肌酸

早在1832年，法国著名化学家、自然科学家米歇尔·欧仁·谢弗勒尔（Michel）首次在骨骼肌中发现了能为肌肉和神经细胞提供能量的肌酸。随后，根据希腊语“Kreas”（肉），命名为“Creatine”。

1912年，哈佛大学研究员发现，摄入肌酸可以显著提高肌肉的肌酸含量。20世纪20年代的研究发现肌酸可以作为一种膳食补充剂。1928年科学家发现，肌酸与肌酐处于平衡共存状态。20世纪20年代末，在发现摄入比正常量更多的肌酸可以增加肌内肌酸的储存之后，科学家们又发现了磷酸肌酸，并确认肌酸在骨骼肌的新陈代谢中发挥着关键作用。

从20世纪90年代开始，肌酸就进入运动员的视野目前已经成为仅次于复合维生素和无机盐的，在运动员和健身人群中使用最广泛的运动营养品。国际上首次公开报道运动员使用肌酸是在1992年的巴塞罗那奥运会，英国短跑运动员克利斯提在备赛期间持续使用肌酸类膳食补充剂，并在100米短跑项目上夺得金牌，同时在当届奥运会上也有其他项目金牌选手被报道使用肌酸。自此，补充肌酸在运动员群体中广为流行，1996年的亚特兰大奥运会上，60%以上的短跑运动员在日常训练和备赛阶段有持续补充肌酸的习惯。

肌酸在体育运动中被广泛应用，补充肌酸能够增加人体肌肉中的肌酸浓度，改善训练适应能力、提高运动成绩，比较有效的项目一般为短跑、游泳、自行车、举重等。而在耐力性项目中补充肌酸效果并不明显，一般不使用。在一些球类集体项目中，特别是在高强度和低强度复合项目中如足球、篮球、曲棍球等，补充在某种程度上是有益的，但由于这些项目持续时间较长，因此补充的良好作用也被体重的增加所抵消。此外还能促进训练后恢复、降低运动过程中受伤风险。

人体内肌酸来源于两条途经，一是经食物摄入获取（外源性肌酸），二是经体内合成（内源性肌酸）。

体内肌酸的合成过程为：以精氨酸、甘氨酸、蛋氨酸为原料，在肝脏、胰腺、肾脏合成。肾脏中的精氨酸和甘氨酸在左旋精氨酸-甘氨酸转脒基酶（L-AGAT）的催化下，合成胍乙酸，胍乙酸在肝脏经s-腺苷蛋氨酸-胍乙酸N-甲基转移酶（MT）的催化，甲基化形成肌酸。

合成的肌酸经血液循环送入骨骼肌细胞，部分肌酸被磷酸化后转化为磷酸肌酸，其余部分则以非磷酸化肌酸形式存在。肌酸广泛分布于骨骼肌、心肌、大脑、睾丸、肝肾等脏器中，以骨骼肌中含量最高（约为124.4mmol/kg干肌质量），约有95%的肌酸都分布在骨骼肌中，并且肌酸含量与性别、年龄无明显相关性。

含有肌酸的食物种类较多，如食用牛奶、瘦红肉、鱼和软体动物等。其中瘦红肉的肌酸含量最高，蔬菜中的肌酸含量明显低于肉类。食物中的部分肌酸会因加热烹调而丢失，所以人体实际经食物摄入的肌酸量大大低于理论值。人体经食物获得的肌酸主要经小肠吸收后入血，虽然瘦红肉中的肌酸含量较高，但其脂肪含量同样较高，脂肪摄入过多会降低肌肉对肌酸的摄取效率。若膳食中的肌酸补充不足，人体会利用多种氨基酸合成肌酸，增加内源性肌酸。

在人体内，内源性肌酸主要在肝脏合成，但是肝脏储存量很少。服用的外源性肌酸要通过胃肠吸收，可能类似氨基酸吸收途径。由转运体转运进入血液循环系统。内源性和外源性的肌酸都通过血液循环，肌酸被运输到它储存和利用的部位。在机体中，骨骼肌、心脏、精子、视网膜的感光细胞中肌酸和磷酸肌酸含量最多，其他器官、组织含量很少。在这些区域里，肌酸经过代谢，分解为肌酸酐，最后通过尿液排除体外。

无论是外源性肌酸还是内源性肌酸，要真正发挥作用，关键是肌酸顺利地进入组织细胞内进行代谢。研究证实机体里存在着特异性的肌酸转运体（CrT），在它的帮助下肌酸进行跨膜转运。肌酸是细胞膜CrT的惟一底物，CrT不识别磷酸肌酸。进入细胞质的肌酸大部分（大约2/3）在肌酸激酶（CK）的催化下合成磷酸肌酸，这样更有利于肌酸的进一步转运和维持膜内外总肌酸的浓度梯度。线粒体也会摄取部分肌酸，这已经得到实验证明，并且有两方面的证据支持：一方面线粒体内膜有CrT；另一方面线粒体内已证明有磷酸肌酸的存在。线粒体从细胞质里摄取肌酸可能类似细胞膜的转运模式，借助电势能才可以实现，可能由于磷酸化作用，线粒体基质产生的电势能较细胞质低，因此促使肌酸的进入。而有人认为体内有两种不同的肌酸转运机制，它们是高亲和细胞膜转运机制和低亲和的线粒体转运机制。这两种机制实现了将肌酸运输至利用部位的整个过程，联系着血清、细胞质和线粒体这三个肌酸池。

肌酸在小肠吸收，通过血液循环转运进入组织的细胞中，继而再跨膜运输进入线粒体。这个整个转运过程中还存在很多迷团，如血液如何实现肌酸在合成组织与储存组织之间的运输，细胞膜和线粒体上的CrT结构有什么不同，肌酸在进行跨膜转运过程中运输体在结构上发生怎样的改变等。如果这些问题得到解决，对于临床医学来说可以用来解释一些神经肌肉功能紊乱、心脏疾病的发病机理并且可以为治疗这些疾病带来一定的帮助；而对于体育运动来说，肌酸转运机制的日渐清晰可为阐述运动中骨骼肌ATP来源提供更好的依据。

肌酸在机体的最大储备量一般为0.3g肌酸/kg体重。机体总肌酸的95％存在于肌肉组织。肌酸在肌肉中的主要作用是以磷酸肌酸的形式储存和提供能量。肌肉中的肌酸和磷酸肌酸按下列反应式保持动态平衡，并伴随能量的转移，催化酶为肌酸激酶。

肌肉中大约60％的肌酸以磷酸肌酸的形式存在，是能量供应的重要物质。肌酸最终代谢产物为肌酐。从尿液排出体外。通过测定尿肌酐，可了解机体肌酸的储备情况。一个70kg的男性，体内每天约有2g肌酸转化为肌酐。

少剂量的口服肌酸（1~10g）后，血浆里肌酸最大浓度的时间（Tmax）小于2h；当剂量超过10g以上，Tmax增加到3h以上。

年轻和中年女性受试者口服5g肌酸后，血浆肌酸平均最大血药浓度（Cmax）大约为100mgL-1，Tmax为1h。加大肌酸的补充剂量，20g肌酸需要超过4h的时间来吸收，大剂量的补充延长了吸收时间。说明随着肌酸补充剂量增加，血浆肌酸消除减慢（血浆肌酸向局部组织的转运）。

给受试者补充单剂量和多剂量肌酸，肌酸血中清除率从0.20±0.066L/h/kg下降到0.12±0.016L/h/kg，Cmax从102.1±11.2mg/L增加162.2±30.0mg/L，Tmax没有变化，多剂量补充肌酸后肌肉肌酸池的饱和，导致从血液摄取肌酸的量减少，清除率下降，但同时增加了血液肌酸的储备。

由于这些研究的实验设计不一（如剂量、单剂量或者多剂量、灌注），肌酸产品和分析方法也有所不同，因此很难做比较。肌酸药物动力学变化是否取决于剂量，这可能与肌肉通过转运体摄取肌酸或者通过转运体从胃肠吸收肌酸有关，但是还缺乏有力的证据说明。

肌酸的主要作用之一是提供肌肉收缩所需的能量。大量的动物和临床实验研究表明，补充肌酸能够增大肌肉力量、提高最大输出功率，从而整体改善运动能力。在高强度的运动或训练中，肌酸通过分解磷酸肌酸的过程释放出能量，帮助再生腺苷三磷酸（ATP）。ATP是肌肉收缩的主要能量来源之一，而肌酸的存在可以增加可用的磷酸基团，从而加速ATP的再生，延缓肌肉疲劳。通过提高肌肉细胞中的磷酸肌酸水平，肌酸补充可以增加肌肉的爆发力、耐力和力量。这对于进行高强度、短时运动如举重、冲刺等项目的运动员尤为重要。

在运动中补充肌酸能够减少肌肉和骨骼损伤、脱水和肌肉痉挛的发生率。此外，肌酸具有神经保护作用.

肌酸被广泛认为对肌肉生长具有积极影响。它可以促进肌肉蛋白的合成，减少蛋白质降解，从而增强肌肉的体积和质量。这使得肌酸成为健身者和体育运动员常用的补充剂之一，尤其是在肌肉增长和恢复阶段。

一些研究表明，肌酸补充可能有助于改善运动受伤后的康复过程。它可以促进受损肌肉组织的修复和再生，加速康复时间，并降低运动受伤后肌肉萎缩的风险。补充肌酸可以帮助运动员增加糖原储备，减少剧烈运动后的炎症和肌肉细胞中酶的流出，从而促进运动员在高强度训练后快速恢复。在进行一次力竭运动之前，联合补充肌酸和碳水化合物比仅仅补充碳水化合物有更大的运动后糖原储备，糖原对于促进恢复和防止强化训练期间的过度训练具有非常重要的作用。 有人评估了有经验的马拉松运动员在进行 30 Km 赛跑之前补充肌酸对运动后炎症标志物和肌肉酸痛的影响，结果显示与对照组相比，肌酸补充使肌酸激酶、前列腺素E2和肿瘤坏死因子α的变化减少，乳酸脱氢酶也没有增加。还有研究显示在运动性肌肉损伤的恢复过程中，补充肌酸的参与者有显著更大的等速和等长膝关节伸展力量，此外，补充肌酸组在恢复2~7天后血浆肌酸激酶水平显著低于对照组。

摩尔折射率：30.27 

摩尔体积（cm3/mol）：94.7 

等张比容（90.2K）：261.0 

表面张力（dyne/cm）：57.6 

极化率（10-24 cm3）：12.00 

CAS号：57-00-1

MDL号：MFCD00004282

EINECS号：200-306-6

BRN号：907175 

PubChem号：24857517

熔点：~295℃（dec.） 

沸点：242.43℃ 

密度：1.33g/cm3

折射率：1.5700

储存条件：避光，室温

溶解度：水（稍微加热）

形态：固体

酸度系数（pKa）：2.63（25℃）

颜色：白色至类白色

疏水参数计算参考值（XlogP）：-1.2 

氢键供体数量：3

氢键受体数量：3

可旋转化学键数量：3

互变异构体数量：无

拓扑分子极性表面积：90.4

重原子数量：9

表面电荷：0

复杂度：134

同位素原子数量：0

确定原子立构中心数量：0

不确定原子立构中心数量：0

确定化学键立构中心数量：0

不确定化学键立构中心数量：0

共价键单元数量：1

①用氯乙酸、甲胺和氰胺水溶液合成肌酸。

②用氨基氰与肌氨酸钠或肌氨酸钾在水中或在水与有机溶剂的混合物中，在温度为20℃~120℃，pH值为7~14的条件下进行。

②通过将肌氨酸钠或肌氨酸钾与氨基氰在20℃~150℃以及pH7~14下进行反应制备肌酸或肌酸一水合物，该法包括用碳酸进行pH调节。

世界上肌酸的规模生产一般采用的生产方法均是氨基氰肌氨酸钠法，因原料氨基氰有剧毒，使生产存在很大的危险。①法的肌氨酸钠以氯乙酸甲氨基化获得，收率不高。

肌酸在肾脏代谢后以肌酐的形式排出体外。补充肌酸可增加24h血肌酸、肌酐及尿酸盐的浓度。实验中还未发现肌酸补充对肾脏有不良影响。但有2个病例的临床研究提示，并非所有患者都能够代谢过量的肌酐。报道的补充肌酸的不良反应不是特别严重，而且对副作用的评价也没有正式标准。由于补充肌酸的受试对象都是年轻健康的志愿者，所以，肌酸对其他人群的副作用还不清楚。补充肌酸和肾脏功能损伤的关系也需要进一步证实。后来通过研究结果表明，肌酸补充在研究的量和持续时间内不会引起肾脏损伤。

关于肌酸使用的安全性也是备受全世界学者和体育组织关注的问题。通过以对“肌酸补充副作用”为关键词，对2003年到2013年10年内的文献进行检索，内容涵盖口服肌酸对人体肾脏、肝脏、心脏、肌肉、血液和胃肠道等功能相关生化指标的影响，以及对人体散热和液体平衡等能量的影响。均未见有关长期使用肌酸的副作用的报道。对肌酸补充副作用的担忧多来自于出版物、广告，和互联网。这些所谓的“不安全”没有在任何前瞻性肌酸实证研究。仅有的副作用报道来自于术前和术后的临床研究患者，对于运动员来说，可能会出现的副作用是体重增加、胃部不适、腹泻等。另一个补充可能带来的副作用就是补充能够抑制体内的自身合成，停止补充后这一抑制能否被解除现在还没有人体实验结果能够回答这个问题，但动物实验结果表明补充后转脒基酶活性受到抑制，停止补充后转眯基酶活性恢复到原来的水平。

20世纪90年代，中国曾经批准过2个品牌的肌酸为保健食品，但是在2001年，卫生部就发布了关于不再审批以熊胆粉和肌酸为原料生产的保健食品的通告。不审批熊胆粉的理由明确是出于动物保护，对肌酸则没有说明缘由。直到2006年，才由发改委颁布了QB/T2834-2006运动营养食品食用肌酸的行业标准，此标准还只是一个非强制性标准。[21]2006年食用肌酸行业标准QB/T2834-2006由国家发展改革委员会颁布。2008年，卫生部在给天津卫生局关于以“肌酸”为原料的食品发放卫生许可证问题的批复中再次提出：“以肌酸为原料制成的产品不作为普通食品管理，其卫生许可证的申请不予受理”。2013年发布的特殊医学用途标准GB29922中，肌酸类似营养成分氨基酸单体（瓜氨酸、鸟氨酸）已经允许添加纳入特殊医学用途食品安全标准。2013年天津检验检疫局发布的《进口预包装食品标签检验监督管理实施细则》中对进口食品使用的配料明确规定：“国务院有关部门通知文件、质检总局警示通报中禁止加入到普通食品中的配料，如蜂胶、黄芪、冬虫夏草、羊胎素、野生甘草、麻黄草、苁蓉、雪莲、熊胆粉、肌酸等。食品国家标准或行业标准规定可以添加到特定食品的除外，如按照《运动营养食品运动人群营养素》（QB/T2895），肌酸可添加到B类运动人群营养素中”。

在美国肌酸属于膳食补充剂的范畴，是被食药局（FDA）允许生产和销售的，仅采用备案制管理。美国国会在1994年，在膳食补充剂健康和教育法（DietarySupplementshealthandeducationactof1994，DSHEA）中正式定义：当一种产品（除烟草之外）意欲促进健康，且含有维生素，矿物质，氨基酸，草药，或植物氨基酸等营养成份或保健用途成份，类似药品形态，如片剂、胶囊、粉末、口服液等的食品即膳食补充剂。

运动营养品在澳洲和新西兰属于“特殊目的用食品（SpecialPurposeFood）”中的一类。现行运动营养品标准为“处方补充运动食品标准2.9.4（FormulatedsupplementarySportsFoods，Standard2.9.4）”。该标准于2000年由澳大利亚-新西兰食品权威机构发布，后经2008和2011年两次修订。标准中明确规定，每天每人肌酸使用的最大量为3克。

在欧盟各国，运动营养品被纳入到特殊营养目的用食品（PARNUTS）中进行管理。欧洲食品安全组织指出，每日补充3克肌酸没有任何危害。英国工业集团、运动和奥林匹克研究所对将肌酸每天最大用量限制在3克这一限定提出疑义。食品标准局考虑是否应该允许标签中推荐肌酸每日使用量超过3克，以及在冲击期内使用量是否可以超过3克/天。

肌酸缺乏综合征是以脑肌酸缺乏为生化特点的一种影响肌酸合成和转运的先天性遗传代谢性疾病。肌酸是一种天然存在于脊椎动物体内的含氮有机酸，其主要功能为肌肉和神经细胞提供能量，肌酸缺乏会造成智力损害、语言发育迟缓、肌张力减退、以锥体外系损害为主的运动障碍和行为问题、孤独症、癫痫发作等。

肌酸缺乏综合征临床表现在三大症状：①精神发育迟滞；②语言发育迟缓；③癫痫。

根据基因缺陷类型的不同，这三大症状表现的轻重和伴随症状各异。

SLC6A8基因缺陷，临床主要表现为精神发育迟滞、语言发育迟缓、自闭行为和注意力缺陷多动障碍。常并发癫痫、肌张力减退、关节过伸、运动障碍。还有身材矮小、面部畸形、脑萎缩、肠道症状、智力缺陷学习障碍等。

AGAT缺陷者以发育迟缓和或运动障碍，低智商（智商在47~60分）、语言发育延迟、甚至重度语言障碍。亦可有孤独行为、易疲劳、体重增长缓慢、肌无力、肌电图肌病样改变。偶有癫痫发作者。

GAMT缺陷者，主要表现为发育迟滞、肌张力减退、运动过多的锥体外系异常，点头样发作，药物难治性癫痫。偶尔表现类似于Leigh样综合征和线粒体病的表现。

临床患者研究中，长期高剂量补充肌酸可增加脑肌酸和聚合酶链反应水平，促进疾病治疗；肌酸补充对患有各种神经肌肉疾病患者具治疗益处，如亨廷顿病、帕金森病等；预防性补充肌酸可降低脑缺血的严重程度，增强脊髓损伤恢复期患者训练适应能力；肌酸补充可提高肌肉骨骼损伤的物理治疗结果，改善肌肉或骨骼损伤的康复效果。

一、服用肌酸要合理掌握剂量和时间。过量的肌酸既不经济，还会增加机体水重、肌肉痉挛和代谢负担。服用时间一般在两餐之间、训练或比赛前30-60分钟以及运动后。这样可以充分发挥肌酸的最佳作用：运动前服用可以快速补充能量，运动后服用是为了充分利用肌细胞对肌酸的吸收能力强，以便快速填充。

二、肌酸的服用要和力量或速度等训练内容相匹配，服用肌酸期间注意不要过度训练，以防肌肉和韧带的拉伤。同时应配合蛋白质等营养补充，为肌肉的生长提供充足的原料，否则不会有理想的体重增加。

三、服用肌酸期间，每天应补充足够的水以保证细胞水合作用的进行，防止使用肌酸后出现肌肉发紧、发僵或痉挛的副作用。但不能用热开水冲饮肌酸，以防止肌酸水合物的结构改变。同时也不能和桔子汁或含咖啡因的饮料一起服用，因为前者所含的酸性物质会使肌酸水合物变性成为废物，而咖啡因对机体有脱水作用，这会影响肌细胞的水合作用。

四、肌酸应和葡萄糖或其它含糖饮料（果糖除外）一起服用，因为糖所引起的胰岛素浓度的升高加快了肌细胞对肌酸的吸收。有研究显示，肌酸和糖一起服用，可使肌肉中的磷酸肌酸的储备提高60%。果糖就例外，因为果糖与葡萄糖的代谢方式不同，它不需要胰岛素，所以不能提高肌酸的吸收率。蜂蜜除了含有果糖外，还含有葡萄糖、低聚糖、矿物质、氨基酸、维生素B群等营养物质；它与肌酸一同服用时，蜂蜜中的低聚糖和葡萄糖发挥了促进肌酸吸收的作用，而非果糖。事实上，据研究表明，肌酸与以低聚糖为主的混合糖一同服用可以明显改善肌酸的吸收，所以蜂蜜可以和肌酸一起服用。至于“果糖分几种”的说法是不正确的，果糖是单糖，是糖的最小单位了，不能再分了。

五、高纯度的肌酸单水化合物就是理想的补充品，许多研究提示口服磷酸肌酸和枸椽酸肌酸对肌肉中磷酸肌酸的填充无效。

六、肌酸粉比胶囊和药片更易被人体吸收利用。

七、由于肌酸的服用会引起体重的增加，对于需控体重或降体重的运动员应慎重使用。