科普：支链氨基酸(BCAA)，健身界饱受争议的新星

导读

在过去很长时间里，支链氨基酸(branched-chain amino acids ，缩写为BCAA)常被视为抑制肌肉分解、增加肌肉合成、缓解运动疲劳的神奇补剂，但随着近年来相关研究的增多，其神话地位受到经常性的质疑。

正文

BCAA即支链氨基酸包括异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸。这三种氨基酸被称为必需氨基酸，指人体需要但无法自己合成，只能通过外界摄取获得的氨基酸(图1)。下载化学加APP到你手机，收获更多商业合作机会。

如果是冲动之下清空购物车的健身小白，一开始可能很难从名字上把BCAA和蛋白粉联系在一起。蛋白粉富含多种氨基酸，而BCAA则只由必需氨基酸组成，后者可以开启许多在正常饮食摄入量BCAA的情况下难以开启的代谢通路，从而在补充氨基酸作为营养物质摄入之外，还具有其它功能，这也是BCAA有很多魔法功效的原因所在。

图1. 支链氨基酸

(图片来源：网络)

与咖啡因、牛磺酸、肌酸等常见的健身补剂不同，BCAA可以从较为日常的饮食中也能获得。人们常常认为BCAA很神奇，甚至很神秘。实际上，在日常生活中，人们摄入肉、蛋、奶等富含蛋白质的食物的时，必然伴随着这三种必需氨基酸的摄入，只是不如直接摄入提纯好的BCAA粉末来得高效集中。

图2：BCAA可以从肉、蛋、奶等富含蛋白质的日常饮食中获得

(图片来源：网络)

在简要了解BCAA的组成成分和获得来源后，接下来让我们继续探讨其功能和作用机制。

肌肉的充电宝、脂肪的燃烧弹

自2002年美国医学学会首次公布建议每日BCAA的建议摄入量后，BCAA便成为营养界的大红人，关于它的科学研究也逐渐增多。在2019年的AIS纲要（澳大利亚体育学院权威的体育补剂使用指南）中，BCAA成功从C类“晋级”到了B类，成为了“新兴，值得进一步研究”的明星补剂。C类补剂属于“无清楚证明有效的补剂”。大多数运动补剂集中在这一组，这类补剂虽然被大众广泛使用，但是目前尚没有被证明有提高运动能力的作用。从AIS纲要这个业界导向标来看，BCAA已经获得了科学界较为一致的认可。

超能力一：促进肌肉合成

BCAA独特之处在于，它通过胰岛素途径独立刺激肌肉蛋白合成，可以产生许多对细胞代谢很重要的中间体。因此，BCAA能跳过肝脏代谢被骨骼肌快速吸收，其中亮氨酸通过激活mTOR信号系统中枢，促进肌肉蛋白的合成。此功能是BCAA的三个主要功能中最早被研究证实的，在其三个功能中最受学术界密切关注。

拥有如此强大功能、又是基本营养物质的BCAA是不是多吃无妨的呢？

图3：复旦大学的雷群英教授关于BCAA对小鼠糖脂代谢影响的研究

(图片来源：Nat. Metab.)

复旦大学的雷群英教授探讨了这个问题。雷教授通过研究发现，饮食中适量添加BCAA，能够降低食量并减少体重增加，也就是说能够帮助减肥。但是，长期高BCAA饮食则会导致肥胖。其机制为激活mTOR通路下游导致的胰岛素抵抗。

超能力二：对抗肌肉分解

有关研究表明，在静息状态下摄入BCAA，蛋白质降解速率下降，合成速率增加；

在有氧运动过程中摄入BCAA，净蛋白质降解速率有所下降。

这很好理解，当运动时间长、运动强度大时，蛋白质供能比例也会增加，尤其在耐力运动时，肌肉蛋白中的支链氨基酸会加大氧化。预防性地补充BCAA可以减少一些分解。

图4：运动后常见肌肉疲劳

（图片来源：网络）

超能力三：缓解运动疲劳

有关研究表明，血液中的BCAA浓度如果降低，会加速大脑神经递质血清素或5-羟色氨酸）的产生，这会引起过早的运动疲劳，感觉“累了困了、想睡觉”。色氨酸是血清素的前体，当血液中BCAA含量较高时，可以抢占色氨酸转运到大脑的“通道”，这样就可以把色氨酸“挤出去”，削弱它对中枢神经系统对应受体的抑制，从而缓解了肌肉疲劳。

英雄面具下的隐形肌肉杀手？

近期，健身圈内常常能看到某某专业运动员的营养师发现BCAA抑制肌肉生长的报道，人们对BCAA的盲目崇拜和追随的热情被浇了一点冷水，大家开始更为审慎地看待BCAA。

阅读相关研究之后可以发现，事实上，单靠BCAA是无法合成新的蛋白质的。人体一共有9种必需氨基酸，而BCAA之含有3种必需氨基酸。在运动员赛前准备的最后阶段，尤其是健美运动员，往往为了体脂率的控制会采取间歇性饮食甚至禁食的策略。如果此时再服用BCAA的话，亮氨酸的浓度会显著高于其它种类的氨基酸，下游相关的代谢通路被开启，但是因为没有足够的原材料，机体的应对方式就是分解更多的已有蛋白质。因此，本来用来增肌的BCAA此刻却成为了触发肌肉分解的信号灯。

但是，对于正常饮食的业余健身人群来说，服用BCAA导致肌肉分解的报道就是一则谣言。

由此可见，谣言往往不是空穴来风，而是对已有研究的断章取义。在面对此类报道时，更需要我们理性思考，不要被噱头完全抓住了眼球而丧失思辨能力。

巨额市场和“光明的未来”

截至2022年，BCAA在全球已经拥有2.56亿美元的市场，凭一己之力占据了健身补剂总市场的65%之多，不愧为一颗冉冉升起的医药界新星。值得关注的是，BCAA不止作为健身补剂在市场中出现，它在药物合成、动物饲养等多个领域。

(图片来源：Business Research Insight)

图5~图6：BCAA的市场规模及其不同应用类型的销售量占比

跨界的无限潜力

除了在健身补剂的主业，BCAA在改善肿瘤晚期患者生存、改善肝硬化等重大医疗热点问题上也展现出巨大的潜力。

恶液质是各种晚期恶性肿瘤的常见并发症，患者会发生代谢改变、体重减轻、厌食、系统性炎症等症状，约20%肿瘤患者死于恶液质。恶液质患者对蛋白质的消耗会大大高于常人，而在患癌症食欲降低的情况下又难以通过吃大鱼大肉，来补充足量的必需氨基酸。这个时候BCAA便可大展身手，用以改善癌症晚期患者的身体状况。

（图片来源：：Clinical Nutrition Espen）

图7：支链氨基酸刺激的mTOR信号传导和肝癌发生的机制。PI3K-Akt，磷酸肌苷酸-3-激酶蛋白激酶B；p70S6K1，p70S6激酶1；IRS-1，胰岛素受体底物；mTOR，哺乳动物雷帕霉素靶标。

在前文中简单提到，BCAA能够激活mTOR代谢通路，这个通路与细胞增殖也是息息相关的。相关研究表明，BCAA能够抑制肝细胞凋亡，增强肝细胞再生力。

我国是全球肝病负担最重的国家，拥有乙肝病毒（HBV）携带者9000万人，丙肝病毒（HCV）携带者1000万人， 非酒精性肝病患者1.7-3.1亿人，肝硬化患者700万人，每年有四十万人因肝炎的并发症死亡。因此，改善肝硬化患者的生存状况是一件意义深远的工作。

中国肿瘤营养治疗指南中着重提到的营养相关意见涉及支链氨基酸（BCAA）的应用。指南指出支链氨基酸（BCAA）对肝癌合并肝硬化患者尤其适用，可以改善患者固有免疫状态；临床研究表明在放疗和用药期间口服补充支链氨基酸（BCAA）能够改善肝硬化病人的生化指标，同时防止肝硬化的复发，保护肝脏功能。

BCAA已被证明具有多种生物学效应，包括促进蛋白质合成和肝细胞增殖、调节免疫系统、改善胰岛素抵抗、抑制肝癌细胞增殖和新生血管形成，目前只有它的第一项生物学效应被用作大规模工业化的原理和抓手，其余的属于BCAA的“魔法”还有待开发。

总结

BCAA在市场上主要作为健身补剂出现，具有抑制肌肉分解、增加肌肉合成、缓解运动疲劳等功能，其作用及安全性已获得营养学界的广泛认可，在正常的身体状态下适量服用BCAA对人体有多方面益处。同时，除去已经被广泛商业化的健身补剂功能，BCAA也被作为治疗肝癌和恶液质病的潜在辅助药剂开发，具有良好的药剂学开发潜力。

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编者按：本文仅提供学术科普及交流，不作为用药指导。