運動飲料對提高運動表現的研究現狀

葉逸坤

運動飲料對提高運動表現的研究現狀

葉逸坤

（梅列第一實驗學校，福建 三明 365000）

分析運動中人體的變化特點以及運動飲料中的各種營養成分，探討運動飲料對提高運動表現的積極影響。

運動飲料；運動表現 ；研究現狀

體力活動是人體代謝過程的催化劑，一旦人體進入運動狀態，機體的能量代謝與物質代謝將隨之增強。為了維持機體在運動中的能量供應與熱平衡，大量的能源物質被消耗，各種電解質也隨著汗液散熱而丟失。能源物質的消耗與電解質的丟失，是人體運動表現下降的重要原因。研究表明，在運動中補充運動所需各種營養素有利于延緩疲勞的產生和加速疲勞恢復。運動飲料也就應運而生，市面上運動飲料種類繁多，但是對于怎樣選擇適合自己的運動飲料，消費者還很盲目。本文旨在通過分析運動飲料中的營養成分探討運動飲料對于提高運動表現到底有什么樣的積極意義，以幫助消費者選擇正確的運動飲品。

1 運動飲料的概述

1.1 運動飲料的定義

《運動飲料國家標準》對運動飲料的定義為其營養素及含量能適應運動或體力活動人群的生理特點，能在運動和體力活動中快速補充機體的水分、電解質和能量的飲料。

1.2 常見運動飲料的營養成分

1.2.1一定量的糖分

糖是我們人體的最主要也是最直接的能源物質。糖以血糖、肌糖原和肝糖原的形式儲存在我們的身體的各個地方。但是體內的糖儲備是有限的，如果在長時間的運動中糖類被大量消耗而沒有及時補充，肌肉就會因為沒有能量的供應而出現乏力的現象，運動表現也隨之下降。此外，血糖是大腦的主要能量來源，血糖下降會使大腦神經對運動系統的調節能力下降，人體的自我保護機制會抑制運動的持續且降低身體的運動表現。因此運動飲料中必須含有一定量的糖才能達到補充能量的作用。

1.2.2適量的電解質

運動時機體產生大量的熱量，為了散熱機體會排出大量的汗液，汗液中含有我們所需要的各種電解質，如鈉、鉀、鈣、鎂等。電解質的丟失會導致身體無力，出現肌肉痙攣以及神經興奮性下降等從而使運動表現下降。運動飲料中的鈉、鉀不僅有助于補充汗液中丟失的鈉、鉀，還有助于調節血管滲透壓使更多的水在血管中的停留，使機體得到更充足的水分。

1.2.3其他營養素

最初的運動飲料只是為了補充人體的水分、電解質和糖分。隨著技術的發展越來越多的營養素被添加進了運動飲料中，使運動飲料的功能得到豐富。這其中就包括：抗疲勞成分、維生素、氨基酸、肌苷、肉毒堿等。它們可以提高肌肉的活力，耐力、組織再生能力、延緩疲勞出現的時間，從而提高運動表現。

2 運動中人體內環境的變化

人體在安靜或者休息時，心肺系統能夠供應充足的氧氣給肌肉細胞使用，此時的能量供應主要以有氧供能系統占主導。但是當人體進行體育運動時，肌肉所需要的能量將大幅上升，可以達到安靜狀態的幾十倍甚至上百倍。人體為了適應運動狀態對熱量的需要，就會動用體內的應急儲備，以維持人體對熱量的需要。這不僅會導致體內的能量物質的大量消耗，而且還會使熱量在體內大量堆積，造成機體散熱功能增強。隨著運動時間的延長，體內的各種應急儲備物質被消耗殆盡，受自我調節能力的限制，人體內環境將發生劇烈的變化。其中主要包括以下幾個方面：

2.1 水分丟失

對于人體來說水是一種重要的營養素。成年人體重的60-70%的是水，水具有消化、參與代謝、運載、調節體溫的功能。人是恒溫動物，運動時機體內產生大量的熱負荷，為了維持體溫，人體主要通過出汗的方式帶走身體多余的熱量。這就會導致水分的大量丟失。當水分損失達到人體的2%時就會使運動表現顯著下降，當水分損失3%-5%時就會出現體溫升高，心臟輸出量降低，注意力下降，運動表現下降20%-30%。體內失水10%就能威脅健康，失水20%甚至會有生命危險。運動中水分的丟失速率除了與運動時間有關以外，還受運動項目和運動環境的影響，如果在熱環境下長時間的進行劇烈運動，水分更容易丟失。

2.2 電解質代謝紊亂

電解質分布在細胞膜的內外兩側，具有維持滲透壓的作用。運動時電解質會隨著汗液的排放而大量丟失。研究人員對汗液的分析發現，汗液中含有大量的鈉、氯、鉀、鈣、鎂等電解質。大量的電解質丟失會對人體帶來巨大的影響。

2.3 血糖濃度降低

糖作為最主要最直接的能源物質，在人體內具有一定的儲量，一個成年人體內約有300g的肌糖原，100g的肝糖原以及20g的血糖。這些糖是人體內最主要的能源物質，在運動中，體力活動的加強使肌糖原不斷分解為肌肉供能，且肝糖原也在不斷分解以維持血糖的濃度。如果在長時間運動中糖類一直得不到補充就會導致血糖濃度降低。

2.4 代謝產物堆積

糖類在無氧或者缺氧條件下氧化會產生乳酸，大量的乳酸堆積會減慢甚至中斷糖酵解的代謝過程，從而使肌肉的收縮能力下降，提示身體已經超過負荷。運動中的代謝過程還會產生大量的氫離子，氨，以及自由基等。這些代謝產物的堆積是不利于機體正常的代謝過程的。

3 運動飲料各成分對運動表現的影響

3.1 水對運動表現的影響

人體在運動中，需要大量的能量支持。能量代謝與物質代謝的增強，導致機體產熱和散熱增多。如果體內產生的熱量無法排出體內，就會導致“熱負荷”急劇增加影響身體內的各種代謝反應。運動中，排汗是機體散熱的一種重要方式。普通人在冷環境下排汗率約250ml/h，而運動員在熱環境下進行劇烈運動時，排汗率可超過2L/h，有些運動員的排汗率甚至大于3L/ h。在長時間的持續運動狀態下（如馬拉松、長距離自行車運動），體內的水分會以汗的形式大量排出體外。水分的大量丟失，容易導致身體脫水。人體新陳代謝的過程實際上是一系列復雜又互相關聯的化學反應過程，而且主要是在細胞內進行的。這些反應過程都離不開水。長時間的運動還會導致血漿量減少，而致使回心血量減少，每搏輸出量下降，心率增加，流向外周（皮膚，肌肉）的血液減少，體溫調節能力下降；肌肉的能量供應不足，大量的代謝廢物無法隨血液被帶走引起肌肉功能下降，出現運動疲勞，最終導致人體在運動中的運動表現下降。通過運動飲料可以快速的補充機體的水分使機體得到恢復而提高人體的運動表現。

但是補水并不是簡單的把水喝下就行了，我們還要考慮身體對水分的吸收。運動飲料進入胃中并不表示水分已經被身體吸收了。不同配方構成的運動飲料, 其補水的速率是不同的。這主要與人體的滲透壓有關。飲料按滲透壓進行分類可分為低滲、等滲與高滲溶液。人體的滲透壓在體溫37度時血漿滲透壓濃度在300mmol/L左右，醫學上規定滲透壓濃度在280～320mmol/L范圍內的為等滲溶液,低于人體血漿滲透壓稱為低滲溶液，高于人體血漿滲透壓的稱為高滲溶液。研究表明低滲壓的運動飲料有利于人體快速吸收水分。因為脫水包括高滲性脫水（以身體缺水為主）；低滲性脫水（以鈉缺乏為主）；以水、鈉同時缺乏的稱為等滲性脫水。汗液中電解質含量或滲透壓低于血漿，因此汗液的大量丟失形成以水、鈉同時缺乏的等滲性脫水。與血漿相比較汗液中的電解質濃度低于血漿，汗液的滲透壓低于血漿，也就是說運動中脫水屬于高滲性脫水（以身體缺水為主）。應該以補充水分為主，補水應該選擇低滲溶液。這樣才有利于身體快速的吸收水分達到補充水分，提高運動表現的目的。

3.2 電解質對運動表現的影響

運動中大量的熱量隨著排汗帶出體外的同時電解質也伴隨著汗液大量丟失（主要是鈉、氯、鉀、鈣、鎂）。如果缺乏電解質，人體的許多生理機能都將會受到影響。首先人體的滲透壓會受到影響，其次，酸堿度的平衡也會遭到破壞，這不利于體內一系列化學反應，使身體機能下降。研究人員通過對汗液進行測驗發現：其主要含有的電解質是鈉、鉀、氯這三種元素，其次是鎂和鈣。

在人體中鈉離子與鉀離子是維持體液滲透壓的主要陽離子，它們對神經肌肉的興奮起促進作用，鈉、鉀離子的大量流失會降低神經對骨骼肌的動員能力；鈣離子是肌肉興奮-收縮耦聯的中介，在運動的過程中電解質的大量流失容易導致骨骼肌痙攣，發生強直收縮，影響運動表現。此外，鎂離子和鉀離子都能有效維持心臟的規律跳動，穩定血壓，與心臟健康緊密相關。電解質對于人體的生物化學反應是必不可少的，電解質的穩定對于提升運動表現也具有積極的意義。運動飲料中最主要補充鈉、鉀兩種電解質。運動飲料國家標準中規定：運動飲料中鈉的指標是50—1200mg/L，鉀的指標是50—250mg/L。其補充的形式主要是在運動飲料中加入一些食品添加劑如：檸檬酸鈉、氯化鉀、磷酸二氫鉀、谷氨酸鈉等。

3.3 糖對運動表現的影響

糖類是人體最經濟、最直接也是最重要的能源物質。它在人體內以血糖、肌肉糖原和肝糖原的形式存在。人體內的肌糖原和肝糖原是很有限的,血糖的含量更少。有氧或無氧狀態下分解為肌肉收縮提供能量。在長時間的運動中，肌肉不僅會消耗肌糖原為自己供能，而且還會攝取大量的血糖，且其攝取的速率大于肝糖原分解補充血糖的速率，這就會導致血糖濃度降低。而血糖是大腦的主要能量來源，當血糖濃度下降，就會引起大腦功能下降，引起中樞神經對肌肉的控制與協調能力下降。這不僅會降低運動時的運動表現，還會增加運動損傷的風險。此外，在長時間的運動中能源物質的耗竭，也會影響肌肉功能的表現。如果在運動前中后期合理的補充碳水化合物, 那么就可以增加肌肉可利用的肌糖原和血糖含量，減少肝糖原的分解。延長運動的時間，加快疲勞恢復，達到提高運動表現、預防運動外傷的作用。

人體攝取不同種類的碳水化合物會有不同的結果：一種是血糖濃度急劇上升；另一種是血糖濃度持續緩慢增長。如果血糖濃度能在較長的時間里得到持續不斷的補充，不會急劇上升的情況，那么就可以較長時間地為運動提供能量。但是，如果血糖濃度急劇上升，就會刺激胰島素的分泌，把大部分血糖轉化為脂肪的形式儲存在體內，以維持正常的血糖濃度。這對于快速為肌肉供能是不利的。在運動中補糖最好采用低聚糖飲料。低聚糖是一類3-8個單糖聚合的小分子化合物，具有難以被胃腸消化吸收，甜度低的特點。它在人體分解吸收的速率遠遠低于單糖和雙糖, 所以它可以持續不斷的升高血糖又不至于導致血糖急劇上升，可以節約長時間運動中肌糖原消耗, 從而延長運動的時間，提高人體耐力。

在運動中通過運動飲料攝入糖分是補糖的一種重要方式。也是補糖最有效的途徑。大量的研究表明：糖濃度是運動飲料的滲透壓濃度的主要決定因素。糖濃度增加，運動飲料的滲透壓濃度也會增加，滲透壓較高的運動飲料不利于人體對水的吸收，而低聚糖在其含糖濃度高達20%時仍具有低滲透壓，對于延長耐力運動的時間以及提高運動表現具有特效。因此，運動飲料中一般以添加低聚糖為主。

3.4 其他營養素對運動表現的影響

運動飲料的配方中除了含有水與適量的電解質與糖以外，還添加了許多具有不同功能作用的營養素。目前最常見的是在運動中添加維生素、氨基酸、與各種抗疲勞的成分，這對于提高運動表現是具有積極意義的。

維生素作為一種低分子的有機化合物，它們難以在人體內合成，其合成的量也難以滿足人體的需要。人體所需要的維生素大都依靠從外界攝取。維生素在人體內能對新陳代謝反應起催化作用，能促進三大能量營養素蛋白質、脂肪、碳水化合物等的合成與降解。維生素不足不利于肌肉的代謝供能反應，從而影響人體的運動表現。目前市面上的運動飲料主要添加的維生素有維生素B6、維生素C和煙酸等。維生素B6為人體內某些輔酶的組成成分，參與多種代謝反應，尤其是和氨基酸代謝有密切關系；運動中會產生大量的有害的自由基，維生素C可以作為抗氧化劑，消除體內產生的自由基，具有延緩衰老的作用；而煙酸參與體內脂質代謝、糖類無氧分解的過程還具有擴張血管的作用。在運動飲料中加入某些維生素對于提高運動表現和運動者的身體健康具有積極意義。但是我們不能把飲用運動飲料作為補充維生素的一種手段。因為人體每天所需要的維生素有十多種，營養素飲料中所含有的種類有限且單一，尤其是維生素A、D、E、K等不溶于水的維生素則很難通過飲料來補充。

氨基酸是蛋白質的基本單位，它不僅可以構成人體所需的各種蛋白質還可以直接給身體供能，如亮氨酸、異亮氨酸，就可以快速有效的為肌肉提供能量；谷氨酸，可以提高人體代謝能力，對于增強人體免疫力也具有一定的作用。運動飲料中加入具有不同功能氨基酸，可以滿足不同運動人群的營養需求。

此外，運動飲料中還加入了許多抗疲勞成分如?；撬?、咖啡因、肌醇等。它們能直接作用于中樞神經，降低疲勞感；促進能量代謝刺激肝糖原分解以提高血糖濃度；使血液中腎上腺素分泌增加，從而加快心率，增加血流量，提高氧輸送能力，保證能量代謝順利進行，使骨骼肌所消耗的能量能源源不斷的得到補充，具有提高人體運動耐力加速疲勞恢復的作用。

4 結語

導致運動表現下降的原因是多種多樣的，從內環境變化的角度分析，主要還是與物質代謝與能量代謝息息相關。在運動的起始階段，體內具有一定的物質儲備。一般不需要通過運動飲料進行補充。但隨著運動時間延長，大量的儲備物質被消耗，以至于電解質出現紊亂、能源物質和水分不足而出現運動疲勞，導致運動表現下降。補充運動飲料可以使身體機能處于相對穩定的狀態，并能延緩疲勞，提高身體機能水平，進而達到提高運動表現的作用。隨著人們對健康的重視，越來越多的人加入到各種體育活動中，運動飲料受到大家的喜愛，具有良好的前景。但是對于運動飲料的選擇，需要根據各種運動情況進行選擇。當運動強度較低，時間較短時就不需要補充運動飲料。在長時間的高強度的運動中使用運動飲料也要注意補充的時間與量。這樣才能科學合理的補充身體的消耗。運動飲料是進行體育活動的重要保障，有針對性地選取適合自己的運動飲料與注重補充時間與量使提高運動表現的關鍵。

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On the Status Quo of Research on the Improvment of Athletic Performance by Sports Drinks

YE Yikun

(Meilie NO.1 Experimental School, Sanming 365000, Fujian, China)

葉逸坤(1994—)，中學二級教師，研究方向：中學體育教育。