余锋1，徐波1
（1.华东师范大学体育与健康学院，上海，200241）
摘 要：运动训练或比赛，特别是在持续较长时间中等强度的耐力性运动中，糖和电解质及运动饮料的需要量大大超过了正常的需要量，运动引起糖的大量消耗、脱水和伴随的电解质的大量丢失，是诱发运动性疲劳的发生并导致运动能力下降的主要原因。运动后糖和电解质的补充也是运动员身体机能恢复的重要影响因素。本文通过文献综述法和理论分析法，探讨分析耐力性运动的营养需求特点，根据耐力性运动的营养需求特点，进一步分析耐力性运动中糖和电解质的补充对运动能力的影响和运动后糖和电解质的补充对身体机能恢复的作用，进而为运动员的营养补充提出合理可行的建议和方法。
关键词：糖；电解质；耐力性运动；身体机能；恢复
耐力性运动由于其持续时间一般都比较长，强度上属于中等运动强度的运动，这就决定了耐力性运动的能量供应是以有氧氧化功能系统供能为主的运动。运动中，骨骼肌可同时利用糖、脂肪和蛋白质供能，其中糖和脂肪是主要的供能物质。运动员膳食中三大营养素蛋白质、脂肪、糖类的供能比例，一般认为三者按热量百分比14%:28%:58%，也有认为长跑运动员按热量百分比应为12% :26%:62%[1]。电解质（溶解于饮料中）的补充也是影响耐力性运动的关键性因素，长时间的耐力性运动可因出汗造成运动员体内水、电解质的丢失增加，导致体内体液和电解质代谢平衡的紊乱，这不但会影响到细胞和机体的功能下降，而且还会降低运动员运动能力。运动性失水主要是通过排汗而造成机体细胞内液和细胞外液的脱水。即使是很少量的脱水(1%体重)也会增加血管系统压力使心率的变化与运动强度不协调，并且限制人体从收缩肌肉传送热量到体表散热的能力而使身体核心温度升高，导致运动能力下降、发生热损伤的可能性增加[2]。在运动过程中采取适宜的补充液体和电解质的措施可帮助消除和减轻运动中体液和电解质平衡紊乱对生理机能和运动能力的不利影响。以下分别论述耐力性运动中糖和电解质的代谢、需求及补充。
1 耐力性运动中不同阶段糖和电解质的代谢特点
由于针对不同的运动项目，其运动强度、运动持续时间以及运动的技术结构等不同，三大能源供应系统在不同的运动项目中所占百分比有很大的差异，而且不同种类运动项目的能量供应途径之间以及各能源系统之间是相互联系形成的一个连续的能量统一体的，因此如果单独对每一个运动项目的能量供应为研究对象，就显得较为繁琐。本文所研究的耐力性运动中的糖和电解质的补充对耐力性运动能力及运动后机体机能回复的影响，是将耐力性运动分成不同阶段进行分析阐述的。
1.1 耐力性运动中不同阶段糖的代谢特点
耐力性运动项目中糖的代谢是随着运动时间阶段的进行而发生着不同的变化的。在运动初期，耐力性运动项目是靠ATP的迅速分解和肌糖元的无氧代谢。初期加速阶段ATP迅速分解，但是ATP供能只能维持10秒左右，接着储存在体内的肌糖元和葡萄糖在无氧分解过程中再合成ATP，这种供能形式仅能维持33秒。因此运动前要进行能量的储备和糖的补充，这样才能符合运动初期的能量需求。在运动中期，耐力性运动项目由于持续时间较长，其能量供应主要靠有氧化系统供应能量。当氧气的供应充足时，体内糖和脂类的储存量，特别是脂肪将起到关键性的作用，将成为能量供应的主要物质。而且在氧充足的时，有氧代谢产物没有副产品产生，如不会导致乳酸堆积，可以使运动员进行长时间活动。因此，此阶段的能量供应主要靠食物中糖和脂肪的储备。在运动的后期，主要是指在最后的冲刺阶段[3]。在这个阶段能量供应主要靠ATP的快速供能，所以，在进行耐力性运动项目练习的同时，机体ATP的能量储备也是非常重要的。
1.2 耐力性运动中不同阶段电解质的代谢特点
耐力性运动中虽然运动强度不是最大，但由于运动的持续时间比较长，总的运动量还是很大的，耐力性运动将由于出汗导致体内大量的水分和无机盐的丢失，所以耐力性运动对水和电解质的需求量明显大于正常时期的需要量。在运动的初期，运动员出汗不是很明显，水的丢失量不大，体液中电解质的量也基本没变化。随着运动的进行，运动持续时间的延长，运动员出汗量也不同程度的增加，随着出汗而导致的电解质的丢失也增加了。汗液中电解质成分主要是钠和钾，还有少量的镁、钙和微量元素。体内钠的总量约为60g ，大部分存在细胞外。钠可刺激小肠对糖和水分的摄取，维持细胞外液。细胞外钠对调节体温、水和离子的排出、肌肉收缩、神经冲动、细胞反应的酶控制均有重要意义。人体内钾的总量为120g，97%在细胞内，血钾浓度为5 mmol/L [4]。钾对肌肉收缩和神经传导有重要作用。钾可协助葡萄糖的跨膜运，对预防热应激有一定的作用。运动员缺钾时，糖的利用受限，体内ATP 合成和氧化磷酸化过程受干扰，肌肉的血流量减少。肌肉的相对缺血状态可引起肌肉无力，心脏功能紊乱。所以随着水和电解质的丢失增加，运动后期，运动员可能会遭遇不同程度的运动脱水或低血钠症的发生，有时可能会有严重的脱水，进而导致运动员的运动能力将受到不同程度的影响。
2 耐力性运动中糖和电解质的补充策略
2.1 耐力性运动中糖的补充策略
长时间的耐力性运动使体内储备的糖被大量消耗，运动的持续性进行，运动能力将会不同程度的降低。运动时体内糖储存不断消耗，当血糖浓度低于3.3 mM/L 的临界值时称为低血糖，这时运动难以进行。另外脑不能获得足量葡萄糖就会出现机能紊乱，与运动疲劳的发生关系极为密切[4]。因此及时补充糖对运动的质和量均有重要作用。运动前糖的补充和加强膳食中碳水化合物摄取等，可使体内有充足的肝糖原和肌糖原的储备，运动中适量补充糖可维持血糖水平的稳定，增加运动中糖和脂肪的供应量，降低肌糖原的损耗量，减少由于糖含量的显著性降低而导致的蛋白质的供能比率的增加，使运动耐力增强，以延缓由于能源物质的匮乏而导致的运动性疲劳的发生。
在比赛前补糖中，高糖膳食和运动相结合是提高肌糖原含量的有效方法（赛前最大糖原化）。赛前最大糖原化的方法是:赛前第七天至第四天训练量中等(每天1-2 小时)，摄糖量中等偏低(每日350g，占混合膳食的50 %) 使肌糖原在运动时排空而运动员仍能承受；赛前第三天至一天训练量逐渐减少(每天30-60分钟)高糖膳食(日500-600g ，占混合膳食的70 %)这样可以达到糖原填充使肌糖原浓度高于正常值，增加20-40%，即超量恢复[5]。应该指出的是，这一方法只适用于超长距离的运动项目（如马拉松跑）。比赛前当日糖的补充应视膳食情况而定，其量约为1-5g/kg体重。补糖的时间在赛前2-4小时为宜。在赛前4小时补充的应为多糖(淀粉类食物)，固体，易消化，含糖成分高的食物，其量可以达到4g/kg 体重。运动前2小时补充糖应以液体含糖饮料，以单糖，双糖，低聚糖为溶质，饮料中糖浓度以低于8%为宜，因为当摄入的饮料中的糖浓度超过10%时，胃的排空速率就会明显下降[6]。单糖中葡萄糖在吸收后能直接在肝脏中合成糖原或运输到脑、心肌或工作肌利用，但如果补充时间不当则易引起血浆胰岛素浓度升高，胰高血糖素浓度降低等不利于运动时能量代谢的反应发生。运动员赛前以补充果糖为佳，因为果糖进入体内，必需在肝脏中转化成为葡萄糖或糖原，不易引起胰岛素反应。赛前2小时补糖的量约为1g/kg体重。另赛前15分钟以内补充葡萄糖或果糖对维持最佳运动能力为益，因为胰岛素反应的发生时段为口服糖后的15-90分钟之间，而同位素标记显示，口服葡萄糖5分钟后即可在血液中发现，故而赛前15分钟内补充糖可以规避胰岛反应的发生。
运动中糖的补充，运动中可补充的糖有葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等，它们对运动能力的影响可能有差异或差异相当小[7]。运动饮料中通常加入葡萄糖、果糖、蔗糖或3-7个分子低聚糖( 如麦芽糊精) 等几种不同种类的糖，以促进糖和水的吸收及提高糖的氧化速率。果糖大量使用会减少糖的吸收、氧化速率及引起胃肠道紊乱，因此，其使用量应限制在2%-3%以内[8]。利用不同种类的糖渗透压不同的特点，运动饮料中加入单糖、双糖和低聚糖等可以调节所需要的渗透压。
运动员在竞赛和大运动量的运动后，糖原储量显著减少，应及时补充以免影响恢复过程及运动能力。运动后合理的营养对恢复期极其重要，在各次运动的恢复期内，糖的补充应是越早越好，而且对营养的迫切要求仅仅在运动后几小时内，糖是促进运动后恢复过程的一种重要物质。恢复过程加快意味着完成训练计划的质量的提高，比赛中的运动能力将会能源物质的恢复而得到更大的提高。
2.2 耐力性运动中电解质饮料的的补充策略
运动导致机体处于脱水状态是在耐力性运动中不可避免的现象，运动后进行有效的体液补充、尽快恢复体液平衡非常重要，特别是对于需要进行连续性比赛、而且比赛间隔时间短的运动员，每次运动后补充运动饮料就更为重要了。运动脱水后，如果只是单纯补充大量的水，则会导致血浆渗透压和血浆钠离子浓度的快速下降，进而会刺激排尿，并且会减少饮水的动力，反而使脱水的程度加大，严重时可导致低钠血症[9]。实验研究表明，为了尽快实现运动后水的完全恢复，运动后的饮料补充量要高于运动中汗液损失量(大于150%汗液损失量)、同时运动饮料中须含有一定浓度的钠盐。因为运动后的排尿不可避免，而钠离子有减少尿液排出、保持体内水分的作用。Mitchell 等[10]让受试者运动脱水至约2.9%体重损失后，分别补充低容量低钠( LL，100%汗液损失量、25mmol•L-1) 、低容量高钠( LH，100%汗液损失量、50mmol•L-1) 、高容量低钠( HL，150%汗液损失量、25mmol•L-1) 和高容量高钠( HH，150%汗液损失量、50mmol•L-1) 四种补液，结果HL、HH的复水效果分别是102.0±15.2%和103.7±14.7%，比补充LL的70.7±10.5%和LH的75.9±6.3%要高，有明显的统计学意义(如图1[11]所示) 。
Shirreffs 等[1]的研究也表明，运动脱水至约2%体重损失后，补液量少于( 50%汗液损失量) 或等于汗液损失量都没有使受试者回到水分正常水平，补充150%和200%汗液损失量的低钠补液( 钠含量23mmol•L- 1) 6h 后也没有达到完全复水，而补充150%和200%汗液损失量的高钠补液( 钠含量61mmol•L- 1) 6h 后体内处于高水合状态。
运动员处于不同的年龄段和在不同的环境下训练或比赛所需的电解质也有很大的差别，运动员一日膳食中无机盐供给量见下表1[4]。
由上表可以看出，不论是在儿童青少年还是在18岁以上的成年运动员，每日膳食中钠和钾的需要量是很大的。钠盐的补充可采取多吃些咸鱼、火腿、咸菜或菜汤等食品。盐片的刺激性大，不易吸收，还有可能造成一时性的血钠的升高，不主张使用。含适量电解质的运动饮料是一种较好的补充措施。钾盐的补充可采取多吃水果、蔬菜、牛肉和鱼等食品。当然含钾的运动饮料也比较合适运动中的引用。但对肾功能不健全的运动员，不宜大量补钾，运动员在运动后无尿或少尿的情况下应补充水，尿量恢复后再对其进行钾盐的补充。
3 糖和电解质的补充对耐力性运动后体能恢复的影响
因为耐力性运动和其他形式的运动不同，耐力性运动虽属中等强度的运动，但其在运动的持续时间上较长，所以运动中糖和电解质被大量消耗，运动员的体能需要尽快的恢复，特别是对于要进行连续性运动或比赛的运动员，所以运动后糖和电解质的补充对运动员能源系统的恢复和机体机能的恢复尤为重要。运动后糖和电解质的补充应遵循的原则是越早补充越好，也越有利于超量恢复的发生。运动后尽快恢复体内糖贮备理论上比缓慢恢复有利于运动能力的恢复和提高，运动后即刻至几小时内糖原合成速率最快，此时补糖将有利于快速恢复。在糖原大量排空的前提下运动后应立即补充液体糖至少0.7g/kg 体重，24小时内补充糖量9-16g/kg 体重可保证机体恢复糖贮备量，但应注意在补糖的同时要进行水和矿物质的补充，以尽快达到体液的平衡[4]。
4 小结
耐力性运动后糖和电解质的对运动中损耗的能源物质和体液以及对于机体疲劳的恢复等都具有极其重要的作用，所以，要想提高耐力性运动的运动成绩，就务必要注重运动员各运动阶段的糖和电解质的补充。以前的研究认为没有疲劳的训练是没有效果的训练，但疲劳后没有恢复的训练却是损害性的训练。而糖和电解质的有效补充正是运动后身体机能恢复的重要方式和手段。所以要让运动员完成高质量的训练和比赛，就要采用增加运动员能源物质的再储备，节约或减少消耗，采用高糖膳食方案和赛中补糖等手段，保证补充充足的碳水化合物及水分和电解质。此外还应注意，营养对运动员能力的积极意义并不是仅仅表现在赛前一段时间的补充，而是体现在长期训练过程中科学的营养供应及调配以及运动后的营养恢复上，这样才能有效地提高运动员的身体机能和运动能力，保证运动员处于较好的身体机能状态，以更好的完成预定的训练和比赛任务。
参考文献：
[1]于洪琴.长跑运动员营养状况调查[J].营养学报，1990，12(2)：214-217.
[2]王娟，刘学保.耐力性项目运动员的能量供应特点与营养补充[J].宿州学院学报，2006，21(1)：110-112.
[3]张向乐.耐力性运动项目的营养抗疲劳策略[J].内江科技，2008，9.
[4]秦劭斐.碳水化合物、水、电解质与运动饮料[J].体育科技，2000，21（1）：32-35.
[5]许毫文.补充糖对运动员训练和竞技能力的影响[J].体育科研，1996，(2)：19 -23.
[6]B.弗里特.运动饮料的选用[J].余国旗译.国外体育科技，1996，(2)：12-15.
[7][英]罗纳德•J•莫恩.运动营养[M].北京:人民体育出版社，2005，199-231：245-253.
[8]Casa D J，Armstrong L E，Hillman S K，et al.National Athletic Trainers’ Association Position Statement: Fluid Replacement for Athletes[J].Journal of Athletic Training，2000，35(2)：212-224.
[9]Shirreffs S M，Armstrong L E，Cheuvront S N. Fluid and electrolyte needs for preparation and recovery from training and competition [J]. Journal of Sports Sciences，2004(22)：57-63.
[10]Mitchell J B，Phillips M D，Mercer S P，et al. Postexercise rehydration: effect of Na+ and volume on restoration of fluid spaces and cardiovascular function[J].Journal of Applied Physiology，2000(89)：1302-1309.
[11]刘远鹏，张春丽，秦颖.运动饮料:水分、糖和电解质的补充及吸收[J].试验报告与理论研究，2006，9(6)：14-18. |
