验测量了握力、踝牵张力、随意收缩力和股四头肌静力。其中3项研究显示肌力有改善[19,47,48]。由于这些研究中，样本量最多的仅有10名运动员，同时运动训练无法做到仅单纯涉及等长收缩，因此结果较难解释[48]。

2.1.4 臂力、自行车、皮划艇测力实验
　　臂力、自行车、皮划艇测力法也可用于检测肌酸补充对运动成绩的影响，研究中以功率自行车测力试验的数量最多[15,20-30,43,49-56]。在这些研究中，以运动员为对象的有7项[15,22,24,26,30,43,55]，剩余实验的研究对象为健康普通成人。在22项有关补充肌酸对肌力作用的研究中，13项研究结果显示补充后有显著性改善[15,20-22,43,49-56]，有8项研究结果表明无作用[20,23-29]，1项结果出现矛盾（交叉性实验有作用，而非交叉实验没有作用）。
　　有关肌酸补充对运动成绩影响的研究不仅仅局限于实验室控制条件下的环境，还包括现场实验。但在6项高强度短时间运动方式（如短跑、短距离游泳）的现场实验中，只有1项显示运动员的肌力有增强[13,16,24,31,32,57]。

2.1.5 长时间高强度？实验
　　跑台或功率车力竭实验可检验肌酸对长时间高强度运动的影响。在8项研究中[19,21,33,34,54,58-60]，有4项实验的研究对象在使用肌酸后，运动成绩有提高[54,58-60]。而在现场实验中，6项研究中仅有1项中有阳性结果[22,24,31,35,36,61]。

2.1.6 耐力试验
　　在11项检测肌酸对耐力项目影响（长距离跑步和骑车等有氧运动）研究中，以实验室为基础的6项实验结果均未发现有显著性作用[23,26,37-40]，而在5项现场实验中[35,37,41,57,61]，只有2项实验显示补充组和安慰剂组间有显著性差异[57,61]。这些实验结果表明，肌酸不大可能提高运动员的耐力项目成绩。

2．2其他领域的研究
　　曾有资料显示，肌营养不良和肌萎缩侧索硬化的患者在使用肌酸治疗后，导致了肌肉萎缩。Tarnopolsky研究了肌酸补充对８１名不同肌肉疾病的患者的作用，他每天给患者服用１０克肌酸，共五天。接下来的一周，每天给与５克，最后的结果表明：按此方法补充肌酸，患者能够增加大约１０％的肌肉力量[62]。但在将此项治疗推广之前，应进行大规模的临床研究，以确定治疗的安全性及有效性。
　　总之，补充肌酸确实能提高肌肉组织中肌酸的水平，而肌肉的高肌酸水平与短时间高强度运动成绩的提高有关，因为这类运动的主要能量来源是ATP-磷酸肌酸系统。肌酸补充实验的一个特点是研究结果不稳定，重现性差，特别是在现场实验条件下。对此，一些研究认为，这与受试者基础肌酸水平有关，只有那些基础肌酸水平低于正常的实验对象补充肌酸后才有明显效果。另外，可能也与“安慰剂效应”有关。众所周知，在运动员中这种现象很容易被诱导。因此有必要进行更为细致严密（如设立对照、安慰剂、交叉等）、样本量更大、实验周期更长的研究，以解释上述原因。

3．肌酸补充的副作用

　　有报道补充肌酸可引起抽筋、脱水、腹泻、眩晕、热相关疾病、血容量减少、电解质紊乱等副作用，一些运动员大量饮水希望能避免此负反应[64]。专家建议，补充肌酸前应向医生进行咨询。肌酸为小分子，有渗透活性，从细胞外或循环中进入细胞时，同时带入水分，因此细胞内高肌酸水平会使体液重新分配[45]。但是，实验结果表明，短期内机体对肌酸有耐受性。

3．1 对体重的影响
　　尽管许多实验报道，肌酸补充后有体重增加，但并未发现不良反应[13,15,20,29,37,39,42,43,45,47,49,50,53,56,63]。有人曾假设收缩蛋白质合成率增高是肌酸补充后体重增加的原因，但现在多数研究认为水的留滞才是原因。Hultman和同僚报道，补充肌酸后，受试者早期尿量明显减少[65]。补充后几天，骨骼肌体积、总体液量、细胞内液体积均有增加。补充5～14天肌酸，体重增加范围为0.7～2.0kg[66]。增加的体重可能会影响运动员在耐力、举重、摔跤等运动项目中的成绩。

3．2 对肾功能的影响
　　肌酸在肾脏代谢后以肌酐的形式排出体外。补充肌酸可增加24小时血肌酸、肌酐及尿酸盐的浓度[67]。迄今为止，实验中并未发现肌酸补充对肾脏有不良影响，这也提示正常功能的肾脏能抵抗补充肌酸引起的肌酐负荷的增加。但近期的临床研究提示，并非所有患者都能够充分处理过量的肌酐[68,69]。
　　一位患者因患激素抵抗型的局灶节段性肾小球硬化，接受环孢霉素治疗，同时补充肌酸，补充剂量为5g/d，每日3次，维持期为2g／d。结果出现肾功能不全[68]。治疗期间环孢霉素水平稳定，未有肾毒药物使用。肌酸停止使用后1月，肾功能恢复正常。
一案例显示，某人连续使用肌酸4月之后（5g/次，4次/日），出现间质性肾炎[69]。停止肌酸补充后，恢复正常。
　　文献中报道的补充肌酸的不良反应都不是特别严重，而且，也缺乏对副作用评价的正式标准。由于补充肌酸的受试对象都是年轻健康的志愿者，所以肌酸对各种人群的副作用还不清楚。补充肌酸和肾脏功能损伤的关系也需要进一步澄清。但是目前，肾功能有损的患者应避免使用肌酸。补充肌酸如果出现恶心、呕吐、双侧腹痛等症状，应立即停止补充，并对症治疗。
　　总之，目前还没有毒理学研究资料确定肌酸使用的安全范围，也没有专家提出推荐量（为提高运动成绩补充肌酸），运动员往往根据生产厂家或推销商提出的剂量进行服用。大多数厂家推荐的补充肌酸方案是：首先进行负荷期补充，每天20～30g，连续5～7天，然后进入维持期，每天2g。还没有数据证明厂家推荐的肌酸用量具有长期使用的安全性，而且肌酸产品中的杂质，也会带来的污染及其副作用[3]。长期大剂量服用肌酸，是否对机体自身肌酸合成或代谢系统产生影响，还未见有人进行这方面的研究工作。

4．影响肌酸作用的物质

4．1 酒精
　　一次性摄入酒精，可抑制肌肉蛋白质的合成，此效应特别表现在快肌纤维中，长期大量摄入酒精，结果更明显[70。71]。肌肉细胞的收缩蛋白合成受到抑制，可使运动能力减低。Zhu等发现，大白鼠摄入浓度为18%（v/v）乙醇溶液10周后，会降低肌酸激酶的释放？[72]。肌酸激酶释放降低可使肌肉中磷酸肌酸储备下降，为肌肉提供的ATP就会减少，肌肉在运动中容易疲乏。这表明，当肌酸和酒精同时使用时，不利于肌肉的恢复，而酒精能减弱或抵消补充肌酸的作用。因此，补充肌酸的时候应避免饮酒。

4．2 咖啡因
　　Vanakoski等研究了同时补充肌酸和咖啡因对无氧和有氧训练的药代动力学和运动成绩的影响，观察到最大强度运动和其后的恢复以及有氧训练成绩不受肌酸补充的影响[26]。Hespel等的研究（肌酸和咖啡因补充对健康男性志愿者肌肉转力矩产生和恢复的影响）显示：同安慰剂组相比，肌酸组的恢复时间缩短了5％，咖啡因组延长了10％，而肌酸＋咖啡因组肌肉无明显差异。结果表明，补充肌酸的同时喝咖啡，不利于肌酸的作用[73]。

5．肌酸补品的类型

　　肌酸是一种肌力增加剂，如果结合力量训练合理计划使用，肌酸就能有效发挥作用。尽管肌酸是食物中的天然成分，但不可能通过增加食物量使肌肉中肌酸储备饱和，如果这样的话，就需要每日食入10kg肉。使用少量的纯化肌酸制剂即可达到这一目标。单水合肌酸（肌酸的单水化物）被证实一种安全有效的制剂，是应用最广的化合物形式。商业化的肌酸制剂类型有很多种:

5．1 肌酸粉
　　肌酸粉是一种理想的补充肌酸的方式，与水或其他饮料混合使用简易方便。它不含糖，使某些需要低碳水化合物膳食的运动人群不会受到限制。

5．2 肌酸口服液
　　和肌酸粉相比, 肌酸口服液使用方便，吸收迅速, 服用后几分钟即进入肌肉内。服用时间为运动前几分钟服用，并且在训练中可以使用。有2年的保鲜期。没有肌肉水潴留、胀大、疼痛等副作用。服用者不用改变正常的饮水习惯。有各种的口味的肌酸口服液可供选择。

5．3 肌酸胶囊
　　很多人不愿采用将肌酸融入水的服用方式，而选择服用肌酸胶囊补充肌酸，特别在肌酸大剂量服用的负荷期，许多人每日服用肌酸达１５～２０g而感觉不便。而使用肌酸胶囊可以简化肌酸溶解过程进而节省时间。胶囊最好在维持期服用。

5．4 肌酸与碳水化合物配伍使用
　　市面有肌酸与碳水化合物配伍的补充品。研究已表明，高糖饮料和单水合肌酸同时食入能增加进入肌细胞的肌酸量。因为糖能促进胰岛素释放，而胰岛素可增加肌酸进入肌细胞的量。许多肌酸补品还含有α硫辛酸、谷氨酰胺、精氨酸、铬等物质，有助于增强肌肉摄取肌酸的远期效应。

5．5 肌酸与碳水化合物和蛋白质配伍使用
　　研究表明，在肌酸中添加等量的碳水化合物和蛋白质所产生的补充效果是在肌酸中添加等量碳水化合物的两倍。这种混合性肌酸饮品特别适用于不能接受过多碳水化合物的低糖饮食的人群。

5．6 速溶肌酸
　　一种新型并且有最佳吸收效果的肌酸补充物。速溶肌酸无需过多搅拌能够完全融于水。有些个体对可融性肌酸粉不能正常吸收，采用速溶肌酸效果明显。由于非常高的吸收率，速溶肌酸只需较小量的肌酸，就可达到与普通肌酸相同的补充效果。

5．7 其他类型的肌酸产品
　　市场上目前还可见到肌酸糖块、肌酸血清和肌酸口胶糖，但它们效果没有达到上述的制剂类型。

6．结论

　　近年来肌酸的研究已经扩展到不同的方面，并且在层次上有较深入的探讨：

6．1 研究发现，肌酸在合成过程中，受到多种因素的调节，包括：①多种激素参与肌酸合成的调节；②产物的反馈调节；③对合成酶的调节。左旋精氨酸-甘氨酸转脒基酶是肌酸合成的限速酶。

6．2 补充肌酸可提高大强度、短时间、间歇性运动的成绩，但对长时间耐力性项目可能作用不大。由于补充肌酸实验结果的矛盾性较大，还需要进行长周期、大样本量的实验进一步验证。如果体内肌酸缺乏，补充后改善肌力的效果十分明显。

6．3 目前还没有根据毒理学研究资料推荐的肌酸使用剂量。大多数人按照负荷期（每天20～30g，持续5～7天）＋维持期（每天2g，可持续较长时间）的方法使用。肾功能受损的患者应避免使用肌酸。

6．4 酒精和咖啡因可影响肌酸的作用，补充肌酸时应避免饮酒和喝咖啡。

6．5 市售的肌酸类型很多，可根据具体情况酌情合理选用。

7. 参考文献

1. 杨则宜.肌酸的补充与运动能力.体育科学，2000，20（1）：76－78.
2. 刘大川,贾炳善,李秀英.补充肌酸对运动能力的影响.中国运动医学杂志,1998,17(2):146-149.
3. Sahelian R, Tutle D. Creatine: Nature's Muscle Builder. Garden City, NY: Avery Publishing Group, 1997.
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