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补剂商也不知道的蛋白粉作用（一）
前言
有一个话题，是讨论“如果不健身只打篮球喝了蛋白粉会怎样”。
在这个话题中，有一种观点：“如果不运动，喝蛋白粉也没用”。
这种观点认为，蛋白质只是提供肌肉生长的原料，它本身并不刺激肌肉生长，只有锻炼才刺激肌肉生长。
我相信持有这种观点的人不在少数。
显然，这种说法是错的。
其实，蛋白质不但是营养、是原材料，也是肌肉合成的生物信号。它跟训练一样，能刺激肌肉合成。
也就是说，只吃蛋白质不训练，一样也会导致增肌（只是幅度大小有不同）
吃高蛋白不运动也增肌
《肥胖》期刊上有一份研究，针对30名健康、不吸烟的肥胖男性和女性进行。
该研究把它们随机分为低蛋白组（蛋白质占总热量的15%）和高蛋白组（占35%），总热量摄入相同。
研究分为两个阶段：
维持阶段，29天（基本没有热量缺口）
减重阶段，28天（有热量缺口）。
结果在维持阶段的一个月，两组总热量相等，虽然没有运动，但高蛋白组增加了接近1KG瘦体重，而低蛋白组基本无变化。
也就是说，吃高蛋白饮食，不运动，增肌了。
为什么吃高蛋白不运动也增肌？
因为，对于人体来说，蛋白质不只是构成身体的原材料，同时也是合成肌肉的刺激信号。
打个比方来说，如果我们把人体比喻成一个工厂，蛋白质一方面就是原材料；但要生产，除了需要原料和工具，还需要“生产指令”。如果工厂放假，没有生产指令，就算有原材料摆在那，生产也不会进行。
饮食摄入的蛋白质，除了“提供原料”，也起到了“下达生产指令”（释放增肌信号）的作用。
从这个角度说，训练和营养具有一定相似性。
这就是为什么，不运动单纯只是吃高蛋白饮食，也会有所增肌。
当然，单纯营养的增肌信号作用，可能没有训练/运动那么强，但它必然是存在的。
凡事讲证据。
1.Douglas等人进行的研究发现[9]，不运动，单纯补充氨基酸，能刺激青年和老年人肌肉蛋白质的合成。
他们对13名健成人进行了测试，在他们摄入一些必要氨基酸后，测试了他们的血液游离氨基酸水平和肌肉合成率。
在摄入必要氨基酸的约3个多小时内，我们能看到血液中的苯丙氨酸浓度有明显上升。
与之相随的是肌纤维合成率上升。白柱是老年人，黑柱是年轻人。
原文说：
aminoacidsupplementationacutelystimulatedmuscleproteinsynthesisinbothyoungandelderlyindividuals.
补充氨基酸能刺激青年和老年人肌肉蛋白质的合成。
2.Daniel等人的研究也支持上述结论。
该研究测定了44名健康的青年和老年人在摄入不同数量必需氨基酸(EAA)后的肌原纤维和肌浆蛋白合成率。
结果显示，不运动，摄入氨基酸就可以提升肌原纤维和肌浆蛋白的合成率。
3.Bart等人对48名老年人的研究还是类似的结论。
（1）摄入乳清蛋白、酪蛋白，都会提升老年人的肌肉内蛋白合成，摄入乳清蛋白（喝蛋白粉）造成的肌蛋白合成效果大于另外两者；
（2）血液中必要氨基酸浓度、亮氨酸浓度与肌蛋白合成率之间，具有中到高的正相关性；
4.类似的证据还有很多：
（1）Volpi等人对15名健康成人（7名年轻人和8名老人）研究表明[10]，不运动，口服混合氨基酸刺激老年人和年轻人的肌肉蛋白质合成。
（2）Smith等人对7名年轻男子灌输缬氨酸、亮氨酸后发现，他们的肌纤维合成率提高[11]；
（3）Volpi等人对14名健康老人的研究发现，补充必要/非必要氨基酸都能刺激他们的肌肉蛋白质合成[12]；
（4）Garlick等人对鼠类的研究发现，氨基酸，尤其是支链氨基酸，增加了肌肉蛋白质合成对胰岛素的敏感性[13]；
（5）Koopman等人发现，摄入水解酪蛋白会加速消化和吸收，提高血浆氨基酸的利用率，并提高餐后肌肉蛋白质的合成速率[14];
基于大量研究的一致结论我们相信：蛋白质不仅仅有原料作用，也有合成代谢信号作用；光是多吃蛋白质不运动，也能有一定程度的增肌或者减脂。
打破砂锅问到底：
为什么摄入蛋白质刺激肌蛋白合成？
为了解释为什么，我们得复习下以前的知识，我之前有一篇文章讲生长激素的原理：
生长激素与肌纤维数
这篇文章中提到了IGF-1作用于受体，然后激活“PI3K/AKT信号通路”（也就是图中的红圈）
PI3K/AKT信号通路对于增肌来说极为重要[15，16，17，18]，有些研究者认为它对于增肌是必不可少的[19]。
PI3K/AKT信号通路的下游，是mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白），再下游是eIF4E（真核细胞起始因子4E）和S6激酶[20，21，22]，它们都在在DNA表达中起重要作用[22，23，24]。
“DNA表达”跟蛋白粉有什么关系？
别急，当然有密切关系。
我们在前面展示了许多证据，证明增加蛋白质摄入，可以增肌。
具体怎么增肌的呢？蛋白质是用DNA作为开头，合成出来的。
最重要的有两步。
步骤1（转录）：DNA先复制出自身的单螺旋解构临时复制品：mRNA；
步骤2（翻译）：mRNA以它自身为模板，合成蛋白质。
如果我们再说细一点，在步骤2，mRNA是如何合成蛋白质的呢？
我们的身体会运来各类氨基酸，这些氨基酸能识别mRNA上的碱基序列，从而精确的“对号入座”，这样也就初步的合成了蛋白质。
当然，上图是个示意，其实蛋白质的结构比这个复杂多了，而且新生的蛋白质（肽链）还需要经过折叠、化学修饰，运载到细胞相应部位等，才能发挥作用。
看完了上面的，我们就明白了：增肌，或者说蛋白质合成，是以DNA的转录开始的（上文所说的“步骤1”）。
而转录，需要“引子”（起始因子）。
反应快的同学已经想到了，我要说的就是eIF4E:真核细胞起始因子4E[32，33]。
蛋白粉中的某些重要氨基酸，能激活mTOR，然后顺着这条信号通路，最终激活最下游因子：eIF4E（真核细胞起始因子4E）。
激活了eIF4E，DNA转录水平就会提升，这是蛋白质合成的关键[34，35]。
此外，S6激酶也是重要的DNA转录起始因子[28]。
跟真核细胞起始因子4E一样，S6也能被蛋白粉（亮氨酸）所激活[30]；Liu等人证实，氨基酸不仅是蛋白质合成的原料，也是促进骨骼肌mRNA翻译和蛋白质合成的信号，因为供应BCAA能激活eIF4E-BP1和S6激酶[31]；
再深些：氨基酸如何激活eIF4E和S6？
答案是：通过将它们“磷酸化”。
磷酸化是一个生物名词，是自然界一种非常普遍的、对蛋白质进行化学修饰的过程。
生物在磷酸激酶的作用下，将磷酸基团加在蛋白质或蛋白类中间产物上，从而将蛋白质磷酸化（或者去磷酸化）。经化学修饰后的蛋白质，功能/生物活性会显著不同。
因为eIF4E和S6都是蛋白质，磷酸化后，其生物活性显著提高。
又由于他们是DNA的转录起始因子，所以磷酸化eIF4E和S6之后，它们就被“激活”了，就上调了DNA的转录水平，最终实现了增肌。
当然，上述只论口述，我们还是得看证据。
Liu等人在《临床内分泌与代谢杂志》上发表的了一项以10名健康年轻人为对象的研究，对他们注射氨基酸，观察他们肌细胞内的变化。
如下图，灰柱“AA”是注射后，白色是注射前。纵轴是磷酸化水平。
其中，4E-BP1是eIF4E（真核生物起始因子4E）的结合蛋白，结合状态下能抑制eIF4E的作用。氨基酸注射后，这种结合蛋白被磷酸化，抑制状态解除，释放eIF4E。
同时，氨基酸注射，导致p70S6K磷酸化，进而增加了核糖体蛋白S6的磷酸化[36]。
S6被磷酸化后，促进了一些在蛋白质合成中起重要作用的核糖体蛋白的合成[35，37]。
这些证明了氨基酸注射或摄入能磷酸化4E-BP1、eIF4E、S6，进而引发蛋白合成。
当然，如果只有一个研究是说服力不高的，Satoshi等人的研究也支持上述结论。
Satoshi等人发现，让14名年轻健康的人摄入必要氨基酸+碳水化合物，可以提高他们体内的mTOR（上）、4E-BP1（中）、S6K1（下）的磷酸化程度[28]。
图中的"Nutrition"就是补充氨基酸+碳水的组。
上面两个是对人类进行的研究。
其实，对动物的研究结果也一样：
Jeffery等人研究发现，对猪注射亮氨酸，可增加细胞中真核细胞起始因子4E的结合蛋白-1的磷酸化程度[25]；
Anthony等人发现，缺乏蛋白质的老鼠，其细胞中的真核细胞起始因子4E磷酸化程度较低，DNA的翻译受阻；给老鼠口服亮氨酸后，真核细胞起始因子4E的磷酸化程度提高了3倍[26]；
Anthony等人的进一步研究发现，对老鼠使用了mTOR抑制剂后，发现老鼠的蛋白质合成被“阻止”了[27]；
小结
1、摄入足够的必要氨基酸（喝蛋白粉），可以激活PI3K/AKT信号通路；
2、然后，进一步激活mTOR信号通路；
3、再然后，进一步激活mTOR通路的下游因子：eIF4E（真核细胞起始因子4E）和S6激酶，将eIF4E和S6磷酸化。
4、eIF4E和S6被磷酸化后，上调了DNA的表达，增加DNA转录水平；
5、DNA转录为mRNA，mRNA翻译为蛋白质。
所以，对本文来说，喝蛋白粉通过上调DNA转录，来实现增肌。
题外话
有些读者非常懵懂的问我，难道健身还跟DNA有关？DNA不是传宗接代用的吗？
上面的章节就是答案：如我们之前的系列文章所说，DNA是生命活动的中心。
只要你活着，DNA就在不停的发挥作用。
例如，我们细胞内的蛋白质在不断的分解、又在不断的合成，这些过程都由DNA为核心的，我们所有的生命活动都离不开它——无时无刻。
回到最初的问题：打篮球喝蛋白粉会如何？
现有证据无争议的显示，运动前后摄入蛋白质有助于长肌肉。
Koopman等人发现运动后，与单纯摄入碳水化合物相比，摄入蛋白质和亮氨酸可促进肌肉蛋白质合成[1]；
Rasmussen等人发现运动后饮用氨基酸比安慰剂能明显的提高肌肉蛋白质合成[3]；
Tip等人发现，运动后摄入或注射必要氨基酸，使动脉血中氨基酸浓度增加了大约%-%，但同时，摄入安慰剂，则导致肌蛋白分解显著增加[3]；
Tip等人发现，运动后摄入的氨基酸，会向运动部位（腿部）输送，从而导致肌蛋白质合成增加[7]；
Sharon等人发现，运动后只摄入碳水、只摄入蛋白质、混合摄入，都能提高蛋白质合成率，并且混合摄入提升最多[4]；
CHO指碳水、MIX指碳水+氨基酸混合、AA是氨基酸
Beelen等人发现，运动后摄入蛋白质，比单纯摄入碳水，导致肌蛋白和成更多[8]；
注意，如果只是单纯运动，不摄入任何能量/蛋白质，那么运动引起的肌蛋白质净增长为负[5，6]，也就是说，会导致肌肉分解。
因此，运动前后的蛋白质和能量补充相当重要。
感谢阅读，下篇再见
因为本文内容较多、较长，怕大家消化困难，所以就到这里暂且结束。
此外，喝蛋白粉还有其他作用，例如降低致命性疾病几率、保护心脏、延长寿命等，这些我们在未来的文章中专门细说。
觉得我们的文章有价值，有信息含量，请