不同血糖指數、血糖負荷的食物對人體耐力及代謝影響

宋永旺

不同血糖指數、血糖負荷的食物對人體耐力及代謝影響

宋永旺

探討運動前連續三天進食不同血糖指數(GI)、血糖負荷(GL)食物對人體耐力及代謝的影響。方法采用平衡重復測試法。7名男子耐力運動員進行兩個主要實驗，每個主要實驗之前均進行糖原耗竭運動，隨后受試者隨機進食三天含相等熱量的低血糖指數、低血糖負荷(L－L)，高血糖指數、低血糖負荷(H－L)的碳水化合物(CHO)食物，每個實驗間隔至少7天。L－L飲食組每天提供10.0gCHO/kg體重，H－L飲食組每天提供3.0gCHO/kg體重。測試日受試者安靜休息2h，首先在水平跑臺上以70%VO2max的強度運動1h，隨后以最短時間完成10km耐力運動能力測試。結果:連續三天進食不同血糖指數、血糖負荷食物后，L－L與H－L相比運動時間明顯縮短(P﹤0.05);H－L實驗組總的CHO利用量明顯低于L－L實驗組(P﹤0.01)，總的脂肪利用量明顯高于L－L實驗組(P﹤0.01)。

血糖指數;血糖負荷;碳水化合物;非脂化脂肪酸;甘油;耐力運動

長時間、中等強度運動引起疲勞的主要原因是由于體內糖原耗竭或者是低血糖現象［1，2］。以往研究表明，運動前碳水化合物(CHO)填充可以提高隨后耐力運動能力［3］，尤其是對運動時間長于90min、中等強度(70% ～80%VO2max)的耐力性運動作用更為明顯。其潛在機制可能是因為攝入CHO使運動前糖原儲備增加，運動中血糖氧化水平保持穩定狀態［3，4］。但先前攝入CHO主要是以單純的葡萄糖、果糖或者葡萄糖聚合體［5，6，7］進行補充，該方式并不符合運動員訓練的實際應用情況［4］。運動前能源物質的最優化主要是提高體內的CHO儲備量以及在運動中的穩定利用［8］。耐力性運動項目由于體內能源物質消耗過大，通常是通過攝入一些含CHO豐富的食物來增加體內的糖原儲備，同時增加機體自身的飽腹感［9］。但此方法忽略了個體之間對含CHO食物吸收、消化能力的差異問題［10］。

近年來血糖指數在運動營養領域當中已初步研究，并且具有重要的研究價值，它是指按進食CHO后2h機體血糖反應的大小排列CHO食物的一種方法［11］。隨著血糖負荷概念［12］的提出，更進一步的把CHO補充的“質”和“量”結合起來，但血糖負荷方法目前更多的應用于流行病學的研究當中，而在運動營養領域還只是探索階段。

另外，對于運動能力的評價標準――運動至力竭一直是研究的熱點，但運動至力竭的運動模式不一定是評價運動能力的敏感指標。因為力竭運動的方案變異系數較高［13］。目前運用固定距離評價運動力的方案還比較少，只有少數研究者運用此方案［14，15］。另外運動的器具(跑臺、功率自行車)之間也存在一定的差異，跑臺能夠更多的調動人體大群肌肉的活動，能夠更準確的反映最大攝氧量出現的可能，隨后準確的制定受試者的運動強度，而功率自行車相對偏差較大。有研究顯示這種測試方法較為可靠。

因此，本文研究中采用跑臺進行固定距離最短時間完成的運動方案，并將血糖指數和血糖負荷方法結合起來，對受試者連續3天進食GI/GL的含CHO食物，探討運動前攝入含CHO食物對耐力運動能力及代謝的影響，確定提高耐力運動能力的最優化營養補充方式，為提高耐力運動能力提供更為可靠的營養補充手段。

1 研究對象與方案

1.1 研究對象

受試者為7名男性長跑男運動員，年齡20.29±0.70歲，身高173±2.30cm，體重63.9 ±4.48kg，最大心率192 ±3 次/min，最大攝氧量(VO2max)65.1 ±2.38ml.kg－1.min －1，最大心率190±3次/min。所有受試者無糖尿病病史，為保持運動中的運動能力，每周至少進行三次運動，跑步距離不少于50km。

1.2 實驗安排

進行主要實驗前，受試者首先了解實驗內容、目的、操作規程以及意義，隨后進行最大攝氧量實驗，最大攝氧量－速度實驗，以及GI/GL食物血糖反應實驗。

1.3 飲食處理

實驗采用平衡重復測試。糖原耗竭實驗完畢后，受試者隨機連續3天飲用等熱量的不同血糖指數、血糖負荷的含CHO兩種食物中的一種。間隔至少一個星期，進行糖原耗竭實驗，隨后受試者隨機連續3天飲用GI/GL食物中的一種。以同樣方式相隔至少一個星期，進行糖原耗竭實驗，隨后隨機連續3天飲用GI/GL食物中的一種。兩種食物分別是:低血糖指數、低血糖負荷食物(L－L)［CHO=73%、GI=42、GL=249］;高血糖指數、低血糖負荷食物(H－L)［CHO=31%、GI=79、GL=227］，其中L－L食物每天提供CHO為 10.0g/kg－1體重，H－L組每天提供CHO為3.0g/kg體重。

1.4 訓練控制

實驗第一天受試者8:00點來到實驗室進行完全的糖原耗竭實驗，包括30min80%VO2max強度運動，緊接著進行30min70%VO2max強度運動。隨后兩天受試者進行20min70%VO2max強度運動。第四天進行運動能力測試:以70%VO2max的強度運動1 h，隨后進行自我最大運動耐力測試，以最短時間跑完10km。

整個實驗過程中定時收集受試者呼出的氣體，采集血液樣本，記錄心率。跑步前后稱量受試者裸體重，評定體液平衡情況。

1.5 測試指標及檢測方法

用氣體分析儀(Applied Electrochemistry，Ametek，USA)對收集的氣體進行分析，得出呼吸代謝率(RER)。主要測試生化指標及方法:血糖(Model 1500 Sidekick ，YSI，Ohio，U.S.A);血乳酸(Model 1500，YSI，Ohio，U.S.A);血清甘油(GY 105 kit Randox Laboratories Ltd，U.K.);血清非脂化脂肪酸(NFFA 115 kit，Randox Laboratories Ltd，U.K.)。

1.6 數據處理

所有數據用平均值±標準誤來表示;血糖、血乳酸、血清非脂化脂肪酸、血清甘油酯，以及RER等采用雙因素(處理方式×時間)ANOVA重復方差分析，用配對t檢驗來檢驗各組之間的顯著性差異，顯著性水平為P﹤0.05。

2 結果

2.1 三天攝入不同血糖指數、血糖負荷食物后運動能力的變化

表1的數據表明:進食三種餐后，L－L組與H－L組相比較，L－L組10km的跑步時間明顯縮短(p﹤0.05)。

表1 三個主要實驗中10km跑的運動時間

表2的數據說明:最后一餐餐后2h，H－L組總的CHO氧化量明顯低于L－L組(P﹤0.05);運動中H－L組總的脂肪氧化量明顯高于L－L組(P﹤0.05)，總的CHO氧化量明顯低于H－H和L－L組(P﹤0.05)。

2.2 三天攝入不同血糖、血糖負荷食物后各血液指標變化

2.2.1 血糖濃度變化

表3數據表明:運動20min時，10km和恢復期間，L－L組血糖濃度運動明顯高于H－L組(p﹤0.01)，運動整個過程中L－L組血糖濃度保持穩定，而H－L組運動過程中以及恢復期間明顯下降(p﹤0.01)

表2 三個實驗組運動前、中及恢復期間飲用CHO和脂肪氧化量(克)

表3 兩個實驗組運動前、運動中和運動恢復期間血糖濃度(毫摩爾/升)

表4 三個實驗組運動前、運動中和運動恢復期間血乳酸濃度(毫摩爾/升)

表5 三個實驗組運動前、運動中和運動恢復期間非脂化脂肪酸、甘油濃度(毫摩爾/升)

2.2.2 血乳酸濃度變化

表4數據表明:兩個實驗組運動過程血乳酸濃度明顯高于餐后2h(p﹤0.01)，兩實驗組之間沒有明顯差異(p﹥0.05)。

2.3.3 非脂化脂肪酸和甘油的變化

表5的數據表明:餐后2h，運動10km以及運動后2h恢復期間，L－L組血清甘油濃度明顯低于H－L組(P＜0.01)，兩實驗組運動20min至恢復過程甘油濃度明顯高于餐后2h的濃度(P＜0.01)。運動20min后L－L血清非脂化脂肪酸(NFFA)濃度明顯低于H－L組(P＜0.01)，兩實驗組運動過程中非脂化脂肪酸濃度高于餐后2h濃度(P＜0.01)。

3 分析與討論

本研究中最重要的發現是:連續3天進食等熱量的含CHO食物(10gCHO.kg－1體重)L－L與H－L的含CHO食物(3.0gCHO.kg－1體重)相比較，固定距離10km的運動時間明顯縮短(P﹤0.05)，提高了運動耐力。

在最近的研究當中，有關血糖指數的含CHO食物對運動耐力影響受到運動營養界人士的廣泛關注。不同的運動強度，飲食數量以及飲食時間，對運動能力產生了不同的效應。研究表明:運動前攝入低血糖指數的含CHO食物提高了隨后的運動能力，具有良好的代謝反應，同時也有持不同的觀點，發現運動前攝入低血糖指數的含CHO食物對運動能力沒有任何影響，但卻具有良好的代謝反應。從目前研究中可以看出運動前進食低血糖指數的飲食對提高耐力運動能力具有潛在的益處，能夠保持CHO的穩定利用、保持運動中血糖濃度的穩定性。本實驗發現運動前進食低血糖指數的CHO食物，比提供同等熱量的高血糖指數食物能更有效地提高長跑運動的能力，其結果與近期王香生等人的研究相同。

本實驗發現最后一餐餐后2h和運動過程中總的CHO的氧化量H－L組明顯低于L－L組(P﹤0.05)，而總的脂肪氧化量明顯的高于L－L組(P﹤0.05)。在L－L組的代謝反應中，說明脂肪動員的速度減慢，CHO的氧化加快，肌糖原分解加速。原因可能仍與運動前較高的胰島素水平有關。

近來來大多數的研究表明運動前不同時間攝入低血糖指數的食物能夠保持運動中高水平的血糖濃度，高血糖指數的食物可能會導致運動前較高水平的胰島素濃度，抑制脂肪代謝，增加CHO氧化，并且在隨后的運動中降低血漿葡萄糖的濃度，加快糖原的利用速率，出現運動前的低血糖反彈現象。本實驗中發現在運動開始20min時，H－L組血糖濃度出現明顯下降，隨后又趨于平緩，其下降的原因可能和運動前的高胰島素濃度有關，它會降低肝糖的產生，加快肌糖原的利用速率，出現運動前的血糖短暫降低現象，但對運動能力沒有明顯影響。該現象和先前的研究相同，雖然都出現了血糖濃度明顯降低的現象，但在隨后短時間內逐漸趨于平緩，對運動能力沒有產生明顯影響。在我們的實驗當中，發現了L－L組在整個運動過程中非脂化脂肪酸濃度和甘油濃度明顯偏低(P﹤0.01)，而H－L組中的濃度明顯偏高(P﹤0.01)，從中我們可以推斷出在運動過程中L－L組較高的利用CHO氧化供能，H－L組較多的利用脂肪供能。有研究表明低于30%VO2max強度的運動，脂肪是主要的能源供應來源［30］。隨著運動強度的增加，CHO的氧化供能明顯增加，脂肪的代謝明顯降低，中等到高強度(﹥70%VO2max)運動，CHO的利用程度增加［31］，利用游離脂肪酸供能相對減少。本次實驗采用1h 70%VO2max的強度進行運動，隨后進行10km自我選擇速度運動，該運動更多利用了運動前GI/GI食物補充所儲備的肌糖原。隨著運動時間的延長，非脂化脂肪酸和甘油濃度逐漸升高，可能原因是和血液中腎上腺素的濃度增加有關，腎上腺素能夠刺激脂肪分解，使分解產物非脂化脂肪酸和甘油的濃度隨著運動時間的延長逐漸增加［32］。

4 小結

1)連續三天進食低血糖指數、低血糖負荷的CHO食物，比提供同等熱量的高血糖指數、低血糖負荷的CHO食物能更有效的提高運動耐力。2)連續三天的高糖膳食(L－L)似乎可以為運動員提供更多的CHO供應來源，使運動中血糖濃度保持在較高水平。

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Effects of Different Glycemic Index and Glycemic Load on Human Endurance and Metabolism

SONG Yongwang
(Huangcun Sports Training Base，Guangzhou Guangdong，510663)

purpose:This study examined the effect of three days’meals with different glycemic index/glycemic load on endurance and metabolic.Methods:Seven endurance－trained male runners completed two main trials that were separated by at least seven days in a counter－balanced design.After an overnight fast for 10 to 12 hours，each subject completed glycogen－depleting exercise and consumed an isocaloric meal for three days containing low glycemic index and glycemic load(L －L)，high glycemic index and low glycemic load(H－L).L－L were provided 10.0g CHO(kg－1 body mass)，H－L provided 3.0g CHO(kg－1 body mass).After two hours，the subjects were required to run at 70%VO2max during the first one hour of the run.Then they completed the remaining 10－km as fast as possible.Results:A better performance was found in the L－L trial when compared with the H－L trail(P﹤0.05).Carbohydrate oxidation was lower(P﹤0.01)and fat oxidation was higher(P ﹤0.01)in H －L trials.

glycemic index;glycemic load;carbohydrate;NEFA;glycerol;endurance performance

G804.49

A

1003-983X(2011)06-0672-04

2011-09-07

宋永旺(1978－)，男，陜西渭南人，碩士，助理研究員，研究方向:運動生物化學與營養.

廣東黃村體育訓練基地，廣東廣州510663