組成人體的肌肉和胺基酸之間有什麼關係？運動時肌肉會流失！
當你運動時都會希望自己發揮實力、表現出色吧！但運動會增加肌肉蛋白分解而流失肌肉，導致肌肉量下降。肌肉一旦流失，身體狀態隨之下滑，將無法達到理想的運動表現。
肌肉由蛋白質組成，而蛋白質來自於胺基酸結合而成。因此，了解因為運動而減少的肌肉和胺基酸之間的關係，對於維持運動表現來說是非常重要的。
1．胺基酸能組成肌肉！也與阻力訓練有密切關係
胺基酸與我們的身體有什麼關係呢？你知道人體是由什麼組成的嗎？
如圖1所示，我們身體60％是水、20％為蛋白質，剩餘的20％由脂質、醣類、礦物質等構成。扣除佔身體60%的水後，剩下的一半就是蛋白質，而蛋白質是由20種胺基酸結合而成。換句話說，「人體的一半是由胺基酸組成的」。
對運動很重要的肌肉主要也由蛋白質組成。這20種胺基酸分成身體無法自行合成，也就是必須從飲食攝取的必需胺基酸，以及身體可以自行合成的非必需胺基酸。必需胺基酸當中富含於肌肉的BCAA（支鏈胺基酸），是運動員非常熟悉的胺基酸，占肌肉中必需胺基酸的40%。
提高運動能力不可或缺的是「阻力訓練」。阻力訓練能讓肌肉更加粗壯。如果用顯微鏡仔細觀察肌肉組織，會看到束狀的細長細胞稱為肌纖維。為什麼阻力訓練能讓肌肉變大，主要是因為訓練使每束的肌纖維變得更粗。
圖1
2．肌肉每天都在汰舊換新並排出體外。對於運動員攝取更多的蛋白質是很重要的。
雖然我們感受不到，但事實上身體不斷地製造新的蛋白質，同時分解舊的蛋白質，因此，它們一直不停汰舊換新。如圖2所示，體重60公斤的一般成年人每天約分解180公克的老舊蛋白質，並製造等量的新蛋白質1）。每天攝取身體所需的蛋白質，能維持體內蛋白質代謝平衡。由此可知從飲食攝取的蛋白質是非常重要的。
圖2
從飲食攝取的蛋白質，會被分解為胺基酸被人體吸收，並經由血液分配至全身。利用遍佈全身的胺基酸，每天在人體的各個部位合成蛋白質。雖然我們感受不到，但是身體每天都會流失一定量的蛋白質（胺基酸）。換句話說，為了保持體內蛋白質平衡，必須每天攝取與消耗量相同的份量。同樣的道理，肌肉中的蛋白質每天都會被少量代謝，大約半年會替換掉肌肉一半的蛋白質，也就是說，身體所有肌肉大約在1年後全部會被汰舊換新。
根據美國運動醫學會（ACSM）2)近期的發表和國際奧林匹克委員會3)的建議，運動選手應攝取每日每公斤體重1.2至2.0公克的蛋白質（60公斤體重每日攝取72至120公克）。反觀一般成人的蛋白質攝取量為每日每公斤體重0.95至1.09 公克4)。因此建議運動選手的蛋白質攝取量為一般成人的1.3到1.9倍。
由此可知，運動員為了維持足夠的肌肉，必須每天從飲食中攝取大量的蛋白質。
1) 寺田新。運動營養學，東京大學出版，120-121頁，2017
2) Thomas DT, Med Sci Sports Exerc 2016;48(3):543-68.
3) International Olympic Committee. Nutrition for Athletes.2012.
4) 日本的飲食參考攝取量（2015年版）
3．運動越劇烈、時間越長，肌肉會流失越多嗎？
運動會消耗儲存於肌肉的能量，能量主要來源為醣類和脂質，然而胺基酸（蛋白質）也是能量來源之一。
儘管根據運動員的狀況而有所不同，人體的能量來源當中約有4%至10%為胺基酸5)。若在肌肉中醣類（肝醣）含量較低的狀態下持續運動，身體會利用更多蛋白質和胺基酸作為能量來源（圖3），導致產生更多的產能後的副產物（尿素氮），因此您要特別留意，那些需要保留在身體的蛋白質，是否有被作為能源使用而漸漸被分解。
另外，亦有研究6)7)（圖4）指出，運動強度越高或時間越長，身體會利用越多胺基酸。由此證實運動愈劇烈、持續時間愈長，消耗的胺基酸就會愈多。
圖3
圖4
另外，運動時會消耗肌肉中好幾種胺基酸，當中就有運動員所熟悉的BCAA 8)9)10)11)。在運動過程中，胺基酸會被當作能量來源使用，特別是BCAA。(圖5)
圖5
正如同先前所說，肌肉會不斷製造新的蛋白質，同時代謝掉舊的蛋白質。然而，在運動過程中則是減少蛋白質生成，且增加蛋白質分解12)。因此，運動時會破壞更多的肌肉蛋白質，也就是說當您運動時，肌肉將會逐漸地減少，而導致肌肉狀態下降。
5) Lemon PW, J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1980;48(4):624-9.
6) Haralambie G, Berg A, Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1976; 36: 39-48
7) D J Millward, Proc Nutr Soc.1994;53(1):223-40
8) Gibala MJ, Sports Med 2007; 37: 337-340
9) Van Hall G, The Journal of physiology 1996;494 ( Pt 3):899-905.
10) Rush JW, J Appl Physiol 1995;78(6):2193-200.
11) Shimomura Y, J Nutr 2006;136(1 Suppl):250S-3S.
12) AJ Rose, J Appl Physiol 2009
4．總結
總結以上 (圖6)，
- ・肌肉由胺基酸（＝蛋白質）組成。
- ・身體肌肉蛋白質不斷地汰舊換新！所以，每天攝取足量的蛋白質（胺基酸）非常重要。
- ・若運動愈久，肌肉中有更多的胺基酸被當作能源消耗。
- ・運動時，肌肉蛋白質生成減少，而且被分解量會增加。
- ・最後，運動使得肌肉量逐漸減少，導致肌肉狀態下降。
圖6
您知道運動時肌肉會發生什麼變化嗎？為了達到令您滿意的運動表現，注意並提升您的肌肉的狀態吧！
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〈監修者〉杉田 正明（Sugita Masaaki）
現職：日本體育大學體育學部教授、博士（學術）
身為日本奧林匹克委員會或日本陸上競技聯盟等的科學成員之一，30年以來積極參與支援醫學、科學的活動，為增進日本國際競爭力而努力。在2010年FIFA世界杯、倫敦和里約熱內盧奧運會上，為許多運動選手提供科學性技術的支援，包括競走和馬拉松代表選手。目前將心力全部投注在2021年的東京奧運上。
