现代特殊营养学
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

第四节 体能训练与恢复的时相营养

体能的超代偿是在恢复中实现的。近些年来提出了“时相营养”。所谓营养补充的时相性就是指运动训练期间,在合适的时间,吃正确的食物。JOHN等将运动肌肉24小时代谢循环分成3个时期,即肌肉运动能量期、恢复期和生长期,并提出相应的3个时相,即能量时相、合成时相和生长时相。为了使肌肉在各个不同时期内获得最佳的代谢功能状态,就应该在相应的时期给予适量、正确的营养物质。

一、体能恢复的能量时相

运动时的能量时相,是指运动时要释放出足够的能量,以驱动肌肉收缩。碳水化合物是这时的关键物质,它可以防止肌糖原的耗竭、增强耐力、维持血糖水平、推迟疲劳的发生。碳水化合物、蛋白质以及特殊的氨基酸、维生素补充,将节省肌糖原,增加肌肉耐力,抑制分解激素的升高。

(一)碳水化合物的补充

运动前除了保证足够的主食之外,运动前、中、后都要注意碳水化合物的补充,以保证最佳的能源利用及储备。

(二)肌酸

作为短时间高强度运动的能源物质,磷酸肌酸的含量一直备受关注。肌酸在运动中广泛应用,不仅仅是因为它促进蛋白质合成的作用,还因为它有助于能量的快速补充。因此赛前补充肌酸,对高强度重复性、短距离以及间歇性运动项目有支持作用。外源性补充肌酸可提高机体肌酸储备量,提高运动员大强度运动能力。但肌酸的服用并不是对所有的运动员都有效,如果运动员机体原有肌酸水平较高,补充肌酸效果会不明显;而原有肌酸水平较低者补充肌酸效果较好,在补充肌酸的同时结合运动则效果会更好。补充肌酸对提高短时间、高强度运动项目运动能力有利,对耐力项目运动能力的作用目前尚未见权威性报道,因此肌酸的补充目前主要是在短时间、高强度项目运动员中使用。

肌酸的补充要注意服用的时间和剂量,不能在整个训练阶段都大量服用。运动员口服肌酸常采用以下方法:以0.2~0.3g/kg体重的剂量作为肌酸负荷阶段补充5天,然后以0.02~0.03g/kg体重的维持剂量保持一个月,肌肉中肌酸会在数周保持较高水平。在口服肌酸的同时补充蛋白质、氨基酸、糖等,比单独补充肌酸效果要好,因为胰岛素的分泌可以促进肌肉从血液中吸收肌酸,可以更好地促进肌肉蛋白合成,有利于运动员速度和力量的提高。

Ralf等给受试运动员服用5g/d枸橼酸肌酸28天,使用前后测试10次15秒最大强度握力器(间歇45秒)运动能力,与对照组相比,10次的总做功能力显著增强。补充肌酸也会有副作用,常见的是肌肉酸胀,体重增加,这和水潴留以及蛋白合成增加有关。长期大量补充肌酸会使内源性肌酸合成受到抑制。同时肌酸的补充并不是越多越好,超过机体最大吸收能力,多余的肌酸会从尿液中排出。

(三)1,6-二磷酸果糖(FDP)

FDP是细胞内的糖代谢的中间产物,也是重要的调节多种糖酵解关键酶的物质,如反馈刺激磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)的活性,改善和增强糖的无氧代谢能力。冯美云等研究表明,使用FDP后,45秒极限运动时最大输出功率、平均输出功率和总功率均显著提高。

二、体能恢复的合成时相

合成时相即运动后即刻至45分钟内。此时的关键是受损的肌肉组织开始修复,肌肉蛋白合成和肌糖原填充。在运动后即刻,肌细胞对合成激素——胰岛素高度敏感,是实施肌糖原填充和肌肉修复的最佳时间。这时所需要的营养物质是碳水化合物+蛋白质+抗氧化剂。随后这种敏感性很快会下降,在几小时后肌细胞甚至变得对胰岛素产生抵抗,在产生胰岛素抵抗的情况下,肌糖原的恢复、肌肉组织的修复、新的肌肉合成都会明显地下降。

三、体能恢复的生长时相

生长时相即从合成时相结束到下次运动开始的这一段时间。此阶段涉及收缩蛋白数量、肌纤维体积的增加以及能量时相所消耗的肌糖原的完全填充。蛋白质和碳水化合物是保持最佳肌肉生长的要素。如果在营养素补充上遵循营养时相系统的规律,就可以保持高水平的合成状态,完成肌糖原储备、修复肌肉组织和合成新的肌肉组织。

(一)训练后肌糖原及时恢复

运动中肌糖原消耗,甚至耗竭,运动后肌糖原的再合成就成了恢复的关键。长时间运动后到第一次补碳水化合物的时间间隔将明显影响肌糖原再合成的速率,如运动后即刻给予碳水化合物补充,肌糖原再合成速率高达7~8μmol/(g·d)。这样的速率只能维持大约2小时,其后会降低约50%。6小时后会降到1~2μmol/(g·d)。图9-3显示运动后即刻与2小时补糖的肌糖原合成的差异。在补碳水化合物的同时,补充蛋白质对肌糖原的储量也有很大的区别。

图9-3 运动后不同时间补碳水化合物对肌糖原再合成的影响

引自:Ivy,et al. 1988.

(二)训练后肌肉的修复及再合成

运动训练某种程度上会对肌肉造成一定的损伤,而这种微小的损伤恰恰是肌肉修复及再合成的前提及保障。若没有足够达到肌肉微结构损伤的训练,对于肌肉质量和力量的增长来说是无效的训练。运动后骨骼肌损伤的修复过程涉及形态组织层面、血清酶活性、自由基代谢、蛋白质合成等结构与功能的变化,而这些变化与运动后的营养手段有关联。

1.蛋白质及氨基酸补充

通过对运动前后不同时间段氨基酸代谢的研究,可见运动后的血浆氨基酸水平影响肌肉蛋白质的合成速率,胰岛素水平也可影响肌肉蛋白质的代谢。进食蛋白质和氨基酸可以增加血浆氨基酸水平,食物中碳水化合物刺激胰岛素分泌。有报道BCAA有促进蛋白质合成的作用,尤其是亮氨酸。谷氨酰胺有助于运动后的恢复,但还需要更多的实验去证实。

乳清蛋白中支链氨基酸的含量相对较高。大豆中的蛋白是运动后可选择的另一种蛋白质,它能够提供肌肉重建及修复的必需氨基酸。研究表明运动后碳水化合物和蛋白质配合补充要比单独补充的效果好,能够加速恢复过程。原因是混合补充时产生的胰岛素效应较高,提高了蛋白质合成的速率,从而加速恢复过程。同时也发现,碳水化合物加上蛋白质在运动后越早补充,越有利于提高肌糖原再合成。

不管有没有碳水化合物的摄入,要想增加肌肉蛋白的合成,至少要补充6g的必需氨基酸。近来的研究也提示在运动后摄入6~20g蛋白质会对恢复过程起到一定的促进作用。配合碳水化合物补充,可以将糖原合成的效果最大化,刺激肌肉合成的激素分泌,提高蛋白质合成。

运动后补充蛋白质和氨基酸的时间也很重要,有研究证实在3小时内,必需氨基酸能有效地刺激肌肉蛋白质合成。建议在运动结束之后,尽快进食含有蛋白质的食物,这样可以加速血流速度以及激素的分泌速度。因此,在实际中,运动后蛋白质的补充应该是在活动后的3小时之内,而且补充的蛋白质中应该含有所有的氨基酸,尤其是必需氨基酸。

2.缓解体力疲劳和促进恢复的营养产品

恢复期补充抗氧化物质能在一定程度上缓解肌肉损伤、促进恢复。针对大负荷训练时经常遇到的血红蛋白降低和低血清睾酮,从营养角度促进运动后恢复还可以补充如铁、叶酸、维生素B12等与造血功能有关的营养素和具有调节内分泌作用的一些天然植物成分。营养因素对运动后心理状态和中枢神经系统兴奋抑制状态平衡的影响,在科学认识上还有限,一些营养补剂,如褪黑素、某些植物化学物和糖等的有益作用已被一些学者的研究证实,可以根据实际需要应用。目前市场上有不少声称具有提高体能的产品,其作用基础依据一些缓解体力疲劳和促进恢复的营养成分(表9-8)。但是多数尚缺乏充分的科学验证。

表9-8 一些具有改善体能作用的营养物质

在时相营养系统的合成期和生长期尽快拮抗分解激素,刺激合成激素,从而促进合成代谢,减少肌肉损伤和加速糖原和蛋白质合成是关键。Ivy等提出了合成期和生长期的营养补充建议(表9-9、表9-10)。

表9-9 合成期理想营养补充

引自:Ivy J,Portman R. Nutrient Timing:The Future of Sports Nutrition. Basic Health Publications,2004.

表9-10 生长期的理想营养补充

引自:Ivy J,Portman R. Nutrient Timing:The Future of Sports Nutrition. Basic Health Publications,2004.

过去的研究已经证明,无论是宏量营养素和微量营养素在运动训练中均可以发挥重要的作用。然而,在提高运动表现的背景下,碳水化合物补充仍然是最重要的,而一些运动促力物质(例如咖啡因、肌酸、碳酸氢钠、β-丙氨酸、硝酸盐)都能在一定的训练环境中改善运动能力。近期一些研究表明,减少碳水化合物和提高蛋白质摄入的策略可以提高训练适应,而高碳水化合物的补充和抗氧化剂补充实际上削弱了训练适应。

对于体能训练的人群来讲,营养是其提高训练效果,保持体能稳定的必备要素,科学、合理、正确地补充营养素可促进机体肌肉的快速修复与合成,有助于防止伤病的发生。相反,则会导致体能下降、恢复速率降低甚至缩短运动寿命。

(史仍飞)