張文棟，楊則宜

(北京康比特運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)研究所，北京 100029)

我國競技體育發(fā)展到今天，運(yùn)動(dòng)員體能的優(yōu)劣已經(jīng)成為運(yùn)動(dòng)成績提高的制約因素。因此體能訓(xùn)練越來越多地得到教練員和運(yùn)動(dòng)員的重視。國外體能訓(xùn)練方法的引進(jìn)，為我國向體育強(qiáng)國邁進(jìn)提供了有力的科學(xué)訓(xùn)練支持。與此同時(shí)，體能訓(xùn)練對(duì)運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)也提出了更新和更高的要求。目前，運(yùn)動(dòng)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(xùn)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(xùn)練方法的改進(jìn)一樣，引起競技界的高度重視。本文將比較國內(nèi)外體能訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)員機(jī)體代謝和體能恢復(fù)的危害，從不同的角度闡述運(yùn)動(dòng)員需要采用的不同的碳水化合物補(bǔ)充策略，為我國運(yùn)動(dòng)員提供膳食營養(yǎng)改進(jìn)的科學(xué)建議。

1 我國運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員由于運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員的情況更為嚴(yán)重，幾乎找不到超過55%的結(jié)果［1－9］。國外運(yùn)動(dòng)員的情況優(yōu)于我國運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員達(dá)到了這一比例［10－17］。

2 碳水化合物攝入不足給體能訓(xùn)練帶來嚴(yán)重的負(fù)面作用

2．1 肌糖元消耗得不到及時(shí)的再合成，影響體能恢復(fù)

合理膳食碳水化合物的提供，是運(yùn)動(dòng)后糖元再填充的主要來源。食用高碳水化合物膳食者，運(yùn)動(dòng)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(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，他讓跑步運(yùn)動(dòng)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(xùn)練3天，每天訓(xùn)練2小時(shí)。采用高碳水化合物膳食時(shí)，訓(xùn)練后22小時(shí)內(nèi)，肌糖元可以恢復(fù)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(yùn)動(dòng)員膳食營養(yǎng)狀況調(diào)查結(jié)果匯集

表2 國外運(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)后肌糖元再合成的影響

Bergstrom等使運(yùn)動(dòng)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(qiáng)度運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)至疲竭的時(shí)間為115分鐘;與此同時(shí)，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(yùn)動(dòng)至疲竭的時(shí)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(yùn)動(dòng)至疲竭的時(shí)間高達(dá)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(yùn)動(dòng)能力均呈明顯的正相關(guān)。

2．2 長時(shí)間運(yùn)動(dòng)中血糖下降導(dǎo)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(huì)超過20%。但是在運(yùn)動(dòng)中，隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和時(shí)間的增加，肌肉對(duì)碳水化合物的攝取可以高達(dá)安靜時(shí)的30倍。運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長，肝糖元的釋放難以維持血糖的正常水平，這時(shí)就會(huì)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(duì)用力的感知過高，也就是說所感受的運(yùn)動(dòng)難度高出實(shí)際情況。(圖2)［20］。隨之會(huì)出現(xiàn)缺乏積極性，情緒低落，認(rèn)知能力損害等。

低血糖不僅會(huì)造成大腦供能不足，還會(huì)帶來中樞的抑制。當(dāng)肌肉從血液中攝取不到足夠的糖時(shí)，就會(huì)開始動(dòng)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(dāng)BCAAs的血液水平低時(shí)，TRP能夠競爭到更多的載體并進(jìn)入大腦。而TRP促進(jìn)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(huì)感到困倦。對(duì)運(yùn)動(dòng)員來說，這會(huì)轉(zhuǎn)變成肌肉疲勞(圖 3)［21］。

2 中樞疲勞對(duì)運(yùn)動(dòng)中主觀用利率(PER)的影響

運(yùn)動(dòng)中進(jìn)入大腦的色氨酸增加導(dǎo)致5－HT升高

在碳水化合物供應(yīng)不足時(shí)運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)，因此引起游離的TRP(f－TRP)增加，進(jìn)一步增大TRP與BCAAs的競爭進(jìn)入大腦的能力(圖 3)［21］。

2．3 碳水化合物不足降低機(jī)體免疫能力

碳水化合物不僅僅是作為肌肉的燃料，它對(duì)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(yùn)動(dòng)員，長時(shí)間激烈的運(yùn)動(dòng)將使血循環(huán)中的應(yīng)激激素急速升高，免疫功能的關(guān)鍵細(xì)胞數(shù)目和活性下降。Gleeson等人報(bào)道，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員連續(xù)幾天的低碳水化合物膳食(供能小于10%)后，應(yīng)激激素(腎上腺素皮質(zhì)醇)和細(xì)胞活素(IL－6、IL－1ra和 IL－10)的反應(yīng)會(huì)明顯地高于正?；蚋咛巧攀常?2］?？梢酝茰y，運(yùn)動(dòng)員碳水化合物缺乏的時(shí)候會(huì)受到皮質(zhì)醇免疫抑制的不良作用，包括抗體生成，淋巴細(xì)胞增殖和自然殺傷細(xì)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(huì)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(shí)，使用100克葡萄糖，將大大增加肌肉對(duì)肌酸的攝取［23］。

3 不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員對(duì)碳水化合物的需要量不同

不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目碳水化合物需要量不同。Weatherwax－Fall認(rèn)為，短距離運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的碳水化合物占總熱能的比例應(yīng)為60%;中等距離為55～60%;長距離為60～70%(表3)［24］。關(guān)于不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)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(xiàn)的報(bào)道，結(jié)果有一定的差異，僅能作為參考［25］。

表3 不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的三大熱能營養(yǎng)素的合理比例

表4 不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員對(duì)碳水化合物攝入量

4 不同訓(xùn)練安排對(duì)碳水化合物的需要量不同

在不同的訓(xùn)練狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)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(shí)踐指南中提出了很具體的策略［26］。

●耗竭性運(yùn)動(dòng)后即刻到4小時(shí)，要間歇補(bǔ)充碳水化合物，每小時(shí)每公斤體重1克;

●小運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練日糖元恢復(fù)，每天每公斤體重?cái)z入碳水化合物3～5克;

●中運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練日糖元恢復(fù)，每天每公斤體重?cái)z入碳水化合物5～7克;

●大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練日糖元恢復(fù)，每天每公斤體重?cái)z入碳水化合物6～10克;

●要最大限度地提高長距離運(yùn)動(dòng)員的糖元儲(chǔ)備(即糖負(fù)荷)，每天每公斤體重?cái)z入碳水化合物10～12克。

Burke等也提出了一個(gè)運(yùn)動(dòng)員不同訓(xùn)練狀態(tài)下的碳水化合物需求(表 5)［27］。

表5 運(yùn)動(dòng)員不同訓(xùn)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(duì)碳水化合物的需求，有詳盡的碳水化合物補(bǔ)充計(jì)劃(表6)［28］和運(yùn)動(dòng)燃料快速恢復(fù)的策略(表7)［28］。

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

綜上所述，碳水化合物的能量供應(yīng)是體能訓(xùn)練和比賽中體能保障的關(guān)鍵?？茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捏w能訓(xùn)練需要相應(yīng)的碳水化合物補(bǔ)充的策略來保障。只有這樣，體能訓(xùn)練的效能才可能最大化。

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