大明為一健康的上班族，飲食正常、不愛運動、愛吃肉，每天蛋白質攝取量為建議量的兩倍，其體內會呈現何種氮平衡狀態？

本題觀念：

本題主要測試考生對於氮平衡 (Nitrogen Balance) 生理機制的理解，特別是針對「健康成年人」在「無運動習慣」但「高蛋白飲食」情況下的代謝狀態。核心觀念在於：單純增加蛋白質攝取，若缺乏合成代謝的刺激（如生長、懷孕、重量訓練），並不會導致肌肉增生（正氮平衡），多餘的氮會被身體代謝並排出。

選項分析：

• A. 氮平衡 (Nitrogen Balance/Zero Balance)：正確。

  • 理由：對於一位已經停止生長的健康成年人（大明），若沒有進行額外的阻力運動（重量訓練）來刺激肌肉合成，身體對於蛋白質的需求僅限於維持組織的汰舊換新（Maintenance）。
  • 生理機制：當蛋白質攝取量超過身體需求（例如題目中的兩倍建議量）時，多餘的胺基酸無法像脂肪或肝醣一樣被大量儲存。這些多餘胺基酸會經過脫氨作用 (Deamination)，其碳骨架被轉化為能量或脂肪儲存，而含氮部分則轉化為尿素 (Urea)，經由尿液排出體外。
  • 結果：因此，攝入的氮增加，排出的氮也會隨之增加，最終 氮攝取量 ≈ 氮排出量，維持在「氮平衡」狀態。這也是為何一般人光吃肉不運動不會長肌肉的原因。

• B. 正氮平衡 (Positive Nitrogen Balance)：錯誤。

  • 理由：正氮平衡代表 氮攝取量 > 氮排出量，意味著身體正在合成新的蛋白質組織。
  • 發生情況：通常發生在合成代謝旺盛的時期，例如：嬰幼兒與兒童的生長期、懷孕婦女、大病初癒的恢復期（組織修復）、或是進行高強度阻力訓練的運動員（肌肉肥大）。
  • 題目情境：大明不愛運動且為健康成人，缺乏上述促進蛋白質合成的刺激，故不會呈現正氮平衡。

• C. 負氮平衡 (Negative Nitrogen Balance)：錯誤。

  • 理由：負氮平衡代表 氮攝取量 < 氮排出量，意味著身體正在分解自身的蛋白質（如肌肉）來提供能量或修復。
  • 發生情況：通常發生在分解代謝旺盛或攝取不足的情況，例如：飢餓、營養不良、發燒、嚴重創傷（燒傷、手術）、敗血症、長期臥床或皮質類固醇治療期間。
  • 題目情境：大明飲食正常且攝取兩倍蛋白質，無營養不良或壓力狀態，故不會呈現負氮平衡。

• D. 無法評估：錯誤。

  • 理由：根據題幹提供的生理條件（健康、無運動、高蛋白攝取），依據生理學原理已足以判斷其氮平衡狀態為平衡。

答案解析

正確答案為 (A) 氮平衡。

雖然大明攝取了大量的蛋白質，但因為缺乏運動刺激，身體無法利用這些多餘的蛋白質來合成肌肉。根據人體生理機制，多餘的蛋白質會被分解，氮元素會隨尿液排出，使得總氮攝取量與總氮排出量相等，維持代謝平衡。這強調了一個營養學重點：「僅靠高蛋白飲食無法達成增肌（正氮平衡），必須配合運動刺激。」

核心知識點

考生應掌握以下氮平衡的三種狀態及其對應的臨床/生理情境：

1. 氮平衡 (Zero Balance)：
   • 定義：攝取 = 排出。
   • 對象：健康的成年人（無論蛋白質攝取量高低，只要滿足基本需求且無額外合成刺激，身體會調節排出量以維持平衡）。
2. 正氮平衡 (Positive Balance)：
   • 定義：攝取 > 排出（體內滯留氮，用於合成組織）。
   • 對象：生長期兒童、孕婦、哺乳期、病後恢復期、阻力訓練者。
   • 關鍵荷爾蒙：胰島素 (Insulin)、生長激素 (GH)、睪固酮 (Testosterone)。
3. 負氮平衡 (Negative Balance)：
   • 定義：攝取 < 排出（分解體組織）。
   • 對象：飢餓、蛋白質攝取不足、嚴重創傷/燒傷/手術（壓力期）、發燒、癌症惡病質。
   • 關鍵荷爾蒙：皮質醇 (Cortisol)、腎上腺素。

參考資料

1. Nitrogen Balance - Wikipedia (說明氮平衡的基本定義與正負平衡的生理狀態)
2. Examine.com - Optimal Protein Intake Guide (指出定坐式生活者攝取過多蛋白質會被氧化當作能量，而非合成肌肉)
3. J. Nutr. 1979 - Nitrogen Balance Studies in Humans (經典研究顯示健康成人攝取高氮飲食後，身體會調節排出量以維持平衡)