微量元素運動補劑對運動員競技狀態的影響

一、引言

普通人體在正常運動狀態下，機體每天營養物質的攝入和排出通常處于動態的平衡狀態。而運動員在進行比賽或訓練時，其運動量大大增加，普通膳食供給的營養無法全面、及時地補充被消耗的能量，因而需要增加易吸收、高純度的運動補劑進行強化補充。

運動補劑作為功能性食品，是針對運動人群某些特殊的營養需求而生產的食品，其具有一定的機體功能調節能力，可調節新陳代謝。通常，運動補劑是以減輕運動后疲勞、改善機體功能紊亂、提高運動能力為目的，可直接或間接地改善運動表現，強化訓練效果，降低患病、受傷風險；微量元素是維持機體健康狀態的必需營養元素，在新陳代謝過程中有著重要作用。運動員在競技狀態下微量元素代謝加快，如攝入不足，極易出現微量元素缺乏的情況，導致生理機能失調，會對其運動能力造成直接影響，故合理使用微量元素運動補劑以改善運動員競技狀態十分必要。然而，經日常膳食攝取的微量元素數量較低，且可能會增加其他非必要營養物質的攝入。因此，微量元素運動補劑對運動員而言更為重要，可作為有效物質保障，增加其生理素質，改善其競技狀態。

本文綜述了微量元素運動補劑對運動員身體機制及競技狀態的影響，并對運動員微量元素運動補劑的使用提出建議，以期為運動員合理選擇和使用微量元素運動補劑和強化競技狀態提供參考。

二、微量元素對運動員身體機制和競技狀態的影響

1.鐵元素

（1）鐵元素對身體機制影響

鐵為人體必需微量元素之一，含量最多，主要以功能性鐵的形式存在，而總鐵量中60%～75%的鐵包含于血紅蛋白中，剩余25%～30%則以鐵黃素、鐵蛋白的形式存儲于骨髓、肝、脾中。鐵元素在機體中的生物學作用極為重要，其與氧運輸、能量代謝、免疫能力等關系密切：機體氧運輸極度依賴于血紅蛋白，而鐵是血紅蛋白合成的基礎原料，機體鐵含量下降將直接影響血紅蛋白生成率，降低血液氧氣-二氧化碳運輸能力，造成缺鐵性貧血；機體能量直接來源于ATP，其在分解時可釋放出大量能量直接供給生命活動，參與能量代謝，而產生ATP的三羧酸循環中，大多數的因子和酶含有鐵元素或需要鐵存在才可發揮作用，因而缺鐵將直接影響相關酶的活性，造成能量代謝紊亂；缺鐵也會影響核糖核苷酸還原酶的活性，使網狀細胞內蛋白質和RNA合成受阻，細胞增殖減緩，進而降低T淋巴細胞功能，影響機體免疫能力。因此，維持機體鐵元素的含量充足十分重要，缺鐵將嚴重影響身體各方面機能。

（2）鐵元素對運動員競技狀態的影響

研究顯示，運動員在運動前后其外周血液中的血清鐵蛋白水平明顯降低，這間接反映了運動員在競技狀態下對鐵元素的需求加大。若鐵元素補充不足或不及時，運動員易發生運動性貧血，身體功能狀態低下的情況，嚴重影響其運動能力，故應重視運動員鐵元素的需求和補充。

運動可直接導致鐵代謝紊亂。運動首先損耗肝、骨髓中儲存的鐵蛋白，導致鐵供應不足，進而使紅細胞生成率降低，最終將減少血紅蛋白的合成，導致無貧血缺鐵或缺鐵性貧血發生。我國運動員以缺鐵性貧血最為常見，表現為血紅蛋白濃度較低，而血紅蛋白水平和運動員的有氧運動能力直接相關，血紅蛋白水平降低，血液運輸氧的能力也隨之降低，有氧代謝能力下降，耐力不足。在一項對田徑運動員的研究報告中顯示，發生無貧血缺鐵的青少年運動員人群，其血清鐵蛋白水平普遍偏低，血紅蛋白的合成相應減少，其運動能力也較低；另一項對運動員功能損傷界限的研究也證實，血紅蛋白含量的動態變化可間接反映運動員機體功能與訓練強度間的關系，其認為當血紅蛋白降低超過10%時即反映運動疲勞，而降低超過20%即可判定為過度訓練。為探究鐵元素營養補劑對運動性貧血運動員的影響，部分學者進行了前瞻性隨機對照實驗，其證實鐵復合營養補劑可明顯提升運動員血清中鐵、鐵蛋白的濃度，提升機體鐵儲備。大量運動實踐發現，高水平運動員若只進行中等強度訓練，機體受刺激小，對運動成績的提升幫助作用不大；若進行高強度訓練又將明顯降低其生理機能，影響后續比賽和訓練，因而在保證訓練強度的同時促進其生理機能恢復，對改善運動員競技狀態十分重要。使用某鐵補劑對競走運動員進行營養干預的研究發現，鐵元素運動補劑的使用可明顯抑制運動員血紅蛋白濃度下降，提升有氧代謝能力，增強其對高強度訓練刺激的適應能力，全面提升生理機能水平，是順利完成訓練計劃的重要保證。

因此，科學、合理地使用鐵元素運動補劑可增加運動員機體鐵儲備，提升鐵蛋白濃度為合成血紅蛋白提供良好基礎，對維持紅細胞運輸氧氣的正常功能和結構發揮重要作用，保障組織氧供應，間接強化機體運動能力和抗疲勞能力，改善競技狀態。

2.鋅元素

（1）鋅元素對身體機制影響

人體中，大約200種生物酶均以鋅元素為重要組分，在酶參與的調節和催化過程中作用重要，如參與維生素、蛋白質、脂類、核酸及某些必需營養素的代謝與合成等，為多種結構性生理功能的必需營養素。鋅元素在機體生長發育、維持細胞膜正常功能、調節食欲、維護視力、免疫系統發育及中樞神經系統活動中必不可少，如鋅直接參與RNA/DNA聚合酶的合成，從而影響蛋白質、核酸的合成，影響細胞增殖和組織再生，缺鋅將不利于傷口愈合；鋅也參與免疫細胞、免疫器官等的功能維持，缺鋅也將影響機體細胞和酶的活性功能，使巨噬細胞、T細胞、NT細胞等功能減弱，核苷磷氧基酶活性降低，甚至可造成淋巴細胞、髓樣源性細胞死亡，降低機體免疫力，增強對致病病毒、細菌等易感性；鋅還可通過多種途徑發揮抗氧化作用，如與紅細胞膜結合，抑制黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶體系產生的自由基，減少細胞中進入的鐵離子數量并與其競爭性與細胞膜表面位點結合，從而抑制并終止脂類向活性氧轉變的鏈式反應，減輕自由基導致的氧化損傷；鋅還可經鋅酶系統途徑影響雄性激素的分泌，從而影響運動能力。故應重視機體鋅元素水平的維持，缺鋅將導致一系列組織功能異常、生理紊亂。

（2）鋅元素對運動員競技狀態的影響

有研究顯示，運動員在冬訓后體內會損失較多的必需微量元素，尤其是鐵和鋅。鑒于鋅對核酸、蛋白質合成的影響，其與機體肌肉質量和增長亦關系密切，而鋅對機體的抗氧化能力、雄性激素分泌等的調節作用均表明鋅元素含量對機體運動能力影響甚大?？蒲腥藛T在鼠的運動訓練研究中也證實，缺鋅將減緩大鼠的生長發育，降低其運動反應力和意識，導致運動能力降低，對大鼠進行補鋅干預后，其各項指標均得以恢復，分析其機制：缺鋅將降低酶活性，無法滿足運動需求；缺鋅將減少神經元間突觸傳遞相關介質，降低神經對運動刺激反應能力；缺鋅將減少雄性激素合成，雄性激素不足則無法維持其競爭性意識。

運動員長期進行高強度訓練，其出汗量較常人更大，鋅易經肌肉向細胞外液遷移，隨汗液和尿液排出，因而運動員對鋅元素的需求更大。鋅元素不足可導致機體氨基酸、蛋白質代謝失常，肌蛋白合成不足，肌纖維體積縮小，進而降低肌力，嚴重影響舉重、體操等力量性運動項目的競技狀態；另外，鋅元素對機體激素的合成、分泌作用關鍵，缺鋅將加快胰島素降解速度，造成血液中胰島素含量過低從而降低葡萄糖利用率和葡萄量耐量，導致發生低血糖，降低運動能力。大量研究證實，機體在進行急性劇烈運動時，其正常的自由基清除能力無法糾正在應激狀況下產生的自由基量，導致細胞處于高氧化應激狀態，進而損傷細胞，加重運動員的疲勞和損傷。而鋅的抗氧化能力和其濃度呈正比例關系，增強鋅濃度，其能力增強，對運動損傷和疲勞的緩解效果更好。有學者發現，鋅可在一定程度上緩解因冷、熱刺激引發的阿片促黑素細胞皮質素原（POMC）、腎上腺皮質激素（ACTH）的基因表達，增強自然殺傷細胞活性、預防白細胞凋亡。國外研究稱，近視的發生同樣與缺鋅相關，運動員在參與高視力要求項目如擊劍、射擊等時，也應重視鋅元素的補充，對運動時維持機體正常內分泌、穩定內環境及提升運動成績十分重要。另外，鋅元素也可間接調節機體雄性激素水平，雄性激素不僅可促使合成肌蛋白，增大肌纖維，還可維持機體競爭性意識，強化運動技能學習能力與運動能力。

綜上所述，針對運動員的鋅元素需求，合理通過微量元素運動補劑予以補充，可通過強化機體抗自由基損傷能力、提升雄性激素水平、改善視力等途徑發揮強化競技狀態的積極作用。

三、運動員對微量元素的需求及微量元素運動補劑的使用建議

微量元素在機體代謝調節中作用關鍵，可從多方面影響機體生理功能。研究表明，運動員在訓練和比賽中因大量出汗、補水、排尿等常導致體內微量元素大量流失，而對那些需要控制體重來滿足比賽要求的運動員而言，其通過日常膳食攝入的微量元素量常不能滿足運動需求。研究也顯示，運動員在進行中高強度肌肉運動時，其機體中某些重要微量元素也隨之丟失，如鐵、鋅、銅等元素，盡管運動員有充足、合理的膳食保障，但額外予以微量元素運動補劑仍有必要。一方面，微量元素運動補劑可以滿足運動員機體對微量元素的需求，另一方面，運動補劑可有效避免其他非必要營養物質的攝入，幫助運動員更好地維持營養平衡，改善機體素質，提升競技狀態。

然而，微量元素運動補劑不可盲目使用，應通過追蹤測試運動員體內各微量元素含量，科學、合理地安排補充劑量。如正常人每日需15 mg～20 mg鐵元素來維持正常生理活動，運動員鐵元素的供應量加大至25 mg/天，對于女性運動員、青少年運動員、有氧耐力項目運動員等則更應視情況增加劑量；鐵制劑也不可過多使用，當體內鐵含量過多時會產生鐵毒性反應，引發血色沉著進而誘發腫瘤，刺激氧化還原反應進而損傷細胞等，反而對競技狀態產生不良影響。針對鋅元素而言，正常人需求量約為15 mg/天，運動員因長期訓練造成鋅流失加快，普遍潛在鋅不足狀態，更應增加鋅元素補劑的用量，尤其是針對需要維持低體重者和素食者；但機體中鋅元素含量過高也對其他微量元素如鐵的吸收造成影響，使用需謹慎。因此，微量元素運動補劑提供的含量均不應超過建議飲食允許量的規定，應定期對運動員營養狀況進行測試，依據結果進行科學調整。

四、結語

運動員為保持良好的競技狀態、提升運動能力，需進行長期高強度訓練，機體各方面代謝水平均高于常人，各方面營養元素流失均較大，需予以科學合理的補充。微量元素在人體中含量雖較少，但其生理功能卻極其特殊，可通過多種方式對人體生理機制和運動能力產生影響。目前，運動員雖然十分重視日常膳食中的營養搭配，但受限于不同營養元素的吸收方式、個體吸收狀況的差異性、食品中微量元素的比例等，加之訓練、比賽的大量消耗，其對微量元素的需求量更高。運動補劑可針對性地為運動員提供需要的營養物質，為機體補充各種微量元素，有助于增強肌肉、緩解疲勞、促進機體損傷修復、增強免疫力等，對運動員調整競技狀態的作用不言而喻。

運動補劑近年來發展迅速，其產品質量、口感及安全性提升顯著。微量元素運動補劑因可針對性地提供運動員所需營養，可通過調節機體新陳代謝發揮提升有氧代謝能力、促進肌肉生成、加速疲勞恢復、提高免疫力、維持競爭性意識等作用，從而改善運動員的競技狀態。然而，過多的攝入微量元素亦將對機體功能產生一定危害，因此，應根據運動員的性別、年齡、運動類型和機體素質等制定個性化的微量元素補充方案，合理應用微量元素運動補劑，使運動員受益最大化。