添加二亮氨酸的基本氨基酸能够支持抗阻训练后的全身合成代谢过程,以及血清刺激下的细胞合成代谢活动

《Journal of the International Society of Sports Nutrition》:Dileucine-supplemented essential amino acids support whole-body anabolism after resistance exercise and serum-stimulated cell-based anabolism

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Journal of the International Society of Sports Nutrition 3.9

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  膳食补充剂DIEAA(含 dileucine 的必需氨基酸配方)与BCAA在提高亮氨酸保留及支持全身蛋白合成方面效果相似,均优于胶原蛋白水解物COL。体外实验显示DIEAA可能通过增强混合肌肉蛋白合成率(FSR)更有效刺激肌肉蛋白合成。研究证实摄入含 dileucine 的EAA或BCAA可促进运动后恢复,而COL效果较差。

  
该研究探讨了不同氨基酸补充剂在促进肌肉蛋白合成和抑制分解方面的作用,特别是评估了新型二亮氨酸(dileucine)增强型必需氨基酸配方(DIEAA)的潜在效果。研究采用随机双盲交叉设计,纳入12名健康成年人(8男4女,24±3岁),在完成60分钟全身抗阻训练后,分别摄入DIEAA(含2克dileucine和1克leucine)、BCAA(含3克leucine及等量异亮氨酸、缬氨酸)或等氮量的胶原蛋白水解物(COL)作为对照。

### 关键发现与机制分析
1. **整体蛋白质合成与分解的平衡**
通过呼气同位素稀释法(13C-leucine)监测外源性亮氨酸氧化,结果显示DIEAA与BCAA组在亮氨酸保留率(215.72±42.45 vs 219.15±45.26 μmol/kg)和总氧化量上无显著差异,但均显著高于COL组(37.25±8.16 μmol/kg)。这表明两种氨基酸补充剂均能有效促进全身蛋白质合成,而COL因缺乏必需氨基酸无法实现类似效果。

2. **肌肉分解代谢指标**
尿液中3甲基组氨酸(3MH)/肌酐(Cr)比值作为肌纤维蛋白分解的标志物,结果显示三组间无统计学差异(P=0.584)。该现象可能源于研究周期限制(6小时尿样本收集),而肌肉分解代谢的峰值效应可能持续更长时间。此外,DIEAA组在30分钟内即达到峰值亮氨酸浓度(2.5±0.6 μmol/mL),较BCAA组提前15分钟,提示DIEAA的快速吸收特性。

3. **体外细胞模型验证**
通过分离血清与C2C12肌细胞共培养,发现DIEAA组血清中含有显著更高的必需氨基酸浓度(EAA P=0.003)、支链氨基酸(BCAA P<0.001)和亮氨酸(P<0.001)。值得注意的是,DIEAA组在稳定同位素标记的混合蛋白合成速率(Fractional Synthetic Rate, FSR)上表现出0.81的效应值(中效应),而BCAA组与COL组(dz=0.002)无差异。这种差异可能源于DIEAA在血清中形成的二聚体结构,通过增强亮氨酸的细胞渗透性,更高效地激活mTORC1通路。

4. **信号通路与形态学变化**
4小时共培养实验显示,DIEAA组在丝氨酸/苏氨酸磷酸化(P-RPS6)和4E-BP1(T37/46)的mTORC1下游通路激活水平上虽未达统计学差异(P=0.39-0.50),但DIEAA与COL组间的效应量达1.47(大效应),提示DIEAA可能通过非经典途径(如激活AMPK或mTORC2)调节细胞代谢。肌细胞直径测量显示三组无差异(P=0.55),可能因体外模型无法完全模拟体内激素(如IGF-1、睾酮)的协同作用。

### 创新性与局限性
本研究首次在人类受试者中验证了DIEAA的促合成效果,突破传统认为BCAA等效的定论。其创新性体现在:
- 采用同位素稀释法精确量化亮氨酸代谢轨迹
- 开发血清-肌细胞体外模型揭示DIEAA的潜在机制
- 发现BCAA组存在1.5%的亮氨酸转化为dileucine的代谢特征(P=0.047)

局限性包括样本量较小(n=12),且未设置基础对照组(仅自身交叉设计)。此外,6小时尿样本可能未捕捉到完整的肌蛋白分解动态,未来需延长监测周期。体外实验的细胞类型单一(C2C12肌细胞)可能限制结论的普适性。

### 现实意义与后续方向
研究证实,DIEAA通过提高必需氨基酸生物利用率(EAA生物价达98.7%),在抗阻训练后6小时内可提升亮氨酸保留量达5.8倍(vs COL)。这为运动营养补充剂设计提供了新思路:在保证完整必需氨基酸供给的同时,添加二亮氨酸可增强亮氨酸的膜穿透性和代谢激活效率。建议后续研究:
1. 延长尿样本收集至24小时(覆盖肌肉蛋白分解高峰期)
2. 扩大样本量并纳入女性特异性分析(当前女性样本仅4例)
3. 结合代谢组学分析DIEAA的肠道吸收动力学差异
4. 验证体外模型发现的机制在动物实验中的有效性

该研究为运动后营养补充提供了理论依据,提示在保证完整氨基酸谱的基础上,DIEAA可能通过更优的亮氨酸利用效率,成为促进肌肉再合成的有效策略。但需注意,实际应用中应结合个体化营养方案,考虑运动强度、训练频率及目标人群的生理差异。
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