運動生理週訊電子報(第132期)
主持：林正常博士
編輯：王順正博士
本期主筆：鄭景峰
肌酸與運動表現(Octocber.05.2002)
壹、前言
自從1992年巴塞隆納奧運會上，奪得100公尺短跑金牌的英國名將Linford Christie
，以及110高欄的Colin Jackson提出肌酸增補對他們的運動成績確實有幫助之後，旋即
造成肌酸增補的世界風潮。而目前肌酸的使用，並未被國際奧林匹克委員會(IOC,
International Olympic Committee)列為禁藥之列，也因此激起了教練與運科人員對於
肌酸增補的注意力。
為了瞭解肌酸增補的確實效果，本文即針對肌酸在體內代謝系統中所扮演的角色
、肌酸增補對運動表現的影響、肌酸增補法及其影響因素等層面加以闡述，以期對肌酸
增補的利弊做一全盤性的認識，並提供未來研究者與教練在實施肌酸增補法時，能有適
當的生理學上與營養學上的背景知識。
貳、肌酸與能量系統
肌酸是一種天然的化合物，由精胺酸(arginine)、?胺酸(glycine)與甲硫胺酸
(methionine)在肝臟、腎臟與胰臟內所合成，再藉由血液的循環運送至骨骼肌，以肌酸
或者磷酸肌酸(PCr, phosphocreatine)的型式儲存，提供身體所需。魚、肉、蛋及其他
動物性製品中皆含有肌酸，而蔬菜中亦有極少的含量。每人每日所消耗的肌酸量，約為
體內總肌酸量的1.6%，因此，一個70公斤的正常人每日需消耗2克的肌酸，藉由均衡的飲
食即可獲得足夠的補充(張蘋蘋，民88)。運動員在高強度的激烈運動下，則需要藉由體
內肌酸的不斷合成產生能量以維持所需，而體內肌酸合成量有限，一般的飲食可能仍無
法滿足所需，因此，可透過肌酸的增補提供身體所需，維持運動表現。
體內肌酸濃度最高的部位在骨骼肌，約佔體內總肌酸的95%，其中包含了40%的游離肌酸
(free creatine)與60%的磷酸肌酸。另外，在心臟、精子、視網膜與腦中也含有少部分
(5%)。體內骨骼肌的肌酸含量約為90~160 mM/kg d.m.，平均值為125 mM/kg d.m.
(McArdle等人，2001)。肌酸與PCr的濃度也和骨骼肌的醣解能力有關，快縮肌纖維
(Type IIa與Type IIb)內的PCr濃度較慢縮肌纖維(Type I)高(張蘋蘋)。快縮肌纖維內的
PCr儲存量是ATP的4~6倍(McArdle等人)。
在運動過程中，ATP是能量的基本來源，運動強度越強，消耗越大。在最大運動時，肌肉
中ATP的總量只足夠應付肌肉持續2~3秒的運動，因此，需藉由ATP不斷的再合成以維持所
需能量。雖然ATP再合成的主要來源，源自於脂肪與肝醣的分解，然而，此時的ATP再合
成作用需要較長的時間，因此，在高強度短時間的運動時，比如5~8秒的衝刺跑，由脂肪
與肝醣轉換成ATP的速度，將不足以應付此時的能量需求。在高強度短時間的運動中，
例如100公尺衝刺跑、25公尺游泳或舉重，其能量的補充來自於肌肉內的高能磷酸鍵
(high-energy phosphates)或磷酸根(phosphagens)、ATP以及磷酸肌酸。
圖一中顯示了ATP與PCr使用磷酸鍵能量的情形。ATP與PCr具有相同的特質；(1)它們均
透過磷酸鍵的斷裂而釋放出能量，PCr是透過肌酸(creatine)與磷酸(phosphate)分子之
間鍵結的斷裂；(2)ATP與PCr釋放能量的反應，均具有可逆性，亦即磷酸與肌酸也可以再
鍵結而形成PCr；而ADP與Pi的鍵結，可再合成ATP。因為PCr在水解時產生的能量較高於
ATP的水解能量(McArdle等人)，而這些能量將可提供作ADP轉換成ATP的磷酸化反應
(phosphorylation)。PCr的水解反應，必須藉由肌酸激?(CK, creatine kinase)的催化
，肌酸激?有4~6%位在粒線體外膜(outer mitochondrial membrane)內，3~5%位於肌節
(sarcomere)中，而有90%位於細胞液(cytosol)內(McArdle等人)。
當肌肉活動時，會造成肌肉內ADP的瞬間增加，這會使得肌酸激?開始驅動PCr的水解
作用，進而產生ATP；此時的反應，並不需要氧氣的介入，而它可提供的最大能量範圍，
大約是在10秒內的激烈身體活動。因此，PCr提供了一個高能磷酸鍵的儲藏室。由於肌酸뼊E?具有較高的活性，因此，ADP磷酸化反應的速度會高於肌肉肝醣所進行的無氧能量轉換
(糖解作用，glycolysis)。如果最大努力運動所持續的時間超過10秒時，ATP繼續再合成
的反應，便需透過大分子營養物(比如葡萄糖、脂肪等)的分解以獲得能量的供給。
綜合上述可知，PCr在體內的儲存量是有一定限量的，因此，倘若能夠盡可能地增加
骨骼肌內的PCr儲存量時，將可能有下列功能(McArdle等人)：(1)在短時間高強度運動
中，促進ATP的快速轉換以維持身體作功能力；(2)延遲PCr的耗盡；(3)降低醣解作用的
仰賴性，進而減少乳酸(lactate)的生成；(4)在反覆性短時間高強度運動中，透過ATP與
PCr迅速地再合成，而促進肌肉的放鬆與恢復；快速的恢復將有助於連續的高強度訓練。
參、肌酸與運動表現
Harris(1992)以17名受試者，採隨機分派雙盲實驗設計，研究不同的服用次數
(4*5g/d vs. 6*5g/d)與運動訓練(1h/d單腳踏車運動)，對肌酸補充
(CrH2O, creatine monohydrate)效果的影響。研究結果顯示，每天4或6次的肌酸補充，
皆可顯著提昇肌酸含量；每天6次組，其儲存量增加率較快(+32%)；運動訓練組其肌酸總
儲量較無運動組為高。
Balsom(1993a)以16名男性，隨機分派為安慰劑組與肌酸組，採雙盲實驗設計，連續6日
分別服用6克的膠囊，進行十次各6杪的高強度腳踏車運動(140 rev/min)以導致衰竭，
研究肌酸補充對動態高強度間歇運動的影響。研究結果顯示，肌酸組其肌肉肌酸含量顯
著增加，而有效延遲反覆性高強度運動時疲勞的發生；研究者認為這可能是因為運動初
期較高的PCr濃度，與增加恢復期PCr再合成的速率所致，而較低的乳酸與亞黃鹼
(hypoxanthine)的堆積也可能是原因之一。
Greenhaff (1993)以12名受試者，採雙盲實驗設計，隨機分派為肌酸組(5 g Cr + l g
葡萄糖)與安慰劑組(6 g葡萄糖)，每天4次連續服用5天，隨後進行5回合，每回合30次的
最大自主等速收縮(180 0/s)測試，研究口服肌酸，對反覆性最大自主收縮肌力的影響。
研究結果顯示，肌酸組其肌肉肌酸含量較高，且於測試過程中，最大肌力顯著提高、
肌力遞減率較小。由於肌酸組在運動時的血清中堆積較少的氨(ammonia)，研究者認為
可能是由於PCr增加，使ATP再合成更有效率，而延遲或減緩疲勞的發生。
肆、肌酸增補法
肌酸的增補，一般並不會以磷酸肌酸的型式販售，而是以加上磷酸鹽成為含一分子水的
肌酸(CrH2O, creatine monohydrate)型式販售。市面上所販售的肌酸型式，亦有粉末、
錠劑、膠囊與液態狀等等之分。一般使用肌酸增補法(creatine loading)的原則為每天
20~30 g，並連續服用5~7天(McArdle等人)。
Hultman等人(1996)的研究顯示了肌酸增補的維持效果。研究者將受試者分成兩組，一組
為每天攝取20g(約為每公斤體重攝取0.3 g)，共連續6天，然後停止補充；另一組除了與
前一組相同連續攝取肌酸6天之外，在第7天則開始每天攝取2g(約為每公斤體重攝取0.03
g)連續28天。研究者在實驗開始後的第7、21與35天進行肌肉穿刺法以分析肌肉內肌酸的
濃度。此研究結果發現，在連續6天攝取肌酸之後，肌肉內肌酸濃度增加大約20%；當停止
補充肌酸時，體內肌酸含量便開始下滑，然而在持續低劑量補充時，體內肌酸濃度將可維
持至少28天以上(見圖二)。因此，McArdle等人則認為肌酸增補的快速方法是，連續增補6
天，每天4次，每次5克(共20克)的CrH2O，便足以讓體內肌酸含量達飽和狀態；隨後，倘
若將服用劑量降低至每天2克，便能持續維持高濃度的肌酸濃度。而Williams(1998)的書
中則提到，另一個肌酸增補法的緩慢方式，亦即每天攝取3克，持續1個月之後，便能讓
體內肌酸含量達到飽和。
伍、影響肌酸增補的因素
影響肌酸增補的因素除了第參節所述的反應者與不反應者(Greenhaff等人)之外，
醣類的攝取與咖啡因的使用均會影響肌酸的增補效果。Green等人(1996)將受試者分成兩눊捸A一組為肌酸組(每次5g，每天4次，連續5天)，另一組為肌酸＋醣類組，亦即除了每次
5g的肌酸，每天4次，連續5天之外，在每次攝取肌酸後的30分鐘，另外攝取93g的高GI醣
類(每天4次)。研究結果發現，肌酸組在服用肌酸之後，顯著地增加肌肉PCr含量(+7.2%)
、游離肌酸(+13.5%)與總肌酸量(+20.7%)；而肌酸＋醣類組則顯著地增加肌肉PCr含量
(+14.7%)、游離肌酸(+18.1%)與總肌酸量(+33.0%)。因此，研究者認為醣類的使用，將有
助於肌酸的儲存，而McArdle等人則認為這種現象與胰島素的分泌有關，亦即醣類的攝取ꄊA刺激了體內胰島素的分泌，因而使得肌肉內可獲得較多的醣類與肌酸。
Nelson等人(2001)讓12位受試者在運動至衰竭後，實施肝醣超補法(攝食比率，CHO:
fat: protein，80: 10: 10)3天之後，立即增補5天的肌酸(一天4次，每次5g)，然後再
進行運動至衰竭後的肝醣超補法3天，並利用肌肉穿刺法分析肌肉內的肝醣與肌酸之含量
(穿刺時間為第1、4、11與14天)，以研究肝醣超補法是否會受到肌酸增補影響。研究結果
顯示在第一次肝醣超補法後，肌肝醣含量增加4%(164 mM/kg d.m.)，而肌酸含量無變化
；在肌酸增補之後，左腳肌酸含量上升41.1 mM/kg d.m.，右腳則上升36.6 mM/kg d.m.
，而肌肝醣含量則無變化；然而，在第二次實施肝醣超補法之後，肌肝醣含量則增加了53
%(241 mM/kg d.m.)。該研究者們因而認為肌酸的增補，將可以擴大隨後的肝醣超補效果
，他們也指出這種現象可能與肌酸增補刺激了細胞容量的擴大有關。由上述文獻可知，
肌酸與醣類的配合使用，將能擴大彼此的增補效果。
在咖啡因對肌酸增補效果的影響方面，Vandenberghe等人(1996)將受試者分成三組
，一組為安慰劑組，一組為肌酸組(每天攝取0.5 g/kg體重，連續6天)，另一組為肌酸＋
咖啡因組(每天攝取0.5 g/kg體重的肌酸以及5 mg/kg體重的咖啡因，連續6天)。研究結
果發現，肌酸組與肌酸＋咖啡因組肌肉內的PCr含量分別增加了4%與6%，而安慰劑組則無
(註:作者的意思是沒加咖啡因的增加4~6%..這是語法問題..說明一下)
顯著變化。因此，咖啡因的伴隨使用，似乎對於肌酸的增補有負面的影響，該研究者則建
議在實施肌酸增補法時，運動員應該避免咖啡因的使用。
陸、結語
肌酸增補的效果，主要作用於體內ATP-PCr系統，額外的肌酸補充，有助於提高體內游離
肌酸與磷酸肌酸的儲存量，增進體內短時間高強度的能量來源，進而提升短時間的運動
表現。影響肌酸增補的因素，則包括體內原先的肌酸含量(亦即所謂的反應者與不反應者)
、是否伴隨醣類的補充以及咖啡因的使用與否等，這些因素將影響著同量肌酸增補後
，體內保存量的多寡。
雖然肌酸增補的效果似乎相當顯著，那麼，肌酸的額外增補是否會造成人體的副作用
呢？截至目前為止，研究報告並不足以提供明確的答案，比如Willams的書中提到，肌酸
的增補可能會因為體內含水量的增加影響電解質的平衡，而導致肌肉的痙攣；而McArdle
等人則認為長時間(4年)肌酸的增補，對人體並無大礙。然而，較明確的是，肌酸的額外
補充，會增加細胞的滲透性，因而使得細胞容量增加，導致體重的上升，而體重的上升
，對某些運動項目來說，便可能是一負面的干擾，例如耐力性運動項目，體重的增加使
得身體在訓練或比賽時，必須承受較大的身體負重，而增加氧消耗量，因此，在服用肌
酸時，必須考量運動項目的特殊性以及肌酸增補所造成的體重增加問題。
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