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我相信你在健身房里肯定看过某些哥们在训练的时候都会带着一瓶含有蓝色或红色液体的摇摇杯。如果你问他们在喝什么的时候,通常都会统一地回答:支链氨基酸或BCAA。

BCAA在健美人群当中应该属于最常见的补剂,几乎每个健美运动员或爱好者都有喝。它也是补剂市场上历史最悠久、据说最有效的产品之一。

废话不多说,我们今天就来研究一下支链氨基酸到底值不值得你花钱买?

注意:本文含有7000+字。

什么是支链氨基酸?

氨基酸,简单地来说,可以理解为蛋白质的组成单位。每颗蛋白质都由氨基酸组成。每当食物进入体内之后,蛋白质最终都会被消化成氨基酸,接着被身体所使用。

组成蛋白质的氨基酸有22种,其中有9种被视为必须氨基酸,也就是身体无法生产必须从饮食当中摄取的氨基酸,剩余的被视为不必须氨基酸

在这9种必须氨基酸内,有3种氨基酸被称为支链氨基酸BCAA(Branched Chain Amino Acid):亮氨酸(Leucine)、异亮氨酸(Isoleucine)、缬氨酸(Valine)。

它们被称为支链氨基酸是因为它们是所有氨基酸当中唯一拥有一条支化侧链的氨基酸。

支链氨基酸不仅占体内氨基酸含量的35-40%,还占肌肉内氨基酸含量的14-18%,所以它们对肌肉量的调节起到了很大的作用:几乎所有的BCAA都是在骨骼肌内被代谢的(=被使用),而其它必须氨基酸则是在肝脏里被代谢;当我们在做抗阻力训练的时候,BCAA的代谢速度就会加快。

支链氨基酸的主要功能就是提升蛋白质合成率。

每天,在我们的身体里,有亿万细胞死去,但也有亿万细胞再生,这叫做细胞更新。而肌肉也相似:每天有一定的肌肉流失,也有一定的肌肉再生,这叫做蛋白更新。
蛋白更新包括蛋白分解(肌肉流失)和蛋白合成(肌肉再生)。在通常情况下,每个人每天的蛋白更新很少,有x蛋白被分解,有x蛋白被合成。换句话说,在普通情况下,一个人每天的肌肉量不变。 而所谓的“增肌”就是蛋白合成量大于蛋白分解量,也就是说,假设在24小时内,你的总蛋白合成量大于总蛋白分解量,那就说明你“增肌”了。
所以,“增肌” = “蛋白合成” - “蛋白分解”的净差

每当支链氨基酸进入体内之后,它们就能加快蛋白质合成率。这就是为什么吃蛋白质可以帮助增肌,因为每当蛋白质进入体内,会被消化成氨基酸,氨基酸接着会进入血液,然后被肌细胞吸收,加快蛋白质合成率。

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既然氨基酸是蛋白质的组成单位,那说明含有蛋白质的食物也含有氨基酸和BCAA:

  • 乳清蛋白含有大约25%的BCAA。
  • 动物类瘦肉含有18%的BCAA。
  • 植物性食物,比如豆腐和大豆含有16%的BCAA。
  • 芝士、奶酪等奶制品含有7-13%的BCAA。
  • 豆类含有5%的BCAA。
  • 坚果类含有2%的BCAA。

由此所见,支链氨基酸是从普通饮食当中就能得取的东西。既然从普通饮食当中就能得取的话,为什么还要补充呢?

补充BCAA的用处?

之所以“专家”们建议补充BCAA由于以下主要原因:

  • 帮助肌肉增长,比如:加快训练后的蛋白质合成率,从而帮助肌肉增长;在减脂的时候帮助减少蛋白质分解,从而帮助维持肌肉。
  • 提升运动表现,比如:减少训练时的疲劳感;在训练时提供能量。
  • 加快训后恢复,比如:减少训练后的肌肉酸痛感;减少训练时的蛋白分解,加快训后的蛋白合成,从而帮助恢复。

那BCAA到底能否做到以上几点呢?接下来我们就来看看科学研究能否证实其用处。

BCAA和肌肉增长

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大量的科学研究发现,每当BCAA进入体内之后,蛋白质合成速度就会变快,蛋白质分解速度就会降低,但直接刺激蛋白质合成率的氨基酸主要是亮氨酸。异亮氨酸和缬氨酸对于增肌来说并没有很大的帮助。

像我上面所说的,增肌是合成率大于分解率的结果。既然BCAA,或更准确地来说亮氨酸,能直接刺激蛋白质合成,那只要每天不断地喝BCAA不就可以增肌了吗?

在健身圈里,很多建议就是从这来的,比如:

  • 想增肌得每2-3小时吃一些蛋白质,这样可以保持身体一直处在一个蛋白质合成状态。
  • 在减脂的时候,在每顿餐之间吃一些BCAA,这样可以避免肌肉流失。

这些建议就是以BCAA可以刺激蛋白质合成为基础的。

但科学研究发现,事情没有想象地那么简单。

在这项研究里,科学家们发现了蛋白质合成的一个特点:

科学家对一群白鼠进行了研究;他们让白鼠禁食12小时之后,让它们吃1顿高蛋白、高亮氨酸食物,再在0分钟(=第1顿之后)、45、90、135、180和300分钟的时候测量它们的血液氨基酸含量和蛋白质合成率;结果发现,血液亮氨酸和其它氨基酸含量从0到300分钟都持续保持升高,可蛋白质合成率只从0升到了90,在90分钟达到了最高值,在90分钟后开始下降,在180分钟后几乎恢复底线

在这项研究之后,很多科学家在人类身上也发现了同样的特点:每当血液内的氨基酸(特别是亮氨酸)含量升高之后,蛋白质合成率就会加快,因为亮氨酸会刺激蛋白质合成。但就算血液内的氨基酸含量一直保持升高,蛋白质合成率最终也会下降。所以想再次刺激蛋白质合成率,得等合成率降回至底线,就是一顿餐的4-6小时之后。这叫做“The refractory phenomenon of muscle protein synthesis”或“Muscle full effect”。

所以,虽然BCAA可以刺激蛋白质合成,但就算我们24小时不断地喝BCAA,或每顿之间吃BCAA,或每2-3小时吃点蛋白质,也不能让蛋白质合成率一直保持在加速状态,因此也无法帮助增肌。

接着,大量的研究发现,每当给试验者在抗阻力训练之后摄入氨基酸时,他们的蛋白质合成率就会加快,分解率就会减慢。可这些研究都只关注BCAA进入体内后的几小时内对合成率所作出的短期改变,并没有直接测量肌肉大小区别。因此,即使BCAA能直接刺激蛋白质合成,降低蛋白质分解,这并不代表就能增肌,因为短时间合成和分解率的变化并不代表肌肉增长

我们身体每天都在两个状态下换来换去:

每当吃完餐后,特别是含有大量蛋白质的餐,身体就会进入一个蛋白质合成状态,身体就会开始增肌。
每当食物消化完之后,身体就会进入一个蛋白质分解状态,身体就会开始流失肌肉。
而所谓真正的“增肌”就是在24小时内,总合成量大于分解量,身体所创造的肌肉比所流失的肌肉更多。

就类似左旋肉碱一样:虽然左旋肉碱照理论上来说可以促进脂肪燃烧,但脂肪燃烧不等于减脂。

因此,即使BCAA可以一时地加快蛋白质合成,这无法证明就能真正的“增肌”。所以我们得看看在长期补充BCAA的情况下,会不会对身体组成(瘦体重和体脂肪)作出任何改变的研究。

一项经常被引用来支持BCAA补剂的研究是这项:
25位专业摔跤选手进行了19天的卡路里克制;他们被分成了4组,控制组、高蛋白组、高BCAA组、低蛋白组;结果发现,高BCAA组的减脂和减重效果最好,运动表现的维持也最好,瘦体重的流失也最少。

不过,之所以高BCAA组的效果比高蛋白组更好是由于以下两点:

第一,高蛋白组的蛋白补充来源于大豆蛋白,而大豆蛋白的增肌效果并没有普通动物蛋白更好。
第二,高BCAA组每天比高蛋白组多吃了51.9克的BCAA,相当于10勺乳清蛋白,所以高BCAA的总动物蛋白质摄入要远远超过高蛋白组。

因此,这项研究拿大豆蛋白和大量的BCAA相比,BCAA组的效果肯定会更好。所以我们得看看当BCAA和高动物蛋白相比时,前者的增肌减脂效果会不会更好。

很可惜的是,并没有这样的研究(最起码我没能找到),不过我找到了两项稍微相似的研究。

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第一项是Jim Stoppani(JYM补剂)的研究:
36位有至少两年经验的力量训练者参加了研究,并开始了8周的训练计划;他们随机地被分成3组,14克BCAA组,28克乳清蛋白组,28克来自运动饮料的碳水组;8周之后,科学家们测量了他们的体重,身体组成和运动表现(卧推和深蹲的10RM重量);结果发现,BCAA组全垒打。不仅增了4kg的瘦体重,降低了2%的体脂率,还在卧推和深蹲上的10RM重量上多加了6和11kg。

乍看感觉BCAA真的有效,但仔细一看才知道,这项研究存在很多严重的问题:

  • 这项研究是2009年实现的,但到现在还没有正式公布。
  • Jim Stoppani就是JYM补剂的老大,而这项研究里所用的BCAA来自于Scivation的XTEND。据说Jim Stoppani和Scivation有着密切的关系,所以这项研究的商业本质很强。
  • Scivation的XTEND是一种BCAA产品,但里面不仅含有BCAA,还含有谷氨酰胺、维他命B6、瓜氨酸,所以其它化合物有没有帮到结果还未知。
  • 对于至少有两年抗阻力训练的自然训练者来说,在8周内增加4kg的瘦体重,降低2%的体脂率,再在深蹲和卧推的10RM上加6至11kg,可以算是打了药般的进步。
  • 试验者的蛋白质摄入原本就很高,2.2-2.4g/kg,光靠多加了14克的BCAA就能起到这么神奇的效果?
  • 科学家们并没有控制试验者的饮食。

因此这项的结果真的让人难以相信,特别是在得知背后资金来源之后。是我的话根本就不相信这项研究的结果,因为Jim Stoppani看起来就像个骗子。

第二项研究没有那么“商业化”。
在这项研究里,科学家们招来了20位试验者,并将他们分成两组,控制组和高蛋白组;两组都进行了两周的卡路里克制减重;控制组的宏量营养素分配是50%碳水,15%蛋白质,35%脂肪,蛋白质摄入相当于1g/kg;高蛋白组的分配是50%碳水,35%蛋白质,15%脂肪,蛋白质摄入相当于2.3g/kg;结果发现,两组都减少了同等的脂肪体重,但控制组流失了更多的瘦体重,高蛋白组的瘦体重流失只有前组的20%。

当然,在这项研究里科学家并没有用BCAA,但它和最初BCAA的研究设计相似:两项都是在卡路里克制的情况下对比不同蛋白质或BCAA摄入。

当高蛋白和低蛋白相比时,高蛋白组的增肌减脂效果更好。

所以,补充BCAA到底能否帮助肌肉增长?

根据现有的科学研究,假如每天的蛋白质摄入量足够(1.8-2.4g/kg),而且大部分蛋白质都来源于动物蛋白,补充BCAA似乎没有额外的增肌或肌肉维持效果。假如某人的蛋白质摄入不够,或大部分来源于植物蛋白,那补充BCAA可能就有效。

BCAA和运动表现

BCAA据说能提高运动表现是因为两点:

  1. 帮助减少由训练所产的疲劳感
  2. 为训练提供能量
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先从疲劳感开始。

科学家们发现疲劳感和一种叫做血清素(Serotonin)的神经递质有着联系:每当大脑内的血清素升高时,就容易感觉疲劳。而血清素由一种叫做色氨酸(Tryptophan)的氨基酸转化而来。不过,色氨酸得先进入大脑才能被转化。血液里的色氨酸和BCAA会各自竞争,试着进入大脑。在运动的时候,BCAA的使用会增加,使血液内的BCAA含量降低。如果BCAA少了,色氨酸也少了竞争对手,因此可以更容易地进入大脑,更容易地转化成血清素,更容易地引发疲劳。假如在运动的时候补充BCAA,血液内的BCAA含量就不会降低,色氨酸也更难进入大脑,也就更难引发疲劳,从而提升运动表现。

可是大脑内色氨酸的增加会导致血清素的增加还没有任何实际的科学研究,这只不过是理论上的推测罢了。

此外,假如上面这条理论成立,那倒过来,如果补充色氨酸的话,就会加快疲劳感的出现,从而减弱运动表现。但几项在运动时补充色氨酸的研究发现,色氨酸的补充并不会影响运动表现。

所以从理论上来说,BCAA的补充并无法减少疲劳感,因此也无法提升运动表现。不过理论终究是理论,还得看看补充BCAA对运动表现有没有影响的实际研究。

在这项2008年的研究里,科学家们想研究补充氨基酸对帆船比赛者的运动和精神表现,还有疲劳感。
他们找来了12位水手,并分成了两组,控制组和BCAA组。两组都拥有相同的饮食(58%碳水-30%脂肪-12%蛋白质),但BCAA组多加了一种蛋白补剂(40%碳水-35%蛋白-25%脂肪)和一种氨基酸补剂(50%缬氨酸-35%亮氨酸-15%异亮氨酸 )。所以控制组的总蛋白质摄入才54克,BCAA组却是前组的3倍,155.2克。结果发现,控制组的疲劳感稍微更高,记忆力表现更差,但两组之间的运动表现没有区别
再看看这项2011年的研究。
科学家们也想研究BCAA补剂会不会影响有氧运动表现和自觉力度表(可以理解为用多少力,英语是Rate of Perceived Exertion)。9位无运动经验的男士骑了3次90分钟的单车,每次之间相隔8周。每一次,在运动开始之前和60分钟时,他们要么喝了一种含有碳水化合物的运动饮料,或BCAA,或安慰剂。结果发现,喝碳水的平均总公里是4.6km,BCAA是4.4km,安慰剂是3.9km。自觉力度在前60分钟都差不多,在最后的30分钟里,安慰剂最高,碳水中等,BCAA最低。

在这项研究里,科学家们也发现了相同的结果:补充BCAA似乎可以帮助减少疲劳感,但即使如此,它也不能帮助提升运动表现

所以,BCAA似乎可以减少疲劳感(特别是精神上的疲劳感),但其效果并不明显,而且在以上研究里,科学家们并没有控制试验者的饮食。控制组和BCAA组的蛋白质摄入未统一,通常控制组的蛋白质摄入量比BCAA组低很多,如果试验者们的蛋白质摄入统一,而且是高蛋白饮食,那可能就会得出不同的结果。因此,BCAA也无法提高运动表现。

再来看看BCAA能否为训练提供能量。

像开头所说的,在抗阻力运动时,BCAA的使用会加快。如果在抗阻力训练时补充BCAA就应该可以为训练提供一些能量,让训练更久,从而提高运动表现。

可研究发现,在运动时,BCAA的使用会增加2-3倍,而碳水化合物和脂肪的使用会增加10-20倍!所以想练得更久,想为训练提供能量的话,补充碳水化合物应该是一个更好的选择,而且运动时补充碳水化合物能够减少BCAA的使用。

所以BCAA并无法有效地为运动提供能量。因此BCAA也无法帮助提升运动表现

BCAA和训后恢复

之所以人们认为补充BCAA可以加快训后恢复是因为两点:

  1. 减少迟发性酸痛感和肌肉损伤。
  2. 加快训后的蛋白质合成。
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肌肉损伤就是运动对肌肉所造成的伤害。肌肉损伤越大,酸痛感越强烈。而肌肉损伤通常靠血液内的肌酸激酶(Creatine Kinase)含量而作为指标,不过有科学家发现,血液内的肌红蛋白(Myoglobin)可能是一个更准确的指标。而且一些研究发现,补充BCAA能减少血液内的肌酸激酶或肌红蛋白含量。

所以让我们来看看有关BCAA和肌肉酸痛/损伤的研究。

在这项2006年的研究里,科学家们让30位试验者做7组x20个的深蹲,接着在深蹲的30分钟之前喝入BCAA或安慰剂,然后在深蹲结束的后4天里测量酸痛感。结果发现,喝了安慰剂的女士,深蹲后的酸痛感比BCAA明显更强烈,但喝了安慰剂男士的酸痛感比BCAA只稍微强烈一点。不过科学家们并没有测量肌酸激酶或肌红蛋白含量。
4年之后,同样的科学家们又做了一次相同的试验。这次只用12位女士,而且在深蹲后的第3天测试大腿的收缩力度,还测量了肌酸激酶或肌红蛋白含量。肌肉酸痛的结果与前类似,安慰剂组的酸痛感要更明显,第3天的收缩力度测试也比补剂组差20%。至于肌酸激酶含量,虽然安慰剂组的肌红蛋白含量稍微更高,但不够达到统计性差异,因此两组之间并没有明显区别。
在这项研究里,科学家们发现了不同的结果:一群登山试验者在登山的2天内补充了BCAA,但两组之间肌肉酸痛感的没有明显的区别。安慰组的肌酸激酶含量更高,可没达到统计性差异。

从以上几项研究得出结论是:BCAA似乎可以减少迟发性酸痛感和肌肉损伤,但其效果并不是很明显,对于女生来说可能效果更明显
不过以上研究内试验者的蛋白质摄入量都很低,而且在做试验之前都是一早空腹完成的。假如他们每天的蛋白质摄入量足够,或在试验之前吃点蛋白质,可能结果就会不同。

很多人认为训练后的一小时是“黄金窗口”,必须得在这一小时内吃入蛋白质、补充营养素来加快蛋白质合成,让身体早点开始修补工作,加快恢复。如果错过了这个“黄金窗口”,蛋白质合成速度就没有那么快,身体就恢复地更慢。而且氨基酸不需要消化,可以快速被身体吸收,所以如果在训练后吃点氨基酸,可以加快恢复。

到底有没有研究证明这一点呢?

在这项2000年的研究里科学家们发现,无论是在抗阻力训练之后的1小时或3小时内摄入氨基酸,蛋白质合成率的上升程度都不会有差别。

在这项2001年的研究里科学家们发现,当氨基酸和碳水化合物在抗阻力训练之前摄入时,其合成效果要比训后摄入更好。

在这项2010年的研究里科学家们发现,训后的蛋白质合成率加速可以持续至少24小时。

如果我们再次查看以上两项关于肌肉酸痛的研究就会发现:虽然BCAA组训后的酸痛感更低,但在训后的第3天,两组都恢复了训前的酸痛程度。 也就是说,BCAA或许可以让训后几天之内的酸痛感变小,但恢复速度和控制组相比没区别

所以,不仅训后的“黄金窗口”是个谣言,因为蛋白质合成率会持续保持在一个加速状态(至少24小时),而且,只要每天的热量和营养素足够,恢复速度都相同。

结论:补充BCAA可以加快训后蛋白质合成,但这并不代表就能恢复地更快,因为无论在训后1小时内吃蛋白质还是训后1小时后吃蛋白质,两者的蛋白质合成速度都相同。

小总结:

  • BCAA可以帮助肌肉增长,但只在蛋白质摄入不足的情况下才能起效。
  • BCAA无法明显地提升运动表现。
  • BCAA无法明显地加快训后恢复。

所以BCAA并没有据说地那么有效,但BCAA在某些特殊情况下或许可以起到一定的作用。

BCAA的限制应用?

BCAA的唯一一个限制应用就是空腹训练。

在抗阻力训练的时候,蛋白质分解和合成都会加快,但分解更快,导致身体进入肌肉流失状态。在空腹训练的时候,蛋白质分解会更快。既然BCAA可以降低蛋白质分解,在空腹训练时喝一些氨基酸就可以降低蛋白质分解,减少肌肉的流失。所以BCAA在空腹训练时或许可以起到一定的效果。

之所以我说“或许可以起到一定的效果”是因为,科学研究发现,在空腹训练之后吃入含有碳水/蛋白质/亮氨酸的餐,会引起比不空腹训练之后更高的合成率。也就是说,空腹训练虽然会造成更多的肌肉流失,但它会引发更强大的增肌反应,试着弥补所流失的肌肉

在知道这一点以后,空腹训练时最好补充BCAA的理由就没那么有说服力了。

此外,假如你真的害怕空腹训练掉肌肉的话,在训练之前喝一勺乳清蛋白也能达到相同的功能。

所以支链氨基酸在这种特殊情况下或许可以起到一定的作用,不过这只适合一小部分。

总结

总体来说,BCAA虽然有一定的作用,但大部分作用都可以靠增加蛋白质摄入量来得取,而且BCAA补剂的效果不够明显到可以解释它的价格的程度。

所以只要蛋白质摄入足够(1.8-2.4g/kg),我不认为BCAA是你值得买的补剂

其实如果我们从一个最逻辑、最基础的角度来看待这个问题,就能发现BCAA其实并没有所说的那么神奇:BCAA就是氨基酸,氨基酸来源于蛋白质。无论补充BCAA有什么作用,只要多吃蛋白质也能得到相同的作用。

某人可能会说:“我知道我的蛋白质摄入不足,所以我才用BCAA来补充”

如果你的蛋白质摄入不足,你的首要任务应该是补充蛋白质,而不是通过BCAA来提升总蛋白质摄入量。想通过补充BCAA来提升原本不足的蛋白质摄入是本末倒置,类似于某赛车手想通过硝基甲烷来加快一辆原本马力不到100的车。

*参考文献*

关于BCAA常识:

https://examine.com/supplements/branched-chain-amino-acids/

https://examine.com/supplements/leucine/

https://examine.com/supplements/isoleucine/

https://examine.com/supplements/valine/

BCAA和蛋白质合成/肌肉增长的研究:

Oral leucine administration stimulates protein synthesis in rat skeletal muscle.

The leucine content of a complete meal directs peak activation but not duration of skeletal muscle protein synthesis and mammalian target of rapamycin signaling in rats.

Muscle full effect after oral protein: time-dependent concordance and discordance between human muscle protein synthesis and mTORC1 signaling.

Optimal protein intake and meal frequency to support maximal protein synthesis and muscle mass

Combined Effects of Caloric Restriction and Branched-Chain Amino Acid Supplementation on Body Composition and Exercise Performance in Elite Wrestlers

Consuming a supplement containing branched-chain amino acids during a resistance-training program increases lean mass, muscle strength and fat loss

Increased protein intake reduces lean body mass loss during weight loss in athletes.

Timing of amino acid-carbohydrate ingestion alters anabolic response of muscle to resistance exercise.

Essential amino acids and muscle protein recovery from resistance exercise.

Postexercise net protein synthesis in human muscle from orally administered amino acids.

An oral essential amino acid-carbohydrate supplement enhances muscle protein anabolism after resistance exercise.

BCAA和运动表现:

Interrelationship between physical activity and branched-chain amino acids.

Ingestion of branched-chain amino acids and tryptophan during sustained exercise in man: failure to affect performance.

L-tryptophan supplementation does not improve running performance.

Effects of branched-chain amino acids supplementation on physiological and psychological performance during an offshore sailing race.

Branched-chain amino acid supplementation lowers perceived exertion but does not affect performance in untrained males.

BCAA和恢复:

Branched-chain amino acid supplementation before squat exercise and delayed-onset muscle soreness.

Nutraceutical effects of branched-chain amino acids on skeletal muscle.

Energy expenditure during 2-day trail walking in the mountains (2,857 m) and the effects of amino acid supplementation in older men and women.

Enhanced amino acid sensitivity of myofibrillar protein synthesis persists for up to 24 h after resistance exercise in young men.

Timing of amino acid-carbohydrate ingestion alters anabolic response of muscle to resistance exercise.

An oral essential amino acid-carbohydrate supplement enhances muscle protein anabolism after resistance exercise.

BCAA的限制应用:

Increased p70s6k phosphorylation during intake of a protein-carbohydrate drink following resistance exercise in the fasted state.

A Systematic Review of Dietary Protein During Caloric Restriction in Resistance Trained Lean Athletes: A Case for Higher Intakes


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