運動飲料對體育運動員運動功能的影響

王傳敏（信陽職業技術學院 體育學院 河南信陽 464000）

運動飲料是專為體育人員、高強度體力勞動人員而研制的一種飲料，產品研發目的是為快速補充機體缺失的水分、電解質及微量元素等。運動飲料的主要成分為水、電解質、糖類及維生素，最初的運動飲料均是由這幾種成分經比例優化后制成的。隨后，功能性成分被加入到運動飲料并發展成為主流。研究人員分析2008年國內外運動飲料發展現狀顯示，國外的運動飲料的研發與消費高于其它國家，隨著全球體育事業的蓬勃發展，運動飲料也隨之受到大眾的關注，并在飲料市場占有一定的份額。既往報道及實踐發現，運動飲料可以提高機體運動能力，但關于其具體成分對體育運動員運動功能的影響研究尚處于探索階段。鑒于此，做以下綜合性闡述。

一、運動飲料的類型及主要成分

運動飲料是能快速為人體補充水、電解質、能量等的一類飲品，其品類多樣，按照是否含有氣體可分為二氧化碳（CO2）氣體飲料和非氣體飲料，按照滲透壓高低可分為高滲飲料、等滲飲料、低滲飲料，按照個體需求可分為普通運動飲料、功能性運動飲料。因飲料中CO2氣體、滲透壓濃度會影響運動員的口感及胃排空，所以運動飲料通常制成不含CO2且等滲或低滲溶液。運動飲料主要成分為水及電解質、糖類、維生素，其它如咖啡因、氨基酸、抗氧化物質等功能性成分按需添加。

1、水、電解質

人體細胞60%～95%的比例為水，對機體而言，水是維持生命活動最重要的物質，可保證機體維持正常的體溫、滲透壓并進行其它一系列活動。因運動員活動強度大、訓練時間長，體核溫度呈跳躍性飆升，導致機體水、鈉、鉀等大量流失，機體代謝加快，無法維持長時間運動。既往報道顯示，如果人體水分流失超過自身體重的2%，將會出現脫水癥狀并降低機體有氧運動、精細動作能力，如果進一步加重，還會引發熱衰竭、熱休克等，甚至危及生命。電解質同水一樣，也是維持機體運轉的重要物質，而且鈉、鉀、鎂離子等也隨體液一起排出，導致機體水、電解質紊亂，運動能力及運動狀態下降。由此可見，運動員在運動過程中需攝入足夠量的水及電解質。李榮華調查目前國內在售的運料飲料成分發現，水、電解質、糖類是運動飲料的主要配方，其中電解質占比最高為鈉，其次為鉀。一般建議，運動員攝取的運動飲料至少含50 mg/L～1 200 mg/L的鈉，50 mg/L～250 mg/L的鉀，而且在運動前、運動中、運動后均及時進行補充。

2、糖類

糖類是維持機體運動最重要的能源物質，其主要以血糖、肝糖原、肌糖原的形式存在，其中血糖直接為機體運動提供能量，肝糖原及肌糖原則為儲備為機體長時間運動供能，所以運動飲料中添加糖類可緩解運動性疲勞，提高機體運動耐力。根據糖類是否能被人體消化利用分為兩類，一類是可利用糖，如葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖等，另一類是不可利用糖，如大分子的纖維素等。運動飲料中添加的糖類主要是葡萄糖、果糖、蔗糖等易于被機體吸收的可利用糖。由于不同分子量或結構的糖類對人體血糖、激素等的影響不同，一般根據血糖指數（GI）、血糖負荷（GL）評估糖類利用度，研究顯示，高GI吸收較快帶來的血糖反應也較大，低GI的糖類吸收較慢能夠為機體長時間運動供能，且血糖波動也較小，因此運動飲料中的糖類以低GI類型為主。研究人員研究不同類型的補糖類飲料對某體育大學中長跑運動員運動表現及代謝參數的影響發現，相比于安慰劑（含無熱量甜味劑的飲料），低聚糖飲料、中聚糖飲料、長鏈糖飲料均能有效提高機體血糖水平，降低血清肌酸激酶（CK）、皮質醇濃度，其中長鏈糖組血糖升高效果更顯著，低聚糖組血清CK、皮質醇濃度顯著低于其它組，表明不同類型的含糖飲料均能增加血液中葡萄糖水平，促進機體能源物質恢復，而且低聚糖飲料的補充效果更好。

3、維生素

維生素主要作用為維持機體生理代謝，是運動飲料必需添加的一類成分。既往研究表明，某些維生素是合成輔酶的底物，而輔酶是機體生化反應的催化劑，因此維生素缺乏會影響機體代謝。調查顯示，維生素A、維生素E、維生素C、維生素B是運動飲料中添加較多的維生素，均具有較好的抗氧化功能，能夠減少機體運動性損傷。還有研究發現，維生素B族成員——硫辛酸能夠誘導肌酸進入肌肉細胞，從而促進蛋白質合成，提高肌肉爆發力及耐力；維生素B、維生素C復合體能夠延長小鼠力竭運動時間，緩解運動性疲勞。

4、蛋白質

蛋白質具有提高肌肉爆發力、促進肌肉恢復的作用，是機體必不可少的營養物質。氨基酸或肽是機體合成蛋白質的原料，補充氨基酸或肽也能促進肌肉蛋白質及肌糖原的合成，有利于運動性疲勞的恢復。乳清蛋白是運動飲料中常添加的一類優質蛋白，其易于被機體吸收，而且含有大量的必需氨基酸及支鏈氨基酸，同時還有調節機體免疫功能、降脂、抗癌的作用。除了乳清蛋白外，大豆蛋白、酪蛋白也具有較高的效價，如大豆蛋白幾乎不含飽和脂肪酸及膽固醇，不會增加體脂率；酪蛋白可減少肌肉蛋白的降解，提高肌肉蛋白質水平。大量研究均表明，運動過程中及時補充蛋白質、氨基酸或多肽可提高機體運動耐力，延緩運動性疲勞的產生。

5、功能性成分

（1）咖啡因

咖啡因分子式為C8H10N4O2，屬于黃嘌呤類衍生物，是全球應用最廣泛的神經刺激劑，具有醒腦、提神的功效。在2004年以前，大劑量咖啡因一直被世界反興奮機構列為運動員賽前禁用名單，于2004年被移除并廣泛用于馬拉松、足球、橄欖球等耐力性運動性項目中。咖啡因的生物利用度極高，飲用5 min后即可進入血腦屏障，60 min血漿濃度可達到峰值，半衰期為2.5 h～4.5 h，主要經肝臟排出。大量研究均發現，咖啡因提高跑臺力竭大鼠的運動能力，延緩運動性疲勞，其作用制劑包括中樞和外周兩個方面。茶葉、咖啡豆、巧克力中含有豐富的咖啡因，研究表明，茶飲料具有營養、保健的功效，可提高體育運動員的運動狀態，建議作為功能性運動飲料用于運動員賽前運動狀態的優化及調節。

（2）牛磺酸

牛磺酸又稱牛膽素或牛膽酸，是人體必需的營養物質，具有穩定細胞膜結構、抗氧化、調節滲透壓平衡、調節鈣離子（Ca2＋）濃度、預防心血管疾病等生物學作用。牛磺酸對體育運動員而言，是一種良好的運動營養添加劑，可延緩運動性疲勞的產生、提高機體運動耐力、降低運動性損傷。既往研究顯示，牛磺酸的抗疲勞機制與其消除自由基、抗氧化、調控Ca2＋轉運等有關。部分學者探究含牛磺酸的運動飲料對運動員游泳訓練效果的影響，結果發現，補充牛磺酸飲料后受試者自行車成績顯著提高，血清谷胱甘肽還原酶水平、血乳酸水平顯著降低，說明牛磺酸有助于提高運動能力，延緩運動性疲勞。

（3）左旋肉堿

左旋肉堿又名肉毒堿，是人體組織中的一種特殊支鏈氨基酸。先前研究顯示，左旋肉堿能夠促進機體脂肪酸代謝，被大量用于減肥/塑形產品。最新研究發現，補充左旋肉堿可提高血漿游離肉堿水平及肌肉酶活性，可有助于改善機體運動能力。目前已有動物實驗表明，在大鼠跑臺力竭訓練期間補充左旋肉堿可顯著延長其力竭運動時間，而且已有含左旋肉堿的運動飲料在國內外上市。

二、運動飲料對運動功能的影響

長時間、高強度的運動極易產生疲勞感，原因主要有兩方面，其一是長時間運動導致能量過度消耗，機體血糖、糖原供能不足使器官功能下降，從而產生疲勞感；其二是自由基、血乳酸等代謝產物的累積引起的。由此可見，增加機體能量供應、消除自由基或乳酸堆積均能有效提高機體運動能力、緩解運動性疲勞。馬怡冰對哈爾濱某高校籃球運動員進行調查發現，運動飲料對體力恢復非常重要，并且總結了攝入運動飲料的注意事項：①根據運動時間及運動強度合理補充液體量，不宜過多或過少；②補充原則為“少量多次，維持平衡”；③在運動前、中、后及時補充含糖飲料，尤其是低聚糖飲料。研究發現，以6名男性大學生為研究對象，同時前后參加A組（飲用運動飲料）、B組（飲用含5%的糖水）、C組（安慰劑）3次實驗，結果發現運動后A組運動員的血糖水平高于B組及C組，血乳酸水平、心率低于B組及C組，且A組主觀感覺測試評分顯著高于C組，提示運動飲料能夠通過升高血糖水平、促進血乳酸及心率恢復來提高運動員的運動耐力及運動功能。

對體育運動員而言，訓練的最終目的是創造優異運動成績。研究人員對比不同配方的運動飲料對女子馬拉松運動員比賽成績的影響，結果發現含6%碳水化合物的運動飲料可提高女子運動成績，而含4%碳水化合物＋2%蛋白質的飲料對運動成績無積極作用。該研究與其他類似研究結論不一致，這種可能受實驗方法、運動員個體差異的影響，但證實了補充含碳水化合物的飲料可提高運動成績。碳水化合物是人體活動最主要的供能物質，碳水化合物濃度越高則氧化速率越快，可及時滿足運動時的能量需求，使機體處于高水平狀態，因此運動成績得以提高。還有研究發現，運動期間攝取60 g/h～70 g/h的碳水化合物可最大程度地發揮碳水化合物的供能作用。運動員在運動時除了會消耗大量的碳水化合物外，還會丟失大量的水、電解質、維生素等，如果補充不及時將會導致機體脫水、酸堿平衡紊亂，甚至出現腿腳抽筋、喪失意識等現象，嚴重影響運動成績。縱觀各類運動飲料配方表發現，均是由水、鈉、鎂、維生素等不同配比制成的。目前，市場上主打的功能性運動飲料還含有某些功能性因子如咖啡因、牛磺酸、左旋肉堿等，主要目的是提高運動功能，消除運動性疲勞。研究發現，將某高校35名男大學生隨機分為兩組，其中干預組19名飲用含咖啡因0.2 mg/mL的某維生素飲料，對照組16名飲用的某維生素飲料中不含咖啡因，結果干預組PWC170測試成績、15 s彈跳最高高度、模擬籃球比賽的移動速度均顯著高于對照組，說明含咖啡因的飲料對機體運動能力有提高作用。這與咖啡因的中樞神經作用有關，其可通過與腺苷受體競爭性結合來增加胞內環腺苷磷酸水平，從而使中樞神經興奮，降低疲勞感。

三、結論

運動飲料不僅能夠為機體運動提供能量，還能補充機體丟失的水分、礦物質、維生素、微量元素等，對運動員運動功能的改善有積極影響，而且某些含有功能性因子的運動飲料還具有抗疲勞、促進組織損傷恢復的作用。運動飲料對體育運動員是有利的，應及時合理予以補充。