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本发明涉及联合口服咖啡因和碳水化合物的用途，用于提高剧烈运动后肌糖原再合成的速度。

1.  咖啡因和碳水化合物在制造用于运动后口服来提高肌糖原再合成速度的营养组合物中的用途。

2.  如权利要求1中所述的用途，其中咖啡因以0.001至0.5％w/w的量存在。

3.  如权利要求1或2中所述的用途，其中咖啡因的来源选自合成制得的咖啡因以及咖啡、茶、可可、可乐果、瓜拉那、巴拉圭茶和其他天然产生的植物来源中天然产生的咖啡因，及其混合物。

4.  如权利要求1至3任一项中所述的用途，其中碳水化合物以1至90％w/w的量存在。

5.  如权利要求1至4任一项中所述的用途，其中碳水化合物的来源选自葡萄糖、葡萄糖浆、葡萄糖-果糖糖浆、蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖、麦芽糖糊精、淀粉、寡糖和其他多糖，及其混合物。

6.  如权利要求1至5任一项中所述的用途，其中营养组合物是即饮饮料或用于制备即饮饮料的液体或固体浓缩物。

7.  如权利要求6中所述的用途，其中即饮饮料是不含气体的饮料，或是充碳酸气的软饮料或健康饮料。

8.  如权利要求1至5任一项中所述的用途，其中组合物是片剂的形式。

9.  如权利要求1至5任一项中所述的用途，其中组合物是凝胶的形式。

10.  如权利要求1至5任一项中所述的用途，其中组合物是营养棒的形式。

11.  促进一次糖原耗尽运动后肌糖原再合成的方法，该方法包括摄入含有咖啡因和碳水化合物的营养组合物。

新用途
本发明涉及咖啡因和碳水化合物联合口服给予的用途，用于提高剧烈运动后肌糖原再合成的速度。
肌糖原形式的内源性碳水化合物是长期连续性中等强度运动(超过90分钟)和许多团体性运动典型模式的剧烈间歇性运动过程中的主要燃料源(McInerney P，Lessard S.J.，Burke L.M.，Coffey V.G.，Lo GiudiceS.L，Southgate R.J.，Hawley J.A.，Failure to repeatedly supercompensatemuscle glycogen stores in highlytrained men(在高强度训练的人员中不能重复超量补偿肌糖原存储)，Med Sci Sports Exerc.37：404-411，2005)。因此，对于涉及这些活动的个体而言的主要目标是在开始运动之前获得高的肌糖原水平。
运动后肌糖原存储的恢复对于随后运动能力的恢复是关键的。剧烈运动后摄入足够碳水化合物时(即，10克碳水化合物/公斤体重/天)，可以在24-36小时内获得肌糖原恢复。然而，还没有明确在短时间内(例如，<12小时)快速恢复肌糖原的营养策略。报道了对于在短时间范围内参与涉及多回合运动的体育的运动员而言，确定最大化运动后早期时间内肌糖原存储速度的营养指导是有益的(Jentjens R.，Jeukendrup A.Determinants of post-exercise glycogen synthesis during short-termrecovery(短期恢复过程中运动后糖原合成的决定因素)，Sports Med.33：117-144，2003)。
咖啡因已经用作各种运动情况中的机能增补剂(ergogenic aid)(GrahamT.E.Caffeine and Exercise：metabolism，endhurance andperformance(咖啡因和运动：代谢、耐力和表现)，Sports Med.31：785-807，2001)。最近，Yeo等的研究(Yeo SE，Jentjens RL，Wallis GA，Jeukendrup AE.Caffeine increases exogenous carbohydrate oxidationduring exercise(咖啡因提高了运动过程中外源碳水化合物氧化)，J ApplPhysiol 99：844-50)，显示了运动过程中咖啡因和葡萄糖的共同摄入导致肌糖原氧化提高26％，而其他研究者发现咖啡因在改变肌肉的底物选择中起作用(Graham T.E.Caffeine and Exercise：metabolism，endhuranceand performance(咖啡因和运动：代谢、耐力和表现)，Sports Me.31：785-807，2001)。所有这些论文显示出咖啡因可以提高运动性能并对改变燃料代谢具有有效作用。
出乎意料地，本发明人现在发现了与单独给予碳水化合物相比较时，与碳水化合物一起给予咖啡因时，能够通过提高运动后的糖原再合成速度来提高肌肉能量存储的恢复。
因此，提供了咖啡因和碳水化合物在制造营养组合物中的用途，该营养组合物用于运动后口服，用于提高肌糖原再合成的速度。
咖啡因(甲基黄嘌呤)的合适来源包括合成制得的咖啡因以及如咖啡、茶、可可、可乐果、瓜拉那(gurana)、巴拉圭茶(yerbamate)和其他天然产生的植物来源的产物中天然产生的咖啡因，及其混合物。
用于本发明中的咖啡因合适的是合成的，更合适的是无水咖啡因的形式。
对于本发明中的用途合适的营养组合物含有0.001至0.5％w/w咖啡因。
碳水化合物的合适来源包括但不限于葡萄糖、葡萄糖浆、葡萄糖-果糖糖浆、蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖、麦芽糖糊精、淀粉、寡糖和其他多糖及其混合物。
对于本发明中的用途合适的营养组合物含有1至90％w/w碳水化合物。
用于本发明用途的营养组合物可以是饮料的形式，特别是含有0.001％至0.5％w/w咖啡因和1至40％碳水化合物的即饮饮料。更合适地，组合物是含有0.01至0.2％w/w咖啡因和2至25％w/w碳水化合物的即饮饮料形式。饮料可以是不含气体的或是充碳酸气的。
用于本发明用途的饮料组合物还可以是固体或液体浓缩物的形式，用于使用液体稀释来制备即饮饮料。
固体浓缩组合物可以是粉末形式，用于在摄入前使用液体通常是水来重构。粉末组合物在浓缩物中可以含有0.005％至0.5％w/w咖啡因和1至90％w/w碳水化合物。例如，39g粉末组合物在500ml水中重构时，可以含有0.001％至0.2％w/w咖啡因和2至25％w/w碳水化合物。
用于本发明用途的营养组合物还可以是可食固体的形式，如片剂或营养棒，或是半固体形式，如凝胶。
片剂组合物可以在食用前溶解或分散于水中，或可以直接摄入而没有溶解或分散于水中。例如，3.5g的片剂可以含有0.001至0.2％w/w咖啡因和10至90％w/w碳水化合物。
营养棒可以是准备用来提供能量的谷物基组合物。例如，50g的营养棒组合物可以含有0.001至0.5％w/w咖啡因和10至80％w/w碳水化合物。
凝胶组合物可以制备成用于食用的单剂量，并可合适地接着饮用液体，通常是水。或者，可以在食用之前将凝胶组合物溶解或分散于水中。例如，45g凝胶组合物可以含有0.001至0.5％w/w咖啡因和10至80％w/w碳水化合物。
用于本发明用途中的组合物的优点是：进行一次糖原耗尽运动后，与单独摄入碳水化合物相比时，可以将肌糖原再合成速度提高至多(upto)66％。
在进一步的方面中，本发明提供了促进一次糖原耗尽运动后肌糖原再合成的方法，该方法包括摄入含有咖啡因和碳水化合物的营养组合物。
用于本发明用途中的组合物可以进一步含有营养组合物领域中常用的配料。
通过以下非限制性实施例来说明本发明。
方法
八名受过训练的自行车运动员参与了由澳大利亚墨尔本RMIT大学的伦理委员会批准的研究。每名受试者参与分开7至10天的两个试验。试验是随机和双盲的。在每次试验前大约12至14小时，受试者到实验室报到来进行90分钟的剧烈骑车运动(重复冲刺)，以耗尽肌糖原存储。然后给受试者食用标准化的低碳水化合物食物(60％能量来自脂肪)，并且在之后的12至14小时内必须禁止食用固体。在该阶段中，允许随意饮水。
第二天早上，受试者在0600至0700小时之间到实验室报到。10分钟休息时间后，将留置导管插入右前臂，并采取静止血样。给受试者使用局部麻醉，以能够使患者右腿的皮下组织和股外侧肌的筋膜用于准备肌肉活组织切片检查。
活组织切片检查准备后，进行一次耗尽运动(极限下连续骑行)来进一步耗尽肌糖原存储。耗尽骑行试验方案之前已经由McInerney等描述过(McInemey P.，Lessard S.J.，Burke L.M.，Coffey V.G.，Lo GiudiceS.L，Southgate R.J.，Hawley J.A.Failure to repeatedly supercompensatemuscle glycogen stores in highly trained men(在高强度训练的人员中不能重复超量恢复肌糖原存储)，Med.Sci.Sports Exerc.37：404-411，2005)。在运动过程中，允许受试者随意饮水并用风扇降温。
对于测试的实验室条件是标准化的，具有50％的相对湿度和20℃的温度。运动完成而受试者保持坐在自行车测力计上时立即采取肌肉活组织切片并在最后一次肌肉收缩的15秒内冷冻。活组织切片检查后，受试者从测力计上下来并以仰卧的位置休息。在一次试验过程中，运动停止时立即给受试者食用1g/kg体重(BM)的碳水化合物，此后在恢复60、120和180分钟后给予1g/kg BM的碳水化合物(总共4g/kg BM碳水化合物)。在第二个试验中，受试者遵照相同的碳水化合物摄入方案，但在运动停止时以及此后恢复过程中120分钟后另外食用4mg/kgBM咖啡因。在整个恢复阶段的过程中以规律的时间间隔(0、30、60、90、120、180和240分钟)采取血样。在运动后以及在恢复1和4hr后立即采取肌肉活体组织切片。将所有肌肉样本存储在-80℃直至分析。
分析
分析休息时以及恢复过程中规则时间间隔时血样的血浆葡萄糖和胰岛素浓度。用于血液分析的实验方案是常规的并且之前已经描述过(McInerney P.，Lessard S.J.，Burke L.M.，Coffey V.G.，Lo Giudice S.L，Southgate R.J.，Hawley J.A.Failure to repeatedly supercompensatemuscle glycogen stores in highly trained men(在高强度训练的人员中不能重复超量恢复肌糖原存储)，Med.Sci.Sports Exerc.37：404-411，2005)。通过高性能液相色谱分析血浆咖啡因水平。在运动后立即以及在恢复1和4小时后分析肌肉样本的糖原含量。
结果
血糖和胰岛素浓度
表1和图1中显示了血糖和胰岛素浓度。对于休息时和运动后即刻的血糖或胰岛素水平不存在显著差异。和预期的一样，在两个试验中在运动停止时摄入碳水化合物30分钟内血糖水平显著升高(P<0.05)。然而，咖啡因与碳水化合物的摄入导致胰岛素对时间曲线下的面积与单独摄入碳水化合物时的相比较，显著性更大(P<0.05)。
表1.运动后4小时的血浆葡萄糖和胰岛素浓度

图1.运动后4小时的血浆葡萄糖和胰岛素浓度

血浆咖啡因浓度
表2和图2中显示了血浆咖啡因浓度。在试验前，所有受试者禁止咖啡因摄入，如通过静止血样中不存在咖啡因来证实。如所预期的，碳水化合物和咖啡因导致血浆咖啡因水平显著增加，使得1hr后的值升至30umol/L并且在4hr后攀升至～80umol/L(P<0.001)。
表2.运动后4小时的血浆咖啡因浓度

图2.运动后4小时的血浆咖啡因浓度

(由于安慰剂不含有咖啡因，图2中的血浆咖啡因浓度没有增加，因此对于安慰剂看不到图)。
肌糖原
在耗尽时，肌糖原水平为～80mmol·kg^-1d.w，对于安慰剂和咖啡因，各自在两个试验之间没有观察到显著差异(74±21vs.76±9mmol/kg)。恢复1hr后，在两个试验中，肌糖原含量增加相似的含量(～80％)(对于安慰剂(PL)和咖啡因(CAFF)各自为121±9vs.149±18mmol/kg d.w)。然而，恢复4hr后，咖啡因和CHO的共同摄入导致显著较高的糖原水平(313±26vs.234±20mmol/kg d.w.，P<0.001)。因此，CAFF中1-4hr的肌糖原合成速度显著高于(66％)PL(57.7±7.6vs.38.0±3.2mmol/kg/hr；P<0.05)，(表3和图3)。
因此，CAFF与PL相比较，恢复的4小时内的平均再合成速度显著较高(57.71±7.6vs.38.02±3.2mmol/kg/hr；P<0.05；66％)，表4和图4)
表3.运动后4小时的肌糖原含量

图3.运动后4小时的肌糖原含量

表4.运动后的肌糖原再合成速度

图4.运动后的肌糖原再合成速度

结论
该研究的结果证明了咖啡因和碳水化合物的共同摄入导致显著高于单独摄入碳水化合物时的肌糖原再合成速度。这些发现在肌肉代谢和应用营养学领域中是新的。
实施例1
表5.运动饮料配方-2％w/w碳水化合物，0.01％w/ww咖啡因