糖原填充對于間歇運動成績的影響

陸磊

摘 要：間歇運動是一類高強度運動，需要運動員掌握復(fù)雜的運動技能并在一定時間內(nèi)完成相應(yīng)任務(wù)。間歇運動依賴有氧和無氧供能系統(tǒng)提供能量，兩者都依賴碳水化合物作為重要燃料來源。當(dāng)前間歇運動現(xiàn)行指南建議運動員攝入的碳水化合物應(yīng)在30～60 g/h，但與純粹耐力運動相比學(xué)者對于碳水化合物補充對于間歇運動的影響研究較少，一方面源于間歇運動的復(fù)雜性使之很難準(zhǔn)確可靠的測量，其次測量方法的不同使得大家意見難以統(tǒng)一。通過文獻(xiàn)綜述法，對近15年糖原填充對于運動成績的影響可能存在的機(jī)制，以及碳水化合物攝入后間歇運動的急性反應(yīng)等進(jìn)行綜述。結(jié)果表明運動前以及運動時補充適量碳水化合物對于間歇運動運動員表現(xiàn)具有重大影響。

關(guān)鍵詞：碳水化合物 間歇運動 綜述

中圖分類號：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-2813（2017）05（a）-0018-02

人在生命活動中不斷消耗能源物質(zhì)，能量在運動過程中的消耗也大大增加，尤其以工作肌耗能明顯。在大強度運動過程中ATP-CP供能系統(tǒng)僅能維持6～8 s，因此需要從外界補充能源物質(zhì)，以運動能力供應(yīng)。糖和脂肪在能量代謝中起主導(dǎo)作用，蛋白質(zhì)起到輔助作用。糖作為能量代謝的底物無論是有氧還是無氧代謝所產(chǎn)生的ATP以及功率輸出均高于脂肪。因此對于競技運動來說，糖是主要能源物質(zhì)，它既能參與無氧酵解又能以有氧代謝方式產(chǎn)生ATP。間歇運動是一類高強度運動，間歇運動依賴有氧和無氧供能系統(tǒng)提供能量。近年來隨著運動醫(yī)學(xué)和科學(xué)的發(fā)展，賽前補糖以及賽中補糖已在耐力運動中廣泛應(yīng)用，但學(xué)者對于碳水化合物補充對于間歇運動的影響確做少有研究。通過查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，分析了國外（足球俱樂部）補糖的應(yīng)用情況以及國外所學(xué)者所做的模擬實驗，結(jié)果顯示運動前以及運動時補充適量碳水化合物對于間歇運動運動員表現(xiàn)具有重大影響。

1 歷史回顧

早在1925年，戈登等報道：在馬上松運動中，運動員攝入適量的糖可以防止運動過程中的低血糖現(xiàn)象且與那些沒有攝入糖的運動員相比其運動成績得到了提高。關(guān)于間歇運動，類似的工作凱德等人也著手開展。1971年，凱德和他的同事報道了2 h橄欖球比賽中4名運動員的血糖變化情況，他們發(fā)現(xiàn)橄欖球運動員的血糖濃度在整個比賽過程中逐漸下降。同時期，肌糖原在足球比賽中所起的重要作用也得到了調(diào)查。通過肌肉活檢技術(shù)，在一場足球比賽后男子運動員的肌糖原幾乎被掏空了，糖原消耗率最大發(fā)生在上半場比賽。一項類似的研究，在中場休息時取運動員的股四頭肌，發(fā)現(xiàn)肌糖原顯著降低。那些開始比賽前低糖原（<45 mmol/kg）的運動員半場后能源物質(zhì)幾乎耗盡。Jackson等報道，運動前和運動中補糖可提高短時間、大強度、間歇性運動的運動能力，延緩了運動疲勞的出現(xiàn)。他們以為，這可能與補糖增加外援性的能量供給和促進(jìn)了運動間歇時的糖原合成有關(guān)。陳吉棣教授在文章中也指出，補糖對高強度間歇性運動或高強度沖刺性運動有積極的作用。這些實驗室的研究結(jié)果，充分證明了在短時間、大強度、間歇性運動時補糖的有效性。

2 糖代謝效應(yīng)

2.1 肌糖原的作用

肌糖原作為公認(rèn)的碳水化合物與脂肪是骨骼肌長期運動過程中氧化供能的底物，氧化供能的多少取決于運動的強度以及運動時間。在單一的6 s短跑中肌糖原提供了50%的ATP周轉(zhuǎn)，因此沖刺活動必將導(dǎo)致肌糖原濃度的逐漸下降。盡管肌糖原在1型和2型肌纖維中不同 （2型肌纖維需消耗更多的肌糖原）。在一場比賽過后，肌糖原水平降低到一定程度會引起長期的疲勞產(chǎn)生。此外，較低內(nèi)源性糖原儲備也會影響運動員在比賽中的表現(xiàn)，因此，賽前補糖以維持較高的糖原儲備非常重要。在一項研究中，肌肉活檢顯示1型和2型肌纖維在運動后其肌糖原濃度顯著降低。然后與服用安慰劑組相比那些在比賽過程中攝取了濃度為6.9%碳水化合物的運動員其肌糖原僅減少了22%。肌糖原的儲備可能是一個機(jī)制解釋為什么攝取了碳水化合物的運動員能夠維持較高強度的表現(xiàn)在下半場比賽中。例如，在兩個不同場合對10名足球運動員進(jìn)行錄像。實驗組在比賽前和中場休息時攝取了共400 mL濃糖溶液，而對照組僅服用量相同的安慰劑，結(jié)果顯示實驗組球員比對照組多跑了40%的距離。此外在90 min的間歇運動過后，肌漿網(wǎng)內(nèi)糖原的耗盡也相應(yīng)減少了肌肉中鈣離子的轉(zhuǎn)運能力，從而引起肌肉收縮功能障礙。

肌內(nèi)糖原的利用率在一場足球比賽中逐漸下降，具體說，肌糖原利用率在熱身以及開場前15 min達(dá)到最后（4±1.2）mmol/kg，通過比較發(fā)現(xiàn)肌糖原的利用率明顯下降從15-60 min（1.8±0.5）mmol/kg，60～90 min達(dá)到最低（0.9±1.2 mmol/kg）。在研究中，參與者攝入6.4%濃度的碳水化合物的電解質(zhì)溶液（90 g/h）或者攝入等量安慰劑在運動前15 min。在這項研究中參與者繼續(xù)完成90 min的比賽直到疲勞，服用了碳水化合物組參與者每分鐘奔跑的距離更遠(yuǎn)（158±28）m/min比起安慰組（131±19.7）m/min，其代表間歇運動能力增加了21%。這意味著葡萄糖供應(yīng)越充足，在間歇運動過程中運動的表現(xiàn)更好。

2.2 血糖的作用

碳水化合物參與代謝的水平是由個體是否在休息或者鍛煉所決定的。在休息時，血糖的升高上調(diào)了胰島B細(xì)胞分泌胰島素的能力。胰島素增加會引起脂肪降低以及肝臟骨骼肌糖原的攝取量增加，肝糖原主要用于調(diào)節(jié)血糖濃度（4～5 mmol/L）以滿足機(jī)體代謝需求。在運動開始時，肌肉收縮會引起血液中葡萄糖的利用增加，為了維持血糖的正常水平，胰高血糖素以及腎上腺素促進(jìn)肝糖原的分解。羅素報道說，在熱身活動中，攝入碳水化合物時，胰島素能夠抑制腎上腺素作用，在這一階段我們觀察到血糖濃度的升高。

此外，兒茶酚胺分泌增加可以引起間歇性運動過程中血糖水平提高，盡管胰高血糖素在比賽中的分泌量相對不變，但運動可以通過刺激交感神經(jīng)，增加腎上腺素的分泌量。腎上腺素促進(jìn)肝糖原的分解使得機(jī)體血糖水平高于靜息狀態(tài)。盡管在一場足球比賽后血糖濃度會短暫下降，但在間歇運動中≤90 min低血糖現(xiàn)象比較少見，這暗示在比賽過程中肝糖原足以維持或者可略微升高血糖水平。更多的證據(jù)證明血糖濃度可以維持超過90 min甚至是加時階段。然而，運動員還是被建議攝入碳水化合物以維持內(nèi)源性糖原。

血糖濃度可以會影響身體機(jī)能，因為大腦活動完成依賴于連續(xù)不斷的葡萄糖供應(yīng)。據(jù)報道，血糖升高可增加大腦葡萄糖的供應(yīng)，以保持中樞神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。最新的一項研究報告，在比賽前攝入濃度為9.6%的碳水化合物或者5.6%的碳水化合物溶液以增加血糖濃度，與攝入安慰劑的組相比。在一場模擬的足球比賽中平均沖刺速度在兩個碳水化合物組為（9.6%）5.73 m/s，（5.6%）5.66 m/s而安慰劑組為5.58 m/s。在一項調(diào)查中，碳水化合物以葡萄糖的方式被提供在比賽前，中場和第90分鐘，碳水化合物組的血糖濃度升高且運動員的帶球精度明顯提高。

3 補糖的量化研究成果

史小才指出，運動時間長于1 h的大強度運動，應(yīng)以30～60 g/h的速率來補糖，以維持糖的氧化和延緩疲勞出現(xiàn)。這個糖的攝入量可以通過每小時飲用600～1000 mL的4%～8%糖溶液來實現(xiàn)。Murray等指出外援性碳水化合物的最大飲用量是65～75 g/h。當(dāng)受試者用更大量的碳水化合物時，沒有發(fā)現(xiàn)對運動能力有更大的效益；他在另一項研究報道中提出，即使每小時攝入20～25 g碳水化合物也能改善運動能力。但是具體到短時間、大強度、間歇性運動補糖的量，由于運動員的訓(xùn)練狀態(tài)、個體特點不同，補糖的量有較大差異，因而還需進(jìn)行全面、細(xì)致的研究。

4 補糖的時間

運動前補糖可增加體內(nèi)肌糖原、肝糖原的貯備，運動中補糖可保持血糖水平，節(jié)約肌糖原耗損以延長運動時間，運動后補糖是為了加速肌糖原的恢復(fù)研究證明，補糖的時間，運動前宜安排在賽前數(shù)日內(nèi)、賽前2 h或比賽前即刻，應(yīng)避免在賽前的15～45 min內(nèi)補糖。運動中補糖可安排在每隔15～30 min或每30～60 min補糖為宜。

5 結(jié)語

攝入碳水化合物對長時間間歇運動影響的機(jī)制是復(fù)雜的，且其對于間歇運動影響效果已被證實。運動前攝去碳水化合物減少了肝糖原的消耗從而保存了有限的內(nèi)源性糖原。碳水化合物攝入對間歇運動運動員機(jī)能的影響幅度大小取決于個體化水平，當(dāng)機(jī)體處于疲勞或者低血糖時，碳水化合物的攝入對于運動運動員的表現(xiàn)具有重大影響。此外仍需研究以確定碳水化合物的攝入具體是通過哪個或者哪幾個途徑來影響機(jī)體機(jī)能。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊錫讓.實用運動生理學(xué)[M].北京：北京體育大學(xué)出版社，2007.

[2] 韓斌.淺談“優(yōu)化糖原結(jié)構(gòu)”[J].生物學(xué)通報，2007（3）：21-22.

[3] Pilegaard H，Saltin B，Neufer P D.Exercise induces transienttranscriptional activation of the PGC-1a gene in human skeletalmuscle[J].The Journal of physiology，2003，546（3）：851-858.