運動與牛磺酸-肌肉

深入探索運動與牛磺酸:牛磺酸如何提升你的運動表現?

牛磺酸(Taurine)是我們日常飲食中常見的一種含硫胺基酸,我們曾在《牛磺酸功效是什麼?牛磺酸對運動表現幫助是?》一文裡概略的介紹牛磺酸是什麼,以及它大概的生理作用,而在新的這篇文章裡,則是要更深入去聊這個胺基酸與運動之間的關係,作為運動補充品補充,我們該如何使用,以及可以預期它能發揮哪些作用。

牛磺酸的來源

人類可以從飲食和自身合成來獲得牛磺酸,肉與海鮮類是日常飲食的主要來源;在人體內,牛磺酸以甲硫胺酸或半胱胺酸為原料生成(下圖),合成作用大多由肝臟與腎臟進行,而在大腦內也會生成。

人體自行生成牛磺酸的過程,就會受到飲食中的蛋白質與以及參與合成的微量營養素,例如維生素 B6、B12 和葉酸,如果缺乏這些營養素,自己合成的牛磺酸效率可能會受到影響。

運動與牛磺酸-牛磺酸的合成

雜食者與素食者的牛磺酸攝取差異

根據研究調查,素食者的平均牛磺酸攝取量是雜食者的一半,單就這點,如果牛磺酸能在運動期間或之後發揮作用的話,那麼素食者會是比較容易牛磺酸不夠用的族群。

老化的肌肉與牛磺酸缺乏

隨著身體老化的發生,科學家發現人體內許多組織裡的牛磺酸含量會逐漸變少,而這當中就包含了骨骼肌;不管是因為老化,還是其他因素造成骨骼肌的牛磺酸含量太少,都會讓骨骼肌在形態與功能上都會出現一些異常,例如肌少症。

運動與牛磺酸-細胞裡的牛磺酸與ROS

在肌肉細胞裡面,有一種稱作鈣蛋白酶(calpains)的蛋白質,受到鈣離子調控,細胞內過多的鈣離子或活性氧類(ROS)都會促使鈣蛋白酶活躍,進而引起諸多細胞功能的異常。

幸好,細胞內有平衡的機制,鈣蛋白酶抑制蛋白(Calpastatin)和牛磺酸都能幫助調節細胞內的鈣離子濃度正常,而牛磺酸還能抑制 ROS 生成,而這也是牛磺酸可能有助於延緩肌少症,或是幫助過度使用的肌肉能維持正常機能的可能原因。

前面提到老化的肌肉細胞裡,牛磺酸濃度會比較低,而長時間激烈運動的肌肉,也可能會因為持續氧化產能,而快速增加細胞內的 ROS 產生,進而增加對牛磺酸的需求,好讓肌肉能夠維持正常運動的能力。

這裡有個重點要補充,粒線體是細胞內進行氧化產能的胞器,隨著能量的產出,也會一併生成一些副產物,而活性氧類(reactive oxygen species,ROS)是一種氧自由基,不過細胞裡面原本就內建能清除自由基的防禦機制,在可清除的範圍內,ROS 的生成並不會帶來什麼問題;一旦超出範圍,就會出事了,ROS 不僅會回過頭來影響粒線體的產能效率,也會抑制細胞合成牛磺酸的能力,發生在肌肉細胞,就可能影響肌肉的運動能力。

另外,合成牛磺酸的半胱胺酸也可以跟麩胺酸和甘胺酸一起合成穀胱甘肽(Glutathione,GSH),GSH 能在細胞內發揮抗氧化的能力,也就是說,當細胞出現 ROS 的時候,半胱胺酸可能得分一部分去做成 GSH,進而減少細胞自身產出牛磺酸的能量。

牛磺酸該如何補充?對運動能發揮什麼樣的好處?

理論上補充牛磺酸能很快的反應到肌肉細胞裡的牛磺酸濃度,幫助調節鈣離子濃度與 ROS,進而可能幫助肌肉恢復運動,那麼實際補充是不是真的有用呢? 我們找到最近幾年發表的回顧文獻,統整關於這個主題的最新研究結果。

一篇於 2021 年發表於《Journal of the International Society of Sports Nutrition》的研究,回顧 2020 年以前,以單一牛磺酸補充進行臨床試驗的研究。

結果發現短期補充牛磺酸似乎有效,劑量是每天 1-3 克,持續 6-15 天(運動前 1-3 小時服用),這麼吃的話,可能改善有氧表現(力竭時間)、無氧表現(肌肉力量與功率)、恢復(延遲性肌肉酸痛),以及減少代謝指標(肌酸激酶、乳酸、無機磷)的數據。

也就是說,短期補充牛磺酸對有氧和無氧運動表現有幫助,並且對肌肉損傷的恢復、代謝壓力與恢復的改善有正面的效益。

總結

牛磺酸是一種在人體中自然存在的胺基酸,原本很常見於能量提神飲料,不過近年來,追求機能性的運動補給也逐漸受到一般運動愛好者的關注。

從飲食到補充品,牛磺酸都被認為可以提高運動表現和加速恢復。研究也顯示,短期補充牛磺酸可以對有氧和無氧運動表現產生正面效果。無論你是專業運動員還是日常運動者,了解牛磺酸的作用和如何正確補充都是非常重要的。隨著更多的研究和實驗,我們期待未來能夠更深入了解牛磺酸在運動和健康領域的潛力。

  1. Baliou, S., Adamaki, M., Ioannou, P., Pappa, A., Panayiotidis, M. I., Spandidos, D. A., … & Zoumpourlis, V. (2021). Protective role of taurine against oxidative stress. Molecular Medicine Reports, 24(2), 1-19.
  2. Chen, Q., Li, Z., Pinho, R. A., Gupta, R. C., Ugbolue, U. C., Thirupathi, A., & Gu, Y. (2021). The dose response of taurine on aerobic and strength exercises: a systematic review. Frontiers in Physiology, 12, 700352.
  3. Thirupathi, A., Pinho, R. A., Baker, J. S., István, B., & Gu, Y. (2020). Taurine reverses oxidative damages and restores the muscle function in overuse of exercised muscle. Frontiers in Physiology, 11, 1189.
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