作者：康 杰（博士，教授，美国新泽西学院健康与运动学系）
来源：体育科研 2016年第4期
摘要：运动员的日常饮食会影响其运动表现,而在训练和比赛中过程中不同的食物选择也会影响其训练和比赛的状态。良好的饮食习惯可以在强化训练的同时减少疾病和损伤的发生风险,还会提高肌肉及其他组织的训练适应性。通过国际奥林匹克委员会2012年运动营养指南的解读,对运动营养指南各个部分的生理学原理、研究依据、示例、具体建议进行阐释,使其更容易为教练员、运动员及科研人员所理解、掌握。虽然没有所谓的“全能饮食”,但还是有很多可以让运动员吃得更好的方法应用于特定的比赛和专项中。
0 引言
影响运动成绩的因素有很多,如天赋、训练、动机以及对创伤的抵抗力。通常天赋极高、有强烈动机、同时训练有素的运动员在一起比赛时,胜负在毫厘之间。所以,对每个细节的关注都可能产生出截然不同的结果,营养就是运动员准备阶段的一个关键影响因素。饮食影响运动表现,运动员训练和比赛期间的饮食选择会影响他们训练和比赛的效果。良好的饮食能帮助运动员持续进行高强度训练,同时减少伤病风险,还能提高肌肉和其他身体组织对训练刺激的适应能力。保持良好的饮食习惯有以下好处:(1)有助于保持最好的训练或比赛状态。(2)使训练效果达到最优。(3)可加快训练和比赛期间的身体恢复。(4)有助于达到和保持理想的体重、体形。(5)减少伤病风险和过度训练引起的疲劳。(6)食物中有许多成分可促进身体健康。(7)保持信心,做好随时面对比赛的准备。
本文旨在回顾2012年国际奥委会发布的运动营养指南,通过生理原理、证据研究和操作方法来解读其饮食建议。指南反映了当代运动营养的观点和设计思路,已被广泛采纳。为了更全面涵盖最新营养资讯,文章还参考了其他专业机构(如国际运动营养学会、美国运动医学院、美国饮食协会及加拿大饮食协会)的观点,希望能为运动员提供运动营养方面的最新信息,帮助他们在训练、恢复和比赛期间保持最好的营养状态。
1 能量需求
运动员首先要考虑的营养问题就是满足能量需求,充足的能量摄入能保证最佳运动表现。人体摄入的能量等于其消耗的能量时,能量处于平衡状态。人们从食物、液体和补充能量的产品中摄入能量,通过有计划的身体活动和非运动类活动以静息代谢(RMR)、食物热效应和身体活动热效应等方式消耗能量[1]。运动员经常通过改变自身能量平衡,使自己能量亏缺(主要为了减脂),或者能量过剩(主要为了促进生长或增加肌肉质量),通过调节能量摄入、能量消耗,或两者同时进行调节,就可改变人体能量平衡。
1.1 维持能量平衡的重要性
运动员训练时需要消耗一定的能量以保持合适的体重和身体成分。能量摄入不足会影响运动表现、削弱训练效果,能量摄入不足时,身体会消耗机体瘦组织,机体瘦组织减少会导致体力、耐力和免疫力下降,还会造成内分泌和肌肉骨骼功能紊乱。此外,长期能量摄入不足致使营养摄入量低,从而引发营养不良、静息代谢率低等代谢功能障碍。通常情况下,训练强度较大的女性运动员每公斤体重摄入的能量与男性运动员相当,但有些女运动员的能量摄入还是少于能量消耗。对女运动员来说,能量摄入不足(如,少于1 800~2 000kcal/d)是营养方面的一大问题,因为持续的能量负平衡会导致体重下滑及内分泌失调[2,3,4,5]。
1.2 估算能量需求
能量摄入有“预算”,这个“预算”必须满足运动对糖类、蛋白质和脂肪的需求,同时“预算”内的食物要足够丰富,为运动员提供维持健康所需的维生素、矿物质和植物营养素。充足的能量摄入可帮助能量储存、细胞维持、体温调节、增强免疫力、促进肌肉生长、支持身体活动。就运动员而言,运动强度、持续时间、训练频率以及比赛,决定了他们每日所需的能量。
通过双标记水法得出的预算方程可估算运动员和活动量大的人的能量需求[6]。双标记水法得出的预算方程式:针对成年男性的方程:能量需求(kcal/d)=662-9.53(年龄)+体育活动因素[15.91(体重以kg为单位)+539.6(身高以m为单位)];针对成年女性的方程:能量需求=354-6.91(年龄)+体育活动因素[9.36(体重以kg为单位)+726(身高以m为单位)]。这些方程可以快速估算在各个水平的人(包括运动员)所需的能量摄入,从而在必要时做出调整(见表1)。
表1 能量需求估计
1.3 可用能量
可用能量是用来估算运动员能量摄入的一个新概念。可用能量等于能量摄入减去按标准去脂体重(FFM)下训练或比赛时的能量消耗,它代表的是减去训练相关能量消耗后,所剩的可满足人体所有功能的能量。这个新概念是用来强调许多常见的运动员健康问题和运动表现不佳都与可用能量不足有关这样一个事实。这些问题包括女运动员月经紊乱、静息代谢率低、免疫力受损、激素功能失常、骨密度受损等。饮食不规律、为减肥或控制体重而节食,以及高强度训练或比赛期间不经意的能量摄入不足,都会导致人体可用能量降低。人体可以应对少量的可用能量不足,但若可用能量缺乏较多就会影响人体机能运行,损害人体健康和正常功能。可用能量低会导致不可恢复的骨质流失以及激素、免疫和代谢功能损坏。
表2展示了4种不同水平的可用能量、各自的目的以及可用能量的计算方法。研究表明女性所需可用能量的最低标准是30 kcal/kg去脂体重/d[7,8,9,10]。
表2 4种不同水平的可用能量以及各自的目的
以下是一些帮助维持充足可用能量的技巧:(1)根据日常训练或比赛消耗能量的多少来相应地增加或减少能量摄入。(2)要注意肌肉生长,如增加肌肉质量,需要额外能量,当饮食环境变化时要有所注意,尤其是在旅行时或搬家之后。(3)减肥要有计划,以减少低能量摄入带来的危害。(4)如果在饮食或保持体型方面有压力,有厌食倾向,要及早寻求医生的帮助。(5)女性运动员要意识到月经不调是健康问题,需及时治疗。
2 改变身体成分
身体成分和体重是对运动最佳表现影响最大的两个因素。体重会影响运动员的速度、耐力和力量,而身体成分则会影响其体力、灵活度和体型外貌。要求速度运动项目的运动员对去脂体重有特殊要求。
2.1 身体成分与运动
有些运动员不得不根据自己的运动要求改变体重和身体成分,这样的改变可能对运动员产生一定影响。运动员参加有重量要求的运动,如摔跤、轻量级赛艇,可能需要减重或增重,使自己的体重符合某个重量级别,而参加对体型要求高的运动,如舞蹈、体操、花样滑冰、跳水,尽管现在的体重很健康,也不影响运动表现,但为了拥有苗条身材,他们可能还是要面临减肥压力。过度能量限制造成的脂肪和肌肉流失会对运动表现产生相反效果。不同运动类型要求的男女运动员的体脂率会有所不同,在不影响健康的前提下,预计男性运动员体脂率最低为5%,女性运动员体脂率最低为12%[11],但运动员的最佳体脂率可能要比最低标准高很多,而且应该因人而异。
2.2 改变身体成分的原理
大多数运动员在自己的运动生涯中都有改变体重、肌肉质量、体脂水平的经历,改变身体成分的原理就是通过改变能量消耗、食物摄入或两者同时改变,从而改变能量平衡,减少或增加身体组织。运动员还必须采用正确的训练方法以促进肌肉生长。对运动员的身体成分、体重和体形进行个性化评估不仅可有效提升运动表现,同时还能保持身体健康。年龄、性别、基因、运动要求都会影响运动员的身体成分,所以我们要确定运动员的最佳体重和相对体脂量,以保证其拥有健康身体的同时达到最佳运动状态。
2.3 有效改变能量摄入的方法
减重对运动员来说是非常具有挑战性的,因为他们需要充足的能量保证训练质量,在限制能量摄入的同时还要保证主要营养成分的摄入充足且平衡。以下是有效减少或增加能量摄入的方法。
2.3.1 减少能量摄入和/或降低体脂水平的策略
(1) 建立切实可行的目标,牢记减重不是一朝一夕的事。
(2) 试着使自己处于一种能量亏缺较少的状态,例如,通过减少能量摄入和/或增加能量消耗,将每天的热量亏缺保持在500 kcal左右。长时间少量而持续的能量亏缺会促进体脂减少,而不是肌肉质量减少,更好地满足训练的需要和总体的营养目标。
(3) 请运动营养专家为你现在的饮食习惯做个评估,看看哪些细节需要改进;采用饮食日志,记录每天实际吃了什么可以帮助确定哪些饮食习惯需要改变。
(4) 减少正餐的量而不是干脆不吃。
(5) 正餐间的零食要精心挑选,以维持训练期间所需要的能量水平。减少正餐食量,把省下的那部分作为零食来补充,而不要额外加餐或加零食。
(6) 维持碳水化合物的摄入以满足训练需要,尤其在对训练强度和质量都有要求的时候。
(7) 维持每天的蛋白质摄入量,这样既可以保持肌肉质量,也可以增加用餐时的饱腹感。
(8) 选择低脂食物作为烹饪和准备正餐的食材。
(9) 限制饮酒或者戒酒———酒不是主要的膳食成分。
(10) 为了更有“饱腹感”,正餐和零食可以选沙拉、蔬菜和高纤维食物。
(11) 选择富含碳水化合物的食物中血糖指数低的那一类(例如,燕麦、豆类、粗粮面包、草莓和苹果等),以增加饱腹感。
(12) 由于能量摄入较少,可以选择富含营养的食物以满足营养的需求。
2.3.2 增加能量摄入以满足肌肉生长需要或是增加肌肉质量的策略
(1) 形成少食多餐的饮食习惯,正餐之间可加入零食,一次不要吃太多。
(2) 提前准备好可随身携带的食物或饮料。
(3) 记录一天之内的饮食,这样可以看出哪个时间段的能量补充不足。
(4) 水果冰沙、膳食补充剂、奶昔代餐粉和果汁等浓缩饮料可以快速补充大量能量和营养,而且不像体积大的食物那样容易导致肠胃不适。
(5) 尽管水果、蔬菜和全麦谷类富含营养,但是过多食用这些体积大的食物会降低饮食的能量密度。
(6) 在训练前、中、后补充能量和营养。在训练前和训练时吃一些浓缩的碳水化合物食物(如能量棒),可以补充整天和整个训练过程所需的能量。
3 训练期和恢复期所需的碳水化合物
运动营养专家一直在优化推荐更好的方式让运动员保证碳水化合物的摄入。但是中心思想始终不变,即身体内储备的碳水化合物是训练时肌肉和大脑的能量来源。运动中体内的碳水化合物水平低是导致疲劳和表现欠佳的原因之一,此外,采取保证碳水化合物的策略可以提升运动表现水平。调查显示,世界上最有耐力的运动员(例如,肯尼亚和埃塞俄比亚的长跑运动员)的饮食中碳水化合物的含量达到70%以上[12]。
3.1 计划日常碳水化合物的摄入
运动员没有必要远离非运动员膳食指南里的那些食物。例如,对于一般人来说,45%~65%的能量摄入应来自碳水化合物,10%~35%的能量摄入应来自蛋白质,20%~35%的能量摄入应来自脂肪[6]。尽管过去总提倡高碳水化合物含量的饮食(提供60%的能量摄入),但单纯采用碳水化合物占饮食的具体比例来为运动员制定膳食计划还需多加斟酌。例如,能量摄入为4 000~5 000 kcal/d时,即使只有50%的能量摄入来自碳水化合物,饮食中也会含有500~600 g的碳水化合物(大约相当于给一个体重70 kg的运动员提供7~8 g/kg的碳水化合物),这一数目足以维持日常的肌糖原储备[13]。与之相反,当能量摄入不足2 000 kcal/d时,即使是60%的能量摄入来自碳水化合物,也不足以使一个体重60 kg的运动员(需要5~6 g/kg碳水化合物)维持理想的碳水化合物水平。表3根据运动员的不同体重给出了相应的、以克计算的碳水化合物目标数量,而不是按照碳水化合物提供的能量摄入占总的能量摄入的百分比。
表3 根据不同训练负荷所需要的每日碳水化合物目标数量
3.2 碳水化合物与训练负荷
运动员对碳水化合物的需求和他们训练时消耗的肌肉能量成本紧密相关。训练日程表上的周期大小不一,训练负荷每天都在变,而且在运动员运动生涯的每个阶段都在变,因此,运动员与其保持一个静态的饮食习惯,不如根据肌肉能量需求的多少来决定摄入多少碳水化合物。运动员尤其应该注意保证充足的肌糖原储备以完成高强度和高质量要求的训练。
要让碳水化合物的摄入紧跟肌肉能量的需求,一个好办法就是通过训练前后的正餐和零食摄入额外的碳水化合物。随着训练的增多,碳水化合物的摄入也要增多。以达到当天的碳水化合物摄入目标。运动员应该学会如何在赛事期间进食,这样才能更具竞争力。
单单区分“高碳水化合物的饮食”和“低碳水化合物的饮食”的观念已经行不通了,现在我们需要考虑的是根据肌肉能量的需要来保证碳水化合物的供应。对运动员来说,他们应该问自己的是每天碳水化合物总的摄入量和摄入时间是否足够或合适,是否满足了训练时对能量的需求,碳水化合物的储备与肌肉对能量的需求相比是否不足或是不够理想。正如表3所示,不同训练负荷需要的碳水化合物摄入量区别很大,例如,两个运动员摄入了相同数量的碳水化合物,但是根据他们训练需要,一个运动员得到了充足的碳水化合物,而另一个则显示不足。
很多运动员有时在训练期间摄入的碳水化合物并不够。例如,不吃早餐就开始训练,或是训练时间过长而期间没有吃任何食物或是喝运动饮料,或者为了降低体脂水平而减少能量摄入,这些情况在训练的基础阶段或是训练强度不大时不会造成什么问题。相反,一些研究表明在肌糖原水平较低的状态下训练可以更好的激活与线粒体代谢相关的酶的活性,由此达到更佳的训练效果[14,15]。当然,这些策略需要在训练项目中进行周期化实施,这样才不会影响运动员的强度训练。
3.3 碳水化合物与恢复
如果运动员每天不止训练一次,训练期又很紧凑,快速恢复肌糖原储备至关重要。训练期结束后迅速补充富含碳水化合物的食物和饮料可以快速恢复体力,因为没有碳水化合物摄入,肌肉本身是无法有效地储备肌糖原的。训练结束后需要立即补充能量,在结束后的几个小时内要保证每小时碳水化合物的摄入量在1 g/kg体重。摄入的时间比摄入的数量还重要,另外,运动员要综合考虑食物是否方便、可口、成本高低、是否可以满足其他的营养目标。选择富含营养的碳水化合物,同时把其他食物加入恢复性正餐和零食的菜单里,保证整体的饮食有充足的蛋白质和其他营养成分来源。如果恢复期开始几个小时无法摄入足够的碳水化合物,那恢复性零食里的蛋白质可能会比单纯只摄入碳水化合物更能促进肌糖原的储备率,蛋白质同时可以促进机体其他方面的恢复。
如果恢复期较长(例如24 h),那富含碳水化合物的正餐和零食里该包含哪些食物以及什么时候吃就没有那么重要了,这些因素都可以根据运动员个人的实际需要和舒适度来进行更灵活的安排。
4 比赛期所需的碳水化合物
很多运动项目的持续时间都超过了60 min,如果缺乏碳水化合物的储备就会导致运动员在整个赛事中出现疲劳不堪和表现水准下滑。与之相反,采取提供足够碳水化合物的营养策略可以减少或是延迟表现欠佳的状况。例如,预计赛事中需要多少能量,然后在赛事前几个小时或是前几天就开始摄入碳水化合物,以保证肌糖原和肝糖原的储备。在肌肉没有受损的状态下,只需保证补充富含碳水化合物食物的时间达到24 h和低训练负荷,运动员就可以把肌糖原储备维持在正常水平。
4.1 碳水化合物的大量摄入
在比赛前几天进行“碳水化合物的大量摄入”可以让运动员在赛时超过90 min以上的比赛中受益。这一策略需要保证24~28 h内碳水化合物的摄入量始终维持在最大值(9~12 g/kg体重/d),同时减小训练强度,使肌糖原饱和程度超出正常水平。这样就能推后表现水准开始下滑的时间点,让运动员的最佳状态持续更长时间。
4.2 赛前正餐
运动员发现有时在赛前几小时吃到很多喜欢的食物不仅会为比赛提供额外的能量,而且会让他们感到可以抑制之后的饥饿感。在那些不会导致疲劳或是碳水化合物耗竭的运动(例如,体操、短跑、跳台滑雪等),赛前正餐不需要把重点放在补充碳水化合物上。然而,对于那些运动时长在60 min以上的赛事,运动员还是需要通过赛前正餐来提高碳水化合物储备,尤其当赛事安排在早上,运动员整夜都没有进食的情况下。
在训练前的几个小时内补充碳水化合物是为了提高肌肉中的碳水化合物的使用率。因此,赛前正餐需要包含足够的碳水化合物,为碳水化合物发挥更大的功用“打下基础”。碳水化合物摄入量在1g/kg体重以上就能实现这一目标,赛时长时,用于提升表现水平的赛前正餐需要提供1~4 g/kg体重的碳水化合物摄入量。
4.3 训练期的碳水化合物摄入
长期以来,人们认为训练期间消耗碳水化合物能够提高训练表现,包括最佳节奏的维持、更长时间的高强度训练以及技能和注意力的保持。采用同一量的碳水化合物来为所有训练提供额外能源的“万金油”方式已延用至今。然而,目前普遍认为不同耐力和不同强度的训练需要不同的碳水化合物补给方式。为了达到这些目标,并满足其他一些营养素(如补充水分等)的需求,需要一系列含碳水化合物的饮料和食品,包括运动饮料、能量棒等运动食品,许多日常食品和饮料也含有碳水化合物,如水果、果汁和软饮料等。运动员应当在训练中制定出适用于竞赛或重要活动的能量补充计划,这种计划还需考虑运动员的项目特点,因为不同项目在运动中是否或何时需要补充能量是不同的。表4根据竞赛所需的耐力,提供了多种碳水化合物建议摄入量目标。
表4 根据不同竞赛或训练时间所需要的每次摄入碳水化合物目标量
5 运动员所需的膳食蛋白
运动中的蛋白质需求是理论和实践涉及的另一个领域。食物中含有可以合成蛋白质的氨基酸,这些氨基酸是构造组织(包括肌肉组织在内)以及修复组织损伤的基础物质。这些氨基酸同样是控制新陈代谢的激素和酶的基础物质,也是支撑免疫系统和其他身体机能的物质。目前,蛋白质的建议摄入量为每人0.8 g/kg体重/d,而18岁以上的成年人,其蛋白质摄入的可接受摄入量范围为总热量的10%~35%[10]。
5.1 运动员的蛋白质需求
目前的建议摄入量并没有区别出运动员各自独有的需求。随着研究证据越加明显,许多专家现在认为,日常所需的蛋白质需求标准应当要高于静坐者的所需量,但要在大多数运动员所达到的能量摄入范围内[16]。目前,力量运动员和耐力运动员的蛋白质摄入范围为每人1.2~1.6 g/kg体重/d,大约是其日常饮食的蛋白质建议摄入量的两倍。如果摄入的蛋白质量不足,运动员将会出现负氮平衡的状态,导致肌肉流失和不耐训练的现象。膳食调查表明,大多数运动员在没有摄入昂贵营养品的情况下都能够达到蛋白质摄入目标,但那些限制能量摄入或偏食的运动员就有可能无法完成这些目标[16,17]。
耐力运动员和力量运动员的建议蛋白质摄入量有所不同。氮平衡研究建议,耐力运动员保持氮平衡所需的膳食蛋白摄入范围在每人1.2~1.4 g/kg体重/d[13,18,19]。进行持续几小时或连续几天运动的超耐力运动员也要消耗1.2~1.4 g/kg体重/d的蛋白质或者稍高于此[20]。对于耐力运动员来说,保持热量消耗和支出的平衡,特别是碳水化合物平衡,对于蛋白质代谢来说十分重要,这样可以节约合成蛋白质的氨基酸并保证其不被氧化,同时又能维持日常能量供给。对于力量运动员来说,抗阻训练或许会需要比建议摄入量更大的蛋白质摄入,因为额外的蛋白质,特别是其中的氨基酸,加上足够的能量,对于促进肌肉生长是必要的。这一需求在早期力量训练阶段尤为明显,也就是肌肉规模出现最大增长的时间。力量运动员的蛋白质建议摄入量大约在每人1.4~1.6g/kg体重/d[18,20]。抗阻训练经验并进行规律性阻力训练的运动员需要用来维持肌肉质量的蛋白质摄入量可以稍低一些,因为机体已建立较高的蛋白利用效率模式。
5.2 蛋白质来源
蛋白质的质量根据其产生的源头、蛋白质的氨基酸组成以及蛋白质的加工或分离方法不同而不同,此外,消化和吸收、蛋白质的代谢活动也同样是重要因素。因此,不仅需要关注运动员的日常饮食中蛋白质的摄入量是否充足,还要关注摄入的蛋白质是否优质。低脂优质蛋白质的最佳食物来源是去皮光滑的鸡肉、鱼类、蛋清和脱脂牛奶(酪蛋白和乳清)[21]。用来作为补充营养的优质蛋白质的最佳来源是乳清、牛初乳、酪蛋白,牛奶中的蛋白质和鸡蛋白[9,21]。运动员可以通过咨询运动营养专家来确定他们是否需要补充蛋白质,以达到膳食蛋白质摄入需求标准,使其在运动后蛋白质合成达到最优。
5.3 摄入充足蛋白质的方法
以下是关于运动员应当如何实现蛋白质需求,以使每次锻炼后恢复和调整时期的蛋白质合成达到最佳的建议。
(1) 经常锻炼的人蛋白质需求量大约在1.2~1.6 g/kg体重/d。
(2) 优质蛋白质,尤其是源自动物产品(例如乳制品,肉类,蛋类等)的蛋白质营养价值尤为丰富。运动员应当设法从所有食物中获取蛋白质,蛋白质补充剂也是摄入优质蛋白质的一种安全简便的方法。
(3) 在训练之后迅速补充优质蛋白质能够促进肌肉蛋白质合成,蛋白质合成最优化所需的蛋白质的需要量并不算高,大约在20~25 g,高于这种量的蛋白质会转化为能量。
(4) 能被迅速吸收的蛋白质可以促进训练后蛋白质的合成,乳清蛋白是最佳的选择,无需考虑购买更昂贵的蛋白粉或一些氨基酸配方物质。
(5) 蛋白质残基(如支链氨基酸)已被证明对运动员有益,能够提升蛋白质合成速率、降低蛋白质分解速率,促进运动后的恢复等。
(6) 肌肉在锻炼后受到刺激,增加蛋白质的合成,这一过程可长达24 h。如此,运动员应当注意在一整天的正餐和零食中广泛摄入蛋白质。大多数人会在晚餐时摄入一整天所需的大部分蛋白质,建议最好将蛋白质的摄入重新分配至每日的其他正餐中。
6 最佳补液的水盐需求
补液对于训练与比赛都十分重要。由于脱水会增加威胁到生命健康的热损伤风险(如中暑)的发生,运动员应当在运动前期、中期和后期都应保证正常的补液。脱水(水分流失大于体重的2%)会影响有氧运动表现,尤其是在炎热天气下,会影响到精神或意识的状态[22]。运动员已经普遍意识到在运动前、中、后期补充水分的必要性以及利用富含碳水化合物和盐分饮料的重要性,但有些运动员摄入的水分还是存在不足,也有些运动员补充过量,所以很有必要掌握以下具体事项:(1)什么时候喝。(2)喝多少。(3)什么样的饮料是最佳选择。正如不同运动员的训练方法和竞赛策略要根据个体特殊需求和特有表现来定制,他们在训练中的吃喝选择也要具体问题具体分析。
6.1 何时饮用
训练和恢复时期需要考虑促进身体水合的策略和方法。训练期间补充水分的目的在于防止身体缺水超过体重的2%。少于40 min的训练对水分的需求不大,但是有些运动员觉得喝了凉爽的东西后身体舒适,这也没什么坏处。然而训练或比赛时间超过40 min,补液就对身体有益了。在进行30 min以上的“严重出汗”型训练而又不可能喝水时,可以选择在训练前充分补水。此类运动员应当练习在训练前15 min内补充水分,并找到最恰当的量,使训练开始时既有饱腹感又感到身体舒适(例如300~800 m L)。
弥补出汗时损失的水分和盐分是身体恢复过程中的一个关键环节。由于许多运动员在训练期间没有摄入足量液体以维持身体的液体平衡,他们在训练时都会出现或多或少的脱水状态。常规正餐和饮料的摄入将会弥补训练期间丢失的液体和电解质来恢复身体的水合状态。在训练或竞赛中,通过为丢失的每一公斤体重补充1.2~1.5 L含钠液体,使运动员全面修复液体流失状况。训练后的恢复是在为下一段训练做准备,重新补充水分应当看作是保持身体液体平衡的一个重要步骤。
6.2 饮用量
补充多少水分取决于运动项目和条件,身体出汗量可以在0.3~2.4 L/h之间。除了水以外,汗液也包含相当成分但比例不同的钠,汗液中钠的平均浓度大约在1 g/L。轻微缺水对运动表现并无影响,但严重脱水会对运动员有伤害。没有明显证据表明具体脱水到何种程度身体会开始受影响,此影响会因个体的差异、训练的类型和时间以及环境条件的不同而不同。
运动员常常是在觉得口渴时才喝水,很多运动项目中补充液体的时间和机会不与口渴感同步。根据运动项目、运动个体和其他营养需求设计液体补充计划是一个更合理的方法。开始时,运动员应当试着以一定频率补充水分以弥补汗液的流失,保证他们在训练阶段或比赛阶段的总液体缺失量不超过体重的2%(例如50 kg的人水分流失不能超过1kg,75 kg的人不能超过1.5 kg,100 kg的人不超过2 kg)。然而这一方法在汗液流失严重的情况下,尤其是炎热的环境中并不可行,一个更为简单可行的方法在于尽最大努力减小脱水量。
在某些情况下,一些运动员补充的水分会超过其汗液的流失量,呈现过分水合状态,例如,运动员在进行锻炼或活动之前已经呈脱水状态。然而,摄入过量液体会引发一些问题,患上低钠血症(血液中钠浓度低),这种情况常见于新运动员或进行低强度运动但以为需要大量补充液体的运动员中。运动员最好了解自己一般性出汗频率及补充多少水分才能跟得上出汗频率。
6.3 饮用类型
虽然补充水分是运动营养策略的重点,但是运动时摄入的液体会包含除水外一系列的不同营养成分。就已证实的提升运动表现的作用而言,任何营养成分都比不上水和碳水化合物重要。在参与时长超过1 h、会导致身体疲劳的运动时,建议运动员摄入含有会迅速转化为血糖的碳水化合物的饮料。通常,碳水化合物能帮助运动员保持速度、发挥技能、集中注意力、抵抗疲劳,从而提升其运动表现。饮用碳水化合物含量在4%~8%(4~8 g/100m L)的商业运动饮料能同时满足运动员对碳水化合物和水分的需求,此类碳水化合物可以来自于单糖类(如蔗糖、果糖和葡萄糖)和麦芽糊精,也可以来自于其他能快速消化的碳水化合物。最好让运动员一直喝自己习惯的运动饮料,以免引起肠胃不适或造成其他后果。有些运动员能适应浓度高的饮料,尤其是含糖类混合物的高浓度饮料,平时训练时饮用能帮助其消化道在比赛时更好地适应。通常,运动时摄入碳水化合物的最佳模式是经常、持续性摄入,这样能持续刺激大脑和中枢神经系统,,并在必要时为肌肉提供源源不断的额外能量。
在运动时长超过1~2 h或是参与钠消耗量较大(如超过3~4g)的运动时,应饮用含钠的饮料。此外,常见饮料和食物中包含的咖啡因能提升运动员在耐力运动后期时的表现,要达到这个效果只需摄入少量咖啡因(大约2~3g/kg体重,或是总量100~200 g),相当于常人平时喝的1~2杯煮咖啡或是750~1 500 m L的可乐饮料。各种运动型食物(凝胶和饮料等)也是摄入少量咖啡因的便捷途径。
需要注意的是在运动时运动员并不总是能保持水分平衡,因为最大出汗率大于最大胃排空率会限制体内液体的吸收。此外,运动员在运动时的水分摄入率通常无法满足胃排空水分并被消化道吸收的水分。当高渗液体或者碳水化合物的浓度超过8%的时候,胃排空率就会下降。
总而言之,重度脱水会影响运动表现,增加中暑的风险,但是摄入过多饮料也会造成伤害和不适。每个运动员的排汗量不同,锻炼和比赛时可以喝水的机会也不同,因此其情况各不相同。每个运动员都必须参与、形成自己的个人补水计划。以下3个简单的步骤可能会帮助运动员形成自己的补水模式。
首先保证身体摄入充足的水分。如果小便的次数比平时少,那就有可能处于脱水状态。将自己尿液的颜色与正常颜色进行对比(尿液正常颜色可以在网上搜寻),如果比正常颜色深,则说明你可能没有摄入充足的水分。但摄入过多水分也会造成不适和伤害,目的旨在全天形成合理的补水模式,平衡正常水分消耗以及因运动和天气热而额外消耗的水分。水分消耗发生变化则补水模式也应随之变化。记住在全天均衡补水,而不要在运动后一次性补水,这一点非常重要。晚上喝水超过身体所需的量会导致因上厕所而中断睡眠。
形成适合自己的补水计划,这一计划应基于各种信息,如平时的排汗量、运动时可喝水的机会以及喝多少水既不感到身体不适也不感到渴。补水时,要保证减少的体重不超过总体重的1%~2%,否则则说明你可能没有摄入充足的水分。但是,摄入过多水分导致比赛时体重增加也不合适。表5提供了计算运动排汗量的几个步骤。
表5 计算由运动引起的排汗量和脱水量的步骤
如果排出的汗水中含盐量较多,则可能需要在排汗量多时选择含盐量高的饮料和食物。要确定汗水中的含盐量是否较高,可以穿一件黑色T恤,看腋下和胸部部位是否有盐渍(白色粉末)。高盐分排出在某些情况下可能会造成肌肉痉挛。含盐量(钠)高的运动饮料(如每500 m L液体中含300~500 mg钠)可能会帮助减少痉挛的风险。
7 维生素、矿物质和植物营养素
微量营养素在能量生成、血红素合成、骨代谢、免疫功能和预防氧化损伤方面起着非常重要的作用,能在运动后和受伤后恢复阶段促进肌肉组织的合成和恢复。运动会加强许多微量营养素的代谢,而运动训练则可能会带来肌肉生化适应,从而加大身体对微量营养素的需求。同时,日常运动可能会增加身体中此类微量营养素的代谢和消耗,因此就可能需要摄入更多的微量营养素,以满足运动员训练、恢复和保持健美身材的需求[23]。
7.1 确保摄入充足微量营养素的策略
以下几点建议能帮助促进饮食的多样化、确保维生素、矿物质和植物营养素的充足。
(1) 不要抗拒新食物和新菜谱,尽量吃当季食物。
(2) 使用各种不同的食物如不同的水果、蔬菜和谷物。
(3) 混合、搭配正餐食物,如沙拉和汤。
(4) 尽量避免将某一食物或某一类食物排除在饮食计划之外。
(5) 在饮食中排除某类食物时,要找与该类食物有相似营养价值的食物替代。
(6) 每次正餐和零食都应包含水果和/或蔬菜。深色、颜色明亮的水果和蔬菜富含各种维生素和植物营养素。
7.2 潜在的维生素缺乏和补充
研究显示,大多数运动员只需食用日常食物如水果、蔬菜、全谷类食物、低脂奶制品和肉类即可摄入推荐量的维生素和矿物质缺乏微量营养素风险最高的运动员是那些限制能量摄入或在严格减重的人,他们在饮食中排除一类或多类食物,或者其膳食不均衡,微量营养素含量少[24,25]。改变这一情况的最佳方法就是寻求运动营养专家的建议。如果无法充分改善食物摄入不足,例如当运动员身处食物资源匮乏的国家或者只是缺少某一种维生素或矿物质时,则可以进行短期营养补充,通常,一系列多种维生素/多种矿物质补充品是改善食物摄入不足的最佳选择。需要注意的是,如果运动员本身膳食营养足够丰富,则额外补充维生素和矿物质并不会提升其运动表现[24,26]。
7.3 对运动表现至关重要的维生素和矿物质
运动员膳食中非常重要的、最常见的维生素和矿物质有维生素D、B族维生素、钙、铁、锌、镁以及一些抗氧化物如维生素C、维生素E、β-胡萝卜素和硒。
7.3.1 B族维生素
摄入充足的B族维生素对确保能量生成、肌肉组织的形成和修复至关重要。B族维生素有两个作用与运动直接相关,硫胺素、核黄素、尼克酸、吡哆醇(维生素B6)、泛酸和生物素与运动时能量生成有关,而叶酸和维生素B12则与红细胞的生成、蛋白质合成、组织修复和维护有关。通常女性运动员尤其是食素者或饮食失调的女性运动员膳食中核黄素、吡哆醇、叶酸和维生素B12的含量较低。虽然就已知的事实而言B族维生素的短期亚临床缺乏不会影响运动表现,但维生素B12和/或叶酸的严重缺乏会导致贫血、降低耐力表现[23,24,27]。因此,摄入充足的维生素对运动员达到最佳运动表现和最佳健康状态非常重要。
7.3.2 抗氧化剂
维生素C、维生素E、β-胡萝卜素和硒是保护细胞膜免受氧化损伤的、重要的抗氧化剂。运动会使氧气的消耗量增加10~15倍,研究人员推测耐力运动会给肌肉细胞和其它细胞造成持续的“氧化应激”,导致细胞膜脂质过氧化[28]。由于紧张持久的运动增加了人体对维生素C的需求,因此,细微的维生素C状态改变或者维生素C缺乏,都会对体能造成影响。研究人员认为维生素E有助于减轻高强度运动恢复期间的炎症和肌肉酸痛。有证据证明维生素E能够减轻运动引发的DNA损伤,促进运动活跃的人的恢复[41]。因此,建议进行定期持久和剧烈运动的运动员每天摄入至少100 mg维生素C和15 mg维生素E[24,30,31],这些剂量可以通过足量和平衡的膳食获得。抗氧化剂摄入不足最易发生在坚持低脂肪饮食的运动员身上,因为低脂肪饮食限制了能量的摄入量,也可能限制了水果、蔬菜和全谷类食物的摄入量。尽管短期的运动可能造成脂类过氧化物副产品的增加,但长期的运动训练可使机体增强自身抗氧化系统和降低脂质过氧化的作用。因此,训练有素的运动员内生抗氧化能力会比新运动员更强,这使得他们并不一定需要补充抗氧化剂。
鉴于运动会增加氧自由基的形成,许多运动员因而认为补充抗氧化剂能够保护他们免受氧自由基增多造成的危害。然而,人们近期对这一认识发生了诸多改变。人体有能力发展自身更为复杂的抗氧化系统,所以无需为身体提供大剂量的抗氧化剂。事实上,补充抗氧化剂可能会使抗氧化系统失去平衡,反而得不偿失。近期有证据表明,补充抗氧化剂实际上很可能会使一些对恢复和适应训练具有重大意义的信号失效[32]。也就是说补充抗氧化剂反而会降低训练效果。
7.3.3 维生素D
维生素D可促进钙离子的充分吸收,帮助调节血清钙和磷的水平以及增强骨骼健康。维生素D还调节神经系统和骨骼肌的发育与体内平衡。虽然很多食物中都含有维生素D,但日晒才是我们获得维生素D的重要来源。居住在北纬地区或者整年主要在室内训练的运动员(如体操运动员和花样滑冰运动员)都面临着维生素D状态较差的危险,尤其是在他们没有摄入添加维生素D食物的情况下[25,33,34]。对这些运动员应该进行筛查,以排查维生素D缺乏的状态。如果维生素D水平不理想,就应该补充维生素D,可能的话,还应该遵循医嘱,进行日晒。研究证明对于运动员而言,尤其是在室内训练的运动员,每天补充5μg或者200 IU的维生素D是大有裨益的[33,35]。
7.3.4 铁
铁是携带氧分子的蛋白、血红蛋白和肌红蛋白生成的必要元素,也是参与制造能量的酶的必要元素。铁运输氧的能力对耐力运动及机体神经系统、行为系统和免疫系统至关重要。无论是否存在贫血的情况,缺铁都会削弱肌肉功能,限制工作能力。贮铁缺乏(低储备铁)是运动员(尤其是女运动员)中最常见的营养缺乏之一。运动员贮铁缺乏的高发病率通常是由能量摄入不足引发的。其它可影响铁贮备的因素有:食用含铁不足的素餐,生长期过快,在高海拔地方训练,汗液、粪便、尿液和月经血中铁流失的增加,血管内溶血,足部接触地面性溶血,经常献血或受伤。有证据表明大训练量造成的铁流失水平的增长会提高运动员铁摄入的需求。所以吃素食的耐力运动员的铁摄入量应当大于建议摄入量(RDA):男运动员每日18 mg,女运动员每日8 mg[24,36]。
治疗缺铁性贫血需要3到6个月,因此尽早进行营养干预是预防贫血症的有效手段。肉类食物(如鱼肉和家禽肉),是易吸收铁的主要来源,所以素食主义者需要精心规划膳食,寻找可以代替的含铁食物。女性同样容易缺铁,这是因为月经造成的铁流失以及食物摄入偏少造成的。容易出现铁贮备不足的运动员应接受定期检测,进行高原训练的运动员也同样需要检测铁贮备的状况,以保证他们体内有足够的储备铁来适应训练。
对缺铁的运动员而言,补铁不仅能增加铁贮备,而且能降低运动过程中的心率和乳酸浓度。有证据表明对缺铁但不贫血的运动员而言,补铁是有益的[8,25]。最近的研究已经证明,经过4到6周摄入100 mg的硫酸亚铁来补铁可减轻骨骼肌疲劳[37]。但是并不建议频繁补铁,因为铁过多和铁过少一样,都是有害无益的。下面是富含铁的饮食策略清单。
(1)每周3~5餐,食用适量的红色肉类。
(2)选择添加铁的谷类制品,如早餐谷物。
(3)搭配含铁的植物和非肉类食品(如,豆类、谷类、鸡蛋、叶类蔬菜)加强铁的吸收。
(4)食用富含维生素C的食物,如水果、果汁搭配肉食,因为维生素C可增加铁的吸收。
7.3.5 钙
钙对骨组织的发育、保养和修复,血钙水平的维持,肌肉收缩和神经传导的调节以及血液的正常凝结至关重要。膳食钙和维生素D的不足会促使骨密度降低,增加应力性骨折的风险。如果能量摄入低、摄入的奶制品或其它富含钙的食物不足或者完全不吃,加上正处于月经失调期,女运动员最容易出现骨密度低的情况。她们必须根据营养评估来补充钙和维生素D。目前对饮食失调、月经不调和患有早期骨质疏松的运动员的建议是每天摄入1 500 mg的钙和400~800 RU的维生素D[25,38]。下面是富含钙的饮食策略清单。
(1) 每位运动员每日的饮食计划应尽量包含3份这些食物:一杯牛奶、一片奶酪和一盒酸奶。
(2) 年轻运动员在快速发育期必须摄入额外的分量。
(3) 不食用奶制品的运动员可选择添加钙的大豆食品代替。
7.3.6 锌
锌不仅影响肌肉组织的发育、构成和修复,还影响能量的产生和免疫功能。素餐和动物蛋白含量低而纤维含量高的膳食都会减少人体的锌摄入量。缺锌与甲状腺激素水平、静息代谢率(RMR)和蛋白质利用率的降低紧密相关,这都会给健康和体能造成不良影响。心肺功能的减弱、肌肉力量的减小和耐力的降低都与锌贮备不足有关。调查数据表明,运动员(尤其是女运动员)容易缺锌[39]。锌的单次摄入量上限是40 mg[30],因此运动员应当重视补锌的单次剂量,因为他们的补锌剂量常常超过这一上限,而多余的补锌剂量会妨碍其它如铁和铜等营养元素的摄入,可能导致高密度脂蛋白胆固醇(HDL)减少和营养失衡[24]。补锌对体能的益处还有待确认。
7.3.7 镁
镁不仅在细胞的新陈代谢(醣酵解、脂肪和蛋白质代谢)中起着多种作用,还能调节细胞膜的稳定性和神经肌肉、心血管、免疫和激素的功能。缺镁会增加完成次极量运动所需的氧,进而降低人体的耐久能力。据报道参加有重量级别划分的运动和注重体型运动的运动员(如摔跤、芭蕾和体操运动员)都存在膳食中镁摄入不足的情况[24]。对于镁贮备不足的运动员而言,补镁可能是有益的。
8 小结
对运动员能量、营养和液体摄入的建议做了总结,得出了以下要点。运动营养师可以针对运动员自身的健康、运动、营养需求、食物偏好、目标体重以及目标身体成分作出相应的调整。
(1) 高强度和/或长时间训练期间,运动员需要消耗足够的能量来保持体重和健康,并将训练效果最大化。低能量摄入可能导致肌肉质量损失、月经失调、不能增加或保持骨密度、疲劳风险增加、受伤、疾病,以及恢复过程延长。
(2) 体重和身体成分不应当作为参加体育运动的唯一标准。最佳体脂水平取决于运动员的性别、年龄和遗传,且是专门针对运动的。体脂评估技术有其内在的可变性和局限性。减重最好在平时训练或赛季开始前进行,并有合格的运动营养专家参与。
(3) 运动员推荐的碳水化合物摄入量为6~10 g/kg体重/d。摄入足够的碳水化合物能保证运动期间的血糖水平,并补充肌糖原。碳水化合物需要量取决于运动员的每日总能量消耗、运动类型、训练负荷、性别以及环境条件。
(4) 耐力和力量型的运动员推荐的蛋白质摄入量为1.2~1.6 g/kg体重/d。推荐的摄入量通常可以通过饮食达到,而不需要补充蛋白质或氨基酸。摄入足够维持体重的能量能使蛋白质利用优化,并有助于运动表现。
(5) 脂肪摄入是总能量摄入的20%~35%。脂溶性维生素和必需的脂肪酸的来源,是运动员饮食中非常重要的一部分。不需给运动员推荐高脂膳食。
(6) 脱水超过体重的2%会影响运动员的训练的效果。因此,在训练前、训练期间及训练后摄入足够的液体对于健康和最佳发挥非常重要。饮水的目的是防止训练期间脱水,运动员饮水需大于出汗率。运动期间会消耗每公斤体重将近1 000~1 300 m L的液体。
(7) 训练前,正餐或零食要提供足够的液体保持体液平衡,含有相对低的脂肪和纤维以促进胃排空,并减少胃肠因消化引起的不适,也应含有适度的蛋白质和相对高的碳水化合物以保持血糖水平,它们必须由运动员熟悉的食物组成,可以被运动员更好地消化和吸收。
(8) 训练期间,营养摄取的主要目标是替代液体流失并提供碳水化合物(近30~60 g/h),以保持血糖水平。这对于持续一个多小时的耐力项目非常重要,尤其当运动员没有在训练前摄入足够的食物、液体或者在极端的环境下(热、冷或高海拔)训练时。
(9) 训练后,膳食目标是提供足够的液体、电解质、能量和碳水化合物,来确保肌糖原快速恢复。训练前30 min以及之后的4~6 h中的每2 h,摄入将近1~1.5g/kg体重的碳水化合物,以充分强化糖原存储。训练后食用的蛋白质将提供肌肉组织生长、修复所需的氨基酸。
(10) 对限制能量摄入或者进行严格减肥训练、从膳食中去除一个或多个食物群、采用微量营养素浓度低的高或低碳水化合物饮食的运动员来说,他们极可能面临微量营养素缺乏的风险。运动员的膳食需要提供所有微量营养素,而且这些营养素应该与所推荐的摄入量相符合。
(11) 如果运动员从各种食物中摄入足够的能量来保持体重,就不需要补充维生素和矿物质了。如果运动员在节食、习惯性地去掉食物或食物群、生病或处于受伤康复的过程中,或者缺乏特定的微量营养素,这时多种维生素剂/矿物补充剂可能是合适的。单一营养补充剂一般适用于特定的医疗或营养需求(比如补充铁来治疗缺铁性贫血)。
(12) 食素运动员会面临能量、蛋白质、脂肪和关键的微量营养素(比如铁、钙、维生素D、核黄素、锌和维生素B12)摄入不足的风险。这些运动员应该咨询运动营养专家,以避免产生营养问题。
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