麩醯胺酸-運動營養

麩醯胺酸可能是你運動訓練與表現的好朋友!

在運動營養補充的市場裡,麩醯胺酸不像乳清蛋白BCAA 那樣的有名,更別說是知道吃了能幹嘛;不過在傳統營養補充品,麩醯胺酸卻是一個很特別、且有固定需求,給重病住院、手術後、化療患者,補充的一種胺基酸。

什麼是麩醯胺酸?

麩醯胺酸,英文是 Glutamine 簡寫為 Gln,是人體內含量最多和多用途的胺基酸,體內所有的游離胺基酸裡,它就佔了 60% 左右。不管你是健康,還是處在疾病的狀態,免疫細胞都會使用大量的麩醯胺酸,其用量與葡萄糖相當,有時候還會更多呢。

只不過人體 DNA 能編碼的 20 個胺基酸裡,有個結構和名稱都跟麩醯胺酸很像的胺基酸 – 麩胺酸,英文是 Glutamate 簡寫為 Glu,因此這兩個胺基酸常常被搞錯,以為是一樣的東西,但用途可是天差地遠,特別是麩醯胺酸的分子裡面,有兩個胺基團,而這賦予它獨特的生理角色。

麩醯胺酸-麩胺酸的結構

人的身體平常會用到很多的麩醯胺酸,因此會在肌肉與血液裡準備大量的庫存備用;雖然人可以自己合成麩醯胺酸,而它也確實被歸為非必需胺基酸,不過當我們感冒、生重病、手術開刀、長期處在疲勞狀態時、運動期間,或是身體面臨壓力的時候,會消耗大量的麩醯胺酸,這個時候,麩醯胺酸會暫時變成必需胺基酸,需要額外補充來符合生理需求。

像麩醯胺酸這種看情況改變必需狀態的胺基酸,就稱為條件必需胺基酸(Conditionally essential amino acid)。另外,麩醯胺酸也是一個蛋白胺基酸(proteinogenic amino acid),講白話就是合成蛋白都要用到的胺基酸,約佔蛋白質組成的 5 ~ 6%,而從這點也可能知道,能提供麩醯胺酸的食物來源很廣泛。(但能不能吃夠是另外一回事)

體內麩醯胺酸的分佈

根據研究調查,體重 70 公斤的成年人,全身上下大概有 70 到 80 公克的麩醯胺酸,然後,人一天能自己合成 40 到 80 公克的麩醯胺酸。

血液中的游離胺基酸裡,麩醯胺酸約佔 20%;而在肝臟與骨骼肌裡面,麩醯胺酸的濃度又更高,來到 40 到 60%;不管是在血液,或是肝與肌肉裡,麩醯胺酸的濃度是其他胺基酸的 10 到 100 倍,也因此麩醯胺酸被認為是身體內存量最大的胺基酸

人體內麩醯胺酸的濃度與可用量要看合成、釋放,以及從器官與組織獲取之間的平衡。肺、肝、腦、骨骼肌和脂肪組織都是擅長合成麩醯胺酸的組織器官;而腸粘膜、淋巴球和腎小管細胞等,都是麩醯胺酸用很多的組織器官,也就是說,人體內有擅長輸出麩醯胺酸的地方,也有專門用它組織器官產出的麩醯胺酸,請看下圖:

體內麩醯胺酸的流動

身體狀況好的時候,肺、肝、肌肉還有脂肪細等都是能釋出麩醯胺酸的器官或組織;一旦身體進入疾病或是高分解代謝狀態時,例如癌症、敗血症、感染、手術、創傷,或是高強度長時間的身體活動等,都會讓身體處在分解代謝的狀態,光靠體內自己產生的麩醯胺酸已經不敷使用。

原因在於,除了原本會取用的器官會對麩醯胺酸有更大的需求,本來會釋出麩醯胺酸的肝臟,則轉變為取用器官,麩醯胺酸因而暫時從非必需胺基酸變為必需胺基酸。本篇的重點會放在麩醯胺酸和運動的關係,因此疾病相關的內容這裡不會多談。

接下來,來聊聊麩醯胺酸在肌肉裡在忙些什麼事情吧!

麩醯胺酸在肌肉

一個人身上有多少麩醯胺酸可以用,可是跟身上的骨骼肌有密切的關係,最主要的原因人體內的麩醯胺酸,將近 80% 在肌肉,濃度是血液的 30 倍以上。

此外,不同的肌肉纖維,麩醯胺酸的量也不一樣,慢肌纖維(Type 1 纖維)的麩醯胺酸濃度是快肌(type 2 纖維)的 3 倍以上;一般來說,訓練良好的耐力選手身上有較多的慢肌纖維,因此麩醯胺酸或許對耐力選手的幫助會比較大一些。

當人處在壓力狀態與運動的時候,糖皮質素(Glucocorticoid)的分泌增加,而它諸多生理作用之一就是讓肌肉裡的麩醯胺酸釋放出來。

飢餓、運動 & 肌肉蛋白質分解

相信你可能聽過「節食減重或是長時間耐力運動期間,肌肉蛋白質會分解」,但它為什麼要分解呢? 好像也說不出個具體的原因理由來,不過,問題的答案可能是身體需要「麩醯胺酸」。

肌肉的蛋白質分解後,不僅釋出能直接使用的麩醯胺酸,也會一併放出來 BCAA、麩胺酸、天門冬胺酸、天門冬醯胺…等胺基酸的碳骨架,也能拿來重新合成麩醯胺酸,接著能到粒線體參與氧化代謝,產出 ATP 給肌肉活動使用。

麩醯胺酸在運動期間的作用

在運動期間,特別是耐力運動類型的運動,足夠的麩醯胺酸能發揮什麼樣的作用呢?大致有以下幾點:

  1. 耐力運動期間,體內的麩醯胺酸濃度可能與過度訓練或免疫功能下降有關
  2. 節省肝醣消耗:在長時間耐力運動期間,當肌肉肝醣快用完的時候,麩醯胺酸也可作為能量來源;額外提供麩醯胺酸的話,可能有助於減少肌肉裡的肝醣消耗。
  3. 增加 TCA 循環(氧化代謝)的產能效率:麩醯胺酸能參與氧化產能的代謝循環,幫助維持氧化產能的效率。
  4. 抑制肌肉分解:運動期間會消耗大量麩醯胺酸,適時補充能避免直接分解肌肉蛋白質,以獲取麩醯胺酸。
  5. 支持消化機能:麩醯胺酸是腸道上皮細胞很重要的能量來源。腸道上皮細胞上有突起的絨毛,能吸收食物消化後的營養素,吸收後先送到肝臟,再分配到全身。另外,腸道細胞也能避免細菌與病毒入侵體內。

這裡要注意的是,不管是利用體內既有,還是額外補充的麩醯胺酸,都不足以完全取代肝醣或大幅提高氧化代謝的效率,但可以作為整體能量規劃的一環。

麩醯胺酸在運動後的作用

前面我們有提到麩醯胺酸是一蛋白胺基酸(proteinogenic amino acid),運動後的恢復期,修復肌肉、增加肌肉生成、合成各種需要的蛋白質…等,都會需要麩醯胺酸參與;因此運動後,有足夠的麩醯胺酸,可能有助於加快恢復與修復的過程。

此外,激烈運動後可能讓人的免疫力下降,有研究讓跑完馬拉松的人,2 小時後補充 5 公克的麩醯胺酸,發現感染的風險有下降的情形。

麩醯胺酸吃太多會有副作用嗎?

就目前的研究,一天吃 40 公克也沒有出現不良的影響。

麩醯胺酸怎麼吃?什麼時候吃

目前市面上的麩醯胺酸大多是粉狀、純粉販售,建議可以泡在果汁、牛奶或豆漿,充分拌勻後使用;根據目的與用途,關於麩醯胺酸的補充有以下幾個時間點建議:

  • 運動前:保護腸道屏障功能、節省肝醣消耗、抑制肌肉分解;劑量是 0.25 公克/公斤
  • 運動後:支持免疫機能、幫助肌肉修復與合成;2 小時內至少 5 公克
  • 睡前:睡覺期間,是生長荷爾蒙分泌旺盛的時期,麩醯胺酸是腸道細胞與免疫細胞的能量來源,因此疲勞的時候、感冒的時候,可以在睡眠補充。可搭配酸櫻桃果汁、GABA 等幫助睡眠的題材一起使用。

雖說我們比較常見純麩醯胺酸的產品,不過市面上也有麩醯胺酸與丙胺酸結合的雙胜肽類型;兩者在應用上可能會有一些不同,腸道細胞能直接利用麩醯胺酸,用不完的部分再送入體內;而雙胜肽的型態,腸細胞吸收之後,會有兩條路線,一條是就這麼直接送入血液循環,讓肝臟處理後,送出麩醯胺酸給全身裡用,另一條是分解雙胜肽,放出兩種胺基酸,這個時候,腸細胞會直接利用掉。

簡單來說,如果想保留比較多麩醯胺酸給腸細胞用,那就吃純的;如果想要保留比較多給免疫細胞或肌肉細胞用的話,就吃雙胜肽的形式。當然,也有直接靜脈注射的方式,用這種方法能確保肌肉與免疫細胞最先取用。

其他的可能性 – 促進熱休克蛋白表現

幾乎所有生物體內都有熱休克蛋白,英文 Heat Shock Protein,它們能維持細胞的蛋白質穩定,並保護細胞在壓力下的機能運作與存活,熱休克蛋白的分類是以其分子量大小做區分,包括 large HSPs、HSP90、HSP70、HSP60、HSP40,以及 small HSPs 等。

有個動物試驗,想知道補充麩醯胺酸和老鼠肌肉損傷恢復之間的關係;研究將老鼠分成兩群,牠們的肌肉都因冷凍而受傷,一群有補充麩醯胺酸,另一群無;結果發現補充麩醯胺酸的老鼠,肌肉恢復的速度較快,同時也觀察到 HSP70 的表現增加。

  1. Cruzat, V., Macedo Rogero, M., Noel Keane, K., Curi, R., & Newsholme, P. (2018). Glutamine: metabolism and immune function, supplementation and clinical translation. Nutrients, 10(11), 1564.
  2. Plotkin, D. L., Roberts, M. D., Haun, C. T., & Schoenfeld, B. J. (2021). Muscle fiber type transitions with exercise training: Shifting perspectives. Sports, 9(9), 127.
  3. Qu, W., Oya, S., Lieberman, B. P., Ploessl, K., Wang, L., Wise, D. R., … & Kung, H. F. (2012). Preparation and characterization of L-[5-11C]-glutamine for metabolic imaging of tumors. Journal of Nuclear Medicine, 53(1), 98-105.
  4. Hu, C., Yang, J., Qi, Z., Wu, H., Wang, B., Zou, F., … & Liu, Q. (2022). Heat shock proteins: Biological functions, pathological roles, and therapeutic opportunities. MedComm, 3(3), e161.
  5. Santos, A. R., Koike, T. E., Santana, A. M., Miranda, N. C., Dell Aquila, R. A., Silva, T. C., … & Miyabara, E. H. (2023). Glutamine supplementation accelerates functional recovery of EDL muscles after injury by modulating the expression of S100 calcium-binding proteins. Histochemistry and Cell Biology, 1-12.

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