正确认识运动营养的影响及意义

　　如何正确的认识什么是运动营养呢?有关运动营养的措施有哪些呢?对于运动营养的发展上有什么新的管理措施呢?运动营养的发展对体育建设有何新的意义及影响呢?文章发表在：《体育与科学》杂志上，杂志是有关体育各个方面的论文。

　　摘要：运动营养是指人体根据不同的运动项目特点从外界摄入各种营养素,以满足由于运动而对各种营养素的需求.动营养补剂在国外已风行近半个世纪。对酷爱健身的西方人来说，它就像咱们的保健品、营养液一样普及。对我国的健身健美一族来说，这些摆在健身房吧台前不起眼的瓶瓶罐罐，正以非常迅猛的速度走进我们的生活。

　　关键词：运动营养,营养研究,体育论文

　　1 碳水化合物

　　1982年,Felig等人发现,健康男性以60%~65%最大摄氧量的强度骑功率自行车会造成血糖浓度低于45 mg/dL,而低于50 mg/dL的血糖水平就被定义为低血糖。1984年,Sherman和Costill指出,限制马拉松成绩的因素除了存在于心血管和呼吸系统外,肌肉内外的能源储备和利用也起着决定性的作用,其中导致马拉松运动员疲劳的基本原因是肌糖原耗竭。随后,Fielding和Costill等人发现,每30 min补充10.75 g糖可在4 h的骑车运动中使血糖水平维持在90 mg/dL,虽然跟对照组相比,肌糖原的利用率并没有变化,但是4 h结束后的全力冲刺时间显着增加。1986年,Coyle和Ivy等人证实,运动中补糖可以使耐力自行车运动员在70%最大摄氧量的强度下的运动时间延长1 h,这种延长的运动时间来自于机体可利用除肌糖原外的其它能源物质的能力,主要是由于补充的糖维持了血糖水平从而支持了糖的氧化供能。随后在1987年,美国饮食营养协会开始关注运动员的饮食,建议运动员摄入的碳水化合物应占摄入总能量的50%~55%;在训练中,运动员可摄入高糖饮食,并且建议耐力运动员在比赛前进行糖原负载,包括低糖饮食加高强度训练3~4 d,然后进行3~4 d的高糖饮食加休息。

　　论文推荐：《体育与科学》杂志1978年创刊，1980年公开发行，原名《江苏体育科技》，江苏省体育科学研究所主办，江苏省体育局主管。杂志以学术性与普及性并重，注重学科建设。上世纪八十年代中期，在国内倡导体育文化建设，为体育学独立于教育学，成为人文社会学的一级学科，起到拓荒性的作用。

　　运动营养作为一门科学,从开始有意识进行肝糖负载到如今科学验证增进机能的各种增补剂得到了迅速发展。人们渐渐意识到,运动员的所食所饮与其健康、身体重量和成分、运动中能量供给、运动后恢复时间、大赛中运动成绩,都有着紧密的联系。大强度的运动训练除了可以提高运动成绩,也有可能会因为增加了脱水的可能性和加大对营养素的需求而对身体健康造成负面的影响。正确的营养可以让各种年龄阶段的人最大限度地维持高强度的运动状态。本文跟据ACSM年会上Melinda Manore教授的演讲,以美国饮食营养协会历年来提供的运动员饮食营养标准和具有发展标志性的科学研究结果为依据,以主要的营养素为讨论重点,回顾了近30年来美国运动营养研究的变化和进步。

　　1993年,美国饮食营养协会对于运动员碳水化合物的摄入又有了更细化的建议。一般情况下,建议运动员摄入的碳水化合物应占摄入总能量的60%~65%;如果耐力运动员需要连续几天大强度训练或者连续几天参加耐力运动赛事,他们所摄入的碳水化合物则应该提供摄入总能量的65%~70%。不管每日摄入的总能量是多少,如果想要维持最佳的肌糖原储备状态,运动员每日应该摄入至少500—800 g碳水化合物(合2 000—3 200 kC)。充足的肌糖原储备可在运动中延迟疲劳和提高耐力运动成绩。这时传统的糖原负载理论开始受到了质疑。虽然传统的糖原负载理论被证实可以有效地提高糖原储备,但是消弱了运动员在赛前进行高强度训练的能力,并且有可能引发身体不适和健康隐患。经过改善的糖原负载理论建议在长时间耐力运动赛事前(一般为持续90min以上的运动项目),运动员应进行至少3 d的高糖饮食,每日摄入800 g或者每千克体重6~10 g碳水化合物,结合一星期的强度渐减的训练计划(TaperedWorkout),在赛前1 d彻底休息。新的糖原负载理论在提高糖原储备的同时对运动员的身体健康没有任何负面的影响,因此可长时间的重复使用。为了确保能量储备不会成为限制运动能力的因素之一,1993年的美国饮食营养协会对于运动前后不同时间段的营养需求做了细致的分类建议。在赛前或运动前2~6 h内,建议运动员应摄入85-200 g的碳水化合物,食物的选择上应选择运动员熟悉的以复合碳水化合物为主的低脂和低蛋白质的食物。如果运动员经常在赛前紧张不安甚至引起肠胃不适,则可选择液态的碳水化合物运动补剂。在赛前或运动前5~10 min,选择摄入含有少量碳水化合物的液态运动补剂可维持血糖水平。运动中,如果时间持续在1 h以上,少量的摄入碳水化合物可以延迟疲劳。研究建议每30min摄入24 g碳水化合物最为合适。赛后或运动后摄入碳水化合物则可以促进肌糖原的重新合成。研究证明,运动后即刻、2 h内摄入600 g易消化的碳水化合物,可以最大程度的加速肌糖原的合成速度。因此,运动员应在运动后尽早开始碳水化合物的营养补充。

　　2000年,美国饮食营养协会提出的碳水化合物摄入建议又有所不同。专家们认为,运动中能量物质的使用情况决定于运动的强度和时间、运动员的性别和运动前的营养状况。如果所有其它条件一致的话,随着运动强度的增加,碳水化合物参与供能的比例也在增加,并且随着运动时间的增加,碳水化合物的供能形式也会渐渐从肌糖原转为血糖。专家们认为,过去提倡的应占能量摄入60%以上高糖饮食的建议很可能会误导大众。比如摄入的总能量为4 000~5 000 kC,500~600 g碳水化合物可提供量50%总能量,这个量已足够维持每日肌糖原的储备。如果摄入的总能量为2 000 kC,即使摄入250—300 g碳水化合物已经占总能量的60%,而这个量对于维持糖原储备是远远不够的。因此,专家们建议碳水化合物的摄入量应该根据运动员个体的体型、重量、身体成分、所从事的运动类型和运动员的性别而不同,一般建议每千克体重摄入6~10 g碳水化合物。对于运动前后不同时间的营养补充,美国饮食营养协会也给出了较详细的指导。建议运动前饮食摄入以碳水化合物为主,含适量的蛋白质和少量的脂肪和纤维素,以此来维持最佳血糖水平,促进肠胃排空和最小化肠胃不适。运动中,为了补充已经消耗的能量,应每小时摄入30~60 g碳水化合物以维持血糖水平,这对于需要连续运动1 h以上的耐力运动员尤其重要。运动后。营养补充的目的是促进肌糖原的重新合成和加速运动后的恢复。在耗尽肌糖原的大强度运动后的30min内应补充每千克体重1.5 g的碳水化合物,随后每两小时应重复补充等量碳水化合物,如此在运动后4~6 h的补充将足以恢复肌糖原储备。

　　2009年,美国饮食营养协会对于运动员碳水化合物的摄入建议与2000年的一致,认为应根据每个运动员的身体条件和所从事的运动特点而给与不同的标准)。同样,运动前的饮食建议以碳水化合物摄入为主,适量蛋白质和低脂、低纤维素的食物。研究表明,运动前3—4 h摄入碳水化合物,可提高运动成绩的最佳量为200~300 g左右。对于恢复时间短暂的运动员,运动后同样建议即刻30 min内摄入每千克体重1.0~1.5 g碳水化合物,随后每两小时重复补充等量碳水化合物至运动后4~6 h。研究发现葡萄糖和蔗糖对于运动后促进肌糖原合成比果糖更为有效。对于运动中的营养补充,美国饮食营养协会这次给与了更为详细的建议。研究发现摄入碳水化合物浓度为6%~8%的运动饮料有益于连续运动1 h或以下的耐力项目;而对于连续运动1 h以上的项目,建议每小时摄入30~60 g碳水化合物,大概合每千克体重0.7 g。摄入的碳水化合物应以葡萄糖为主,单独摄入果糖效果不佳并有可能引起腹泻,然而葡萄糖、果糖和其它单糖以及麦芽糊精的混合碳水化合物却同样有效。

　　2 蛋白质

　　20世纪,运动员对于蛋白质的需求量是否与常人有异一直倍受争议。1987年美国饮食营养协会建议,运动员每日摄入每千克体重1.0 g蛋白质,这也是正常人所需要的量,协会并且指出额外的蛋白质摄入对于提高运动成绩并无任何促进作用。然而,近十年来,越来越多的研究证明,为了维持氮平衡,参加大强度训练的运动员摄入蛋白质的量应超过建议常人的每日摄取量。1993年,美国饮食营养协会提出取得最大化正氮平衡所需的蛋白质摄入量为每千克体重1.5 g,而限制蛋白质正氮平衡的主要因素是能量摄入不足而非蛋白质摄入不足。因此,想要增长肌肉的运动员应当首先通过摄入足够的碳水化合物来保证充足的能量储备,其次才是检查蛋白质的摄入是否合理。另外,研究指出,平衡饮食可以确保运动员获得足够的蛋白质,而额外的高蛋白质/氨基酸食物或营养品的补充并不能促进运动成绩的提高或者肌肉的生长,相反,还有可能对身体健康和运动成绩造成负面影响。一方面,摄入的蛋白质/氨基酸需要通过泌尿系统排除其代谢终产物,额外的代谢负担容易造成身体脱水;另一方面,体内过剩的氨基酸会被转化为脂肪储存下来。因此,当时的专家们并不推崇运动员摄入正常饮食以外的蛋白质/氨基酸补品。

　　随后的几年间研究发现,提高蛋白质的摄入量对运动员有着多方面益处,包括加快运动引起的肌纤维微损伤的修复,促进运动中利用蛋白质供能,以及促进瘦体重的增加。2000年,美国饮食营养协会建议运动员蛋白质的摄入量应根据所从事的运动类型(耐力或力量)、运动的强度和时间长短以及运动员的性别而不同。对于耐力运动员,专家建议男性运动员每日应摄入每千克体重1.2 g蛋白质。抗阻运动对蛋白质的需求常被认为高于耐力运动,因此专家建议有经验的男性健美运动员和力量运动员每日应摄入每千克体重1.6~1.7 g的蛋白质以维持和增加瘦体重。对于女性耐力或力量运动员,并没有研究结果给出明确的蛋白质摄入量的建议。另一方面,专家提出,氨基酸的摄入一方面可以通过延缓中枢神经系统的疲劳从而提高耐力运动成绩,另一方面氨基酸可以作为能源物质从而延长运动时间。然而由于摄入氨基酸的人体研究结果并不一致,加上当时尚未对氨基酸补剂的安全性和有效性进行系统评估,因此并不提倡运动员服用饮食以外的氨基酸补剂。

　　后来的研究进一步证实,多方面因素影响运动中和运动后的蛋白质代谢,包括性别、年龄、运动强度、运动时间、运动类型,能量摄入和碳水化合物的储备情况。2009年,美国饮食营养协会建议,耐力运动员每日应摄入每千克体重1.2-1.4 g蛋白质以维持氮平衡,并建议连续运动几个小时以上或者连日进行间歇性的极限耐力运动的运动员应摄入每千克体重略高于1.2—1.4 g的蛋白质。同时,专家建议运动员应摄入充分的碳水化合物以确保摄入的氨基酸参与蛋白质合成而不是被氧化供能。对于力量运动员,最显着的肌肉增长阶段往往在训练初期,因此需要摄入额外的蛋白质,尤其是必需氨基酸,来维持肌肉的增长。对于已经熟悉抗阻力训练的力量运动员,由于机体已能更有效地利用蛋白质,所需要摄入的蛋白质可略为偏低。总的来说,力量训练运动员应每日摄入每千克体重1.2~1.7 g蛋白质。另外,耐力或抗阻力运动后,摄入等热量的碳水化合物或者碳水化合物和蛋白质的混合物,肌糖原的重新合成速度并无明显差异,然而,运动后补充的蛋白质可为肌蛋白的修复提供氨基酸,并可促进合成类激素的释放。许多近期的研究表明,高质量的蛋白质,如乳清蛋白,酪蛋白和大豆蛋白,均有益于训练后肌肉蛋白的修复和合成。

　　3 脂肪

　　运动员脂肪摄入的建议量跟正常人的每日建议摄入量相似或略高。1987年,美国饮食营养协会对运动员脂肪的摄入量并未提出特别的建议。1993年,美国饮食营养协会建议,运动员脂肪的摄入量不应超出总能量摄入的30%。随着总能量摄入的增加,脂肪的摄入量也会增加。脂肪可以提供一定的能量,但是建议最多只能占总能量的30%。有些专家提议,高脂膳食(占总能量摄入的70%以上)可能有益于运动成绩,然而后来的研究结果并不能支持这一理论。脂肪作为膳食中重要的营养素之一,对人体有着重要的作用,包括能量的供给,是细胞膜的基本组成成分,促进多种脂溶性维生素的吸收等等。然而,长期的高脂膳食却会威胁人体健康。2000年,美国饮食营养协会建议运动员应遵从正常人的脂肪建议摄入量,占摄入总能量的30%(10%饱和脂肪酸,10%多不饱和脂肪酸,10%单不饱和脂肪酸),并且建议摄入量不能低于15%,过低的脂肪摄入对于血脂可能会造成负面影响。2009年,美国饮食营养协会对于运动员的脂肪摄入量建议并无明显改动,建议应占摄入总能量的20%~35%。

　　4 水和电解质

　　在20世纪80年代的美国,运动员在比赛生涯中没有任何的专家或教练给予营养指导,在整个训练或比赛的过程中唯一可能补充的就是水,运动后也没有任何的营养和能量补充。连续三年蝉联纽约城市马拉松冠军的美国长跑运动员Alberto Salazar在1982年的波士顿马拉松中再次取得冠军,然而在他冲越终点线的即刻突然晕厥,送至医院救治输了6 L盐水,根本原因就是在整个马拉松长跑过程中,Alberto Salazar滴水未沾。对于运动员来说,最基本的也是最重要的增进机能的营养手段就是补水。运动中通过出汗减少体重2%以上时,肌肉力量和耐力都会减弱,运动成绩将会显着下降;如果运动中体重减少4%以上,将可能出现肌肉痉挛、热疾病、中暑,甚至猝死。1987年,美国饮食营养协会建议,在适宜的气候中饮用普通饮用水可以满足绝大多数运动员的需求,而极限运动或环境中运动员则需饮用含少量电解质的运动饮料。

　　1993年,美国饮食营养协会对于运动中补水有了更详细的建议。对于在剧烈运动中每小时流失2.7—3.6 kg汗液的运动员,为了保证及时补充流失的水分,运动员应在运动前后测量体重,运动后体重每减轻0.45 kg,则需补充474 mL的液体。如果体重跟前一天相比差异超出0.9 kg,则运动前需要补充额外的水分。具体的补水建议包括:耐力运动2 h前,饮用2杯(474~592 mL)运动饮料;运动前30min,再次饮用2杯运动饮料;如在炎热潮湿的环境中运动,应每15分钟饮用118~178 mL 10℃左右的普通饮用水或其它运动饮料。对于适宜温度的环境中连续训练或比赛不到1 h的运动员,10℃左右的普通饮用水最为合适。对于在极限环境中或者运动时间在1 h以上的运动员,则需饮用含有电解质的运动饮料。研究证明,含有6%~8%葡萄糖、葡萄糖聚合物或者蔗糖和少量钠的低渗或等渗的运动饮料可被肠胃较快的吸收并可维持运动中的血糖水平。以果糖为主的运动饮料容易引起肠胃不适,并且在被机体利用前需要经过肝脏转化为葡萄糖,因此不建议运动员使用。

　　2000年,美国饮食营养协会对于运动员的补水建议又有了一些变化。在运动前2~3 h,建议运动员饮用400~600 mL液体,充分的间歇时间让运动员在补水的同时保证肠胃有足够的时间排空、吸收液体,并将多余液体排出体外。运动开始后,运动员应每1520 min饮用150—350 mL的液体。参加1 h以上的激烈运动时,建议饮用含糖4%~8%的运动饮料。如果运动时间不到3~4 h,运动员并不需要饮用添加了电解质的运动饮料。然而在连续运动1 h以上的时候,每升添加了0.5~0.7 g钠的饮料可以增强口感从而促进运动员的饮水量。专家建议,运动后应补充体重减少量的150%的液体,以充分弥补运动中所流失的汗液和产生的尿液。运动后的饮料中添加少量的钠也可以减少尿液的产生,维持血液渗透压,促进饮水量,增强补水效果。

　　2009年,美国饮食营养协会根据ACSM在2007年制定的运动补液标准再次修改了运动员补水建议,建议运动员至少在运动前4 h饮用每千克体重5~7 mL的水或运动饮料。4 h的间隔时间可以确保运动员有足够的时间优化身体水合状况并将多余的液体排出体外。运动中,运动员流失汗液的多少决定于周围环境温度和湿度、身体重量、基因、热习服和代谢效率。汗液的流失速度少则每小时0.3 L,多可达每小时2.4 L。汗液中所含电解质主要以钠为主,平均钠浓度可达50 mmol/L左右,并且个体差异相当大。运动中补水的目的是控制水流失量在体重的2%以内。因此,需要补多少水,多久补一次水,水中电解质的浓度应该多少,这些问题的解决都应该个体化,需要综合考虑运动员的个体特性,包括汗液流失速度、汗液的含钠量、运动强度和时间、运动中补水的难易程度等等。对于大多数的运动员而言,运动中的补液往往不足以弥补流失的汗液,因此运动后常常处于缺水状态。如果恢复时间足够,运动员可以从正常饮食中逐渐获取足够的水和电解质。但如果恢复时间有限,运动员运动后的体重每减少0.5 kg则应尽快补充450~675 mL液体。

　　5 饮食补充剂

　　饮食补充剂(Dietary Supplements)在运动界一直是备受争议的话题。越来越多的饮食补充剂种类和数量让运动员、教练员和各种实践者常常无所适从。一般来说,饮食补充剂可被分为以下几类:已被实验证实有效的,包括肌酸、咖啡因、运动饮料、能量凝胶、能量棒、作为缓解酸性环境的碳酸氢钠、蛋白质和氨基酸补充剂;可能有效但尚无足够实验数据证实的,包括谷氨酰胺、HMB、牛初乳和核糖;号称有效但其实不然的,包括蜂花粉、肉碱、吡啶羧酸铬、冬虫夏草、辅酶Q10、共轭亚油酸、细胞色素C、二羟基丙酮、y-谷维素、人参、肌苷、中链甘油三酯、丙酮酸、含氧水和钒;对人体健康会造成威胁的,被禁止使用的,不合法的,包括雄烯二酮、脱氢表雄酮、19-去甲基雄烯二酮、19-去甲基雄烯二醇和其它类固醇类激素,刺蒺藜、麻黄、马钱子碱及生长激素等。虽然大部分饮食补充剂并无足够的实验数据证明其有效性,调查显示绝大部分的运动员仍然认为使用饮食补充剂可以帮助他们促进训练适应性,提高运动成绩和维持身体健康。近十年来,越来越多的运动员开始使用或使用更多的营养补充剂。研究显示,在2002年FIFA世界杯大赛中,平均每位参赛运动员每场比赛使用了0.7种营养补充剂,而在2006年FIFA世界杯大赛中,每位参赛运动员每场比赛使用了1.3种营养品。美国大学运动协会(NCAA)、美国奥林匹克委员会、加拿大奥林匹克协会和国际奥林匹克委员会明文限制运动员使用一些营养补充剂,并要求运动员进行尿液抽查以确保没有使用禁止使用的物质。因此,运动员、教练员和各种实践者应清楚认识到使用营养补充剂所可能出现的各种负面作用,全面权衡可能出现的风险和也许可获得的强力效果。

　　6 运动营养研究的未来

　　运动营养研究在过去30年间从最初的空白领域到现在的各种学说,营养的理论和实践都发生了实质性的改变。虽然营养在提高运动成绩和避免疾病和损伤方面可能起了很小的作用,但却又是不可或缺和至关重要的角色。随着现代人对健康生活方式的追求,经常参加体育锻炼的人口日趋增加,运动营养的重要性逐渐被大众所接受。提供给运动员的营养指导从原先的一般化、笼统化和模糊化渐渐演变为现在提倡的个体化,细致化和专业化。未来的各种营养策略都应该以实验证据为基础,利用相关的生物标记进行监控,针对不同训练项目、训练级别、训练时期、年龄阶段和性别的运动员,应制定出不同的膳食标准,适应个体化需求。以实验数据为依据,充分了解营养补充剂的安全性、有效性和合法性,在膳食营养摄入均衡和充足的基础上,专业的营养专家或者健康专业人员可对运动员营养补充剂的使用进行指导。

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