探索健身增肌的关键分子——肌酸（Creatine）！

肌酸（Creatine）是一种自然存在于脊椎动物体内的一种含氮的有机酸，能够辅助为肌肉和神经细胞提供能量。化学式为C4H9N3O2，它对增强运动性能和促进肌肉发展至关重要。肌酸主要在肝脏、肾脏和胰岛素细胞中合成，并以自由形式存在于肌肉组织中，或以磷酸肌酸（Phosphocreatine）储存。肌酸参与ATP-PCr系统，提供高能磷酸给予肌肉所需能量，延缓疲劳并提高运动表现。此外，肌酸被认为能增加肌肉体积、促进蛋白质合成，增加肌细胞内水分含量，创造有利于肌肉生长的环境。肌酸在健身和增肌中起着关键作用，提供能量、延缓疲劳和促进肌肉生长。

图1：肌酸分子结构图来源：IntSynth

分子信息

肌酸，又称作N-甲基胍基乙酸，相对分子质量为131.13 g/mol。它是由法国科学家Michel Eugène Chevreul于1832年在骨骼肌中首次发现的。它以多种异构体形式存在于溶液中。虽然具有氨基酸的结构，但肌酸并不用于合成蛋白质。它的真正作用是促进和维持肌肉生长，并帮助合成三磷酸腺苷（ATP），同时还能有效延迟肌肉疲劳。在正常情况下，人体每天只能产生约1克肌酸，大部分肌酸储存在骨骼肌组织中，仅有约5%的肌酸储存在血液、大脑和其他组织中参与能量代谢【1】。因此，对于那些需要经常进行高强度运动的个体来说，自身生成的肌酸显然是不足够的，所以补充外源性肌酸就变得非常重要。

图2：肌酸数据图来源：IntSynth

物化性质

肌酸是一种无色结晶性粉末，熔点Decomposes at 303°C，密度1.33 at 25°C。它在水中可溶解，在体内可以以游离形式存在，也可以与磷酸结合形成肌酸磷酸盐（磷酸肌酸），后者在肌肉中储存并提供短期的高能磷酸化合物。

图3：肌酸物化性质图来源：IntSynth

反应信息

图4：肌酸反应数据图来源：IntSynth

生物及化学合成

人体肌酸的合成主要发生在肝脏中。这个过程以L-精氨酸和甘氨酸作为起始原料（图5a）。首先，甘氨酸通过甘氨酸脒基转移酶（AGAT）的作用从L-精氨酸中获得脒基基团，形成胍基乙酸。与此同时，精氨酸被降解为L-鸟氨酸，这一步是速率决定步骤。然后，胍基乙酸通过胍基乙酸N-甲基转移酶（GAMT）作用，从S-腺苷甲硫氨酸（SAM）中获取甲基片段，生成肌酸。而SAM则转化为S-腺苷-L-高半胱氨酸（SAH）【2】。相比之下，肌酸的化学合成更加简单直接，只需要进行氰胺和肌氨酸之间的亲核取代反应（图5b）【3】。

图5：肌酸的生物及化学合成路线

食物中存在的肌酸

虽然肌酸在人体中具有多种重要的生理功能，但人体自身合成的内源性肌酸数量非常有限。因此，大部分肌酸需要从食物中获得。素食主义者相对于非素食主义者来说，由于蔬菜中不含肌酸，研究表明他们的肌肉中肌酸含量较低。为了获得足够的肌酸，我们可以通过摄入含有丰富肌酸的食物，如鲜肉和鲜鱼，例如牛肉、羊肉、鸡肉、三文鱼、金枪鱼和罗非鱼等。经常食用这些食物可以大大减少对肌酸补剂的依赖。需要注意的是，在烹饪这些食物时，应控制适当的温度和烹饪时间，以免肌酸被分解成肌酸酐（肌酐），最终被肾脏代谢而无法发挥作用【4】。

图6：肌酸酐数据图来源：IntSynth

肌酸补剂的合理使用

当人体无法通过自身合成和食物摄取满足肌酸需求时，可以考虑使用肌酸补剂进行外源性补充。肌酸补剂在日常生活中被广泛应用于健身人士的训练补充，同时职业或半职业运动员也会定量使用肌酸来促进肌肉生长和提高质量。需要明确的是，肌酸并非兴奋剂类物质，尽管它能够提高运动员的运动能力，但仍然属于合法的营养补剂，符合国际兴奋剂规则【5】。然而，虽然肌酸对人体至关重要，但在使用肌酸补剂时应合理使用，以发挥最大功效同时不对身体造成损害。目前尚无可靠证据显示额外服用肌酸会产生严重的副作用，但长期使用可能增加肾脏和肝脏的代谢负担。此外，大鼠动物实验表明高剂量补充肌酸可能导致腹泻【6】。

小结

肌酸是一种天然营养物质，在人体肌肉中广泛存在，它具有保障人体获得充足能量、增强肌肉力量和改善运动性能的作用。当自身产生的肌酸无法满足需求时，使用肌酸补剂可以提供额外能量供应和增强肌肉力量，从而持续改善和提高运动表现。此外，肌酸也被认为是治疗肌肉性、神经性或神经肌肉性疾病的有效方法。因此，未来肌酸补剂制品的发展趋势之一是将外源性肌酸应用于临床治疗，我们期待着肌酸能够开发出新的用途。让我们拭目以待未来肌酸的进一步发展。