调节能量代谢加快恢复类营养补剂

第二节　促进、调节能量代谢加快恢复类营养补剂

长时间大强度的运动训练或比赛需要大量的能量，运动员能量的过度消耗将导致能量代谢平衡的破坏。能量代谢是伴随着物质代谢进行的，能量只能以某种形式存在于一定的物质之中。因此，能量代谢平衡的破坏也将意味着物质代谢的失衡。这类营养强力补剂主要是一些供能物质及其代谢的中间产物和代谢调节因子。

一、供能物质

(一)碳水化合物(糖)

人体用以产生能量的物质被称为“燃料”。在人体所必需的7大营养素中，可作为燃料的物质只有3种，即碳水化合物(通常我们称它为糖，当然这个糖不仅仅指食用的糖，更主要的来源是主食和水果等)、脂肪和蛋白质。它们被氧化后生成肌肉收缩所需要的ATP。糖是运动人体的第一供能营养素，这是因为糖在氧供应充足或不足时都可以分解供能，即糖的有氧氧化和无氧酵解供能，而脂肪和蛋白质中有在氧供应充足的运动条件下才能分解供能。糖在体内代谢分解后生成二氧化碳和水，很容易通过呼吸和排汗不断排出体外，对机体内环境影响较小;而脂肪和蛋白质有氧代谢供能时，产物除二氧化碳和水外，还会产生酮体和氨而影响体液的内稳态。糖在运动时提供能量迅速，运动肌肉中的能量从糖释放比从脂肪获得要快3倍以上。糖是运动时消耗最多同时也是最好的能源物质，是细胞的优质燃料，糖氧化供能时耗氧少，相同供氧量条件下，糖的能量产生效率比脂肪高。因此，糖能使你跑得更快，能使你跑得时间更长。但是，人们在实际生活中的食物选择却恰恰忽视了糖。大多数人都错误地认为肉吃得越多伙食水平就越高。基于这样的指导思想，很多人在用餐时吃的主食很少，有些人甚至完全不吃主食。主食中70%以上的成分是糖，少吃或不吃主食就造成糖摄入的不足。大量的调查资料表明，我国运动员糖的摄入只有需要量的60%～70%。所缺少的30%～40%的糖只能由脂肪和蛋白质的燃烧来替代。这些被用来燃烧的蛋白质取自于肌肉或血液，其结果是引起肌肉消瘦和贫血。运动员不仅达不到增长肌肉的目的，正常训练也无法维持。

人体内的糖主要是血液中的葡萄糖(血糖)和储存在肌肉、肝脏中的糖原。血糖是运动时各组织摄取利用的主要能源，肝糖原分解是补充血糖的主要途径，肌糖原则可供肌肉直接利用。当肌糖原含量降低时，肌肉依赖血糖供能的比例增加，特别是在长时间运动的后期，随着肌糖原的大量消耗，运动肌肉以很高的速率摄取血糖来补偿肌糖原供能的下降。但此时骨骼肌已不能维持肌糖原充足时所能达到的那种运动强度了，运动肢体会产生沉重感，即出现了外周性疲劳。随着运动时间的延长，肝糖原储存耗竭而使血糖来源减少，在没有外源性糖摄入的情况下则会使血糖水平下降。运动中出现的低血糖首先影响的是大脑，因为血糖几乎是大脑能够利用的唯一能源，血糖水平下降使大脑供能不足就会发生中枢性疲劳。此外，由于免疫细胞也以葡萄糖为主要能源物质，运动所致免疫功能的改变在一定程度上也与低血糖水平有关。所以，通过增加肌糖原、肝糖原储量可以延缓血糖水平的下降，提高运动能力。但单一的高糖膳食不会增加肌糖原含量，只有在肌糖原经运动消耗后的再合成期补糖才可以达到糖原超代偿的效果。因此，将运动和膳食结合起来是提高肌糖原储备的有效方法。

耐力性项目运动员可通过对膳食和运动负荷的控制，采用糖原填充法使赛前一天的肌糖原储量增加2%～40%，也可在连续比赛或大负荷量训练期摄入高糖膳食来加速运动后糖原恢复。另一方面，运动时肌肉不断吸收血糖可以减缓肌糖原的消耗，根据这一特点，采取运动前和运动中补糖的方法，可以维持运动中的血糖水平，使运动耐力得以保持和提高。糖的补充虽然不能阻止疲劳的发生，但可以使疲劳发生的时间延迟30～60分钟。除耐力性运动外，短时间、高强度、间歇性运动也会受肌糖原储量或补糖的影响。运动前和运动中补充糖饮料，则可提高短时间、高强度、间歇性运动的运动能力，因为补糖增加了外源性的能量供给和促进了运动间歇时的糖原合成。

不同食物中碳水化合物的含量不等，其中以淀粉类食物含量高，最主要的有以大米、面粉、白薯、土豆等为原料的食物。这些原料中碳水化合物的平均含量在70%左右。肉类食物碳水化合物含量少。根据饮食后引起血糖含量增加的速度和幅度，可以将食(饮)品分为高、中、低血糖指数三类。高血糖指数的食(饮)品意味着升高血糖迅速、幅度也高。高血糖指数的食(饮)品有:面包、馒头、米饭、玉米片(羹)、香蕉、巧克力能量棒、煮(烤)土豆、蜂蜜、葡萄糖液、蔗糖液、低聚麦芽糖等;血糖指数适中的有:面条、麦片粥、土豆条、白薯、葡萄(汁)、橙(汁)等;低血糖指数的有:果糖、冰激凌、牛奶、酸奶及西红柿汤等。

总之，碳水化合物(糖)作为能源物质有以下优点:一是在运动肌肉供氧充足和运动量大而肌肉供氧相对不足时都可以大量分解供能，因而产能迅速;二是消耗同等量氧其产生的能量要高于脂肪;三是它完全氧化分解的产物是二氧化碳和水，产物无毒。无氧酵解的产物是乳酸，它可供再合成糖原或重新被氧化。

运动员尤其是大运动量(亚极量)训练或比赛及耐力项目的运动员对能量的需要增加，因而对碳水化合物的需要也增加。国外运动营养学家推荐在上述情况下每天碳水化合物的摄入应为8～10克/公斤体重，占总体能的60～70%。70公斤的运动员需要560～700克，这相当于700克(1.5斤左右)大米或标准粉做成的米饭或面点。

(二)肌酸

从分子结构上讲，肌酸属于氨基酸。多种食物中含有不同浓度的肌酸，含量最高的是瘦肉，0.5公斤瘦肉含肌酸2克左右。这些食物中储存的肌酸，在烹调过程中会部分丧失。人体通过食物可以得到肌酸，但是量很小。所以单靠膳食补充，对活动人体来说不能使肌肉中的肌酸量达到理想的浓度。因此，运动员要想达到肌肉高肌酸含量的目的，只有通过补充肌酸来实现。肌酸既然是存在于我们人体中的营养素，所以肌酸不是药。

人体内的肌酸主要在肝、肾中合成，通过血液循环运输至肌肉中，再通过肌酸激酸激酶接受ATP的能量合成磷酸肌酸，以贮存能量。人体中磷酸肌酸有120～140克，其中95%存在于骨骼肌中。

肌肉收缩时，需要ATP提供能量，而磷酸肌酸(CP)是高能磷酸基团的储存库，肌酸—磷酸肌酸能量穿梭循环负责线粒体内外的能量传递，前者是运动员爆发力的物质基础，而后者与耐力关系密切。

补充肌酸的作用已被广大健美爱好者和运动员所认识，通过口服补充肌酸可使肌肉中的磷酸肌酸的贮量提高20%。肌酸的填充可以快速提高能量供应，增加肌肉的爆发力和耐久力，提高身体素质和运动成绩。

合理使用肌酸能间接地增大肌肉的体积，因为有更多的能量，运动者使可进行更高强度的训练，通过“肌肉产生力量，力量产生肌肉”的循环，促进肌肉的生长，同时肌细胞在吸收肌酸时，也带给细胞更多的水分(水合作用)，细胞体积由此增大，为骨骼肌的合成代谢提供良好的空间，增加肌蛋白的合成速度，促进了骨骼肌的生长。

一项采用双盲、随机、平衡和交叉实验设计的研究，对10名未受过训练的大学年龄活跃的男受试者进行为期5天的肌酸和安慰剂的补充，补充剂量为每天补充4次，每次单结晶水肌酸5克加3克葡萄糖;安慰剂组为7克葡萄糖。通过检测极量和3次亚极量等长伸小腿运动和手握力来评价受试者运动能力的变化。结果发现，补充肌酸可以显著增加极量伸小腿等长收缩的力量，但是对于手握力没有显著的影响;另外，补充肌酸还显著地延长了三组亚极量伸小腿和手握力运动到疲劳的时间。Richard Urbanski和加里福尼亚州立大学运动学系的其他成员进行的这项研究表明，补充肌酸可以提高最大等长收缩力量并延长等长收缩疲劳的运动时间。然而，补充肌酸所导致的最大等长收缩力量的增加仅限于大块肌肉运动时产生的力量。

补充肌酸引起力量增长的作用机制主要是:第一，提高骨骼肌内肌酸储量，进而加速CP的生成，CP是维持爆发力的能源;第二，肌酸有助于肌细胞内ATP从生成部位转移到收缩部位发挥作用，提高骨骼肌持续收缩的能力。

许多健美爱好者和运动员曾服用过肌酸，对于肌酸的科学使用还存在许多需要阐明的问题。虽然多数实验结果都支持肌酸对发展运动员力量的良好效应，但是如何科学地补充肌酸以取得事半功倍的良好效果也是运动员应该关注的问题。

二、中间代谢产物及代谢调节因子(一)FDP(1，6－二磷酸果糖)

1，6－二磷酸果糖(FDP)是糖酵解代谢过程中的一个中间代谢产物;在糖酵解代谢过程中，它既是代谢底物同时又能反馈刺激限速酶磷酸果糖激酶(FPK)和丙酮酸激酶(PK)的活性，而促进糖酵解代谢。因此，FDP不但是细胞内的供能物质，而且能够通过改善和增强糖无氧代谢的调节能力，促进ATP的生成，改善细胞在缺氧后的生理机能和应激适应水平。所以，FDP是国际上公认的细胞强壮剂。

通过口服补充的FDP可迅速进入血液循环。目前，研究已经证实它可以直接通过细胞膜进入骨骼肌和心肌细胞，在转动体的帮助下速率更快;FDP在细胞膜上还可以保护细胞膜，降低自由基对细胞膜的损害，特别对心肌负担重的、有憋气动作的力量性运动，FDP有保护心肌的作用。由于细胞膜得到保护，所以可减轻细胞膜内外离子的紊乱(即K⁺外流，Ca²⁺、Na⁺内流，使细胞膜电位改变，肌肉兴奋性失常)而引起的疲劳。由于FDP对心肌有保护作用，体弱或老年人参加体育活动可以服用。

补充FDP比服用葡萄糖或淀粉引起的胰岛素效应小，故在运动中、前、后都可以服用，做到随时通过补糖而提高能源，因此，FDP是一种很好的营养素。在进行激烈运动时，由于机体缺氧，可导致体内大量乳酸的生成，而乳酸是引起疲劳的重要因素。因此，此时如果将FDP与促进有氧代谢的门冬氨酸、柠檬酸盐、维生素B1等同时补充将收到更理想的效果。

多数学者认为，补充FDP可对运动员产生一些积极的生物学作用:①FDP提高了损伤组织细胞中FDP的水平，加强了细胞中糖的无氧代谢过程，促进缺血、缺氧组织细胞中糖的利用，提高了细胞中ATP水平;②加强了中性粒细胞对氧自由基生成过程的抑制，保护细胞膜，改善细胞膜极化状态，减少钾丢失;③具有明显的钙拮抗作用，促进钙离子细胞内外交换的稳态调整;④降低红细胞脆性，提高红细胞数量。

(二)肉碱

肉碱也被称为肉毒碱，属于非必需短链羧酸，是一种天然存在于动物性食物中的维生素样复合物，它可在肝脏和肾脏中进行合成。L－肉碱是机体内具有生物活性的一类肉碱，也是食物补剂中用的最多的一种肉碱形式。

L－肉碱在人体内具有多种生理功能，其中大多数的作用是增进人体的机能，但是有些会损害人体运动的能力。L－肉碱的基本生理功能是作为游离脂肪酸进入酸粒体内膜的载体，促进游离脂肪酸的氧化以产生能量。从理论上讲，补充L－肉碱可增强游离脂肪酸的氧化并节省肌糖原的利用，从而提高运动员长时间有氧耐力运动的能力。而且，L－肉碱还可以通过降低乙酰CoA/CoA的比率激活丙酮酸脱氢酶的活性，促进丙酮酸的氧化，这种效应可减少乳酸的堆积和增强有氧耐力。但是另一方面，L－肉碱的促分解效应可能也会加速碳水化合物的氧化导致肌糖原的快速消耗，对运动能力产生负面影响。

有研究表明，尽管摄入L－肉碱可提高血液中肉碱的浓度，但是研究发现在肉碱促进游离脂肪酸氧化供能的位点即肌肉中，肉碱水平并未持续升高。L－肉碱对运动中游离脂肪酸的动员和对VO_2max的作用的实验数据是模棱两可的。一些实验发现L－肉碱可促进游离脂肪酸的氧化并提高VO_2max;另一些研究则认为L－肉碱对两者没有作用。另一方面，实验结果清晰显示补充L－肉碱并不能消除乳酸的堆积;而且这些研究的结果表明，不论是有氧能力还是无氧能力，L－肉碱对它们都没有增强的功能。尽管如此，长期服用L－肉碱对长时间有氧耐力项目(如马拉松)的效果观察还是有必要的，观察其是否可以通过节省肌糖原来提高运动员的运动能力。卡拉姆班尼及其同事研究发现，短期补充L－肉碱(运动前2克/2小时)对马拉松和20公里赛跑运动员的运动能力均没有显著影响，但是与长期摄入量比较这一剂量显然不足。

在上述研究中L－肉碱的使用剂量是安全的，大剂量可能会引起腹泻。个人选用肉碱补剂时要注意该产品不能含有D－肉碱(右旋肉碱)，D－肉碱是L－肉碱的同分异构体，它会妨碍机体内L－肉碱的合成，导致因缺乏L－肉碱而引起的病症，如肌病和肌无力等。

(三)丙酮酸盐

Connecticut 州格林尼治医院的道格拉斯·卡门博士在《营养学》杂志上发表了一项为期6周的双盲安慰剂对照实验设计的研究，他们研究了补充丙酮酸盐对健康的超重男女受试者的体重、体成分、活力和疲劳水平的影响。26名受试者被随机分配到安慰剂组(7男7女)和丙酮酸盐补充组(3男9女);另外，所有的受试者都参加一个每周3次的运动计划，此运动计划包括45～60分钟的有氧/无氧常规运动。经过6周的运动，补充丙酮酸盐组的受试者的体重(－2.5公斤)、体脂重量(－1.2公斤)和体脂百分比(6周前的23.0%对6周后的20.3%)均出现具有统计学意义的下降。另外，补充丙酮酸盐组的受试者的疲劳和活力评分分别在第6周(活力)、第4和第6周(疲劳)出现显著性的提高。这表明受试者有更多的能量而疲劳的情况发生较少。补充丙酮酸盐组的受试者的瘦体重没有显著的变化。在实验进行的第2和第4周，安慰剂组受试者的活力显著增加，而其他指标都没有变化。因此，以6克/天的剂量补充丙酮酸盐6周并结合较低强度的运动可以显著地降低受试者的体重和脂肪的重量。

(四)CLA

CLA是Conjugated Leinoleic Acid的缩写，意为结合性亚油酸，又名共轭亚油酸。若干年前，CLA还是一个不被人所认识的营养品，它可在很多种天然食物中得到，尤其是牛肉、火鸡和一些乳制品中。正因为此，CLA也不是药物，而是食品补剂。在过去的研究中，CLA是作为抗癌物质出现的，它可以减轻机体组织因免疫应激引起的副作用——分解效应，能促进组织生长，甚至可提高血液中脂类物质的含量。最近的研究焦点集中在CLA对身体成分的影响及在代谢过程中的作用上。

事实上，一些最新研究结果表明CLA确实能降低体脂和增加瘦体重。例如，迈克尔·派瑞查博士的研究证实，经过喂食CLA的实验动物体脂明显下降(实验组动物体脂为4.34%，对照组为10.13%)而去脂体重增加;另外此研究显示膳食中至少含有0.5%的CLA才可产生显著效果，说明只有摄入合适的剂量，CLA才能起到应有的效应。

另有一些研究认为CLA在生长方面的效果比其降低体脂的作用更为明显。科学家们发现在正受哺乳的幼龄动物的膳食中加入CLA，可比对照组的动物获得更多更显著的体重。

目前，CLA在国外已被大多数竞技运动员和健美爱好者所应用，而国内还比较少见。CLA被主要用来燃烧脂肪和增长肌肉;另外，CLA还是一种潜在的抗氧化剂，其功效比维生素E和β－胡萝卜素还要好。

最近的两项研究发现，CLA具有促进生长的特性。其中的一项研究表明，24名健美运动学者在进行一个为期6周的身体训练后，补充7.2克/天CLA的受试者瘦体重增加了1.5公斤，而安慰剂组仅增加了0.3公斤。另一项研究发现，进行节食并补充CLA的肥胖者并没有比服用安慰剂的受试者减掉更多的脂肪，但是却增加了更多的瘦组织。

(五)生命红素(番茄红素)

番茄红素同α－胡萝卜素、β－胡萝卜素及黄体素一样，属类胡萝卜素的一种，在很多天然水果和蔬菜中能找到它。它是一种天然的生物色素，使番茄、番石榴、西瓜和柚子呈现红色。在人体内，番茄红素主要贮存于肝脏、肺、前列腺、结肠和皮肤，其在机体内的浓度高于其他的类胡萝卜素。

近年来，大量研究显示富含番茄红素的饮食可降低一些慢性病(如癌症和心脏病)的发病率。多伦多大学的一项研究显示，受试对象摄入番茄红素后，血液中番茄红素的水平迅速升高，而被自由基氧化的脂蛋白、蛋白质和DNA的混合物的含量随之降低，转而有助于降低癌症和心脏病的发病率。哈佛医学院对48000名男性进行了一项调查研究，要求受试对象在一周内两次摄入番茄类食品，而以前他们从无这种习惯，结果发现前列腺癌的发病率下降34%;研究中共评估了46种水果和蔬菜，只有番茄食品的摄入与发病率下降呈正相关。以色列本·古林大学和索罗卡医学中心的研究认为，番茄红素在抵抗乳腺癌、肺癌和子宫癌的过程中比α－胡萝卜素，β－胡萝卜素更有效，它可以使癌细胞的生长代谢延迟。在意大利经流行病学调查发现，习惯性摄食番茄食品的人群中消化道癌的发病率极低。因此，现有的医学研究表明，大量摄入番茄红素可抵抗肺癌、乳腺癌、前列腺癌、子宫颈癌及消化道癌的发病。在西方国家，老年性黄斑退行性变是造成65岁上老年人失明的首要因素，而血清中高水平的番茄红素可预防这种退行病变的发病。

番茄红素抵抗癌症发生的机制尚不清楚，但是研究人员普遍认为，作为强力的抗氧化剂的番茄红素一旦被机体吸收，由于它具有独特的化学结构可消除自由基，尤其是氧自由基，从而预防细胞损伤并修复已损伤的细胞;另外它可通过抑制DNA的氧化而抗癌。

运动员大运动量训练和比赛中体内产生大量的自由基，特别是氧自由基，这些自由基可导致人体内多种膜结构的损伤，并成为导致运动员疲劳的重要因素之一。番茄红素可以消除运动员体内的自由基，防止组织细胞损伤，并能提高机体免疫力。因此，补充番茄红素不仅可以有效地延缓或阻止运动性疲劳的发生，而且还可以促进运动员运动后的恢复。

人体自身不能产生番茄红素，但是它非常容易从饮食中得到。一小部分来源于番石榴、西瓜和柚子，但是膳食中大约85%的番茄红素来自番茄及其制品(如番茄汁、番茄酱)。现在已有番茄红素胶囊制剂上市。研究证明源自番茄的番茄红素极易被吸收进入循环的血液中。

目前，还没有明确的番茄红素每日的推荐摄入量。但是，基于近年来的大量实验数据，研究人员提倡膳食中应富含经过加工的番茄食品，或每天饮用540毫升番茄汁，或服用番茄红素胶囊。