常用營養補充劑對青少年機體運動能力影響探析
隨著我國體育事業興起,越來越多的人參與到運動健身的行列中來,青少年運動員如何健康運動、如何有效提高運動能力越來越受到廣泛的關注。盡管營養補充劑不能夠替代日常正常的食物攝取,但是合理使用營養補充劑能夠有效補充日常食物中含量較缺乏的營養物質,滿足青少年運動員在運動情況下對各種營養物質的需求。
營養補充劑是一類特殊的食品,不同于人們日常吃的食物,也并非營養強化劑。營養補充劑大多制作成丸、片、膠囊、沖劑或口服液的形式,在進食食物的同時完成營養強化,獨立于日常進食之外服用,但不能代替普通食物。
美國的《膳食補充劑健康教育法》中將膳食補充劑定義為一種為了補充膳食成分的產品,可能含有維生素、礦物質、草本或其他植物、氨基酸等,以此增加人們每日從食物攝取的膳食成分或者這些成分的濃縮物、代謝物、提取物或組合的產品等。
(一)蛋白質和氨基酸類
(1)乳清蛋白對運動能力的影響。乳清蛋白是對牛奶乳清中可溶性蛋白的總稱,其中含有α-乳白蛋白、β-乳球蛋白、免疫球蛋白、糖巨肽、牛血清蛋白、乳鐵蛋白、乳糖和礦物質等多種營養物質和生物活性成分。乳清蛋白對于集體運動能力的影響是多方面的。乳清蛋白較容易被人體吸收,并能快速輸送到組織內部,有利于肌纖維的合成,對于運動后肌肉組織的損傷修復也有十分重要的促進作用,有利于快速恢復和提高運動能力。由于青少年運動員進行高強度的運動之后會發生組織內的通氧量增加,自由基數量大幅增加,機體組織和細胞容易遭受氧化應激損傷,而細胞內的谷胱甘肽水平反映氧化應激損傷的程度。在前人的研究中曾經發現乳清蛋白可以顯著促進機體內的谷胱甘肽的合成,表明乳清蛋白有助于緩解運動疲勞,降低運動損傷對人體造成的影響。另外,乳清蛋白可以幫助提高極端條件下細胞適應性,減少細胞死亡,降低熱應激蛋白的活性,從而保證人體機體內環境的穩定。乳清蛋白還可以通過提高機體的半胱氨酸含量,提高機體的單核細胞數量和免疫功能。乳清蛋白中還含有大量的乳鈣,這些乳鈣是生物可利用鈣的最佳來源,通過抑制重新收過程,幫助人體骨骼的形成,有利于因運動損傷造成的骨質疾病的恢復。
(2)支鏈氨基酸對運動能力的影響。支鏈氨基酸在骨骼肌中可以氧化供能,幫助機體肌肉組織的形成,支鏈氨基酸還是糖異生作用的前提物質,有利于促進糖異生作用,這些功能促進了支鏈氨基酸在日常營養補充劑中的廣泛應用。在國外的研究中發現,在實驗老鼠體內支鏈氨基酸濃度降低的情況下,色氨酸在腦中會生成5-羥色胺,引起中樞神經的疲勞。在對青少年運動員進行補充支鏈氨基酸和碳水化合物的研究中發現,支鏈氨基酸可以抑制5-羥色胺的受體密度的升高,表明支鏈氨基酸可以延緩疲勞。在對馬拉松運動員的實驗研究中,實驗組運動員補充支鏈氨基酸,經過半個月到一個月的堅持補充后發現該組運動員的谷氨酰胺和淋巴細胞濃度均有顯著提高,表明支鏈氨基酸可以有效促進機體的免疫應答,提高機體免疫力。
(3)谷氨酰胺對運動能力的影響。谷氨酰胺是人體必需氨基酸之一,在人體中發揮著保護骨骼肌和維持免疫系統功能的作用,促進糖異生過程生成更多的葡萄糖,提高運動員的運動能力。研究中發現I型記憶延緩運動帶來的運動性疲勞,混合使用谷氨酰胺和碳水化合物相比單獨使用碳水化合物能夠更加顯著地降低I型肌纖維消耗肌糖原的速度,有利于提高運動員的耐力水平,延緩運動產生的疲勞感,對于耐力運動的青少年運動員來說可以顯著提高其運動水平。此外,谷氨酰胺還可以通過降低皮質醇的激素的水平,減少運動員體內蛋白質和氨基酸的分解,提高運動員的健康水平。還有研究表明,淋巴細胞和單核細胞的能量供應和生成核肽需要谷氨酰胺,而青少年運動過后尤其是耐力運動后肌肉損傷會引起機體內谷氨酰胺水平的下降,引起運動員免疫功能的下降,在此時進行谷氨酰胺的補充能夠很好地降低免疫功能下降的程度,減少免疫抑制的時間,提高細胞的免疫功能。谷氨酰胺對于因過度訓練導致的瘦體質量減少的情況也有一定的抑制作用,對于力量型運動員瘦體質量的增長具有一定的促進作用,可減少過度訓練而引起機體感染情況的出現。
(二) 肌 酸
肌酸也叫做甲胍基醋酸,是合成磷酸肌酸的前提物質,肌酸可以幫助人體吸收氨基酸,促進蛋白質的合成。機體在補充肌酸后能夠提高細胞中的結合水的含量,升高細胞滲透壓水平,增大細胞體積和促進肌蛋白的合成,從而使得機體的瘦體質量上升,肌肉力量也能獲得一定的提升。肌酸的攝入能夠幫助磷酸肌酸更多地輸送到肌原纖維中去,幫助磷酸肌酸合成,能夠迅速補充運動過程中消耗的ATP,保證運動過程中能量持續不斷的供給,對于青少年運動員肌肉力量的短時間內快速恢復也有一定的幫助作用。
減少運動過程中乳酸的生成,可幫助青少年運動員進行持久的無氧運動,延緩疲勞的發生,滿足青少年運動員短時間內高強度的運動訓練的需要。雖然補充肌酸能夠幫助和促進機體機能的改善,但肌酸的補充也有一定的副作用。研究發現進行7天左右的肌酸補充后,平均體重增加了0.75Kg,這樣的體重增長對于需要嚴格控制體重的青少年運動員來說是十分不利的。另外,肌酸還會引起胃腸功能負擔加重,容易造成肌肉損傷情況的發生,因此運動員長期補充肌酸的安全性仍需要進一步的研究證明。
(三) 肉 堿
肉堿屬于類維生素類物質,是人體內蛋氨酸和賴氨酸代謝后產生的物質。營養補充中常用的肉堿是L肉堿,L肉堿是機體中細胞供能的重要載體,機體內酮體的生成、酰基的去除、糖酵解和糖異生過程和脂肪的生成都與L肉堿的作用息息相關。在人體進行過量運動后,機體內L肉堿含量較正常水平下降約20%,進行人為補充L肉堿可以有效抑制葡萄糖的分解,減少肌糖原的耗損和乳酸的生成,延緩運動疲勞的產生。
在相關研究中發現,每天對實驗者補充1~2克的L酒石酸肉堿,連續補充20天左右,發現實驗者機體中次黃嘌呤和肌紅蛋白的濃度顯著降低,有助于緩解肌肉酸痛的癥狀。可以說肉堿能夠幫助運動者長時間運動,消耗脂肪,減少消耗肌糖原,延緩運動疲勞的發生。但另外一些研究表明進行注射L-肉堿后血液中肉堿濃度下降,肌肉組織中的肉堿濃度卻有所提高,另外還伴隨出現高胰島素血癥的情況,經過大量的研究發現,在胰島素含量較高的情況下會幫助肌肉組織儲存肉堿。
(四) 維生素
維生素是幫助人體進行正常生理活動和代謝過程的必需物質,也是運動員使用最多的一種營養補充劑。維生素D和鈣的雙重作用能夠幫助機體維持骨骼健康,避免因超負荷運動造成的骨質下降,降低骨折的風險。在一項對照試驗研究中發現,每天補充2 000毫克鈣和800國際單位的維生素D的運動員相比正常服用安慰劑的運動員的骨折發生率減小20%。另外維生素D不僅影響人體內鈣的代謝,幫助骨骼的修復和生成,對人體內的其他組織和器官也有一定的有益作用。在國外的研究中發現,維生素D能夠提高原蛋白激酶的活性,提高肌肉的力量。
維生素E可以避免機體氧化,消除自由基,幫助機體細胞的修復和能量的生成。對于運動者來說,補充維生素E能夠幫助穩定內皮細胞的功能,降低機體的五羊閾值,減少因高遠訓練造成的機體的損傷。另外運動后機體會產生大量的自由基,這些自由基能夠通過氧化應激反應加速細胞的凋亡、促進細胞的老化,而維生素E能夠有效地消除機體中生成的大量的自由基,維生素C也有類似的作用。
在相關研究試驗中,對實驗組運動員進行補充維生素復合片,其中包含了1 000毫克的維生素C和400毫克的α-生育酚當量,實驗后發現實驗組運動員的機體內的脂質過氧化水平相比補充前有了顯著的降低。對于靈敏性和技巧性要求更高的運動員來說,補充之后運動水平提高程度更大。另外,維生素C對甲狀腺功能亢進也有一定的輔助治療作用,補充維生素C后其體內的脂質過氧化物相對來說更低,理論上有利于提升運動者的運動能力。
葉酸即維生素B9能夠幫助降低血液中同型半胱氨酸的含量,而同型半胱氨酸含量的升高會導致平滑肌細胞增生,血液中血小板更易發生黏附,容易發生膽固醇氧化和動脈沉積,使得心血管疾病的發生概率增加。因此在運動前尤其是高強度運動前,需要適當進行葉酸的補充,避免大量運動造成的血液中同型半胱氨酸含量迅速上升,減少心血管疾病發生的概率,保護青少年運動員的身體健康。
(五) 礦物質
當機體中缺乏足夠的具有抗氧化作用的維生素和礦物質時,機體中更容易出現活性氧衍生物,進而促進癌癥和心血管疾病的發生。礦物質中的鐵是參與血紅蛋白形成的重要物質,幫助氧氣的運送。當機體中血紅蛋白的濃度下降時,機體更容易出現疲勞感。對于處于經期的女性青少年來說,這一時期增加鐵的補充,進行為期1~2月的連續補充后,機體中的鐵含量明顯上升,缺鐵的癥狀得到明顯改善,另外在同樣的運動強度下血液中的乳酸含量相對更低,最大攝氧量提升明顯,肌肉的運動能力也得到一定程度的提升。
對于經常運動的青少年來說,機體缺鋅的概率更高,青少年運動員的鋅缺乏率甚至高達25%。鋅在人體中可以促進紅細胞中氧氣的利用和二氧化碳的及時排出,有利于運動能力的持續高水平發揮。在一些極限負荷的運動中機體的免疫系統功能受到抑制,此時機體會出現一定程度的鎂缺乏,影響運動員的免疫功能,因此在進行極限負荷的運動時,需要在運動前適當補充鎂,保護機體免疫功能的正常運作。
合理的營養補充是保證運動能力提高和身體健康的基本條件。營養補充劑需要在日常的飲食之外,根據運動者的運動項目和運動特點,適當進行補充。
李榮華(1982~),山西體育職業學院教師,講師,碩士。研究方向:運動人體科學。