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蛋白质(Protein)这个词来源于古希腊语“”proteno”， 意思是“最重要的”。这种说法并非毫无根据，因为蛋白质是生命形成的主要功能分子。在生物体代谢过程中，不同的氨基酸有多种用途。下图显示了蛋白质代谢的一般过程——蛋白质在代谢过程中承担的几乎所有重要的生理任务，或者至少需要蛋白质参与生理过程。蛋白质的主要功能如下。
首先，蛋白质是人体的重要基本组成部分。体内所含蛋白质的三分之一属于胶原蛋白家族，广泛存在于人体关节、皮肤、骨骼、肌腱和肌肉中。
第二，蛋白质是体内无数功能分子的物质基础:氨基酸和化合物可以作为信号分子。其它蛋白质负责某些物质的运输，如脂肪或维他命分子——血液中的运输。此外，蛋白质在肌肉收缩过程中也起着关键作用。一些肌肉代谢所必需的分子和负责肌细胞中氧分子运输的肌红蛋白也属于蛋白质，它们直接或间接地参与扩大肌肉的横截面积。蛋白质的不可替代性也体现在血液中氧分子的载体(即血红蛋白)或免疫系统的抗体上。胃和肠道的消化液也富含蛋白质：每天大约70克蛋白质被消化系统释放到肠道，然后被人体吸收。此外，蛋白质的功能保证了整个新陈代谢过程的顺利进行，甚至需要无数种蛋白质来协助调节酸碱平衡。
第三，蛋白质往往被用作能量供体，因为它的平均能量密度为4.1千卡1克。这一点非常重要。因为就像 （图一） 因此，蛋白质不仅可以随着食物进入并储存在体内，还可以直接从人体排出。当人们过度训练或实施特定的饮食（如低碳饮食）时，体内的能量供应将不足。此时，储存在体内的蛋白质应负责提供大量能量。令健美运动员和健身运动员担忧的是，在这种情况下，提供蛋白质最重要的“仓库”之一是骨骼肌。
人体内的蛋白质每分每秒都在合成和分解，即合成代谢和分解代谢生生不息，相辅相成 （图一） 。体内每天有200多克蛋白质被转化。即使身体处于休息状态，每天也会分解约75克肌蛋白，然后重新合成。然而，在正常情况下，只有少数蛋白质会离开肌细胞，肌细胞会在新陈代谢平衡的前提下被填满。这种动态平衡保证了身体的新陈代谢功能对外界刺激时刻做出高度敏感的反应，比如运动对人体的挑战。
运动后，人们可以通过均衡的饮食为身体提供更多的氨基酸，并将其用于肌蛋白的合成。而且这最终与氮元素的特殊化学性质密切相关，我们的(肌)细胞迫切需要氮元素来行使其功能。氨基酸的特殊之处在于，它是人体中最重要的可利用氮源。因此，氮平衡是一个尺度，可以用来评估蛋白质合成或蛋白质分解的优势，或者身体处于合成代谢状态或分解代谢状态。
然而，正氮平衡并不意味着肌肉会自动生成。正如一些针对力量训练者的研究所所示，氮平衡只能在一定程度上反映运动员对蛋白质的需求。因此，在评估蛋白质在健美运动和力量训练中的作用时，我们总是问受试者是否真的获得了可测量的肌肉生长，同时实现了正氮平衡。饮食中过量的氨基酸进入人体后，在实施其他生理功能之前，会填充体内的氨基酸代谢库 (图一) 。当激素环境合适时，氨基酸也被用来合成更多的自体蛋白质。但这种合成不仅包括肌蛋白的合成，还包括重要的血蛋白或肝蛋白的合成。
当过量摄入膳食蛋白质时，氨基酸代谢库的吸收能力和身体合成新蛋白质的能力将难以应对这种情况。因此，体内蛋白质供过于求会导致更多的能量流失 (图一 ) 。
氨基酸是人体氮的来源。几乎人体的每一个功能都受到氨基酸蛋白质的直接或间接影响。人体每天都要转化大量的蛋白质，这会消耗大量的能量。根据体内蛋白质处于合成或分解状态，我们可以称体内处于正氮平衡、氮平衡或负氮平衡状态。为了增强肌肉，运动员应努力在体内形成正氮平衡和合成代谢占上风的新陈代谢环境。因此，运动员的关键是要有针对性地训练，合理休息，摄入足够的热量和膳食蛋白。