鈣與運動能力

陳 浩, 林文弢

(廣州體育學院,廣東 廣州 510500)

1 無機鹽及其特點

存在于人體的各種元素中,除碳、氫、氧、氮主要以有機化合物形式存在外,其余各種元素,無論其含量多少,可統稱為無機鹽。其中,含量較多的有鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、氯7種元素,被稱為宏量元素(需要量>100 mg/d);碘、鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬、錫、鉻、鎳、硅、硒、釩、氟14種元素由于存在量極少,有的甚至只有痕量,故被稱為微量元素或痕量元素(需要量<100 mg/d)[1]。

無機鹽是構成機體組織的重要材料,如鈣、磷、鎂是骨骼和牙齒的重要成分。無機鹽對維持組織細胞的滲透壓起重要作用。酸性、堿性無機離子的適當配合,加上重碳酸鹽和蛋白質的緩沖作用,維持機體的酸堿平衡。各種無機離子(尤其是鉀、鈉、鈣、鎂離子)是維持神經肌肉興奮性和細胞膜通透性的必要條件。同時,無機元素是維持機體某些特殊生理功能的重要成分之一,如血紅蛋白和細胞色素酶系中的鐵和甲狀腺激素中的碘。無機離子是很多酶系的激活劑或組成成分,如鹽酸對胃蛋白酶原、鎂離子對氧化磷酸化的多種酶類起激活作用[2]。

2 鈣的生理功能

鈣元素幾乎參與一切生命現象和細胞功能,是人體內含量較高的必需無機鹽(1 200～1 400 g,約占體重的2%),自始至終支持著機體的生長、發育,是與機體運動能力密切相關的元素之一。在甲狀旁腺激素、降鈣素及維生素D的調節下,機體存鈣量相對恒定,體內鈣99%存于骨骼中,正常血漿鈣濃度為2.25～2.75 mmol/L[2]。

鈣的生理功能主要有：參與神經肌肉的應激過程,促進神經介質的釋放,調節激素的分泌,維持神經沖動的傳導、心臟的跳動;具有鎮靜作用,體內缺鈣時,可引起神經的興奮性增高,導致抽搐、嬰兒手足抽搐癥、喉痙攣、失眠、乏力、食欲不振、夜啼、煩躁、多汗、機體免疫力低下而易感染各種疾病等;是多種酶的激活劑,是細胞信息傳遞的第二信使;促進內、外分泌腺的分泌,神經介質的分泌,促進糖原合成、分解及電解質的轉運;直接作為凝血復合因子促進凝血過程,還可直接促進血小板的釋放,促進血小板介導的凝血過程;對維持細胞膜的通透性及完整性十分必要,可降低毛細血管的通透性,防止液體滲出,控制炎癥與水腫;參與免疫反應,加快吞噬細胞的吞噬過程,可增加人體的免疫力;是多種生物膜的成分,是維持細胞內膠質完整性的必需物質;參與體內血壓調節,膳食鈣的攝入量和血壓呈負相關關系[2]。因此,鈣具有重要的生理功能。它的缺乏可導致肌肉疲勞乃至肌肉抽搐,進而影響運動員的運動能力。

3 鈣與運動能力

研究發現,運動員從事一定強度的運動,血鈣濃度便開始上升并持續到運動結束。運動停止后,機體血鈣逐漸下降至低于安靜值水平,然后再恢復至正常水平。運動后24 h,組織間質鈣、肌漿鈣和線粒體鈣在一段時間同時上升,說明機體動員的鈣量很大。另外,運動時排汗使鈣流失增多。運動能促進骨骼增長和鈣代謝增強,會使鈣的需求增加。肌細胞內鈣不僅是其興奮與收縮的重要偶聯因子,也是增強肌纖維收縮速率及輸出功率的關鍵環節,當肌細胞游離鈣濃度下降時,肌球蛋白ATP 酶活性下降,肌肉收縮力下降,導致疲勞出現。運動中血清鈣含量不足,可使神經肌肉的興奮性提高,導致肌肉抽搐;血清鈣含量過高,則可抑制神經、肌肉的興奮性[3]。

目前,關于鈣攝入量與運動能力關系的研究報道并不多。劉波等研究發現,極量運動可使小鼠骨骼肌中鈣和鎂元素含量明顯下降。呂丹云等研究發現,缺鈣動物在劇烈運動后,易造成體內鈣穩態的失衡,不利于運動后恢復;適宜的高鈣攝入對運動小鼠的運動能力提高、運動后內環境穩態的恢復和亞細胞結構與功能的保護,都具有明顯的促進作用[3]。此外,呂丹云等對3組不同飼鈣量小鼠游泳力竭能力的測試表明,高鈣組與低鈣組小鼠的力竭能力有非常明顯的差異。同時,盡管2組年輕大鼠短時間(3周)及小劑量攝鈣的差別并未明顯影響其力竭能力,但對老年大鼠長時間(6個月)較高劑量鈣補充后,其運動能力出現顯著增強。上述結果說明,對機體進行適宜的鈣營養補充有助于提高其運動能力,因而是必要的[4]。

4 運動中鈣的補充

鈣對于維持人體正常的運動能力是不可或缺的。一般運動量時,機體鈣的需要量為每日1 000 mg。大運動量時,鈣的需要量每日可增加到1 000～1 500 mg。運動員在高溫環境中訓練時,出汗導致鈣丟失較多,使鈣的需要量增加[2]。

競技運動員在運動訓練或比賽中需要良好的靈敏素質、反應速度、心臟泵血能力和肌肉力量,這些運動能力的提高都與鈣離子具有十分重要的關系。訓練、比賽時,運動員的鈣離子丟失量很大。運動員由于體內鈣離子的相對缺乏或絕對缺乏而導致運動能力明顯下降,甚至失敗的例子比比皆是[3]。

運動醫學界十分重視運動員的營養補充。各種離子尤其是鈣離子濃度的定期測定,是運動員醫務監督的重要內容。盡管運動隊已十分注重運動員鈣離子的補充,但這仍然是困擾運動隊醫生的一個難題,關鍵是如何提高鈣離子的吸收和利用[3]。

消化道吸收的是離子鈣,不溶性的鈣鹽無法被吸收進入細胞內。因此,要特別注意補充鈣劑的物質特性。鈣離子在消化道內很容易與一些酸性物質如草酸結合生成不溶性的鹽沉淀。因此,在給予運動員高鈣食物的同時,盡量避免攝入草酸含量高的食物。運動員膳食計劃中,食譜的制訂和安排要考慮這些問題。運動員膳食中,常用骨頭湯作為增加運動員鈣攝入的途徑之一。骨頭湯中的骨料應選擇脊椎骨和盆骨為佳,切除附在骨料上的神經組織、血管、脂肪組織和其他結締組織,湯中不宜放入草酸含量高的綠葉類蔬菜。維生素D 能夠調控參與控制消化道上皮細胞主動轉運鈣離子過程中的多個因子的活性,為提高鈣離子的吸收效率,應給予運動員補充適量的維生素D[3]。