一、胰島素濃度 (一) 機制
胰島素是肌肉蛋白質合成環境的刺激物質，在安靜休息狀態下，胰島素可能 刺激四肢血流量與提升胺基酸運輸到四肢內 (Biolo 等, 1995)。胰島素會透過調 節 PI3-K/Akt 路徑來影響 mTOR 蛋白的活性，進而影響蛋白質合成時 mRNA 轉譯的能力 (Biolo 等, 1999; Gelfand & Barrett, 1987; Wang 等, 2006)，相關機制 如圖 2 所示。因為胰島素有上述的功能，因此常見蛋白質或胺基酸搭配碳水化合 物一起增補，希望能透過碳水化合物的刺激，而提升胰島素濃度 (Miller 等, 2003)，
讓蛋白質的合成環境有加成的效果產生 (Cockburn, Stevenson, Hayes, Ansley, &
Howatson, 2010)。
(二) 胰島素濃度對蛋白質合成與水解速率的影響
開始有研究進行胰島素對蛋白質合成環境影響的劑量關係，發現在血液胺基 酸濃度不足的狀況下 (或在沒有額外補充胺基酸的情況下)，較高胰島素濃度可以 提升肌肉蛋白質合成速率 (Biolo 等, 1995; Fujita 等, 2006; Staple 等, 2011)，但是 如果在血液胺基酸濃度足夠的狀況下 (此時體內產生最大蛋白質合成速率)，較高 的胰島素濃度，似乎對蛋白質合成環境沒有更進一步的作用 (Staple 等; Glynn 等, 2010; Koopman 等, 2007)。Glynn 等在 20 g (= 240.8 mg/kg BW) 必需胺基酸 (此量已被 Moore 等 (2009) 證明可產生最大蛋白質合成速率) 中加入 30 或 90 克碳水化合物用以探討足量增補胺基酸下，胰島素濃度對蛋白質動力學的影 響，結果發現兩種增補配方對運動後蛋白質的動力學影響相似，因此認為在足量 胺基酸攝取的狀態下，胰島素濃度高低似乎對蛋白質動力學影響不大。
Greenhaff 等 (2008) 在固定高濃度血胺基酸下，測到胰島素與肌肉蛋白質合 成環境的劑量關係 (測 mTOR 中間訊息分子、蛋白質合成與水解速率)。他們觀 察到胰島素濃度超過 5 mU/l 就可以讓肌肉蛋白質合成速率達最大值; 胰島素 在 5 mU/l 時無法顯著抑制蛋白質水解，胰島素在 30 ܷ݉/݈ 時則是可以顯現 出最大的抑制效果，超過 30 mU/l 則不會有更進一步的抑制作用發生。而 Staple 等 (2011) 發現: 在增補足夠蛋白質 (≧ 232.5 mg/kg BW) 而產生的高血胺基酸 濃度的狀況下，胰島素濃度在 11-19 mU/l 就已經可以達到抑制水解速率的最大 效果了。綜合上述文獻，發現當體內蛋白質合成原料足夠 (胺基酸) 時，5 mU/l
的胰島素就已經足夠促進蛋白質合成環境，而要抑制蛋白質水解狀況，在 11-30 mU/l 的數值範圍就可以產生最大的抑制作用。
由上述文獻可知: 1. 胰島素具有抑制蛋白質水解與透過 mTOR 機制提高蛋白質合 成時 mRNA 轉譯的能力; 2. 血液胺基酸濃度不足的狀況下(或在沒有額外補充胺基酸 的情況下)，較高胰島素濃度可以提升肌肉蛋白質合成速率; 3. 在足量胺基酸攝取的狀態 下，胰島素濃度高低似乎對蛋白質動力學影響不大; 4. 當體內蛋白質合成原料足夠 (胺 基酸) 時，5 mU/l 的胰島素就已經足夠促進蛋白質合成環境，而要抑制蛋白質水解狀 況，在 11-30 mU/l 的數值範圍就可以產生最大的抑制作用。
二、支鏈胺基酸等相關增補方式對蛋白質合成環境與肌肉損傷的探討
相關文獻分成四部分詳細陳述如下，所有文獻整理比較表如附錄二十一所示:
(一) 支鏈胺基酸增補的探討
Coombes 與 McNaughton (2000) 對 16 名男性大學生 (平均體重 76.3 kg)，
於運動前連續 7 天和運動後連續 7 天，每天早晚各 6 g 支鏈胺基酸 (一天共 12g = 160 mg/kg BW)，與運動前、後立即各增補 20 g (= 260 mg/kg BW)。運動模 式為 120 分鐘 70 % V‧
O2 max 的固定式腳踏車運動。採血點:增補前、增補期每
隔兩天、運動前立即與運動中每 20 分鐘。分析指標: 血中支鏈胺基酸、CK 與 LDH。結果: 增補支鏈胺基酸者的 CK 與 LDH 數值顯著低於增補安慰劑者。
Shimomura 等 (2006) 對 30 名無規律運動習慣的人 (男性: 14 人；女性: 16 人) 於運動前 15 分鐘增補支鏈胺基酸 (總劑量: 男性，77 mg/kg；女性，92 mg/kg) 或安慰劑後進行 7 × 20 次的蹲舉 (squate) 運動，總運動時間約為 23 分鐘。分析 指標: 肌肉疼痛視覺類比量表分數 (Visual-analogue scale，簡稱 VAS)。結果: 運 動前短期增補支鏈胺基酸將顯著降低肌肉疼痛視覺類比量表分數，對運動後肌肉 酸痛呈現正面的影響。
Greer, Woodard, White, Arguello ,與 Haymes (2007) 對 9 名一般未受過訓練 的男大生 (平均體重 84.2 kg) 以 55 % V‧
O2 max 的強度進行 90 分鐘腳踏車運 動，並於運動前 5 分鐘與運動中第 60 分鐘，增補總熱量約 200 kcal 的碳水化 合物、支鏈胺基酸或安慰劑 (支鏈胺基酸總劑量: 50g= 600 mg/kg BW)。採血點：
運動前立即、運動後立即、運動後第 4、24、48 小時。分析指標: 腿的等速肌力、
CK 與 LDH。結果: 運動後第 4、24 與 48 小時的採血點上增補支鏈胺基酸者 的 CK 值顯著低於增補安慰劑者; 運動後第 24 小時的採血點上增補碳水化合
物者的 CK 值顯著低於增補安慰劑者，同時顯著高於增補支鏈胺基酸者; 運動後 第 24 小時增補支鏈胺基酸者的 LDH 數值顯著低於增補安慰劑者。顯示: 運動 前增補支鏈胺基酸可以顯著降低一般未受過訓練的男大生，在長時間耐力運動後 所產生的肌肉損傷，同時其效果比運動前增補碳水化合物好。
Shimomura 等 (2010) 對 12 名未受過訓練女性 (平均體重 49 kg)，於運動 前 15 分鐘增補支鏈胺基酸 (100 mg/kg BW) 或安慰劑後進行 7 × 20 次的蹲舉 運動，總運動時間約為 23 分鐘。採血點：運動前立即、運動後立即、運動後第 0、
1、2 小時與運動後第 2、3 天。分析指標：肌肉疼痛指數、肌力、血中支鏈胺基 酸、CK、肌紅蛋白與彈力膠原蛋白。結果: CK、肌紅蛋白與彈力膠原蛋白於不 同處理間無顯著差異，顯示增補支鏈胺基酸對上述指標無影響。
Jackman, Witard, Jeukendrup , & Tipton (2010) 對 24 名非重訓選手 (平均體 重 73、75 kg)，於運動前 30 分鐘、運動後第 1.5、9 與 15 小時與運動後連續 2 天 (每天 4 次)，增補支鏈胺基酸 (一天總劑量: 29.2g = 400 mg/kgBW)。運動 模式: 12 × 10 次反覆單膝伸展運動 (最大肌力的 120 %)。採血點: 運動後第 1、
8、24、48 與 72 小時。分析指標：肌肉疼痛視覺類比量表、IL6、CK 與 myoglobin。
結果: 所有血液數值於不同處理間無顯著差異存在，但增補支鏈胺基酸者其肌肉 疼痛視覺類比量表分數顯著比增補安慰劑者低。
Sharp 等 (2010) 針對 8 名有阻力訓練經驗的男性進行實驗 (平均體重 77.9 kg)，每天增補 6.6g (= 82.5 mg/kg BW) 支鏈胺基酸 與 4g (= 50.00 mg/kg BW) 麩醯胺酸混合物或安慰劑，連續增補 3 週。然後在第四週進行為期一星期 的阻力訓練。採血點: 增補前、增補後訓練前、訓練後第 2 天與第 4 天。分析 指標: 皮質醇、睪固酮與 CK。結果：接受支鏈胺基酸處理的受試者其睪固酮顯 著較接受安慰劑處理者高，同時皮質醇與 CK 數值顯著較低，顯示增補支鏈胺 基酸可以讓訓練後身體處於一個同化的環境，進而降低訓練後肌肉損傷數值。
Apro 等 (2010) 針對 4 名男性 (平均體重 73kg) 與 5 名女性 (平均體重 56 kg) 在 40 分鐘單腿阻力運動前、中、後增補支鏈胺基酸水溶液 (總劑量 6g = 85 mg/kg BW，溶於 900ml 水中，分成 6 次增補)。採血點: 增補前、運動前立 即、運動中 25 分鐘、運動後立即、運動後第 15、30 與 60 分鐘。肌肉穿刺時間:
增補前、運動後立即與運動後第 60 分鐘。分析指標：mTOR 下游訊息分子，結 果：增補支鏈胺基酸可以顯著促進 p70S6K 磷酸化，顯示增補支鏈胺基酸有利於
蛋白質合成時 mRNA 轉譯進行。
綜合上述文章可知: 1. 支鏈胺基酸增補對肌肉損傷恢復呈現正面影響，可降低訓 練後 CK 數值或肌肉疼痛視覺類比量表分數; 2. 關於支鏈胺基酸對對同化與異化荷 爾蒙的影響相關探討文獻較少。
(二) 支鏈胺基酸與碳水化合物增補之探討
Matsumoto 等 (2007) 對 8 名受試者 (平均體重 72.6 kg ) 進行 3 次 20 分 鐘 50 % 之最大工作負荷的腳踏車運動 (間隔休息 3 分鐘)，在第一回合運動的 第 10 分鐘給予支鏈胺基酸與碳水化合物溶液或安慰劑 (總劑量: 2g (= 27 mg/kg BW) 支鏈胺基酸; 0.5g (= 6.88 mg/kg BW) 精胺酸; 20g (= 275.5 mg/kg BW) 碳水 化合物)。採血點: 每回合運動中第 10 分鐘。分析指標: 血液中支鏈胺基酸與其 他胺基酸 (苯丙胺酸，Phenylalanine 簡稱 Phe) 的濃度。結果: 接受支鏈胺基酸 與碳水化合物處理者在第三回合運動時，從腿中釋放出來的累積 Phe 顯著低於 接受安慰劑處理者，顯示單次增補支鏈胺基酸與碳水化合物溶液可以有效抑制運 動引發的肌肉蛋白水解的情況。
Koba 等 (2007) 對 8 名男性長跑選手 (平均體重 58 kg) 在進行 25 km 跑 步前 3 天，每天早、中、晚增補支鏈胺基酸與碳水化合物溶液或安慰劑 (一天 總劑量: 6g (= 103.4 mg/kg BW) 支鏈胺基酸; 1.5g (= 25.86 mg/kg BW) 精胺酸;
60g (= 1034.5 mg/kg BW) 碳水化合物) 接著在進行 25 km 跑步前 30 分鐘與運 動中增補支鏈胺基酸與碳水化合物溶液或安慰劑 (總劑量: 41.1 mg/kg BW 支鏈 胺基酸; 10.3 mg/kg BW 精胺酸; 411.1 mg/kg BW 碳水化合物)。採血點: 運動前 30 分鐘、運動後立即。分析指標: 血中支鏈胺基酸濃度、CK 與 LDH。結果: 運 動後增補支鏈胺基酸者 LDH 顯著低於增補安慰劑者，運動後 CK 數值兩種處 理間沒有顯著差異。顯示: 支鏈胺基酸與碳水化合物混合增補可以顯著降低肌肉 損傷的程度。
Matsumoto 等 (2009) 對 12 名長跑選手 (平均體重 52 kg)，在 3 天強烈的 訓練期間，讓每位受試者每天增補支鏈胺基酸與碳水化合物溶液或安慰劑 （一 天總劑量: 20 g (= 384 mg/kg BW) 支鏈胺基酸; 87.5g (= 1682.4 mg/kg BW) 碳水 化合物; 分三次增補）。採血點: 訓練開始前、訓練後。分析指標: 肌肉疼痛指數、
疲勞感覺量表、CK、LDH、肌紅蛋白與 granulocyte elasase。結果: 增補支鏈胺 基酸與碳水化合物者的 CK 與 LDH 數值顯著低於增補安慰劑者。結論: 在高強
度的訓練期中，連續增補支鏈胺基酸與碳水化合物溶液將有效地降低肌肉酸痛與 疲勞感覺，同時可以延緩肌肉損傷的產生。
Stock 等 (2011) 年研究白胺酸與白胺酸+碳水化合物增補的差異，他們讓 17 名男性受試者 (平均體重 83kg) 與 3 名女性受試者 (平均體重 61kg)，在運 動前 30 分鐘與運動後立即增補碳水化合物或白胺酸+碳水化合物，其中碳水化 合物總攝取劑量為 25g (= 347 mg/kg BW)，白胺酸的總攝取劑量為 6.3 g (=
45mg/kg BW)。運動模式: 6 組蹲舉直到耗竭 (75% 1RM)。採血點: 運動前立即、
運動後第 24、48 與 72 小時。分析指標: CK、LDH、運動立即的蹲舉次數與運 動後第 72 小時的蹲舉次數。結果: 增補白胺酸對運動後蹲舉次數無顯著影響，
同時對 CK 與 LDH 的影響與單獨增補碳水化合物者變化相似，因此在運動前、
後增補碳水化合物時，有無搭配增補白胺酸並不會改變運動後肌肉損傷的恢復情 形。
Hsu 等 (2011) 對 14 名男性進行實驗 (平均體重 70 kg)，在 30 分鐘 75%
‧V
O2max 跑步機運動後，以增加坡度的方式讓受試者跑到耗竭。在運動結束後 5
分鐘內分別飲用 200 ml 支鏈胺基酸與碳水化合物混合溶液 (總劑量: 71.4 mg/kg BW 支鏈胺基酸; 345.7 mg/kg BW 碳水化合物) 或安慰劑水溶液。採血點: 運動 前立即、運動後立即、運動後 10、20、40、60、120 分鐘與 24 小時。分析指
分鐘內分別飲用 200 ml 支鏈胺基酸與碳水化合物混合溶液 (總劑量: 71.4 mg/kg BW 支鏈胺基酸; 345.7 mg/kg BW 碳水化合物) 或安慰劑水溶液。採血點: 運動 前立即、運動後立即、運動後 10、20、40、60、120 分鐘與 24 小時。分析指