〔運動營養品的補充時間、劑量及持續時間〕

撰文：營養師柯提斯（中華民國營養師、美國國家運動醫學院運動營養專家、美國國家運動訓練員協會認證運動營養專家、國際運動營養學會認證運動營養師、IFBB國際健美總會高級營養認證）

文章轉載自營養師柯提斯臉書專頁

      根據研究，運動員會因為想趕快從訓練的疲勞中恢復、治療疾病、幫助健康及補充飲食中的不足等原因，攝取營養補充品，雖然市面上有許多營養補充品，但僅有一些補充品有足夠證據顯示其對運動表現有幫助，本篇文章主要是探討 β-丙胺酸、甜菜根汁(硝酸鹽)、咖啡因、肌酸、碳酸氫鈉、碳水化合物(醣)及蛋白質的補充時機、劑量以及持續時間(要吃多久)，才能夠達到最好的效果。

甜菜根汁：

在討論甜菜根之前，先稍稍介紹一氧化氮在體內作用，一氧化氮是個不穩定的可溶性訊息傳遞分子，可藉由一氧化氮合成酶，使用精氨酸合成一氧化氮，可以有調節骨骼肌收縮、血糖恆定、粒線體呼吸作用及舒張血管等功能，在阻力運動時，血管舒張會增加血流量而提升〝腫脹感〞，除了由精氨酸合成一氧化氮，攝取甜菜根之後，其中所含的硝酸鹽類可被轉化成亞硝酸鹽，再轉化為一氧化碳，這在缺氧狀態特別是運動中特別重要，此外，甜菜根對於持續5~30分鐘的次最大運動有幫助。

富含硝酸鹽的甜菜根汁的最佳劑量、補充時機及持續時間：

從幾篇研究發現，攝取甜菜根汁，有降低靜止時血壓、減少次最大運動氧化消化、延長力竭時間，最佳劑量是運動前2~2.5小時透過甜菜根補充5-9mmol(約70~150cc)，持續1-28天，可能有助於改善運動表現。

咖啡因：

咖啡因(1,3,7-三甲基黃嘌呤)是天然的興奮劑，吸收後會藉由細胞色素P450 1A2 (CYP450 1A2)轉化成茶鹼(約84%)、可可鹼(約12%)及副黃嘌呤(約4%)，這個代謝的第一步驟通常發生在肝臟，但是腦部及腎臟也會代謝，之後再代謝成單及雙甲基黃嘌呤、單及雙甲基尿酸、雙及三甲基尿囊素，以及尿嘧啶衍生物。口服咖啡因可迅速吸收進入血液中，並在30~60分鐘內達到高峰，如果是口香糖形式補充咖啡因，因為是透過口腔黏膜吸收，所以可更快達到高峰，個體間會因為CYP450 1A2基因差異，而有不同的咖啡因清除速度，但在每公斤體重3~6毫克的劑量下，半衰期大概是2.5~10小時。咖啡因作用在中樞神經系統，主要是因為可與腺苷競爭接受器，因而使人清醒，並造成減少痛覺、保持注意力及警覺等，咖啡因還能夠透過增加鈉-鉀幫浦活性、鈣離子由肌質網釋放及抑制磷酸二酯酶，以及增加脂肪氧化/肝醣保留而改善運動表現。

咖啡因的最佳劑量、補充時機及持續時間：

運動前30~60分鐘攝取每公斤體重3~6毫克咖啡因，可以提升運動致力竭時間、增加工作能力及降低耐力運動時費力感，但也有研究發現比較低的降低的劑量(小於等於每公斤體重3毫克)能夠促進運動表現，低劑量咖啡因也有效果主要是能夠作用於中樞神經系統，而改善認知表現，例如：警覺、警戒及精神狀態，但較高劑量(大於每公斤體重6毫克)不會有更好效果，甚至跟副作用有關。長期攝取咖啡因的人，因為會提升體內CYP450 1A2，因此清除咖啡因速度較快，因此降低補充咖啡因的效果，可以在運動賽事之前戒斷咖啡因幾天，來提升攝取咖啡因的增補效果。

碳酸氫鈉

碳酸氫鹽是細胞外緩衝物質，可調節血液酸鹼值，在生理環境中，當有酸進入細胞外液中，碳酸氫鹽可以當作弱鹼，減少酸的氫離子並形成碳酸，所以在運動前攝取碳酸氫鹽可以提升體內碳酸氫鹽含量及緩衝酸的能力，對於持續1~7分鐘的激烈運動有幫助。雖然重複補充碳酸氫鹽在血液數值變化呈現一致性，但重複補充在運動表現效果仍較模糊，建議先在練習時先測試，再考慮用於比賽之中。

碳酸氫鈉的最佳劑量、補充時機及持續時間：

為了在促進運動表現同時減少腸胃道不適，必須了解最佳劑量，雖然補充不同劑量，在血液中達到高峰時間不同，且存在著個體差異，但運動前60~180分鐘補充每公斤體重300~500毫克可促進運動表現，若將要吃的總量分成幾個比較小的劑量，並跟醣以及液體一起攝入，能夠減少腸胃不適產生的機會。

β-丙胺酸

β-丙胺酸是一種非合成蛋白質的胺基酸，可以在魚及肉等食物中找到，是肌肽(carnosine)的前驅物及限速物質，肌肽在骨骼肌肉中含量豐富，每公升濕肌肉含5~8mmol，每公斤乾肌肉含20~30mmol，肌肽可以調節肌肉內酸鹼值，延緩肌肉酸鹼值降低，並有肌質網鈣離子調節及抗氧化等功能，補充β-丙胺酸對於持續60~240秒的激烈運動有增補效果。

β-丙胺酸的最佳劑量及持續時間：

可以在比賽前4~10周，每天補充3~6克β-丙胺酸，一些人攝取β-丙胺酸之後，會有皮膚感覺異常( paresthesia)，可改攝取緩慢釋放的膠囊，或是將補充劑量分為多次使用(3~4小時一次)

β-丙胺酸的補充時機：

有研究發現在用餐時補充β-丙胺酸，比餐間補充更能提升肌肉內肌肽含量，推估原因可能胰島素能夠刺激β-丙胺酸被肌肉攝入，並透過骨骼肌鈉-鉀幫浦提升肌肽負載，所以建議可以在用餐時一起補充β-丙胺酸。

肌酸

主要存在於骨骼肌之中(95%)，但在心臟、腦部及其他組織也可以找到，肌酸在磷酸能量系統中扮演重要角色，可幫忙能量-三磷酸腺苷(ATP)的形成，人體可利用精胺酸、甘胺酸及甲硫胺酸，每天合成1~2克肌酸，也可透過牛肉、豬肉及某些魚肉吃到少量肌酸。

補充肌酸的功用：

除了前面其提到，肌酸可以幫助ATP生成外，肌酸亦可作為基因轉錄輔因子，增加許多肌肉生成調節因子，例如：肌肉生成分化抗原、肌細胞生成素及肌肉調節因子-4，因而參與肌母細胞分化成肌核及成熟肌纖維，除此之外，肌酸也可以幫助肌肉肝醣儲存，而對耐力表現有些微幫助，另外，素食者每天補充5克肌酸，可改善流體智力，及改善長者記憶力。

肌酸的補充劑量及時機：

肌酸的補充，可先進行負載期，每天攝取20~25克共5~7天，接著進入維持期，每天補充3~5克，或每天3~5克，約30天後體內達到高峰。在負載期，會因為水分滯留的關係，而增加體重約2%，這在對於一些慢跑或是能量消耗跟體重比較有相關性的運動，可能會有不利影響；阻力運動後補充5克肌酸，似乎相對於運動前攝取有更好的改善體組成功能(增加肌肉及減少體脂肪)，可能是因為運動增加血液進入肌肉，因此有更多肌酸進入及累積於肌肉之中，但也有研究發現阻力運動前或後補充，改善體組成效果差不多，所以需要更多研究探討補充時機；肌酸跟醣，或是醣跟蛋白質一起攝取，可透過胰島素的同化效應，促進肌肉中肌酸儲存。

碳水化合物(醣)

運動中，肌肉肝醣及血中葡萄糖是重要的能量，隨著運動強度增加，醣類變為主要能量來源，但在時間較長的運動中，脂肪使用增加而醣類減少，但因為醣類儲存有限，所以醣類補充在長時間運動中是重要的。

醣類補充劑量及時機：

因應運動強度不同，每天醣類需求量介於每公斤體重3~12克之間，並特別建議運動前、中及後的補充醣類，以維持運動強度及表現。

運動前：運動前3~4小時補充200~300克醣。對於某些人而言，運動前攝取葡萄糖會導致反應性或反彈性低血糖，為了避免這情況發生，可在運動前15分鐘攝取醣類，比起45分鐘或75分鐘前攝取，能夠降低低血糖的發生。

運動中：運動中醣類的補充量，會因為持續時間長短而不同：

-小於60分鐘：不需要特別補充醣類，另外，因為口腔的受器感受到醣類，可以活化腦部與獎勵有關的區域，所以似乎可促進運動表現，有些證據顯示，以醣水漱口跟攝入有一樣好的改善運動表現效果。

-大於60分鐘：運動中的醣類飲料，最好濃度是5-8%，並補充每小時60的醣，因為葡萄糖的吸收速率大概是每分鐘1~1.1克，太大量的葡萄糖可能會因為吸收不及而造成腸胃問題，有研究認為，在超過2小時的運動中，攝入每小時90克醣可能會有些益處，此時可以補充綜合葡萄糖及果糖的醣類來源，透過不同轉運子幫助吸收，提升醣類吸收率至每分鐘1.5~1.8克。

運動後：運動後補充醣類可幫助肝醣回補，運動後24小時，需要補充每天每公斤體重8~10克醣，運動後立即補充每小時每公斤體重1.2克醣，有最佳的肝醣合成效果，此外，為了幫助肌肉修復，建議同時攝取蛋白質，但要同時吃下足量醣類跟蛋白質可能有點難，所以可補充每小時每公斤體重0.8克醣及0.4克蛋白質，但這種積極補充方式，對於需要高強度訓練及競賽的運動員較為重要，一般參與運動人士，尤其在下一次訓練有超過24小時恢復時間，可以降低攝取量。

蛋白質

力量訓練可能影響肌肉蛋白質轉換率達72小時以上，蛋白質補充的時機及蛋白質來源會影響蛋白質合成以及肌肉肥大，運動員會比一般人需要更多蛋白質，建議每日攝取每公斤體重1.2~2克。蛋白質的消化吸收，以及胺基酸組成會影響肌肉蛋白質合成，胺基酸中的白胺酸是活化肌肉蛋白質合成的最重要胺基酸，但在白胺酸攝取已經足量下，額下補充白胺酸，不會有更好的效果。

蛋白質補充時機：

一般認為阻力運動後補充蛋白質會有較好的肌肉蛋白質合成率，但有一些研究認為總量比時機更重要，阻力訓練後的16~48小時間被認為是機會之窗，有較高的肌肉蛋白質合成，此外，睡前補充蛋白質，也是增加睡眠期間肌肉蛋白質合成的機會。

蛋白質劑量：

一餐攝取20克左右蛋白質，似乎有最好的肌肉蛋白合成率，更高劑量，例如到40克，不會明顯提升效果，並且會增加胺基酸氧化及尿素排出，此外，在蛋白質足夠之下，補充醣類不會有更好合成效果，長者因為有合成阻抗現象，所以需要更多蛋白質，例如運動後補充30~40克蛋白質，或是，建議年輕人每次攝取0.25~0.34克蛋白質，長者則是每次0.4克。

總結：

各項補充劑的建議劑量、時間及持續時間

參考文獻

Naderi A, de Oliveira EP, Ziegenfuss TN, Willems MT. Timing, Optimal Dose and Intake Duration of Dietary Supplements with Evidence-Based Use in Sports Nutrition. J Exerc Nutrition Biochem. 2016 Dec 31;20(4):1-12. doi: 10.20463/jenb.2016.0031. PMID: 28150472; PMCID: PMC5545206.

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