肌酸概述

肌酸是人体内一种天然存在的重要物质。成年人体内平均含有80至130克肌酸。肌酸在为细胞（包括骨骼肌、心脏、大脑和其他器官）提供能量方面发挥着核心作用。除了作为能量载体外，肌酸很可能还具有多种其他功能，但这些功能尚未得到充分的科学研究。许多研究人员认为，肌酸对器官功能、大脑以及整体健康都至关重要。近200年来，科学家们一直在研究肌酸，他们将其描述为一种“含氮有机酸”，分子式为C4H9N3O2。从生物学角度来看，肌酸是一种体积小且结构相对简单的分子。大多数人通过食用肉类和鱼类来满足每日肌酸需求的一半左右——肉类和鱼类是肌酸的主要膳食来源。人体可以合成一部分肌酸。不均衡的饮食，例如素食者和纯素食者的饮食，通常会导致肌酸水平低于平均水平。科学证明，肌酸作为膳食补充剂可以提高运动表现。因此，肌酸的这种功效得到了全球健康和体育机构的认可。它很容易被人体吸收，而且——如果生产得当并按照推荐剂量服用——不会产生任何有害影响。

人体内约90%的肌酸储存在骨骼肌中。所有活细胞都需要能量——尤其是肌肉细胞，在活动时需要大量的能量。肌酸有助于提供这些能量。肌肉细胞内的能量供应方式多种多样。在长时间运动（例如长跑）中，身体首先会利用糖原（一种碳水化合物）储备来产生能量，然后燃烧脂肪。由于这些过程依赖于大气中的氧气，因此被称为有氧运动。相比之下，在短时间、高强度的爆发性运动（例如短跑）中，肌肉需要在极短的时间内获得大量的能量。因此，在进行这种无氧运动的初期，肌肉必须依靠可立即利用的能量来源。这些能量来源以化学物质三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（PCr）的形式存在。 ATP 和 PCr 相互补充，从而弥补了葡萄糖（糖酵解）、糖原（糖原分解）和脂肪（脂肪分解和脂肪酸氧化）分解释放更多能量所需的时间。

三磷酸腺苷 (ATP) 是所有生物过程的能量货币，肌酸为其提供支持。一个 ATP 分子包含三个磷酸基团，它们通过一个中心骨架化学连接。当 ATP 失去一个磷酸基团时，就会释放能量供肌肉活动使用。剩余的物质是二磷酸腺苷 (ADP)，人体会利用食物中的能量将其转化回 ATP。然而，这个过程需要一些时间，足够的 ATP 只能维持几秒钟。因此，人体还有一种额外的机制，可以在长时间的肌肉活动期间快速再生 ATP。这就是肌酸发挥作用的地方：在静息肌肉中，大约三分之二的肌酸以能量更高的磷酸肌酸 (PCr) 的形式存在，PCr 含有一个额外的磷酸基团。即使在剧烈运动的肌肉耗尽 ATP 之前，肌酸激酶 (CK) 也会将这个磷酸基团转移到 ADP 上，使其转化回 ATP——但这只有在磷酸肌酸充足的情况下才能实现。由于肌酸激酶（CK）是自然界中最快的酶之一，因此ATP的再生过程非常高效，能够使ATP的可用性维持在高水平数秒。只有当磷酸肌酸（PCr）的供应消耗到大约80%时，ATP水平才会开始下降。这使得肌肉能够继续进行无氧运动，直到PCr供应耗尽。在下一个休息阶段，生成的肌酸通过添加磷酸基团被重新转化为磷酸肌酸。一旦PCr的供应恢复到基线水平，它就能在下一次剧烈运动中提供ATP。

肌酸在体内会缓慢分解（参见肌酸代谢部分）。为了弥补这种自然流失，成年人平均每天需要补充约2-3克肌酸。
与人体肌肉一样，肉类和鱼类也含有肌酸。均衡的饮食可以直接从这些食物来源提供人体约一半的肌酸需求；其余部分可以由人体自身合成（参见肌酸合成部分）。
下表列出了各种生食中肌酸的平均含量：

• 肉类 3-7
• 鱼类 3-7
• 牛奶 0.1
• 蔬菜、谷物和豆类 0

烹饪会破坏鱼类和肉类中的部分肌酸。
任何饮食不均衡、鱼类和肉类摄入量少的人，体内肌酸水平都可能较低。素食者和纯素食者尤其如此，因为他们很少或根本不从饮食中摄入肌酸；运动员也需要额外补充肌酸来促进肌肉生长，并在剧烈运动后更快恢复。这些人群尤其可以从服用肌酸补充剂中获益。

人体从食物中摄取甘氨酸、精氨酸和蛋氨酸这三种氨基酸，并利用它们合成肌酸。肌酸合成的第一步发生在肾脏和胰腺。酶AGAT将精氨酸和甘氨酸结合生成胍基乙酸（GA）。肝脏吸收GA，并在酶GAMT和蛋氨酸衍生物的帮助下将其转化为肌酸。肌酸随后被运送到靶器官，例如骨骼肌、心脏和大脑。肌酸转运蛋白（CrT）将肌酸转运到细胞内。20至40岁的男性平均每天合成约1克肌酸。这个数值会随着年龄的增长而下降。女性的肌酸合成量略低于男性。在人体合成肌酸所需的三种重要氨基酸中，甘氨酸通常含量丰富。然而，精氨酸，尤其是蛋氨酸，其供应量有限。人体合成一克肌酸需要消耗每日蛋氨酸摄入量的近40%。因此，饮食中蛋氨酸来源较少的人，其肌酸水平往往较低。

成年人体内平均含有80至130克肌酸和磷酸肌酸，主要储存在肌肉中。当细胞利用磷酸肌酸储存和运输能量时，它会不断地转化为肌酸，然后再转化回磷酸肌酸。然而，每天有2至3克肌酸被分解成肌酐，从而从血液中流失。人体通过从食物中摄取肌酸（非素食者每天约1至2克）以及自身合成肌酸（每天约1克）来弥补这种损失。肌酸具有很高的生物利用度：测量结果表明，当服用肌酸一水合物作为膳食补充剂时，超过95%（取决于剂量）的肌酸会进入血液。血液中肌酸的浓度通常在摄入后1至2小时内达到峰值。研究表明，饮食中肌酸含量低的人，其体内肌酸水平也往往较低。相比之下，服用肌酸补充剂的人平均肌酸水平更高。肌酸补充剂会使组织中的肌酸水平达到一个无法超越的峰值。因此，长期服用高剂量肌酸并无益处。体内实际的肌酸储存量反映了肌酸自然分解速率与体内合成和食物摄入的肌酸量之间的平衡。由于人体肌酸储存量相对于平均每日摄入量和排泄量而言较大，因此对肌酸摄入量变化的适应速度较慢：当以每日推荐剂量（3至5克）服用肌酸补充剂时，肌酸水平通常在三至四周后才能达到峰值。

体内少量肌酸会不断分解成肌酐。肌酐从细胞进入血液，然后经肾脏随尿液排出体外。科学家发现，成年人平均每天会通过这一途径损失约1%至2%的肌酸储备。这种损失可以通过食物摄入或身体自身合成的肌酸来补充。如果摄入的肌酸超过身体所需，大部分多余的肌酸会随尿液排出。然而，体内肌酸水平越高，分解成肌酐的肌酸也就越多。这可能会略微升高血液和尿液中的肌酐浓度。同样的原因，肌肉量较大的人可能比肌肉量较小的人肌酐水平更高。但这无需担心，因为升高的肌酐水平在正常范围内，而且肌酐从未被证实有害。由于医生通常会检测血液肌酐水平来诊断肾脏疾病，因此任何接受肾功能检查的人都应该告知医生自己正在服用肌酸补充剂。单纯由肌酸补充剂引起的肌酐水平升高通常是无害的。为了安全起见，已患有肾脏疾病或存在较高风险（例如，由于糖尿病或高血压）的人在服用肌酸前应咨询医生。

肌酸因其在细胞内以磷酸肌酸形式支持能量运输的作用，是运动员的理想膳食补充剂。额外摄入肌酸可以增加肌肉中磷酸肌酸的储存量。这反过来又能提高运动表现，并促进训练和比赛期间的恢复。肌酸在健身房广受欢迎，因为它能帮助运动员进行更高强度的训练，从而更快地增加肌肉量。然而，肌酸本身并不能在不进行训练的情况下产生这种效果。这使其与类固醇等违禁药物的作用截然不同。自20世纪90年代以来，许多运动员和科学家都将肌酸视为提高运动耐力、肌肉力量和瘦体重的最有效膳食补充剂。在力量训练中，补充肌酸已被证实能够持续提高力量和重复次数。这些训练益处可以推广到所有需要爆发性、高强度肌肉力量的运动项目中。许多项目的运动员，例如场地自行车、短跑、游泳和足球运动员，多年来一直使用肌酸并取得了显著成效。肌酸以其天然形式——一水肌酸——被公认为有效、安全且合法。例如，欧洲食品安全局 (EFSA) 证实，肌酸可以提高短时高强度运动中的身体机能。欧盟关于“食品营养与健康声明”的法规第 13.1 条也对此予以明确规定。此外，有证据表明，肌酸有助于高强度训练后的恢复。

肌酸不仅在肌肉中作为能量储存和运输载体发挥重要作用。过去二十年来，研究人员发现肌酸在肌肉以及其他组织和细胞类型中也扮演着其他重要角色。例如，肌酸被认为能够控制ADP与ATP的比值，防止细胞间液中ADP水平过高，以及线粒体中ADP水平过低。这对于线粒体（细胞的“动力工厂”）中的氧化能量产生尤为重要，也可能是肌酸在细胞能量代谢中最重要的作用之一。肌酸还负责将能量从线粒体转移到细胞内液——这是一个复杂的过程，依赖于多种不同形式的肌酸激酶。研究表明，肌酸具有抗氧化作用，能够减少自由基造成的细胞损伤。此外，肌酸还有助于稳定细胞的pH值（酸碱度）。这在剧烈运动期间尤为重要，因为此时细胞内液往往会变得酸性更强。肌酸在平衡细胞可利用的各种有氧和无氧能量来源（例如糖酵解）方面也发挥着至关重要的作用。许多知名研究人员认为，肌酸对于维持肌肉、骨骼、大脑和神经系统的整体健康至关重要，尤其对老年人而言。肌酸对健康的确必不可少。身体无法产生或利用肌酸的儿童会出现严重的智力和身体障碍。肌酸也被证明对治疗多种肌肉疾病有效。虽然它不能治愈疾病，但作为一种辅助疗法，它可以延缓肌营养不良症等疾病的发生和发展。目前，肌酸正在进行长期临床试验，用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病、多发性硬化症（MS）、肌萎缩侧索硬化症（ALS）和其他疾病。

作为一种膳食补充剂，肌酸有多种化学形式。肌酸的基本分子结构始终相同，但其连接的化学基团可能有所不同。
人体内天然存在的肌酸形式是肌酸一水合物。它主要用于膳食补充剂，也是迄今为止研究最深入的肌酸形式。
肌酸一水合物稳定、有效、安全且易于被人体吸收。这种形式的肌酸普遍被世界各地的食品安全机构认可。例如，欧洲食品安全局 (EFSA) 在其肌酸评估中明确提及了肌酸一水合物。
迄今为止，在公认的研究中，尚未发现比肌酸一水合物更有效的肌酸形式。
由于肌酸一水合物在水或其他饮料中溶解缓慢，一些用户更喜欢易溶的肌酸形式，例如硫酸肌酸。 B. 柠檬酸肌酸。
然而，在相同总重量下，这些其他可溶性肌酸形式的肌酸含量均低于一水肌酸。一水肌酸的肌酸含量约为 88%，而其他形式的肌酸肌酸含量可能低于 40%。
碱性肌酸是另一种肌酸形式，广告宣传其在胃酸中稳定性更佳。然而，近期研究表明，碱性肌酸的疗效并不优于一水肌酸。

除了肌酸一水合物及其溶解度更高的相关盐类之外，还有其他形式的肌酸。然而，这些肌酸的研究远不及肌酸一水合物，且在许多国家/地区未获批准。它们通常也比肌酸一水合物更贵。目前尚无科学证据表明，新的肌酸化合物在任何方面都比肌酸一水合物更有效。在某些情况下，由于肌酸分子核心结构的改变，其效果反而变差，因为新合成的化合物在体内的行为方式不同，有时甚至难以预测。例如，含有共价键的肌酸乙酯（CEE）就是如此。与可溶性肌酸盐不同，这种化合物在摄入后不会分解成肌酸和盐成分。虽然一水肌酸几乎能被人体完全吸收，但科学研究表明，一水肌酸在胃肠道中会迅速分解成无效的肌酐。肌酸的不同形式一水肌酸的稳定性一水肌酸干粉可以保存数年。然而，当一水肌酸溶于液体中时，它会缓慢转化为肌酐，肌酐虽然生理上无效，但无害。在橙汁等弱酸性饮料中，8小时内只有不到5%的一水肌酸会被分解。因此，只要当天饮用，一水肌酸就可以安全地混入饮料中。在碱性牛奶或酸奶饮料中，一水肌酸甚至可以在冰箱中保存数周而不会发生显著变化。所谓胃酸会迅速分解一水肌酸的说法是错误的。事实上，摄入的大部分一水肌酸都能完整地通过胃部，被吸收，其中超过95%会进入血液。然后，它以肌酸分子的形式到达肌肉、心脏和大脑等靶器官。

作为膳食补充剂，一水肌酸具有极佳的安全性。与已获批准的药物相比，膳食补充剂需接受更为严格的安全评估。欧洲食品安全局的积极评估反映了压倒性的科学共识，即在正确剂量下服用化学纯的一水肌酸是安全的。唯一已证实的副作用是轻微的体重增加。这最初是由于肌肉中水分潴留增加，随后导致肌肉质量增加——这正是许多运动员所期望的效果。目前尚无科学证据支持偶尔出现的说法，即肌酸会损害肾脏。正如代谢部分所述，肌酐水平升高并不一定意味着肾功能障碍，而可能表明身体正在排出过量的肌酸。一些网络评论将补充肌酸与胃部不适或痉挛联系起来。只要服用纯肌酸并摄入充足的水分，受控的科学研究就无法证实这些副作用。然而，绝大多数科学研究都指的是一水肌酸。其他形式的肌酸目前研究较少。与任何膳食补充剂一样，肌酸的纯度尤为重要。因此，务必使用来源可靠、成分明确的肌酸。

虽然肌酸对生命至关重要，但研究人员尚未确定人体维持健康所需的确切剂量。每个人的需求量可能各不相同。经常锻炼且肉类摄入量少的人可能比运动量适中且肉类摄入量高的人需要更多的肌酸。服用肌酸一水合物作为膳食补充剂可以提高体内肌酸水平。适量服用肌酸已被证实有益健康。欧洲食品安全局认为每日摄入3克肌酸是安全的。美国的一个专家小组认为每日摄入5克肌酸对消费者是安全的。Alzchem AG建议每日摄入3至5克纯肌酸一水合物。一些网络文章建议的剂量高于每日推荐的3至5克。此外，也可以先服用高剂量，几天后再逐渐减少。然而，高剂量策略是没有必要的。研究表明，每日服用3至5克肌酸，持续三至四周后，体内肌酸水平与最初服用高剂量肌酸后达到的水平一样高。