張文棟，楊則宜

(北京康比特運動營養(yǎng)研究所，北京 100029)

我國競技體育發(fā)展到今天，運動員體能的優(yōu)劣已經(jīng)成為運動成績提高的制約因素。因此體能訓練越來越多地得到教練員和運動員的重視。國外體能訓練方法的引進，為我國向體育強國邁進提供了有力的科學訓練支持。與此同時，體能訓練對運動營養(yǎng)也提出了更新和更高的要求。目前，運動員膳食營養(yǎng)中存在突出問題之一就是碳水化合物攝入不足，與體能訓練的能源需求相比，存在很大的差距。碳水化合物攝入問題需要同訓練方法的改進一樣，引起競技界的高度重視。本文將比較國內(nèi)外體能訓練運動員在碳水化合物營養(yǎng)上的差異，分析碳水化合物供給不足對運動員機體代謝和體能恢復的危害，從不同的角度闡述運動員需要采用的不同的碳水化合物補充策略，為我國運動員提供膳食營養(yǎng)改進的科學建議。

1 我國運動員碳水化合物攝入狀況及國內(nèi)外比較

一般人群碳水化合物的推薦量是其供能占總能量的50～55%。運動員由于運動的特殊需求，其推薦量則為55% ～65%，甚至更高。我們匯集了一些國內(nèi)外運動員膳食調(diào)查的結(jié)果(表1、2)，可以看出碳水化合物攝入不足是普遍現(xiàn)象。中國運動員的情況更為嚴重，幾乎找不到超過55%的結(jié)果［1－9］。國外運動員的情況優(yōu)于我國運動員，澳大利亞的奧林匹克選手、肯尼亞和埃塞俄比亞的優(yōu)秀長跑運動員達到了這一比例［10－17］。

2 碳水化合物攝入不足給體能訓練帶來嚴重的負面作用

2．1 肌糖元消耗得不到及時的再合成，影響體能恢復

合理膳食碳水化合物的提供，是運動后糖元再填充的主要來源。食用高碳水化合物膳食者，運動后肌糖元的消耗能夠很好再填充，而低碳水化合物者的肌糖元含量持續(xù)下降，3天后幾乎消耗殆盡。Costil等做過一個經(jīng)典的實驗，他讓跑步運動員使用低碳水化合物(占40%總能量)和高碳水化合物(占70%總能量)兩種不同的膳食，連續(xù)訓練3天，每天訓練2小時。采用高碳水化合物膳食時，訓練后22小時內(nèi)，肌糖元可以恢復到原來的水平;采用低碳水化合物到第三天，肌糖元幾近耗竭(圖 1)［18］。

表1 我國運動員膳食營養(yǎng)狀況調(diào)查結(jié)果匯集

表2 國外運動員膳食營養(yǎng)狀況調(diào)查結(jié)果匯集

圖1 不同碳水化合物含量的膳食對運動后肌糖元再合成的影響

Bergstrom等使運動員采用3天不同碳水化合物攝入水平的膳食后，以75%最大攝氧量強度運動到疲竭。采用碳水化合物占總熱能50%膳食者肌糖元含量為106mmol/kg，運動至疲竭的時間為115分鐘;與此同時，采用低于碳水化合物占總熱能5%膳食者肌糖元含量為38mmol/kg，運動至疲竭的時間僅僅60分鐘;采用高碳水化合物膳食者(碳水化合物占總熱能82%)肌糖元含量為204mmol/kg，運動至疲竭的時間高達170分鐘［19］。這些研究都證明碳水化合物攝入的水平與肌糖元含量和運動能力均呈明顯的正相關。

2．2 長時間運動中血糖下降導致中樞疲勞并隨后發(fā)生肌肉疲勞

安靜狀態(tài)下，大腦和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的能量基本來自于血糖，肌肉從血糖攝取的能量不會超過20%。但是在運動中，隨著運動強度和時間的增加，肌肉對碳水化合物的攝取可以高達安靜時的30倍。運動初始來自于肝糖元的糖元異生還能夠滿足肌肉的需求，血糖還能維持正常的水平。隨著運動時間的延長，肝糖元的釋放難以維持血糖的正常水平，這時就會出現(xiàn)低血糖。

低血糖的結(jié)果是中樞疲勞，主要表現(xiàn)為對用力的感知過高，也就是說所感受的運動難度高出實際情況。(圖2)［20］。隨之會出現(xiàn)缺乏積極性，情緒低落，認知能力損害等。

低血糖不僅會造成大腦供能不足，還會帶來中樞的抑制。當肌肉從血液中攝取不到足夠的糖時，就會開始動用血液中的支鏈氨基酸(BCAAs)作為能源來燃燒，從而使循環(huán)血液中的BCAAs減少。BCAAs與色氨酸(TRP)競爭相同的載體以幫助其穿越血腦屏障。當BCAAs的血液水平低時，TRP能夠競爭到更多的載體并進入大腦。而TRP促進五羥色胺(5－HT)的生成。5－HT是一種神經(jīng)遞質(zhì)，能使人感到放松，但如果生成的5－HT過多，人就會感到困倦。對運動員來說，這會轉(zhuǎn)變成肌肉疲勞(圖 3)［21］。

2 中樞疲勞對運動中主觀用利率(PER)的影響

運動中進入大腦的色氨酸增加導致5－HT升高

在碳水化合物供應不足時運動，血漿中游離脂肪酸(FFA)大量增加，取代TRP而占據(jù)常由TRP結(jié)合的白蛋白結(jié)合位點，因此引起游離的TRP(f－TRP)增加，進一步增大TRP與BCAAs的競爭進入大腦的能力(圖 3)［21］。

2．3 碳水化合物不足降低機體免疫能力

碳水化合物不僅僅是作為肌肉的燃料，它對免疫功能也有重要的作用。研究顯示，長期碳水化合物攝入不足的運動員，長時間激烈的運動將使血循環(huán)中的應激激素急速升高，免疫功能的關鍵細胞數(shù)目和活性下降。Gleeson等人報道，當運動員連續(xù)幾天的低碳水化合物膳食(供能小于10%)后，應激激素(腎上腺素皮質(zhì)醇)和細胞活素(IL－6、IL－1ra和 IL－10)的反應會明顯地高于正?；蚋咛巧攀常?2］?？梢酝茰y，運動員碳水化合物缺乏的時候會受到皮質(zhì)醇免疫抑制的不良作用，包括抗體生成，淋巴細胞增殖和自然殺傷細胞毒性活性等的抑制［22］。

2．4 碳水化合物不足降低肌酸使用效能

低碳水化合物膳食會影響所使用的肌酸被肌肉的利用。Green等的研究證明使用肌酸(5～7克)的同時，使用100克葡萄糖，將大大增加肌肉對肌酸的攝?。?3］。

3 不同項目運動員對碳水化合物的需要量不同

不同的運動項目碳水化合物需要量不同。Weatherwax－Fall認為，短距離運動項目運動員的碳水化合物占總熱能的比例應為60%;中等距離為55～60%;長距離為60～70%(表3)［24］。關于不同項目運動員碳水化合物攝入量的需求有大量的研究，表4中列舉了6篇文獻的報道，結(jié)果有一定的差異，僅能作為參考［25］。

表3 不同運動項目運動員的三大熱能營養(yǎng)素的合理比例

表4 不同項目運動員對碳水化合物攝入量

4 不同訓練安排對碳水化合物的需要量不同

在不同的訓練狀態(tài)下，運動員所需要的碳水化合物也是不一樣的。這方面國際田聯(lián)2011年最新的營養(yǎng)實踐指南中提出了很具體的策略［26］。

●耗竭性運動后即刻到4小時，要間歇補充碳水化合物，每小時每公斤體重1克;

●小運動量訓練日糖元恢復，每天每公斤體重攝入碳水化合物3～5克;

●中運動量訓練日糖元恢復，每天每公斤體重攝入碳水化合物5～7克;

●大運動量訓練日糖元恢復，每天每公斤體重攝入碳水化合物6～10克;

●要最大限度地提高長距離運動員的糖元儲備(即糖負荷)，每天每公斤體重攝入碳水化合物10～12克。

Burke等也提出了一個運動員不同訓練狀態(tài)下的碳水化合物需求(表 5)［27］。

表5 運動員不同訓練狀態(tài)下的碳水化合物需求

澳大利亞體育科研所也提出，根據(jù)肌肉對碳水化合物的需求，有詳盡的碳水化合物補充計劃(表6)［28］和運動燃料快速恢復的策略(表7)［28］。

表6 澳大利亞體育科研所提出不同訓練和比賽狀態(tài)下碳水化合物補充計劃

綜上所述，碳水化合物的能量供應是體能訓練和比賽中體能保障的關鍵。科學嚴謹?shù)捏w能訓練需要相應的碳水化合物補充的策略來保障。只有這樣，體能訓練的效能才可能最大化。

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