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美国国家体能协会运动营养指南.pdf
http://www.100md.com 2020年1月15日
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     美国国家体能协会运动营养指南是由美国国家体能协会所编著,基于营养领域最新的研究成果,讲述了运动及营养的相关原理,并针对不同人群,给出不同的营养建议,极具实用性。

    美国国家体能协会运动营养指南作者简介

    美国国家体能协会 (National Strength and Conditioning Association, NSCA) 是体育运动训练领域的专业组织,在56个国家拥有33000个会员,其资源和专业知识均来自力量训练、体育科学、运动表现研究、教育和运动医学等领域的专家,能够为教练和运动员提供可靠的知识和训练指导资源。美国国家体能协会已成为实验室和运动场之间的连接纽带。

    美国国家体能协会运动营养指南内容介绍

    本书是美国国家体能协会(NSCA)与众位世界运动营养学家联合编写的运动营养指南。书中不仅向读者介绍了国外运动营养领域新的研究成果,讲述了运动营养学的相关原理,还给出了基于不同人群和不同营养需求的营养建议,集科学性与实用性于一体。全书共分12章,分别介绍了运动营养与运动表现的关系;碳水化合物、蛋白质、脂肪、水、维生素和矿物质的营养学功效及其摄入量建议;力量和爆发力,以及有氧耐力训练相关的营养需求和补充建议;营养补充时机及能量消耗与体成分相关的营养学原理和建议;还从运动营养师的角度分别介绍了营养需求分析和营养计划制订的经验和理论。本书为体能教练、运动营养师、专项教练、运动员、健身人士,以及相关领域的教师和学生了解运动营养提供了重要参考。

    美国国家体能协会运动营养指南目录

    第1章 有益于训练和运动表现的食物和液体

    第2章 碳水化合物

    第3章 蛋白质

    第4章 脂肪

    第5章 体液

    第6章 维生素和矿物质

    第7章 力量与爆发力补剂

    第8章 杭o响电

    第9章 营养补充时机

    第10章 能量消耗和体成分

    第11章 营养需求分析

    第12章 沟通并制订运动员营养计划

    美国国家体能协会运动营养指南截图

    NSCA体能训练科学丛书

    NSCA's Guide to SPORT AND EXERCISE NUTRITION

    美国国家体能协会运动营养指南

    [美] 美国国家体能协会(National Strength and Conditioning Association) 比尔·I.

    坎贝尔(Bill I.Campbell) 玛利亚·A.斯帕诺(Marie A.Spano) 主编

    黎涌明 邱俊强 译

    人民邮电出版社

    北京图书在版编目(CIP)数据

    美国国家体能协会运动营养指南美国国家体能协会,比尔·I.坎贝尔(Bill

    I.Campbell),(美)玛利亚·A.斯帕诺(Marie A.Spano)主编;黎涌明,邱俊强

    译.--北京:人名邮电出版社,2018.6

    (NSCA体能训练科学丛书)

    ISBN 978-7-115-48059-0

    Ⅰ.①美… Ⅱ.①美…②比…③玛…④黎…⑤邱… Ⅲ.①体育卫生—营养学

    —指南 Ⅳ.①G804.32-62

    中国版本图书馆CIP数据核字(2018)第048006号

    ◆主编 [美]美国国家体能协会(National Strength and Conditioning

    Association) 比尔·I.坎贝尔(Bill I.Campbell) 玛利亚·A.斯帕诺(Marie

    A.Spano)

    译 黎涌明 邱俊强

    责任编辑 寇佳音

    责任印制 周昇亮

    ◆人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号

    邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn

    网址 http:www.ptpress.com.cn

    北京市艺辉印刷有限公司印刷

    ◆开本:787×1092 116

    印张:19.75 2018年6月第1版

    字数:348千字 2018年6月北京第1次印刷

    著作权合同登记号 图字:01-2016-10033号

    定价:128.00元

    读者服务热线:(010)81055296 印装质量热线:(010)81055316

    反盗版热线:(010)81055315

    广告经营许可证:京东工商广登字20170147号目 录

    封面

    扉页

    版权声明

    内容提要

    译者序

    前言

    第1章 有益于训练和运动表现的食物和液体

    营养研究的新进展

    营养和运动表现

    专业应用

    小结

    第2章 碳水化合物

    碳水化合物的种类

    体内糖的调节

    碳水化合物和运动表现

    专业应用

    小结

    第3章 蛋白质

    身体中的蛋白质

    蛋白质的类型

    蛋白质和运动表现

    专业应用

    小结

    第4章 脂肪

    脂肪的消化与吸收

    脂肪的种类

    膳食脂肪与运动表现

    专业应用

    小结第5章 体液

    运动中的体液平衡

    测量水合状态

    水合作用和运动表现

    与年龄相关的需水量

    专业应用

    小结

    第6章 维生素和矿物质

    运动员的微量营养素需求

    维生素和运动表现

    矿物质和运动表现

    专业应用

    小结

    第7章 力量与爆发力补剂

    肌酸

    HMB

    蛋白质和氨基酸

    β-丙氨酸

    专业应用

    小结

    第8章 有氧耐力补剂

    用作补剂的运动饮料

    适合有氧耐力运动员的氨基酸和蛋白质

    高分子量碳水化合物

    咖啡因

    碳酸氢钠和柠檬酸盐

    专业应用

    小结

    第9章 营养补充时机

    营养补充时机和有氧耐力表现

    营养摄入和恢复

    营养补充时机、抗阻训练、力量和爆发力表现专业应用

    小结

    第10章 能量消耗和体成分

    能量平衡

    低热量膳食

    高热量膳食

    改善体成分的运动补剂

    专业应用

    小结

    第11章 营养需求分析

    测量体成分

    记录和分析食物摄入量

    专业应用

    小结

    第12章 沟通并制订运动员营养计划

    提供营养知识

    保密

    制订运动员营养计划

    饮食紊乱与饮食失调

    女性运动员三联征

    专业应用

    小结

    参考文献

    作者介绍

    撰稿者

    译者介绍版权声明

    Copyright ? 2011 by the National Strength and Conditioning Association

    All rights reserved.Except for use in a review, the reproduction or utilization of this

    work in any form or by any electronic, mechanical, or other means, now known or

    hereafter invented, including xerography, photocopying, and recording, and in any

    information storage and retrieval system, is forbidden without the written permission of

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    利用。

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    copyright notice.Persons or agencies who have not purchased NSCA’s Guide to Sport

    and Exercise Nutrition may not reproduce any material.

    免责声明

    本书内容旨在为大众提供有用的信息。所有材料(包括文本、图形和图像)

    仅供参考,不能用于对特定疾病或症状的医疗诊断、建议或治疗。所有读者在针

    对任何一般性或特定的健康问题开始某项锻炼之前,均应向专业的医疗保健机构

    或医生进行咨询。作者和出版商都已尽可能确保本书技术上的准确性以及合理

    性,且并不特别推崇任何治疗方法、方案、建议或本书中的其他信息,并特别声

    明,不会承担由于使用本出版物中的材料而遭受的任何损伤所直接或间接产生的

    与个人或团体相关的一切责任、损失或风险。内容提要

    本书是美国国家体能协会(NSCA)与众位世界运动营养学家联合编写的运

    动营养指南。书中不仅向读者介绍了国外运动营养领域新的研究成果,讲述了运

    动营养学的相关原理,还给出了基于不同人群和不同营养需求的营养建议,集科

    学性与实用性于一体。全书共分12章,分别介绍了运动营养与运动表现的关系;

    碳水化合物、蛋白质、脂肪、水、维生素和矿物质的营养学功效及其摄入量建

    议;力量和爆发力,以及有氧耐力训练相关的营养需求和补充建议;营养补充时

    机及能量消耗与体成分相关的营养学原理和建议;还从运动营养师的角度分别介

    绍了营养需求分析和营养计划制订的经验和理论。本书为体能教练、运动营养

    师、专项教练、运动员、健身人士,以及相关领域的教师和学生了解运动营养提

    供了重要参考。译者序

    人体运动是一个化学能转换为机械能的过程,这一过程包含产生能量和利用

    能量两个环节。产生能量涉及人体的三大供能系统和三大能源物质,其他营养素

    也通过影响三大能源物质的代谢供能影响着人体的健康和运动表现。人类对运动

    过程中营养问题的认识可追溯到古希腊时期斯巴达勇士的训练,而近代运动营养

    领域具有里程碑式的事件是美国佛罗里达大学的研究人员为橄榄球运动员研制了

    一种碳水化合物饮料。20世纪80年代,运动营养学作为一门专门的学科正式诞

    生。目前,运动营养学所关注的人群已经由耐力训练人群拓展到几乎所有的训练

    人群,由参加竞技比赛的运动员拓展到几乎所有有健康需求的人群。运动营养也

    成为运动过程中实现健康促进和运动表现提升的不可或缺的重要部分。

    在我国,运动营养并不是一个新的议题,国内学术界对运动营养也有一些独

    特的认识。但是,一个不可否认的事实是,大众在运动营养的认识方面存在一定

    的误区,这些误区导致一定程度上的运动营养品的过度使用,重补剂轻饮食,重

    主餐轻“加餐”。事实上,运动营养涉及行为改变、烹饪、膳食结构、营养素质

    量、营养时机、补剂量及组合等多方面的事情。无论是从长期科学研究的角度还

    是短期实践应用的角度,都需要首先对国外运动营养学的研究成果有一个较为全

    面的了解。

    《美国国家体能协会运动营养指南》就是这样一本书,其为读者呈现了目前

    国外运动营养领域的最新研究成果。纵观全书,科学性和实用性是该书的两大特

    点。相比于其他的类似著作,该书首先是一本有关运动营养的“实证”指南,其所

    介绍的内容是“实证”运动营养(Evidence-based Exercise Sport Nutrition)。该书

    绝大部分内容都标明了出处,这让本书的科学性尤为明显。此外,该书基于科学

    研究,深入浅出地介绍了运动营养学的相关原理,并给出了基于不同人群和不同

    营养需求的营养建议,真正体现了本书“指南”的功能。该书共分为12章,第1章简

    要介绍了运动营养与运动表现的关系;第2~6章分别介绍了碳水化合物、蛋白

    质、脂肪、水、维生素和矿物质的营养学功效及其摄入量建议;第7~8章分别介

    绍了力量和爆发力,以及有氧耐力训练相关的营养需求和补充建议;第9~10章介绍了营养补充时机,以及与能量消耗和体成分相关的营养学原理及建议;第

    11~12章从运动营养师的角度分别介绍了营养需求分析和营养计划制订的相关经

    验和理论。这些章节几乎涵盖了运动营养学各个方面的知识。当然,该书也多次

    强调,运动营养价值的体现离不开一个良好的训练计划,这也理性地指出了运动

    营养在健康促进和运动表现提升中的地位。

    《美国国家体能协会运动营养指南》是美国国家体能协会(NSCA)体能训

    练科学丛书之一(其余两本为NSCA's Guide to Tests and Assessments和NSCA's

    Guide to Program Design)。作为致力于推动和引领全球体能职业发展的非营利性

    专业组织,美国国家体能协会通过开展行业权威认证、出版学术期刊、提供职业

    发展服务和继续教育的机会,在全球范围内传播体能相关的科学知识及其实际应

    用。该书英文版由美国HK(Human Kinetics)出版社出版,该出版社致力于为身

    体活动和健康领域提供高质量的信息类和教育类产品,目前是身体活动领域全球

    出版量最大的出版社。因此,本书无论是编写方还是出版方都属于体能训练领域

    的行业领袖,这为本书的质量和权威性提供了重要保障。

    本书由我和邱俊强教授共同翻译完成。体能训练和运动营养分别是我和邱教

    授的主要研究领域,我们的这种合作对于双方来说都是一种积极的尝试。一方

    面,我们分别从体能训练和运动营养这两个角度审视《美国国家体能协会运动营

    养指南》一书;另一方面,作为研究人员的我们又秉持相同的科学态度和科学标

    准。因此,在确定翻译这本书时我们都异常兴奋,也对能为国内体能训练和运动

    营养领域的读者呈现我们的成果充满期待。我们希望,这本译著能够传播国外运

    动营养领域最新的研究成果,为国内的体能教练、运动营养师、运动防护康复

    师、专项教练、运动员、健身人士,以及相关领域的教师和学生了解运动营养提

    供一个重要参考。需要注意的是,本书并不能够作为制订个体化营养计划的依

    据,关于个体化营养计划的制订和实施还需要咨询持有运动营养相关资质的专业

    人士。

    最后,我要感谢人民邮电出版社,它对体育领域的关注度强化了我对体育科

    学价值的信心。我也要感谢本书的两位原版作者,坎贝尔和斯帕诺是美国运动营

    养领域的科学研究者和实践探索者,众多体能教练、运动营养师、教练员、运动

    员和参与锻炼的大众都曾受益于他们的科学研究和实践指导。我们翻译本书也是

    希望有更多的中文读者能够从他们的知识和经验中获益,有更多参加竞技训练的运动员能够从运动营养的科学中进一步挖掘自身的潜能。最后,尽管我们在翻译

    过程中对相关内容进行了反复斟酌,但由于翻译水平有限,译著中可能存在翻译

    不当的地方,望读者给予指正和谅解。前言

    什么是运动营养?不同的人对此有着不同的认识。究其本质,运动营养是指

    在特定时间摄取正确剂量的营养物质以改善运动表现的实践。虽然一部分运动人

    群的目标是提高竞技运动表现,但许多运动人群并不参加竞技比赛,他们的目标

    只是改善体成分、缩短5千米跑步的时间,或者增加卧推质量等。有趣的是,运

    动营养的原则不仅适用于高水平运动员,也对第一次聘请私人教练的初学者有

    效。本书的主要目的之一就是将实用的科学信息传递给各类健身爱好者和参加比

    赛的运动员。

    在过去的几十年,运动营养领域的科学研究持续增加。事实上,自1990年以

    来,运动营养领域的同行评审学术期刊论文的数量急剧增加。运动科学和营养领

    域的科学期刊的每期刊文中,都至少包括一篇与运动营养相关的研究性或综述性

    文章。尽管这些学术期刊中的文章回答了运动营养领域中的众多问题,但是运动

    营养领域仍有许多问题悬而未决,对营养摄入量、补剂和运动表现等问题也有着

    不同的见解。本书所举的例子包括与最佳化训练相适应的蛋白质摄入量、肌酸补

    剂的安全性,以及提高运动表现的最佳补剂组合。正是这些未回答的问题和不同

    的见解推动着运动营养研究的不断进步和发展。这些研究与许多人密切相关,从

    参加多项体育运动的青少年的母亲,到专门从事某项运动专项的奥林匹克运动

    员。

    本书将讨论食物和运动补剂与人体生物学功能相互作用的方式。书中引用了

    大量相关研究来强调特定营养摄入量,这些摄入量都已被证实能够改善运动表

    现。一些章节还提供了评估运动员营养状况和基于此评估制订营养计划的信息。

    总体来说,本书让读者能够更好地理解摄取的食物如何代谢、储存和氧化成能

    量。书中所引用的研究介绍了如何合理选择营养物质来提升运动表现。

    本书共分为12章。第1章简要介绍营养物质如何影响运动表现。接下来的几

    章讨论了宏量营养素(碳水化合物、蛋白质和脂肪),尤其是这些营养物质如何

    代谢、储存和氧化成能量,并根据科学研究提出一些有关这些营养素摄入量的建

    议,从而促进有氧、无氧和力量训练的运动表现。第5章主要讨论了有氧耐力运动员和力量运动员的液体需求与运动中的体液平衡等相关话题,并概述了由于液

    体摄入不足或过多而导致的常见问题。第6章讲述了微量营养素及其在新陈代谢

    和运动中的作用。后续几章讨论了具体的营养策略和营养强化剂,研究已经证

    明,这些营养策略和营养强化剂可以增强有氧耐力、力量和爆发力;同时也讨论

    了可以改善体成分的营养策略和营养强化剂。最后两章提供了关于评估营养状况

    和根据评估结果制定综合方案的重要信息。

    运动营养是一个统称,涵盖了大量信息。我们希望这本书可以帮助读者更好

    地了解食物、运动补剂以及它们与人体生物系统的相互作用,以及如何提升运动

    表现。

    致谢

    我们要感谢所有带领我们进入运动营养领域的人。你们的辛勤工作、奉献和

    知识为紧跟你们步伐的人们创造了机会。我们特别感谢理查德·柯莱德(Richard

    Kreider)博士、约瑟·安东尼奥(Jose Antonio)博士和杰夫·斯托特(Jeff Stout)

    博士为运动营养学的发展提出指导,领导运动营养学的发展,以及为运动营养学

    做出的杰出贡献。第1章 有益于训练和运动表现的食物和液体

    比尔·坎贝尔,博士,CSCS,FISSN

    玛利亚·斯帕诺,MS,RD,LD,CSCS,CSSD,FISSN

    一名运动员的成功取决于很多可改变的因素。其中,最重要的因素包括良好

    的体能训练、运动心理、专项训练、营养、补剂、休息和恢复。这些因素不仅影

    响长期训练和后期表现,在单场竞赛中也发挥着重要作用。

    营养和运动表现(以及营养和体形变化)的科学发展迅速。随着该研究领域

    的不断扩大,对影响运动员运动表现和体形的因素的研究不断深入,这导致对运

    动营养师的需求不断增长。在高校和职业体育领域,运动营养师都在运用科学研

    究为运动员提供完善的建议。在通常情况下,运动营养师与专项教练、体能教练

    和运动防护师一起,共同为运动员提供帮助。运动营养师帮助运动员调整饮食摄

    入量,掌握营养补充时机,改变补剂方案,了解与补剂相关的所有信息。运动营

    养师还帮助运动员制定健康的运动员专用膳食,测量体成分和骨密度,帮助运动

    员在超市中挑选食物,教导运动员基本的健康烹饪方法,并且和专家们一起为饮

    食紊乱的运动员制定治疗方案。营养研究的新进展

    与运动员饮食相关的最热门的领域是什么?从宏量营养素到电解质平衡,再

    到能够减轻疲劳的补剂,运动营养学涵盖多层次的研究。宏量营养素的摄入时机

    与其本身一样重要。营养时机是指在训练或比赛的特定时间段内摄入特定营养物

    质的行为,其能影响体形变化、糖原补充、肌肉蛋白质合成和运动表现。

    营养时机——在训练或比赛的特定时间段内通过摄入特定营养物质来达到

    期望效果的行为。

    碳水化合物的摄入是营养补充时机中对很多运动员影响巨大的一个方向。二

    十年前,在碳水化合物的研究方面主要针对的是有氧耐力运动员。但是,此后人

    们主要研究抗阻训练前后碳水化合物摄入对糖原消耗后再合成(Robergs et al.,1991;Tesch et al.,1998)、激素分泌和肌肉蛋白质合成(Volek,2004)的影

    响。此外,碳水化合物的摄入类型也非常重要。饮用含有葡萄糖和果糖的饮料可

    能是保持水合(Jeukendrup and Moseley,2010)和节省内源性碳水化合物

    (Currell and Jeukendrup,2008)的最佳方式。一种由大麦支链淀粉制成的独特的

    高分子量淀粉类碳水化合物可能比单糖和双糖等低分子量碳水化合物更能够促进

    糖原恢复(Stephens et al.,2008)。

    有关蛋白质的研究已经从早期的探究各种蛋白质来源的氨基酸组分[蛋白质消

    化率校正的氨基酸分数(PDCAAS)],发展到探究营养时机和与减重有关的蛋白

    质类型(如乳清蛋白)(Lockwood et al.,2008)。此外,研究人员已经确定支

    链氨基酸(BCAA)促进肌肉蛋白质合成的时机、机制和效果(Borsheim et al.,2002;Norton and Layman,2006;Tipton et al., 1999)。最后一种宏量营养素是

    脂肪,除碳水化合物和蛋白质外,脂肪可能对整体健康也至关重要。例如,共轭

    亚油酸(CLA)和中链甘油三酯等类型的脂肪在提升运动表现和促进减重方面的

    潜在作用也不断激发着研究人员的兴趣。

    蛋白质消化率校正的氨基酸分数(PDCAAS)——一种根据人类氨基酸需

    求和易于消化的程度来评估蛋白质品质的方法。通常,百分之百表示最大值(超

    过100的数值会被去掉),而零表示最小值(Schaafsma,2000)。

    虽然尚未证明摄入超过每日营养推荐摄入量(RDI)的微量营养素能够改善运动表现,但是基于大样本量人群的研究发现,一些人的某种微量营养素的摄入

    量没有达到每日营养推荐摄入量,而有些人甚至缺乏一种或多种微量营养素。并

    且,通过补充微量营养素来改善饮食性营养不良,可以直接或间接改善运动表

    现。例如,尽管对于铁摄入充足的人来说,补铁无益于运动表现的改善,但是对

    于铁摄入不足的人来说,补铁是可以改善疲劳和运动表现的。某些特定的人群可

    能更容易缺乏某种特定的微量营养素(例如女性比男性更易于缺钙和铁)。在某

    种情况下,补充微量营养素可以直接改善运动表现(例如缺铁性贫血)。此外,补充微量营养素有时会有助于改善整体健康,预防损伤和疾病(例如,补充维生

    素D)或者加快恢复过程(例如,补充钠会缓解口渴和促进水的再合成)。第6章

    将详细介绍各种微量营养素以及它们对运动表现的重要作用。

    微量营养素——人体必需但含量较少的营养物质。所有的维生素和矿物质

    都是微量营养素。

    补剂可能是运动员之间最热门的话题。身处一个热衷于找寻“魔术弹”的社

    会,运动员也在寻找任何可以帮助他们变得更强、更快、更精瘦,以及能更好提

    高注意力的东西。因此,很多运动补剂就出现在商店的货架上和进行身体锻炼训

    练的人的橱柜里。幸运的是,科学研究已经证实了某些强化剂的市场宣称效果。

    肌酸、蛋白质、咖啡因、氨基酸、补充电解质的运动饮料、β-丙氨酸和高分子量

    淀粉类碳水化合物,都是目前最广泛被研究的补剂(第7章和第8章将对这些补剂

    进行详细介绍)。营养和运动表现

    在有关运动员饮食的研究中,运动营养师关注的领域有三个:宏量营养素、水合作用和营养强化剂。宏量营养素的类型和剂量,以及摄入的时间对运动表

    现、恢复和身体健康都有重大影响。宏量营养素摄入的相关变量通常包括宏量营

    养素的摄入种类、摄入时间和摄入量,这些变量经常会立即影响运动员的感受。

    水合作用不仅涉及降低体温,也会影响电解质水平和营养物质的输送。最后,营

    养强化剂很受那些想在比赛中占据优势的运动员的欢迎。强化剂是非常大的补剂

    门类。不同强化剂在效果和安全性方面各不相同,有些强化剂有效果,有些没有

    效果;有些强化剂用起来会有危险,而有些强化剂却很安全。

    宏量营养素

    对于维持生命的众多活动(包括保持人类身体结构和功能完整性)而言,宏

    量营养素(碳水化合物、蛋白质和脂肪)的摄入是很重要的。在运动营养领域,宏量营养素通常与能量产生和骨骼肌合成有关,这两个因素都是可以通过训练改

    变并促进力的产生的(见表1.1)。碳水化合物和脂肪是产生能量的主要营养物

    质。蛋白质产生的能量只占总能量利用的一小部分(Lemon and Nagle,1981;

    van Loon et al.,1999)。

    宏量营养素——人体所需的大量物质。碳水化合物、蛋白质和脂肪都是宏

    量营养素。

    三磷酸腺苷(ATP)是细胞的能量货币,它能够实现化学能向机械能的转

    化。食物中的能量(化学量)不能直接输送到细胞进行生物活动。但是,宏量营

    养素会通过富含能量的三磷酸腺苷化合物把能量输送给细胞(McArdle et al.,2008)。该过程分为两个基本步骤:(1)从宏量营养素中提取化学能并将其转

    移到ATP的键上;(2)进行ATP中的化学能的提取和转移,以便为诸如骨骼肌收

    缩之类的生物活动提供能量(McArdle et al.,2008)。在运动中,这三种宏量营

    养素会被氧化,转变为能量。有几种因素能决定宏量营养素的氧化程度,包括营

    养状态、运动强度和训练状态。接下来的章节将从为身体活动供应能量和增加去

    脂体重这两个方面来简要讨论宏量营养素的主要作用。

    有氧运动和无氧运动所需的燃料在长时间运动中,骨骼肌主要通过氧化碳水化合物和脂肪(以脂肪酸的形

    式)来提供能量。随着运动强度增加,由碳水化合物转化而成的能量将占据更大

    的比重。当运动强度接近百分之百最大摄氧量时,骨骼肌将逐步使用更多的碳水

    化合物,而使用更少的脂肪(Mittendorfer and Klein,2003;van Loon et al.,1999)。但是,随着运动持续时间的延长,脂肪代谢增加,碳水化合物代谢下降

    (Jeukendrup,2003)。碳水化合物的主要来源是肌糖原、肝糖原、肝脏的糖异

    生作用(由非碳水化合物来源生成的碳水化合物),以及摄入的碳水化合物。虽

    说碳水化合物和脂肪是有氧运动中的主要能量来源,但是长期进行有氧训练的运

    动员可以改变这两种宏量营养素各自的能量贡献总额。全身量热法测量已经清楚

    地表明,有氧耐力训练可以增加既定运动强度下脂肪的氧化,减少碳水化合物的

    氧化(Coggan et al.,1990;Friedlander et al.,1997;Hurley et al., 1986)。虽然

    氨基酸不是能量的主要贡献者,但是一些临床研究已经证实,氨基酸对有氧运动

    能量的贡献与运动强度呈线性关系(Brooks,1987;Lemon and Nagle,1981;

    Wagenmakers,1998)。

    表1.1 与运动表现相关的宏量营养素的主要作用

    短时间高强度无氧运动的能量来自体内储存的ATP-PC(三磷酸腺苷-磷酸肌

    酸)和可经糖酵解供能的碳水化合物(第2章将深入探讨碳水化合物代谢和糖酵

    解)(Maughan et al.,1997)。事实上,宏量营养素的无氧能量代谢只来自于糖

    酵解反应过程中的碳水化合物分解(McArdle and Katch, 2008)。此外,糖的无

    氧酵解还是ATP再合成的最快速的来源。由于其氧化速率和数量上的原因,糖酵

    解是持续时间为7秒到1分钟的全力运动中ATP再合成的主要来源(Balsom et al.,1999;Mougios,2006)。

    蛋白质与瘦体重

    在短时间高强度运动中,氨基酸对总能量供应的贡献微不足道,可能只占据

    3%~6%。但是研究表明,在长时间运动中,氨基酸对总体ATP的贡献却高达10%

    (Hargreaves and Spriet,2006;Phillips et al.,1993;Brooks,1987)。蛋白质作为运动过程中的一种能源物质,其发挥的作用在很大程度上取决于支链氨基酸和

    丙氨酸的可利用性(Lemon and Nagle,1981)。在产生能量方面,蛋白质的作用

    有限。蛋白质的主要功能是增加和保持瘦体重。在为运动个体确定最佳膳食蛋白

    质剂量的时候需要考虑蛋白质的品质、能量摄入、碳水化合物摄入量、运动方式

    和强度,以及蛋白质摄入的时机等多个要素(Lemon,2000)。想要深入了解蛋

    白质的各种类型和特定蛋白质的摄入建议,请参看第3章。对进行锻炼的个人而

    言,每天摄入1.5~2.0克千克体重的蛋白质不仅非常安全,而且还有助于提升对训

    练的适应性(Campbell et al.,2007)。

    水合作用

    水合作用不仅仅涉及身体水分的补充,同时也是为身体输送电解质、糖和氨

    基酸的一种方式。脱水和血钠过少(低钠血症,通常是因为身体中水分过多或钠

    的含量过少)都会影响“周末战士”和有训练经验的运动员。此外,脱水会增加核

    心体温,导致热病(Greenleaf and Castle,1971)。即使是更为常见的轻度缺水,也会导致力量和有氧耐力的下降,进而影响运动表现(Bigard et al.,2001;

    Schoffstall et al.,2001;Walsh et al.,1994)。青少年和老年人是最易患热病的两

    大群体,这些热病包括热痉挛、热衰竭和中暑(Wexler,2002)。造成青少年面

    临高热疾病危险的两大因素是:(1)青少年不像成年人一样易出汗(出汗有助

    于散热);(2)相同体重下,青少年的相对体表面积更大,当环境温度上升

    时,他们吸收的热量就更多(Delamarche et al.,1990;Drinkwater et al.,1977)。

    对老年人而言,年龄增长会带来口渴感和体温调节的变化,这会导致他们更

    容易脱水。老年人血容量下降时口渴感下降,肾脏的蓄水能力降低,且体液和电

    解质平衡会发生紊乱(Kenney and Chiu,2001)。一些处方药和心血管疾病(在

    美国,心血管疾病依旧是造成死亡的第一大诱因)也会影响体液平衡(Naitoh and

    Burrell,1998)。

    对加强水合作用的诉求促使人们开始研究超级保湿剂(例如甘油)。此外,营养学家研究了在运动饮料和普通电解质饮料中加入氨基酸对水合作用和肌肉损

    伤的影响。幸运的是,饮料公司持续赞助关于其产品功效的研究。这也说明人们

    一直在关注水合作用及其对人体健康和运动表现的作用。对其产品进行研究的饮

    料公司,应该雇用与公司没有利益往来的独立实验室来进行公正的、精心设计的临床试验。

    强化剂

    当代奥林匹克运动员和那些想要成为校篮球队成员的高中运动员没有任何区

    别,他们都想提升自身的运动表现。所有想要提升运动表现的运动员自然都会持

    续改善他们的训练方案。人们不仅关注训练方法,而且也同样关注使用强化剂来

    提升运动表现。强化剂是用于改善运动表现的一些营养类、生理类、器械类、心

    理类或医药类的物质或设备。根据这一定义,强化剂可以提升人体做功的能力

    (McNaughton,1986),其不仅包括有氧耐力运动员使用的咖啡因,还包括滑雪

    运动员使用的护目镜。营养强化剂受到运动员和运动行业其他人的广泛关注。它

    们可以直接影响个体的生理能力(进而提升运动表现),也能加快从训练和竞赛

    中恢复的速率。

    强化剂——一种提高人体做功能力的物质或设备,包括一些能够提升运动

    表现的营养类、生理类、器械类、心理类或医药类的物质或设备。

    宏量营养素和运动补剂

    营养强化剂分为两大类:宏量营养素的摄入方法(糖负荷、在力量训练阶段

    增加蛋白质摄入量等)和膳食补剂的摄入。膳食补剂是一种用于完善饮食营养成

    分的产品,其包含以下一种或多种成分:维生素、矿物质、氨基酸、草药或其他

    植物性药材。膳食补剂通过增加某种宏量营养素的总摄入量或总卡路里(热量)

    来完善饮食。膳食补剂是上述提到的任意一种或多种成分的浓缩物、代谢产物、化学成分、萃取物,其可以以液体、胶囊、粉末、软胶囊或新椭圆胶丸(囊形

    片)的形式补充。膳食补剂不是一种传统的食物,也不是膳食或饮食中的一种单

    一物质(Antonio and Stout,2001;U.S.Food and Drug Administration,1994)。

    只有当运动员出现相应的营养素缺乏问题时,一些经常使用的膳食补剂(例如维

    生素和矿物质)才被称之为强化剂。其他强化剂并非专门用来弥补营养缺失,而

    是能带来其他的特殊功效。例如,一名曲棍球运动员在季前赛之前连续4~6周服

    用一种控释性β-丙氨酸补剂,以改善某一特定的训练和恢复过程(即缓解疲

    劳)。营养强化剂和运动补剂都属于膳食补剂的范围。在通常情况下,补剂提供

    一种物质(单水合肌酸、α-酮戊二酸等),这种物质是正常生理和生物化学过程

    的一部分。其他营养强化剂通过增加生理或生物能量的途径来增加能量产成(例

    如单水合肌酸、咖啡因)或骨骼肌质量(单水合肌酸、亮氨酸等)。表1.2 列出了常见的运动补剂及其对身体健康和运动表现的一些裨益。

    表1.2 常见运动补剂的裨益

    强化剂使用的普遍性

    在人类历史发展过程中,运动员不断在尝试使用营养强化剂来改善运动表

    现。古希腊人可能是最早考虑通过适当的饮食和补剂来获取竞争优势的群体

    (Antonio and Stout,2001)。据说,公元前5世纪的希腊战士通过食用****

    和鹿肝等物质来增强身体机能(Applegate and Grivetti,1997;McArdle and

    Katch,2008)。想要了解古代运动员饮食习惯的历史信息,请参看葛雷维提

    (Grivetti and Applegate,1997)以及格朗让(Grandjean, 1997)的研究。

    对以往营养补剂食用行为的回顾可以发现,不同文明时代的运动员都摄入了

    营养强化剂。但是在现代社会,食用营养强化剂的个体类别和普遍性已经发生变

    化。有关高中生运动员的统计数据已经说明了这一变化(Hoffman et al.,2008)。一份自我报告调查询问了大约3000名美国8年级到12年级的中学生(男女生人数几乎相同)的饮食补剂摄入情况。结果表明,71.2%的青少年食用至少

    一种补剂,最常用的补剂是多种维生素和高能饮料。年级越高,使用补剂(例如

    肌酸、蛋白粉和增重制剂)来增加体重和力量的学生越多,且男生比女生更普遍

    使用。该调查的作者认为青少年对营养补剂和强化剂的依赖更大。其他基于调查

    的研究也有类似的发现(Bell et al.,2004;O’Dea, 2003)。

    随着越来越多的青少年和高中生运动员摄入营养强化剂,他们的教练、运动

    防护师、私人教练、康复医生和父母需要增加这方面的知识储备。“周末战士”、对肌酸给孩子带来的长期效果感兴趣的妈妈们、努力想要更瘦的健身达人都应该

    了解营养和强化剂的相关知识,以及它们影响人体生理的方式。得益于运动营养

    学研究的不断增加,关于这方面的信息越来越多。专业应用

    运动员、教练、体能教练、运动防护师和其他支撑人员对准确的营养和补剂

    信息的需求很明确。人们通过各种调查,包括一般营养知识调查问卷(GNKQ)

    和营养态度测试(EAT-26)来评估运动员在营养方面的认知(Raymond-

    Barkeretal.,2007)。其中大部分研究表明运动员这方面的知识很有限。研究已经

    发现,营养学或与营养学相关的学科的正规教育对运动员营养方面的知识并没有

    影响(Raymond-Barkeretal.,2007)。此外,营养知识也不一定会影响患有女性

    运动员三联征(饮食失调、骨质疏松、闭经)风险的运动员的饮食态度

    (Raymond-Barkeretal.,2007)。女性青少年可能存在营养误区(Cupisti,2002)。大学生运动员总体上不能辨别所有宏量营养素的推荐用量,并且很多人

    也不知道各种维生素对身体的作用)(Jacobsonetal.,2001)。而且,教练员对运

    动营养学相关知识也知之甚少(Zinnetal.,2006)。

    想要弥补运动营养学知识欠缺需要进行测试和教育。在测试完运动员的体成

    分和骨密度,以及分析完饮食记录和主观数据(运动员的感觉和能量水平等)

    后,运动营养师可以利用这些结果作为教育的起点。此外,对运动员进行一对一

    咨询也能使运动员有更多的机会来询问相关问题。运动营养师对当前研究知识的

    了解和掌握如何将这些知识应用到运动员身上,对于帮助运动员提升其运动表现

    至关重要。运动营养师利用这些知识为运动员制订计划和进度表,提出有效的建

    议,并帮助饮食失调的运动员制订治疗计划。小结

    ■ 运动营养师是运动训练团队不可或缺的一部分。该运动训练团队还包括专

    项教练、体能教练、运动防护师、运动心理师、队医和物理治疗师。

    ■ 碳水化合物和脂肪是为运动员提供能量的两大营养物质。

    ■ 碳水化合物的主要来源是肌糖原、肝糖原和肝脏的糖异生作用(由非碳水

    化合物来源生成的碳水化合物),以及摄入的碳水化合物。

    ■ 有氧耐力训练会增加既定运动强度下总脂肪的氧化量,降低总碳水化合物

    氧化量。

    ■ 由于氧化速率和氧化数量方面的特征,碳水化合物是在持续时间为7秒到1

    分钟的最大强度运动中ATP再合成的主要来源。

    ■ 蛋白质的主要功能是增加和保持瘦体重。

    ■ 对进行身体活动运动的个体而言,每天摄入1.5~2.0克千克体重的蛋白质不

    仅非常安全,而且还有助于提升对运动训练的适应性。

    ■ 脱水会导致核心体温上升,从而导致热病。即使是更为常见的轻度缺水,也会导致力量和有氧耐力的下降,进而影响运动表现。

    ■ 青少年和老年人是最易罹患高热疾病的两大群体。这些高热疾病包括热痉

    挛、热衰竭和中暑。

    ■ 虽然尚未证明摄入超过每日营养推荐摄入量(RDI)的微量营养素能够改

    善体能,但是基于大样本量人群的研究发现,一些人的某种微量元素的摄入量没

    有达到每日营养推荐摄入量,还有一些人甚至缺乏一种或多种微量元素。而且,某种营养素的摄入不足或缺乏会直接或间接影响运动表现。

    ■ 目前研究最多的补剂包括肌酸、蛋白质、咖啡因、氨基酸、电解质运动饮

    料、丙氨酸和高分子量淀粉类碳水化合物(第7章和第8章会对其进行详细说

    明)。第2章 碳水化合物

    多诺万·福格特(Donovan L.Fogt),博士

    碳水化合物是由碳、氢、氧原子组成的一种化合物。例如,葡萄糖(血液中

    以血糖形式存在的糖)的化学式是C6H12O6。绝大多数人体碳水化合物来自于植

    物性食物,但也有些食用碳水化合物来自动物制品。肝脏可以利用特定的氨基酸

    和脂肪的某些成分(例如甘油)来合成碳水化合物。

    人体利用碳水化合物来完成很多重要功能。就能量代谢和运动表现来说,不

    同组织中的碳水化合物具有以下四个重要功能:

    ■ 碳水化合物是神经细胞和红细胞的代谢能量燃料。

    ■ 碳水化合物是骨骼肌,特别是参与运动的骨骼肌的代谢能量燃料。

    ■ 在碳水化合物代谢时,碳水化合物可以作为脂肪进入三羧酸循环的引物。

    ■ 在运动和强度训练过程中,碳水化合物起到节省蛋白质的作用。

    碳水化合物的主要作用是为神经细胞和红细胞提供代谢燃料。神经组织可以

    使用的替代燃料来源非常有限,而红细胞只能使用葡萄糖。正常条件下,大脑几

    乎只使用血糖(葡萄糖)。为了能够正常工作,人体将血糖水平维持在极小的范

    围内。尽管神经和红细胞为正常的心血管功能、肌肉募集和氧气运输提供解剖和

    生理基础,但是它们的碳水化合物需求通常没有被纳入运动代谢范围之内。人体

    中碳水化合物的第二个作用是为收缩的骨骼肌提供能量燃料。来自碳水化合物分

    解代谢的能量为肌肉收缩和其他生物过程提供动力。因此,当运动员由休息状态

    变为高强度运动状态时,骨骼肌对碳水化合物的依赖程度会增加(本章后部分将

    继续讨论)。平滑肌收缩也需要碳水化合物的氧化。碳水化合物氧化(碳水化合

    物的分解)的第三个作用是用作脂肪进入三羧酸循环的引物。在三羧酸循环中,脂肪酸分解出的两个碳原子(乙酰辅酶A)单元与糖代谢的中间产物相结合,从

    而促进脂肪氧化。如果没有充足的三羧酸循环引物,就不可能有正常的脂肪代

    谢。最后,碳水化合物的代谢可以节省蛋白质代谢,有助于三磷酸腺苷(ATP)

    的能量供给,让蛋白质在维持、修复和促进组织结构生长方面发挥主要作用。碳水化合物的种类

    不是所有的碳水化合物都具有相同的形式和功效。而且,它们对运动表现的

    影响也不一样。只含有一个葡萄糖单位的碳水化合物是单糖。饮食中能够被人体

    吸收的单糖都有六个碳分子,只是它们的化学结构有微小差别。然而,这些细微

    的差别会导致很大的代谢差别。通过化学键结合在一起的单糖数量是区分不同碳

    水化合物种类的基础,并且这些化学键也能提升体内碳水化合物的功能。“糖”这

    个术语通常指单糖和双糖,例如蔗糖(也称作食糖)。“复合糖”和“淀粉”被广泛

    地用来指有更长的化学链的糖分子或单糖的聚合物,这些糖来自植物或来自植物

    制成的食物,例如谷物、面包、麦片、蔬菜和米饭。接下来的章节将讨论这些种

    类的糖及食物中的其他糖分。对于运动员而言,了解碳水化合物的种类和其对身

    体的作用至关重要——包括哪些类型能快速恢复消耗的肌糖原,哪些类型能在比

    赛中维持血糖水平(这对保持力量很重要),哪些类型能促进身体健康(例如心

    血管健康)。

    单糖

    在人体中,有三种饮食单糖分子的己糖(六碳)化学式排列相似,都是

    C6H12O6。这三种单糖是葡萄糖、半乳糖和果糖(见图2.1)。葡萄糖,也被称作

    右旋糖或血糖,是人体中最重要的单糖,也是人体细胞使用的最主要的单糖。人

    体可以通过饮食很容易地吸收这种单糖。人体也可以通过摄入和转化其他单糖来

    合成葡萄糖,或者是将葡萄糖从淀粉和糖原等更复杂的碳水化合物分子中释放出

    来。在糖原异生过程中,肝脏会将其他诸如氨基酸、甘油、丙酮酸和乳酸等化合

    物转化生成葡萄糖。图2.1 碳水化合物分子的化学结构。葡萄糖、半乳糖和果糖都是单糖。两个单糖分子组成双糖,例如麦芽

    糖、蔗糖和乳糖。更多单糖分子形成长链状会成为复杂的多糖分子,例如麦芽糖糊精、直链淀粉和支链

    淀粉

    [图片来源说明:Reprinted, by permission, from A. Jeukendrup and M.Gleesom,2010, Sport nutrition, 2nd ed.(Champaign, IL: Human Kinetics), 4.]

    糖异生——非碳水化合物转化生成葡萄糖。

    摄入人体的葡萄糖在被消化后会被小肠吸收,然后进入血液成为细胞新陈代

    谢的能量来源,或者成为存储在细胞间的糖原(主要是在肝脏和骨骼肌中),或

    者在一定程度上被肝脏用来转换成脂肪。与葡萄糖相比,果糖和半乳糖的碳原

    子、氢原子和氧原子的化学链稍有不同。果糖是最甜的糖,也被称作左旋糖或水

    果糖。通常,果糖存在于水果和蜂蜜中。食用果糖被小肠吸收后进入血液,然后

    被输送到肝脏转化为葡萄糖。半乳糖是天然存在的,半乳糖一般与葡萄糖结合在

    一起,形成乳糖。乳糖只存在泌乳人群或动物的乳腺中。像对待果糖一样,肝脏

    也会将食用半乳糖转化为葡萄糖。在这三种单糖中,葡萄糖是最重要的,对于那

    些锻炼的人群或正在接受训练的运动员来说尤其如此。果糖和半乳糖一旦被小肠

    吸收,就必须进入肝脏以转化为葡萄糖,而这一过程需要花费一些时间。相反,摄入的葡萄糖可以更容易被正在工作的肌肉使用。

    低聚糖

    低聚糖(来自希腊用语“oligo”,意思是很少)是由2到10个单糖结合在一起构

    成的。双糖由两个单糖组成,是大自然中发现的最主要的低聚糖。葡萄糖分子和

    果糖分子通过化学键结合成蔗糖。葡萄糖分子和半乳糖分子结合在一起就是乳

    糖。两个葡萄糖分子结合在一起就是麦芽糖。蔗糖,或称“餐桌上的糖”,是最常

    见的食用双糖,其占到美国总能量消费的四分之一(Liebman, 1998)。绝大部分

    的碳水化合物都富含蔗糖,特别是在精加工食品中分布广泛。牛奶糖,或乳糖,是甜度最低的双糖。麦芽糖,又称饴糖,常见于谷物制品,例如谷物和种子食

    物。虽然麦芽糖包含两个葡萄糖单糖,但是它只占日常饮食碳水化合物中的一小

    部分。单糖和双糖都被称作为简单糖。在商业贸易中,这些糖类被冠以不同的名

    称。红糖、玉米糖浆、果子露、糖蜜、大麦芽糖、转化糖、蜂蜜和天然甜味剂等

    都属于简单糖。在美国,很多食物和饮料都含有高果糖玉米糖浆。这些高果糖玉

    米糖浆主要由葡萄糖组成,但也含有足够的果糖来增加食物的甜味,从而使食物

    像甜菜或甘蔗糖一样甜。多糖

    多糖是由十个到成千个以化学方式链接的单糖分子组成的一种碳水化合物。

    多糖来自于植物和动物。淀粉和纤维是多糖的植物来源。在人体和动物组织内,葡萄糖的储存形式为糖原。

    淀粉

    淀粉是葡萄糖在植物中的存储形式。通常以高浓度的形式存在于植物种子、玉米和各类谷物中,它们被用来制作面包、谷类食品、比萨和点心。另外,豌

    豆、黄豆、土豆和根茎类蔬菜也含有淀粉。这种形式的多糖占据了美国人的碳水

    化合物饮食摄入量的50%(Liebman,1998)。淀粉有两种形式:(1)直链淀

    粉,一长直串的葡萄糖单元扭成一个螺旋线圈;(2)支链淀粉,一个有很多分

    支的单糖高分子结构。特定植物食品中每种淀粉的相对比例决定该淀粉的消化特

    性,包括“可消化性”,或者说摄入的食物中可以被人体吸收的比例。支链淀粉含

    量比较多的淀粉更容易被消化,也更容易被小肠吸收。相比之下,直链淀粉含量

    较多的淀粉不太容易被消化,因此其转化为血糖的速度也就降低了。“复合糖”通

    常指的就是食用淀粉。

    纤维

    纤维是一种结构化的非淀粉类多糖。美国国家科学院(National Academy of

    Sciences,NAS)使用三段文字描述了人体纤维的摄入(NAS,2002):

    ■ 膳食纤维由植物中含有的难以消化的碳水化合物和木质素组成,包括难以

    消化的淀粉。

    ■ 功能性纤维包含单独的、难以消化的碳水化合物。但是它们对人体有益处

    (肠道细菌能够发酵一小部分的水溶性膳食纤维,从而生成短链脂肪酸;这些脂

    肪酸可以被人体吸收,并用作肠道上皮细胞或白细胞的燃料)(Adamo,1990;

    Roediger,1989)。功能性纤维是近期出现的新型纤维分类。功能性纤维这个术

    语用来描述一些具有促进人体健康功效的纤维。功能性纤维不仅包括一些来源于

    植物可食用但难以消化的纤维,也包括来源于商业制造的碳水化合物。

    ■ 全纤维包括食用纤维和功能性纤维。

    不同纤维的物理特性、化学特性和生理功效大不相同。树叶、树干、根茎、种子和果皮的细胞壁含有不同种类的碳水化合物纤维(纤维素、半纤维素和果

    胶)。纤维素是地球上最丰富的有机分子(含碳化合物)。在通常情况下,食用纤维分为水溶性食用纤维和非水溶性食用纤维,而某些食用纤维可以从食物中提

    取出来单独存在并在市场上作为功能性纤维出售。非水溶性纤维包括纤维素和半

    纤维素。在通常情况下,麦麸就是一种富含纤维素的食物。水溶性纤维包括车前

    草、β-葡聚糖、果胶和瓜尔豆胶,主要存在于燕麦、黄豆、糙米、豌豆、胡萝

    卜、玉米皮和很多水果中。因为食用纤维能够保持大量的水分,所以在肠道中的

    食物残渣大都是纤维质。非水溶性纤维与肠壁上的细胞发生摩擦,这有助于提升

    肠胃功能和肠胃健康。而水溶性纤维缩短了食物残渣通过消化道的时间。下文列

    出了一些水溶性纤维和非水溶性纤维,以及它们各自的食物来源。通常,美国人

    每天的饮食中会含有12~15克的纤维(Lupton and Trumbo,2006)。这一摄入量

    远远低于美国国家科学院食品和营养委员会的推荐量,即38克天(男性)和25

    克天(女性)(对于50岁以上的男性和女性,摄入量分别是30克天和21克天)

    (NAS,2002)。

    食用纤维的类型和来源

    水溶性纤维

    车前草 果胶

    β-葡聚糖 瓜尔豆胶

    富含水溶性纤维的食物

    燕麦 蔬菜

    糙米 水果

    非水溶性纤维

    纤维素 木质素

    半纤维素 几丁质

    富含非水溶性纤维的食物

    麦麸 蔬菜

    全麦粉 全谷物

    纤维受到研究人员和市场媒体的广泛关注。这主要是因为,有研究发现,高

    纤维(特别是全谷物纤维)的摄入与心脏和外周动脉疾病(如高血脂,血脂水平

    升高)、肥胖症、糖尿病和包括肠胃癌在内的消化不良等疾病的发病率降低有关

    (Marlett et al.,2002)。

    摄入充足的纤维不会直接影响运动表现,但是会提升整体健康和预防慢性病。

    糖原

    糖原是一种由大量的葡萄糖单元组成的支链型高分子,是碳水化合物在体内

    的存储形式。这种形状不规则的多支多糖聚合物由几百个到几千个葡萄糖单元组

    成。这些葡萄糖单元连接在一起形成致密颗粒。糖原高分子也含有一些酶。有些

    酶负责糖原的合成、分解或调节与糖原合成降解有关的过程。糖原大大增加了两

    餐之间和肌肉收缩时立即可用的碳水化合物的数量。

    糖原主要存储在肝脏和骨骼肌。肝脏中糖原的浓度比较高。但是,因为人体

    骨骼肌分布广泛,所以骨骼肌存储的糖原总量更高(大约是400克糖原,即70 毫

    摩尔每千克肌肉或12克每千克肌肉)(Essen and Henriksson, 1974)。骨骼肌

    中的糖原代谢对胰岛素控制血糖稳定有重要作用。胰岛素是调节血糖水平最重要

    的物质,其可以促进骨骼肌的血液流动,刺激骨骼肌中的葡萄糖摄取、糖酵解和

    糖原合成。糖酵解是指碳水化合物(葡萄糖)快速分解生成ATP的过程。糖原存

    储最大化不仅对有氧耐力运动员很重要,对参加高强度训练的运动员也十分重

    要。第9章会探讨在力竭运动之后糖原再合成最大化的一些营养策略。

    胰岛素——胰腺释放出的激素,在血糖和氨基酸浓度升高时发挥作用,加

    快组织对这两种物质的吸收。

    血糖指数

    不同种类碳水化合物的血糖指数(GI)是反映人体吸收50克碳水化合物后血

    液中血糖水平上升速率的指标(Burke et al.,1998)。一种食物的血糖指数很大

    程度上取决于摄入食物中的碳水化合物可以被小肠里面的酶进行水解和后续吸收

    的速率。反过来,胃排空和糖或淀粉对肠道内酶类的物理可用性也决定了某种食

    物的肠道消化率。

    诸如糙米、全麦比萨、多谷物面包等类型的食物吸收速率低,血糖指数也

    低。高血糖指数的食物包括很多运动饮料和软饮料,以及精制糖(蔗糖)、精制

    大米、比萨和土豆泥等食物,尽管短暂,但这些食物会显著促进血糖增加和胰岛

    素分泌。多糖的血糖反应并不总是低于简单糖食物的血糖反应,因为烹饪会改变

    淀粉颗粒的完整性,从而提高血糖指数。在预测液体碳水化合物和固体碳水化合

    物的血糖指数时应该考虑这点(Coleman,1994)。

    鉴于膳食碳水化合物是运动准备、运动表现和运动后恢复的重要组成部分,进行训练的运动员对碳水化合物的需求会增加(Costill,1988)。在高强度身体

    训练时,运动员的每日碳水化合物摄入需求可能超过10克每千克体重。运动员可

    以综合利用低血糖反应碳水化合物和高血糖反应碳水化合物来提升运动表现。例

    如,在长时间有氧耐力训练中,食用高血糖反应的碳水化合物有助于保持血糖水

    平(Jeukendrup and Jentjens,2000;Jeukendrup,2004)和促进训练后肌糖原的快

    速恢复。但是,人们也可以食用一些吸收较慢、不精细的多糖来优化运动间隙的

    肌肉碳水化合物存储(Ivy,2001)。食用低血糖指数的碳水化合物有助于维持血

    糖水平,在超长时间的运动和恢复期预防血糖出现大幅度的下降。

    接下来的章节将讨论身体内碳水化合物的调节,包括血糖维持、糖原合成和

    分解,以及有氧氧化和无氧酵解。体内糖的调节

    碳水化合物是人体内的一种重要的燃料来源,但其数量有限。休息状态下,肝脏、胰腺和其他器官一起将血糖水平控制在一个较小的范围内,以满足不同身

    体组织对碳水化合物的需求。因为骨骼肌中存储的有限的糖原是肌肉收缩的重要

    能量来源,所以休息状态下人体很少用到这种碳水化合物。进食后,人体尽可能

    多地以糖原的形式存储碳水化合物,同时刺激碳水化合物燃料的使用,使血糖水

    平回归正常。在禁食状态,人体将调动葡萄糖前体物质来实现肝脏糖原异生(肝

    脏糖异生),同时促进脂肪氧化以便获取能量来节省碳水化合物燃料。

    在运动和比赛期间,人体通过增加碳水化合物和脂肪的分解,以及提高肝脏

    糖异生的速率来维持血糖水平。运动中碳水化合物和脂肪的动员程度取决于多个

    因素,但是最为重要的因素是运动本身(例如参与运动的肌肉总量和肌肉收缩的

    强度)。

    血糖稳定

    一般情况下,一个成人身体里的总血量大约为5升。在这5升总血量中,大约

    有5克葡萄糖。从食物中摄取碳水化合物、肝糖原分解(肝糖分解)和糖异生都

    有助于保持血糖水平。在禁食阶段,糖异生对血糖水平的保持作用更大。休息状

    态下,肌肉内的葡萄糖和糖原使用率很低。血浆胰高血糖素和胰岛素的平衡对血

    糖和身体组织的糖原利用具有最强的调节功效。当血糖低于正常水平时,胰腺的

    α细胞就会分泌胰高血糖素。胰高血糖素是一种碳水化合物调动激素,其可以促

    进肝脏的糖异生和肝糖分解,从而使血糖水平回归正常(见图2.2)。当血糖水平

    在进食后超过正常值,胰腺的β细胞就会分泌胰岛素。胰岛素降低血液中葡萄糖

    的方式有两种,包括增加胰岛素敏感的组织(主要是骨骼肌和脂肪组织)的血流

    量和刺激糖分子扩散到对胰岛素敏感的细胞中来。胰岛素也可以刺激细胞的能量

    代谢,氧化碳水化合物,加快以糖原的方式存储葡萄糖,并抑制肝脏和骨骼肌的

    糖原分解和肝脏糖异生。在训练实践的角度,确保这些系统的正常工作对于保持

    血糖水平非常重要,因为有氧耐力会随血糖水平的下降而下降。图2.2 胰腺胰岛素和胰高血糖素维持血糖稳定的作用过程

    糖原合成

    糖原存储在骨骼肌和肝脏中。肌糖原是高强度有氧或无氧运动的一种非常重

    要的能源物质。肝糖原降解成葡萄糖,然后被输送到血液中,以便在有氧耐力运

    动中维持血糖水平。本节将解释糖原是如何被合成的。

    在糖原合成过程中,细胞内的葡萄糖要几经转变才能生成尿苷二磷酸

    (UDP)-葡萄糖(Leloir,1971)。这一反应需要经历三个步骤:

    1.葡萄糖在进入细胞的过程中被己糖激酶催化成葡萄糖-6-磷酸。

    2.葡萄糖-6-磷酸通过葡萄糖磷酸变位酶转化为葡萄糖-1-磷酸。

    3.在由尿苷二磷酸-葡萄糖焦磷酸化酶催化的反应过程中,葡萄糖-1-磷酸和尿

    苷三磷酸合成尿苷二磷酸-葡萄糖。

    形成的尿苷二磷酸-葡萄糖可以促进糖原分子的增长。这一过程受到糖原合成

    酶的催化作用。这时,只要多糖链含有四个以上的葡萄糖残基,就会使其再增加

    一个葡萄糖单位。糖原不单单是一长串重复的葡萄糖合成物,它还是一种多分支

    的聚合物。这种分支很重要,因为它能增加糖原的溶解度,也能够促进糖原的快

    速合成与降解(在高强度运动中,这有助于提供更多葡萄糖,使其进行糖酵解来

    产生能量)。

    磷酸化——将磷酸基团加在另一个分子上的过程。磷酸化可以激活和去激

    活很多蛋白酶。

    糖原分解

    一旦运动过程中糖原发生降解,这就说明人体需要ATP来为骨骼肌收缩提供

    燃料。糖原分解的目的是释放葡萄糖(特别是葡萄糖-1-磷酸)化合物,并使葡萄糖可以进入糖酵解,加快ATP的生成。

    ATP——一种由细胞合成和使用的高能磷酸化合物,用于释放能量供细胞

    工作所用。

    在糖原分解的复杂过程中,糖原分解产生的单个葡萄糖化合物形成葡萄糖-1-

    磷酸(由磷酸化酶催化而成)。磷酸化酶将糖基残留物从糖原分子的非还原端逐

    一移除。糖原分解过程中形成的葡萄糖-1-磷酸被葡萄糖磷酸变位酶转化为葡萄

    糖-6-磷酸。在骨骼肌中,从糖原分解出来的葡萄糖-6-磷酸,与由血液进入细胞的

    葡萄糖转化而成的葡萄糖-6-磷酸一起,进入糖酵解代谢过程。肝脏,和一部分的

    肾脏,要么通过糖酵解处理糖原分解的葡萄糖-6-磷酸,要么将糖原分解的葡萄

    糖-6-磷酸去磷酸化,然后将这些葡萄糖释放到血液中。在细胞葡萄糖代谢过程中

    (例如糖原合成和糖原分解),葡萄糖-6-磷酸这种媒介在葡萄糖存储和葡萄糖氧

    化的各种转化过程中发挥中心作用(见图2.3)。

    糖酵解

    在运动、高强度训练和比赛中,人体需要快速获得ATP以便产生能量。产生

    ATP最快的方式之一就是糖酵解。简而言之,糖酵解就是分解碳水化合物(例如

    葡萄糖)来产生ATP的过程。糖酵解发生在肌肉组织的细胞质中。糖酵解的一个

    重要生理成果就是能相对较快地生成ATP ,从而用于肌肉收缩。从图2.4可以看

    出,糖酵解是一组10个由酶控制的化学反应链。它的起点是一个含有六个碳原子

    的葡萄糖,终点是两个含有三个碳原子的丙酮酸分子。图2.3 细胞内葡萄糖-6-磷酸在骨骼肌、肝脏和肾脏的糖酵解、糖原存储和肝糖分解中的中心角色

    糖酵解最后产生的丙酮酸可能有两种命运:转变为乳酸,或进入线粒体。接

    下来的一节将描述乳酸的产生。进入线粒体的丙酮酸先转化为乙酰辅酶A,然后

    再进入众所周知的三羧酸循环。三羧酸循环在一系列酶催化的化学反应过程中,进一步使丙酮酸-乙酰辅酶A进行代谢。最终,三羧酸循环里的这些化学反应会生

    成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FADH2)。他们会

    将电子传递给线粒体中的电子传递链。这些电子传递链促进生成更多的ATP来为

    骨骼肌收缩提供燃料。但是与糖酵解生成的ATP相比,这种ATP生成的速率较

    慢。了解糖酵解产生ATP的速率更快这一点是非常重要的,特别是在高强度训练

    或运动中。这种ATP生成方式主要是由葡萄糖分解来促成的,所以确保膳食中含

    有充足碳水化合物的重要性也就很容易理解了,这样才能在训练和比赛中为高强

    度运动提供燃料。

    线粒体——细胞中负责利用氧产生ATP的结构,三羧酸循环、电子传递链

    和脂肪酸循环均位于线粒体。乳酸的产生和清除

    前文已经提到,糖酵解的终产物是丙酮酸。丙酮酸可以转化为乙酰辅酶A,然后进入三羧酸循环。丙酮酸也可以转化为乳酸。丙酮酸转化为乳酸的这一过程

    被称为无氧糖酵解。一旦在细胞内生成,乳酸就通过释放氢离子进行快速解离,并降低细胞质的pH值。解离出氢离子后,乳酸变为乳酸根。细胞内的pH值随乳酸

    的产生而下降,这会对众多代谢环节和肌肉收缩过程产生不利的影响。因此,必

    须立即减少细胞中的乳酸或者将其排除到细胞外清除。人体在休息和低运动强度

    时会产生少量的乳酸。大部分乳酸在细胞内就可以很容易地被清除。有些乳酸需

    要被运输到细胞外进行快速无害的处理。血浆血红蛋白是最重要的细胞外缓冲

    物。此外,血浆中的碳酸氢根也具有细胞外化学缓冲的作用。在持续高强度的肌

    肉收缩过程中,肌肉会有疼痛或灼烧的感觉。这主要是由于pH值下降刺激了肌细

    胞外游离神经细胞末梢。剩下的含有3个碳原子的乳酸根是可以被用作非运动

    肌、心肌,甚至是参与运动的肌肉本身的一种潜在燃料(Van Hall,2000)。在无氧

    阈所对应的中高强度运动中,乳酸的生成速率超过了细胞内的缓冲能力,这造成

    多余的乳酸就被转移到细胞外。随着运动强度的增加,血液中的乳酸水平会快速

    增加。高强度运动中产生的过多乳酸对肌肉做功能力有负面作用。但是这种代谢

    副产品的生成有助于促进短时间内碳水化合物经无氧代谢生成ATP。图2.4 血糖和糖原中的无氧糖酵解需要使用ATP并需要辅酶NAD。无氧糖酵解的代谢产物包括ATP、水、丙酮酸或乳酸以及NADH

    [图片来源说明:Reprinted, by permission, from NSCA, 2008, Bioenergy of

    exercise and training, by J.T.Cramer.In Essentials of strength training and conditioning,3rd ed., edited by T.R Baechle and R.W.Earle (Champaign, IL: Human Kinetics), 25.]

    肌浆——肌纤维的细胞质。

    无氧阈——该术语通常用来指运动时血乳酸浓度快速增加的转折点所对应

    的摄氧量水平。

    疲劳,被定义为不能维持预定的功率输出或运动强度。在短时高强度无氧运

    动中,疲劳产生的一部分原因是参与运动的肌肉中乳酸的堆积(导致pH值下

    降)。持续的高强度运动会快速耗尽参与运动的肌肉中的糖原。细胞间糖代谢底

    物的减少和血糖获取速率的受限使得肌肉迅速疲劳,同时无氧系统维持快速ATP

    再合成的能力也在下降。随着有氧供能对整体运动所需ATP的贡献越来越大,肌

    肉收缩可以以较低强度继续进行。

    底物——酶可以作用的分子。

    尽管乳酸的堆积与疲劳有关,但没有任何饮食方法能降低运动中乳酸的产

    生。相反,适当的训练能使运动员即使在高强度运动时乳酸也可以处于相对较低

    的水平。一般来说,运动员的饮食中包含最佳剂量的碳水化合物是很重要的,因

    为这使运动员能够完成高强度的训练。这种训练将导致机体产生代谢适应,改变

    能量物质的利用(如脂肪)来满足运动时的能量需求。

    身体中的糖供能受其储备量的影响。血糖浓度的变化为肝糖原的释放提供反

    馈调节,血糖浓度上升会抑制运动中肝糖的释放。碳水化合物的储备情况还会通

    过降低细胞中脂肪酸的动员和氧化来限制脂肪代谢(Spriet,1998)。简而言之,当ATP需求大时,脂肪酸氧化因供能速率太慢而无法满足能量所需,这样会导致

    线粒体NADH和乙酰辅酶A负荷的加大,必要时会迫使糖通过产生乳酸的方式来

    维持无氧糖酵解。碳水化合物和运动表现

    下文将讨论碳水化合物在不同类型的训练和比赛中的作用。有些运动员是有

    氧型运动员,而有些运动员则以无氧型运动为主。无论是哪种类型的运动员,包

    括所有运动员和进行身体锻炼的普通人,都可以通过抗阻训练来提升自己的运动

    表现。因此,接下来的章节除了探讨碳水化合物与有氧训练和无氧训练的关系之

    外,还会讨论碳水化合物在力量训练中的作用。

    有氧运动

    在休息状态和运动过程中,肝脏生产葡萄糖来确保血糖浓度达到100毫克分

    升(5.5 毫摩尔升)(Kjaer,1998)。血糖大约只能提供工作肌肉所需总能量的

    30%,其余所需的碳水化合物能源来自存储的肌糖原(Coyle,1995)。在长时间

    高强度运动中,血糖浓度最终会降到正常水平之下,这是因为收缩的骨骼肌在持

    续消耗血糖,而肝糖原的存储不断在减少。

    一小时的高强度有氧运动会使肌糖原减少55%,两小时的高强度运动几乎可

    以耗尽肝脏和活动肌肉中的糖原。如果运动前已经长时间没有进食,那么糖原消

    耗将是一个值得特别关注的问题。例如,清晨或者是运动热身后,运动员的糖原

    水平就处于一个非最佳状态。如果饮食中碳水化合物含量不足,那么肝糖原的存

    储会受到影响,并导致骨骼肌中的糖原几近耗尽。这种类型的饮食可能会对最低

    强度运动外的所有运动产生负面影响。理论上讲,通过低碳水化合物比例来实现

    的低热量饮食虽然可以有助于减少脂肪,但也会加大有规律的、中等强度的长时

    间有氧运动的难度。

    运动后期,参与运动的肌糖原水平会下降,这会导致这些肌肉越来越依赖血

    糖作为其碳水化合物的来源。如果不摄入碳水化合物,那么在肝糖原和肌糖原消

    耗完后,就很容易发生低血糖症(< 45毫克分升;2.5毫摩尔升) (Shulman and

    Rothman,2001;Tsintzas and Williams,1998)。这最终会影响运动表现,并造

    成长时间运动后中枢神经系统的疲劳。

    长时间有氧运动中的疲劳主要是由参与运动的肌糖原耗竭造成的(Rauch et

    al.,2005)。即使供氧充足,且脂肪也能提供几乎没有限制的能量,这种现象也

    会发生。有氧耐力运动员通常把这种类型的疲劳称为“撞墙”现象。血糖明显下降的症状包括虚弱、头晕和运动意愿下降等。肌糖原下降会导致疲劳感,如果肌糖

    原再进一步下降和消耗,人体的运动强度会明显下降甚至无法进行运动(Ahlborg

    et al.,1967;Bergstr?m et al.,1967)。因此毫无疑问,最佳的有氧耐力表现和运

    动前的肌糖原存储之间有直接关系(Ahlborg et al., 1967;Hultman,1967)。

    优化运动前的肌糖原存储(例如>150毫摩尔千克肌肉)会使肌糖原耗竭的时

    间延长20%,也会通过缩短完成某一特定任务的时间来提升有氧耐力运动的表现

    (Hawley et al.,1997)。但是科学研究表明,只有当运动时间长于90分钟时,运

    动前优化肌糖原存储对运动表现的益处才能体现出来。碳水化合物存储量的增加

    只是碳水化合物膳食补充策略的效果之一。在45分钟或更长时间的运动过程中,补充碳水化合物(例如0.5~2克分钟或30~120克小时)有助于维持运动中的血糖

    水平和有氧供能(Coyle et al.,1986),而且也已被证明能够提升有氧耐力和运

    动表现(Coyle et al.,1986;Jeukendrup et al.,1997)。但是,这一措施能否促进

    低强度运动期间的糖原合成(Keizer、Kuipers and van Kranenburg,1987)或者改

    善运动中肌糖原的利用,还尚存争议(Bosch et al.,1994;Coyle et al.,1986;

    Jeukendrup et al.,1999;Tsintzas et al.,1995)。运动中0.5~2克分钟的碳水化合

    物补充速率与中等强度有氧运动中碳水化合物的氧化速率,以及与低浓度的碳水

    化合物溶液(例如含有6%~8%碳水化合物的运动饮料)的胃排空速率相一致。在

    长时间运动后,将肌糖原恢复至一个正常范围是体能恢复的一个必备内容

    (Hargreaves, 2000)。从本质上讲,这种运动后的恢复期可以看作是随后运动

    的“准备期”(Ivy,2001)。

    运动或训练课前确保肌糖原处于最佳水平,以及运动后快速补充糖原以便为

    随后的运动做准备的重要性现在应该显而易见了。第8章介绍了最大化运动员表

    现的一些碳水化合物补充的具体策略。但是,总体而言,有氧耐力运动员的碳水

    化合物摄入应该占据总能量摄入的55%~65%(McArdle and Katch, 2009)。这种

    训练类型的碳水化合物推荐摄入量与健康人群的碳水化合物的推荐摄入量

    (45%~65%的总能量摄入)没有太大区别。但是,必须记住的是,虽然比例相

    似,但是由于饮食总能量摄入不一样,推荐的碳水化合物的绝对量(以克为单

    位)有很大不同。

    无氧运动

    骨骼肌中的糖原是参与运动的肌肉便利的能量来源。静息状态下肌糖原的储量是65~90毫摩尔千克肌肉。糖原的使用速率很大程度上取决于运动强度。当运

    动强度增加时(例如大于无氧阈或大于70%~80%的最大摄氧量),即便是加快碳

    水化合物和脂肪在线粒体中的有氧氧化也满足不了肌肉的能量需求。当肌肉组织

    的ATP需求进一步增加,必须通过无氧代谢产生ATP时,肌糖原就成为最重要的

    能量底物。当肌糖原水平随运动的进行下降至低于30毫摩尔千克肌肉的储量时,人体就会增加对血糖的依赖性,而人体利用血糖作为碳水化合物燃料源的速率相

    对较慢。值得注意的是,无论肌糖原含量如何,高强度训练中产生的疲劳都有可

    能是参与做功的肌纤维内及其周边的乳酸堆积(导致pH值下降)造成的。因此,在长时间运动(即大于 2分钟)和高强度间歇性运动中(例如冲刺练习),肌肉

    碳水化合物的储量对于运动表现尤为重要。

    高强度间歇性运动包括各种训练课和团队项目比赛中的多种活动。在间歇性

    运动的短暂休息期间,肌肉有时间通过清除或和缓冲一些乳酸来缓解这种副产品

    的潜在的副作用。此外,极高强度、短时间(例如小于10秒)的运动主要依靠“即

    时”或“磷酸肌酸”能量系统提供的ATP。但是,在这些“爆发”式运动的重复过程

    中,肌糖原对在短时间内进行多次高强度重复运动中维持肌肉ATP的含量具有重

    要作用。

    尽管碳水化合物对于无氧类运动项目十分重要,但是给这些项目运动员的碳

    水化合物推荐摄入量要略低于进行更多有氧耐力运动的运动员。碳水化合物对于

    这两种类型的运动都很重要,因为碳水化合物的分解速率及其剩余量与运动强度

    有着直接的联系。在低强度有氧运动中,由糖原消耗导致的疲劳一般在运动后期

    才会出现。但是在高强度的无氧运动中,运动员可能很早就会因为消耗糖原而感

    到疲劳。因此,运动前优化肌糖原水平和运动中快速促进肌糖原的恢复在无氧训

    练和比赛中同等重要。由于无氧类项目的运动员和有氧类项目的运动员运动前的

    肌糖原水平差不多,因此无氧类项目的运动员日常碳水化合物的摄入量也应该占

    总能量摄入的55%~65%。定期参加训练或比赛的无氧类项目的运动员更是应该每

    天摄入5~7克的碳水化合物千克体重。

    力量训练

    力量训练,和以提高肌肉力量、肌肉耐力和肌肉爆发力为目的训练一样,都

    由间歇性较短时间、重复性、高强度的活动组成。因此,碳水化合物是这类抗阻

    运动最重要的能量来源。在无氧运动中,重复性训练的强度决定了快缩肌募集的水平,并很大程度上决定了在抗阻运动中该肌肉或肌群的表现。在高强度[即大于

    1RM(重量1次所能承受的最大负荷,通常指最大肌力)的60%]抗阻运动中,快

    缩肌纤维被大量募集,但是它们会随着肌糖原的消耗而很快疲劳。可以理解的是

    在离心和高速收缩期间,快速收缩的IIx型(原先称之为IIb型)肌纤维更多地被募

    集(Nardone et al.,1989;Tesch et al.,1986)。然而也有些研究表明,在中等强

    度(即60%1RM,Tesch,1998)甚至是低强度(即20%~40%1RM,Gollnick,1974;Robergs,1991)的肌肉收缩中快缩肌纤维也被募集。

    这些研究表明,个人或团体类项目训练和比赛中出现的肌肉耐力类运动导致

    的疲劳,可能与所募集的快肌纤维中糖原的初始含量和糖原的消耗速率有关。很

    多力量型和爆发型运动员一周要进行多次训练,所以很有必要摄入充足的碳水化

    合物来防止肌肉中的糖原在训练过程中逐渐消耗。此外,力量训练过程中消耗的

    糖原量似乎也与总训练量和力量训练的持续时间有一定关系。

    基于训练或比赛期间(包括热身、拉伸和放松)参与发力的肌肉中的糖原被

    持续消耗,因此建议增加饮食中碳水化合物的含量,以加强这些运动中运动员的

    肌肉能力(Balsom et al.,1999;Casey et al.,1996;Maughan et al., 1997;

    Robergs et al.,1991;Rockwell et al.,2003;Tesch et al.,1986)。但是,碳水化

    合物的特定营养策略和急性力量训练表现的相关研究也有着不同的发现(Haff et

    al.,1999,2000;Kulik et al.,2008;Robergs et al., 1991)。

    尽管人们对于力量训练前高糖饮食或碳水化合物的摄入还没有统一的认识,但是可以确定的是,作为力量训练的主要能量来源,碳水化合物有助于提升力量

    训练的整体表现。对于会导致单块肌肉或肌群达到疲劳(包括可能出现的肌糖原

    耗竭)的力量训练课尤为如此。这种疲劳会延长这些能量耗竭的肌肉运动后的恢

    复时间。因此,碳水化合物的摄入不足会对整体训练效果(例如增加力量和爆发

    力)产生不利的影响。

    抗阻训练过程中摄入碳水化合物还要考虑另一个因素,那就是碳水化合物的

    促胰岛素分泌效应。摄入碳水化合物(特别是高血糖指数的碳水化合物)会极大

    地促进内源性胰岛素的分泌。胰岛素可以增强抗阻练习的合成代谢刺激。胰岛素

    对参与过运动的肌肉具有明显的促合成功效,其作用方式包括:

    ■ 促进蛋白质合成。

    ■ 降低蛋白质分解。■ 促进葡萄糖摄入。

    ■ 刺激葡萄糖存储(Biolo et al.,1999;Tipton et al.,2001)。

    胰岛素分泌的两个功效(促进蛋白质合成和降低蛋白质分解)可以改善抗阻

    训练的慢性代谢综合征的适应性,尤其是在每次抗阻训练前后摄入碳水化合物导

    致胰岛素水平升高的时候。鉴于此,建议在运动前、运动中和运动后摄入液体碳

    水化合物来促进更快的恢复和瘦体重的增加(Haff et al.,2003)。第9章将讨论

    营养时机的概念和碳水化合物的摄入对内源性胰岛素分泌的影响,以及在这种饮

    食策略下运动能力的改善。专业应用

    运动员应该根据多方面的知识对碳水化合物的使用做出明智的决策,这些知

    识包括可以摄入的碳水化合物的类型,如何摄入碳水化合物,以及碳水化合物摄

    入如何影响有氧训练、无氧训练和力量训练。选择食物的时候,应该选择那些最

    有利于肌糖原恢复的食物,因为肌糖原在高强度或长时间运动中会出现耗竭。

    例如,一名足球运动员需要在一天内参加好几场比赛(例如联赛),那么糖

    原的迅速(在几小时之内)恢复是很重要的一件事。这样运动员不会在接下来的

    比赛中因为糖原耗竭而感到疲劳。在这种情况下,这名足球运动员选择高血糖指

    数的碳水化合物是很重要的,因为这些碳水化合物能快速恢复骨骼肌糖原。对于

    那些主要参加力量训练的运动员而言,建议每天的饮食中摄入低血糖指数的碳水

    化合物。但是运动后,为了更好地恢复肌糖原和胰岛素反应,建议摄入一些高血

    糖指数的碳水化合物(ConleyandStone,1996)。

    糖原合成、糖原分解和糖酵解的生理过程是机体处理摄入的碳水化合物的全

    过程。这些代谢过程可以为人体高强度运动快速提供ATP(糖原分解和糖酵

    解),也可以使骨骼肌和肝脏存储糖原(糖原合成),为将来的训练做准备。

    有氧耐力项目运动员,比如说长跑运动员,为了防止碳水化合物的储量达不

    到最佳标准,他们的碳水化合物的摄入量应该占据总能量摄入的55%~65%

    (McArdleandKatch,2009)。与蛋白质和脂肪相比,这一碳水化合物的推荐摄入

    量只是一个大体的范围,但推荐的碳水化合物绝对值很大程度上取决于总的饮食

    能量摄入和身体活动程度。一般来说,定期参加训练或比赛的运动员每天摄入的

    碳水化合物应该为5~7克千克体重。如果训练要求更高,那么每天摄入的碳水化

    合物应该为8~10克千克体重。

    相比之下,无氧项目运动员每天的碳水化合物摄入量不需要超过5~7克千克

    体重。即便无氧运动员进行高强度训练,他们的这种高强度训练的净持续时间也

    还是要短于有氧运动员。

    参加力量训练的运动员每天要比不爱活动的健康的同龄人需要更多的总能

    量。如果每天都从碳水化合物中获取总能量摄入的55%~65%,那么抗阻运动员或

    爆发型运动员就能确保获得几乎最佳的能量。如果运动员每天摄入的总能量为3500千卡[1]

    ,而且总能量摄入的65%是来自碳水化合物,那么这些运动员每天要

    摄入570克碳水化合物(对于一个体重为70千克的运动员而言,每天需要摄入的

    碳水化合物大约为8克千克体重)。相比之下,如果一个不爱运动的人每天摄入

    的能量为2500千卡,而且总能量摄入的55%是来自碳水化合物,那么这个人每天

    消耗的碳水化合物就非常少(例如340克)(对于一个体重为70千克的不爱运动

    的人而言,每天需要摄入的碳水化合物大约为5克千克体重)。

    这些根据运动员类型和能量消耗程度指定的基本的碳水化合物策略,只是一

    些粗略的指导方针。它们只是说明了我们需要注意碳水化合物在运动员的营养课

    程中每天的能量摄入中的比例。关于优化运动员表现的一些特定的碳水化合物摄

    入策略,我们会在第8章进行讲述。小结

    ■ 在有氧和无氧运动过程中,碳水化合物是一种重要的能量来源。

    ■ 在运动中,如果身体中的碳水化合物减少,运动员的表现就会变差而且身

    体也容易疲劳。

    ■ 每天摄入充足的碳水化合物(例如总能量摄入的55%~65%)对最佳的运动

    表现至关重要。

    ■ 饮食中的碳水化合物是运动准备、运动表现和运动恢复的一个重要部分。

    因为运动员每天重复训练,所以他们的碳水化合物要求也在不断提高。

    ■ 在高强度体能训练期间,运动员每天的碳水化合物摄入量可能高达10克千

    克体重。

    ■ 运动员可以食用高血糖指数和低血糖指数的食物来达到最佳表现。鼓励运

    动员在长时间运动后或者在运动结束后立即摄入高血糖指数的食物,从而获得最

    佳运动表现并快速恢复。

    ■ 当运动员摄入低血糖指数碳水化合物时,他们能避免体内血糖的剧烈波

    动,同时还能使此前运动过的肌肉长时间、缓慢地利用血糖。

    ■ 通过规划碳水化合物的摄入,运动员能够确保在运动或训练课之前优化肌

    糖原存储,在运动过程中及时补充碳水化合物,以及在运动后和再次比赛前快速

    恢复肌糖原。

    [1].1卡约为4.2焦耳。第3章 蛋白质

    理查德·柯莱德(Richard B.Kreider),博士,FACSM,FISSN

    蛋白质是由氨基酸按照一定的遗传序列所组成的有机化合物,氨基酸是蛋白

    质的基本成分。氨基酸(见图3.1)通过羧基和氨基之间的肽键聚在一起,因此,小分子的氨基酸序列被称为多肽。蛋白质存在于身体的所有细胞内。蛋白质可以

    用来促进生长及修复受损细胞和组织,也可以进行各种新陈代谢和激素活动。例

    如,有些蛋白质可以作为酶来刺激身体的生物化学反应。激素也是一种蛋白质,会影响身体各个器官的新陈代谢活动。有些蛋白质在细胞信号的传送过程中具有

    重要作用,还有一些蛋白质会影响免疫力。大部分的蛋白质以肌肉蛋白的形式存

    储在身体中(例如肌动蛋白和肌球蛋白)。

    肽——一种由两个或多个氨基酸组成的物质。身体中的蛋白质

    有22种氨基酸可用于构成蛋白质,这些氨基酸在下文中会一一列出。其中8

    种必需氨基酸(对婴儿和儿童来说,是9种必需氨基酸)必须从食物中获取,因

    为人体不会合成这些氨基酸。

    图3.1 氨基酸的结构

    必需氨基酸、条件必需氨基酸和非必需氨基酸

    必需氨基酸

    异亮氨酸 甲硫氨酸(蛋氨酸) 色氨酸

    亮氨酸 苯丙氨酸 缬氨酸

    赖氨酸 苏氨酸

    条件必需氨基酸

    精氨酸 组氨酸 牛磺酸

    半胱氨酸(胱氨酸) 脯氨酸 酪氨酸

    谷氨酰胺

    非必需氨基酸

    丙氨酸 瓜氨酸 甘氨酸

    天冬酰胺 谷氨酸 丝氨酸

    天冬氨酸

    首先,人体需要从食物中获取蛋白质来提供必需氨基酸。如果没有必需氨基

    酸的食物来源,人体必须分解自身的蛋白质存储(例如肌肉)来提供必需氨基

    酸,从而满足基本的蛋白质需求。还有7种条件必需氨基酸,它们之所以被称为

    条件必需氨基酸,是因为人体难以有效地合成这些氨基酸。在通常情况下,如果

    饮食中此类氨基酸的剂量充足,人体就会从饮食中获得此类氨基酸。人体可以很轻易地合成其他的氨基酸,所以这些氨基酸被称为非必需氨基酸。依据蛋白质中

    是否含有充足的必需氨基酸,食用蛋白质分为完全蛋白质和不完全蛋白质。动物

    蛋白质含有所有的必需氨基酸,因此动物蛋白质被认为是完全蛋白质。而很多植

    物蛋白质缺少一些必需氨基酸,也就是说它们是不完全蛋白质。因为氨基酸的分

    布不同,所以蛋白质的质量也各不相同。完全蛋白质含有更多的必需氨基酸,因

    此它们的质量更高。

    蛋白质消化的目的就是将氨基酸从摄取的蛋白质中释放出来(Berdanier,2000)。在消化过程中,被称为蛋白酶的酶类会将整个蛋白质水解或分解成氨基

    酸、二肽和三肽等组成成分。由于口腔内存在唾液淀粉酶和舌脂肪酶,因此碳水

    化合物和脂类的消化从口腔就开始了。但是蛋白质只能在胃部消化(被胃酸酸

    化)(Berdanier,2000)。一旦从胃部出来,氨基酸就会被小肠肠壁吸收并进入

    血液,然后通过门静脉进入肝脏。蛋白质的消化过程持续几个小时,但是一旦氨

    基酸进入血液,它们就会在5~10分钟内被清除(Williams,2002)。

    在血液、肝脏和身体组织之间会发生氨基酸的持续交换。其中,肝脏是氨基

    酸代谢的一个重要中心。在身体的不同部位存积的氨基酸集合被称为游离氨基酸

    池。肝脏不断地合成平衡的氨基酸混合物以满足身体的不同蛋白质需求

    (Williams,2002)。肝脏释放出氨基酸,随后氨基酸进入血液,并以游离氨基酸

    或者与血浆蛋白结合(也就是白蛋白和免疫球蛋白)的形式在血液中流通。氨基

    酸的代谢归宿包括以下几个方面:

    ■ 形成结构蛋白,以骨骼肌的形式存在。

    ■ 形成功能蛋白,例如酶。

    ■ 形成信号蛋白,例如激素。

    值得注意的是,身体的各种细胞只使用所需剂量的氨基酸来满足它们的蛋白

    质需求。人体氨基酸池中那些既不用于蛋白质合成也不用于合成中间代谢产物的

    氨基酸被脱氨基[除掉了氨基(NH2)],剩下的碳骨架要么被氧化,要么用来合

    成葡萄糖或脂肪酸(Berdanier,2000)。在脱氨基的过程中,含有氮的氨基

    (NH2)被从氨基酸中分离出去,只剩下被称为α-酮酸的碳源物。这种α-酮酸最

    终会有以下几种命运:

    ■ 被氧化,释放能量。

    ■ 接受另一个氨基,然后重新形成氨基酸。■ 进入碳水化合物和脂肪的代谢途径中。

    脱氨基过程中形成的氨基必须从体内排出(Williams,2002),这一过程通常

    发生在肝脏。在肝脏,氨基(NH2)转化成氨(NH3)。接下来,氨转化为尿

    素,尿素会进入血液,最后被肾脏排到尿液里。

    在历史上,人们使用氮平衡技术来评估膳食蛋白质的充足性。氮平衡是一种

    实验室技术,人们用它来量化所有氮的消耗和排泄,也用它来计算净差额。人们

    认为保持平衡(摄入量等于排泄量)所需的蛋白质剂量就是膳食要求(Lemon,2000)。膳食摄入的蛋白质的类型决定了用于修复组织,促进生长,合成酶、激

    素和细胞的氨基酸的可用性。对于11~14岁的儿童,蛋白质的推荐膳食摄入量

    (Recommended Dietary Allowance, RDA)是1.0克千克体重天;对于15~18岁的

    青少年为0.8~0.9克千克体重天;成人是0.8克千克体重天(Campbell et al.,2007)。但是高强度运动增加了蛋白质的需求(Campbell et al.,2007)。在通常

    情况下,参加一般健身项目的人每天摄入0.8~1.0克千克体重的蛋白质就可以满足

    其蛋白质需求。但是,那些参加比赛的运动员或者参加高强度运动的个人,需要

    摄入更多的蛋白质才能充分满足训练的需求。

    氮平衡——氮摄入减去氮排出的测量方式。

    在通常情况下,建议运动员每天摄入1.5~2.0克千克体重的蛋白质,以确保充

    足的蛋白质摄入量。参加中等强度训练的运动员每天的蛋白质摄入量达到取值范

    围的下限即可(体重80千克的运动员,每天摄入120~140克),但是参加高强度

    训练的运动员每天的蛋白质摄入量必须达到取值范围的上限(体重80千克的运动

    员,每天摄入140~160克)(Kreider et al.,2009)。下文对参加有氧运动和无氧

    运动的运动员提供专门的建议。蛋白质的类型

    在通常情况下,有两种方式能够定义蛋白质质量的优劣。第一种方式叫作蛋

    白质效率(Protein Efficiency Ratio, PER)。通过评价饲喂特定蛋白质生长的鼠与

    饲喂标准蛋白质(鸡蛋蛋白)相比的重量增加来确定。具有更高PER值的蛋白质

    的类型被认为是具有更高的质量。第二种方式叫作蛋白质消化率校正氨基酸分数

    (Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Score, PDCAAS)。在国际上,人们

    普遍把这种方式看作是对比人体蛋白质来源的最佳方式。如果蛋白质消化率校正

    的氨基酸分数为1.0,就说明蛋白质超过了人体的必需氨基酸需求,这种蛋白质是

    一种很好的蛋白质。PDCAAS越高,蛋白质的质量就越高。表3.1列出了在食品和

    补剂中发现的蛋白质的主要类型以及通过PER或PDCAAS分类方法确定的蛋白质

    的质量。明胶(胶原)蛋白和小麦的蛋白质是相对较差的来源。肉类和鱼类被认

    为是中等质量的蛋白质来源。大豆、鸡蛋、牛奶、乳清和牛初乳被归类为高质量

    的蛋白质来源。

    表3.1 食物和补剂中含有的各种蛋白质的近似质量续表

    [表格来源说明:BasedonKreiderandKleiner2000.]

    PER=Protein Efficiency Ratio,蛋白质效率;PDCAAS=Protein Digestibility-

    Corrected Amino Acid Score,蛋白质消化率校正氨基酸分数

    牛奶

    不同类型的牛奶的主要区别是脂肪含量和总热量不同,但是,它们的矿物质

    含量、维生素含量(特别是脂溶性维生素)和氨基酸分布的差别很小。一杯牛奶

    大约含有8克蛋白质。在这些蛋白质中,大约80%是酪蛋白,其余的就是乳清蛋

    白。牛奶是必需氨基酸和条件必需氨基酸的很好的来源。因此,牛奶的蛋白质效率相对较高,大约为2.8(乳清蛋白为3.2)。脱脂牛奶中碳水化合物和蛋白质的

    比例非常好(大约为1.5︰1),因此,除非有人患有乳糖不耐受症,否则他可以

    通过饮用脱脂牛奶来补充蛋白质和碳水化合物。

    有研究表明,在运动前或和运动中饮用牛奶可以有效地提升运动表现

    (Roy,2008;Watson et al.,2008)。在运动后饮用牛奶可以促进蛋白质合成

    (Williams,2002;Watson et al.,2008;Bucci and Unlu,2000;Florisa et al.,2003)。除了能促进蛋白质合成,低脂牛奶还是一种有效的运动后补液

    (Shirreffs et al.,2007)。接下来的章节主要讲述牛奶中含有的两种主要蛋白

    质:乳清和酪蛋白。

    乳清

    目前,乳清蛋白是营养补剂中最受欢迎的蛋白质来源,特别是在运动营养市

    场。乳清蛋白的形式包括乳清蛋白浓缩物、分离物和水解物。这些不同形式的乳

    清蛋白的主要差异在于加工方法,其他细微差异还包括脂肪和乳糖含量、氨基酸

    谱、保留谷氨酰胺残基的能力。例如,浓缩乳清蛋白(30%~90%的蛋白质)是液

    体乳清经过澄清、超滤、透析过滤和烘干等一系列工序制成的(Bucci and Unlu,2000)。分离乳清蛋白(>90%的蛋白质)主要是通过离子交换(IE)或错流微滤

    (CFM)工艺制成的。水解乳清蛋白(约90%的蛋白质)主要是通过酸加热或者

    利用蛋白酶进行进一步处理,然后进行纯化和过滤制成的。

    这些不同的加工方法会影响乳清蛋白亚型和肽的浓度(例如β-乳球蛋白、α-

    乳白蛋白、免疫球蛋白、白蛋白、乳铁蛋白、乳过氧化酶物、多肽类、糖巨肽和

    蛋白胨)。据报道,它们具有抗氧化、抗癌、降压、降血脂、抗菌和抗病毒的特

    性(Florisa et al.,2003;Toba et al.,2001;Badger et al.,2001;FitzGerald and

    Meisel,2000;Wong et al.,1997;Horton,1995)。其中的一些蛋白质和多肽与

    维生素和矿物质结合在一起,因此它们在营养代谢过程中发挥着重要作用。人们

    也发现,蛋白质和多肽可以促进消化(Pelligrini,2003;Korhonen and Pihlanto,2003)。从理论上来讲,在饮食中增加这些具有生物活性的蛋白质和多肽,会促

    进人体的整体健康。但是现在尚不明确的是,不同蛋白质之间的细微差异是否会

    使它们的功效不一样。

    与其他类型的蛋白质相比,乳清蛋白的消化速度比较快,也具有更好的混合

    特性。因此乳清蛋白经常被视为一种高质量蛋白。研究已经发现,相比于摄取酪蛋白,摄取乳清蛋白更能促进血氨基酸水平快速增加和蛋白质的合成(Tipton et

    al.,2004;Willoughby et al.,2007;Tipton et al.,2007;Tang et al.,2007;

    Andersen et al.,2005;Borsheim et al.,2004)。与酪蛋白(会在下一节进行讨

    论)相比,乳清蛋白可能还具有一些健康功效,例如更强大的免疫增强功能(Di

    Pasquale,2000;Gattas et al.,1992)和抗癌功效(Di Pasquale,2000;Gattas,1990;Puntis et al.,1989)。兰茨(Lands,1999)和他的同事发现,与食用酪蛋

    白相比,在为期12周的训练中食用含有乳清蛋白的补剂(大约20克乳清蛋白

    天),能更好地加强免疫功能、提升运动表现和改变身体成分。这些发现有助于

    证明乳清蛋白是一种优质的蛋白质来源。

    酪蛋白

    酪蛋白化合物是对脱脂牛奶进行一系列加工制成的,包括将酪蛋白和乳清分

    离(也就是再溶解),然后烘干。在通常情况下,商业补剂使用的酪蛋白化合物

    包括酪蛋白酸钠、酪蛋白酸钾、酪蛋白酸钙和酪蛋白水溶物。这种特定的加工方

    式对氨基酸成分有轻微的影响,同时也影响了α、β、γ或κ酪蛋白亚型。酪蛋白的

    优点是它是一种相对便宜的蛋白质来源。酪蛋白的级别范围取决于质量、味道和

    混合特性(Bucci and Unlu,2000)。酪蛋白的缺点是当它与酸性液体混合时会结

    块,进而不能很好地溶于液体。与其他形式的蛋白质相比,酪蛋白的消化速度也

    相对较慢。研究数据表明,有几种因素影响了蛋白质合成,包括消耗的能量、摄

    入蛋白质的数量和质量、对食物的胰岛素反应和食物的可消化性(Beaufrere et

    al.,2000)。

    血液中氨基酸的释放速率受食物的消化速率的影响。在通常情况下,如果含

    有蛋白质的食物的消化速率快(例如乳清),那么血液中的氨基酸就会在较短的

    时间内被释放;如果含有蛋白质的食物的消化速率慢(例如酪蛋白),那么氨基

    酸的释放速率就会放慢,释放时间也会延长(Di Pasquale,2000)。因此,与乳

    清蛋白相比,酪蛋白具有更强的抗分解功效(Boirie et al.,1997)。骨骼肌的分

    解代谢指的是肌肉分解的过程。由于蛋白质合成(肌肉增生)和蛋白质分解(分

    解代谢)是两个独立控制的机制,任何具有抗分解功效(减少骨骼肌的分解)的

    营养物质都会促进运动后的恢复并加速对训练和运动刺激的适应。

    分解代谢——组织分解,特别是瘦体重中蛋白质的降解。

    鸡蛋卵蛋白主要是通过各种提取和烘干技术从鸡蛋蛋白(卵清蛋白)或全蛋中获

    取。卵蛋白是用于比较其他蛋白质类型的参考蛋白。卵蛋白的蛋白质效率

    (PER)和蛋白质消化率校正氨基酸分数(PDCAAS)与牛奶蛋白的PER和

    PDCAAS相似,但是比酪蛋白、乳清蛋白和牛初乳的PER和PDCAAS要稍微低一

    点。很多研究已经评估了卵蛋白在氮潴留和对训练的生理适应性方面的功效,并

    与其他类型的蛋白质做了对比。这些研究发现,卵蛋白和牛奶蛋白、酪蛋白及乳

    清一样,都能促进氮潴留(Gattas et al.,1992;Gattas,1990;Puntis et al.,1989)。氮潴留是氮平衡过程中的一个重要组成部分(前文已经谈论过氮平

    衡)。具体来说,如果氮被保留,那么氮平衡就是正向结果,这就意味着氮已经

    被用来制造瘦体重了。

    大豆

    大豆是一种高质量的完全蛋白质。大豆蛋白的PER和PDCAAS与食物中的肉

    类和鱼类类似,比鸡蛋、牛奶、酪蛋白、牛初乳和乳清蛋白质的PER和PDCAAS

    稍微低一点。因此人们建议,大豆可以作为膳食蛋白质的优质来源,特别是对素

    食主义者而言(Messina,1999)。

    研究也证明,大豆具有一些潜在的健康功效。大豆是一种低脂的植物蛋白

    质。含有大豆的饮食有助于降低胆固醇水平,无论是直接摄取还是用大豆替换其

    他饱和脂肪和胆固醇含量较高的食物。因此,食用富含大豆的食物有助于降低胆

    固醇(Dewell et al.,2002;Jenkins et al.,2000;Potter,1995;Takatsuka et al.,2000)。大豆也是异黄酮植物雌激素(例如大豆甙元和染料木甙)的一种很好的

    食物来源。异黄酮和雌激素受体结合在一起就具有与雌激素一样的功效(Allred

    et al.,2001;Kurzer,2002;Messina,2000;Nicholls et al.,2002;Pino et al.,2000;Tikkanen and Adlercreutz, 2000)。因为大豆蛋白中含有较高的异黄酮植

    物雌激素,所以人们一直饶有兴趣,想确定大豆能否作为女性雌激素或依普黄酮

    疗法(或两者)的一种营养替代物。

    但是在评估身体成分的抗阻训练研究中,研究人员发现大豆蛋白和乳清蛋白

    的功效一样(Kalman et al.,2007;Brown et al.,2004;Candow et al., 2006)。

    几乎没有研究能够证明男性摄入大豆蛋白质会对其训练适应性造成负面影响。由

    于缺乏此类反证,而且有其他调查研究的支持(Kalman et al., 2007;Brown et

    al.,2004;Candow et al.,2006;Dr?gan et al.,1992),男性运动员看来也可以选择大豆蛋白质补充剂。

    牛初乳

    牛初乳是母牛生产后24~48小时内乳腺分泌的乳前期液体(Mero et al.,1997;Baumrucker et al.,1994;Tomas et al.,1992)。牛初乳主要以补剂的形式

    存在,因为只有一小部分生产商(乳牛场)在市场上销售未加工的牛初乳。与传

    统牛奶相比,牛初乳的营养密度和蛋白质质量更高。例如,牛初乳的PER大约是

    3.0,这比牛肉、鱼和家禽的PER(2.0~2.3)高,与鸡蛋(2.8)、牛奶蛋白

    (2.8)、酪蛋白(2.9)和乳清蛋白(3.0~3.2)的PER差不多。牛初乳具有高浓度

    的胰岛素样生长因子1(IGF-I)、生长因子2[IGF-II,转变成生长因子β(TGF-

    β)]、免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)和抗菌剂(乳过氧化酶物、溶菌酶和乳铁

    蛋白)。而其他类型的蛋白质中没有发现这些物质(Mero et al.,1997;

    Baumrucker et al.,1994;Tomas et al.,1992)。这些生物活性成分可能会增强免

    疫系统并促进身体生长。正因如此,在无数食品中(例如婴儿配方奶粉、蛋白质

    补充剂),牛初乳作为一种独特的优质蛋白质、生长因子和免疫增强成分在市场

    上销售。

    明胶

    明胶是通过煮沸动物的外皮、肌腱和韧带而制成的。明胶含有蛋白质、胶原

    (关节、软骨和指甲的主要成分)和各种氨基酸。因为明胶缺乏氨基酸色氨酸,所以明胶属于不完全蛋白质。在通常情况下,明胶在食物中用作一种稳定剂,也

    被制药行业用作一种包裹剂(Hendler and Rorvik,2001)。因为明胶中的胶原蛋

    白含有多种氨基酸(脯氨酸、羟脯氨酸和甘氨酸),所以明胶经常在市场上以一

    种加强骨骼和关节健康的补剂的形式进行销售。

    想要确定营养产品中哪种蛋白质最好,是一件困难的事情。由于目标人群和

    预期目标不一样,不同类型的蛋白质可能具有特定的优势。例如,对于素食主义

    者、想要增加饮食中的异黄酮的个人,以及想要保持低脂饮食的个人而言,大豆

    蛋白是他们的最佳选择。大众都能普遍接受卵蛋白,对于蛋奶素食者而言,卵蛋

    白也是一个有吸引力的选择。牛奶蛋白很便宜,对没有乳糖不耐受症的人而言,牛奶蛋白是一种高质量的酪蛋白和乳清蛋白来源。如果两餐之间间隔时间较长,比如睡眠期间,或者人们想要保持低热量饮食,酪蛋白能够使蛋白质的分解代谢

    降到最低,所以这时候酪蛋白是一种不错的蛋白质来源。另外,经常摄入乳清蛋白能够优化蛋白质合成和加强免疫功能。最后,牛初乳是一种高质量蛋白质,有

    助于提升训练适应性。但是与其他形式的蛋白质相比,牛初乳的价格比较高。蛋白质和运动表现

    充足的蛋白质摄入对于训练适应最大化、特别是力量训练十分重要。同样,因为蛋白质能够进行代谢并转化为能量,所以对于参加铁人三项全能运动或马拉

    松比赛等需要能量的有氧耐力运动的运动员而言,充足的蛋白质摄入是一个特别

    需要注意的事情。接下来的章节将针对不同类型的运动员和体育活动偏好(有氧

    运动、无氧运动和力量训练)来着重说明蛋白质摄入的情况。

    有氧运动

    人们普遍认为,在长时间有氧运动中,由于运动强度和持续的时间不一样,蛋白质占据了5%~15%的总能量消耗(Antonio and Stout,2001;Mero, 1999)。

    正是由于这个原因,人们曾经认为有氧耐力运动员的膳食蛋白质需求不会大于不

    进行锻炼的个人的膳食蛋白质需求。但是利用先进方法来评估能量消耗和蛋白质

    平衡的研究已经表明,有氧耐力运动员的蛋白质需求比普通人的蛋白质需求稍微

    高一点(例如1.2~1.4克千克体重天)(Lemon, 2001)。在一项具有里程碑意

    义的研究中,塔诺波斯基(Tarnopolsky, 1988)和他的同事将长跑运动员和久坐

    不动的对照组进行研究,比较两种不同的蛋白质摄入量,以便确定它们对氮平衡

    的影响。先让两组受试者进行为期10天的正常蛋白质摄入,然后在接下来的10天

    改变蛋白质的摄入。营养平衡数据显示,有氧耐力运动员每天所需的蛋白质含量是

    久坐不动的受试者所需蛋白质的1.67倍。与健身运动者和久坐不动的受试者相

    比,有氧耐力运动员每天排出更多的尿素。研究人员得出结论:有氧耐力运动员

    每天需要比久坐不动的受试者摄入更多的蛋白质,才能满足有氧运动中的蛋白质

    分解代谢的需要。

    根据蛋白质摄入因素,费里德曼(Friedman,1989)等指导五位训练有素的

    长跑运动员在每个为期六天的研究周期中摄入两种不同的饮食。在其中的一个六

    天干预阶段,运动员摄入的蛋白质膳食推荐许可量大约为0.8克千克体重天。在

    另一个六天周期内,运动员要摄入1.7倍的蛋白质膳食推荐许可量(大约是1.5克

    千克体重天)。在每次实验中,运动员都会执行他们的常规训练计划(每天跑

    11~16千米),然后根据尿液和汗水中氮的流失来估计全身的氮潴留(氮潴留是

    蛋白质合成和蛋白质分解的一个指标)。蛋白质摄入量与氮排泄量测量值的差异显示,两种蛋白质摄入量之间,全身氮潴留有显著的差异。尤其是在高蛋白实验

    中,氮潴留为正,但是在低蛋白试验中,氮潴留却下降明显。研究人员认为,对

    于长期参加高强度有氧耐力训练的运动员而言,当前的蛋白质推荐膳食摄入量

    (大约为0.8克千克体重天)可能不足以满足需求。由于实验中每天摄入大约1.5

    克千克体重的蛋白质才能保证氮潴留为正,所以进行这种训练的运动员应该努力

    通过饮食来满足该推荐量的蛋白质摄入。

    虽然很容易通过饮食来获取这一剂量的蛋白质,但是对于有氧耐力运动员而

    言,为了优化训练适应性而定时摄入蛋白质还是有裨益的(Kerksick et

    al.2008)。例如,运动后摄入蛋白质和碳水化合物比只摄入碳水化合物更能促进

    糖原储备(Zawadzki et al.,1992)。据报道,摄入肌酸(一种由三个氨基酸组成

    的化合物)和碳水化合物比只摄入碳水化合物更能促进糖原存储(Green et al.,1996)。同样地,据报道,在糖原负荷法之前进行肌酸负荷也能促进糖原恢复超

    量(Nelson et al.,2001)。

    据报道,运动后摄入必需氨基酸和碳水化合物能够促进蛋白质合成

    (Borsheim et al.,2002;Tipton et al.,1999),而且能够调节高强度运动的免疫

    抑制影响(Gleeson et al.,2001)。最后,一些证据表明,运动中摄入支链氨基

    酸和碳水化合物也有助于减小运动的分解代谢的影响(Mero,1999;Coombes

    and McNaughton,2000;Bigard et al.,1996;Carli et al., 1992;Rowlands et

    al.,2008)。因此,对于有氧耐力运动员而言,通过饮食摄入足够的蛋白质来维

    持氮平衡是非常重要的一件事。为了帮助运动员更好地适应训练,在训练前、训

    练中和训练后摄入少量的蛋白质或氨基酸会有一些帮助(Kerksick et al.,2008)。有关营养物质摄入时机的更多信息,请参看第9章。

    无氧运动

    正如前面所述,多年来的传统观点认为,在长时间运动中蛋白质对能量代谢

    没有显著的贡献。正因如此,传统观点认为蛋白质或氨基酸对无氧运动能量供应

    的贡献很小。但目前的文献支持以下观点,即在单次高强度运动中,蛋白质也会

    分解并参与新陈代谢(Bloomer et al.,2007,2005),而且训练也会影响参与蛋

    白质代谢的酶的含量(Howarth et al.,2007)。单次的抗阻训练会促进与蛋白质

    合成相关的基因表达(Hulmi et al.,2009)。进行一系列冲刺或连续几个回合的

    高强度运动会促进蛋白质降解和氧化(DeFeo et al., 2003)。此外,在糖原耗竭的情况下进行运动,会促使蛋白质进一步降解并为代谢提供能量

    (Wagenmakers,1998)。

    虽然高强度运动中需要的主要能源物质是碳水化合物,但是在高强度运动、间歇性运动和长时间运动中,蛋白质也可以作为能量来源。正因如此,为了补充

    运动中消耗的氨基酸和优化恢复,在运动前、运动中和运动后摄入碳水化合物和

    蛋白质或氨基酸(或者蛋白质和氨基酸)是非常重要的(Kerksick et al.,2008)。总之,参加无氧运动的运动员每天需要摄取1.5~2.0克千克体重的蛋白

    质。

    力量训练

    研究已经表明,参加抗阻训练的运动员需要从饮食中获得足够的蛋白质来保

    持氮的正平衡和合成代谢(Lemon,2001)。研究也已经证明,在高强度运动

    前、运动中和运动后(或者不止这些时间点)摄入蛋白质或氨基酸会影响蛋白质

    合成途径(Willoughby et al.,2007;Esmarck et al.,2001;Tipton and Ferrando,2008;Tipton et al.,2001)。但是人们仍旧有一些疑问:

    ■ 蛋白质补剂能否在训练中促进肌肉增生?

    ■ 不同类型的蛋白质能否更好地提高训练适应性?

    ■ 营养补充时机是否影响训练结果?

    关于第一个问题,很多研究已经表明,补充蛋白质饮食比摄入同等热量的碳

    水化合物能更好地提高抗阻训练中的训练适应性(Andersen et al.,2005;Hulmi

    et al.,2006;Kalman et al.,2007;Hayes and Cribb,2008;Kerksick et al.,2007,2006;Kraemer et al.,2006)。此外,不同类型的蛋白质[与碳水化合物或

    其他诸如肌酸和β-羟基–β-甲基丁酸(HMB)等机能增进的营养物质一起补充]可

    能会有额外的功效(Willoughby et al., 2007;Rowlands et al.,2008;Hulmi et

    al.,2008;Kalman et al.,2007;Solerte et al.,2008;Kerksick et al.,2008;

    Candow et al.,2008;Cribb et al.,2007)。越来越多的证据表明,力量型运动员

    的蛋白质摄入量应该达到推荐值范围的上限,也就是每天摄入1.5~2.0克千克体重

    的蛋白质,以及在运动前、运动中或运动后(或者不止这些时间点)补充蛋白质

    或氨基酸来优化训练适应性(Campbell et al.,2007;Kerksick et al.,2008;

    Lemon,2001)。

    合成代谢——利用营养物质构造身体细胞和物质,特别是构造身体的蛋白质和肌肉。

    很多研究已经验证了在抗阻训练期间使用氨基酸-碳水化合物补剂的作用,但

    是关注抗阻训练后补充完全蛋白质(例如乳清和酪蛋白)补剂以及该补剂对氮平

    衡影响的研究较少。蒂普顿(Tipton)和他的同事(2004)研究了抗阻训练后酪

    蛋白和乳清蛋白的摄入以及这两种蛋白对肌肉合成代谢的作用。他们认为,尽管

    血液氨基酸反应的形式有些不同(乳清蛋白对血浆氨基酸的反应更快,酪蛋白对

    血浆氨基酸的反应时间更长),但是抗阻训练后补充酪蛋白和乳清蛋白都能增加

    肌肉蛋白质净平衡和促进净肌肉蛋白质合成。蒂普顿和他的同事(2007)还研究

    了在运动前摄入完全蛋白质是否比运动后摄入完全蛋白质更能刺激反应。他们发

    现,在两个时间点摄入乳清蛋白后,净氨基酸平衡都由负变为正。如需了解更多

    关于蛋白质摄入时机和抗阻训练的重要性的信息,请参阅第9章。专业应用

    与脂肪和碳水化合物不同,蛋白质不是运动或体育活动中被氧化的一种重要

    的代谢燃料。相反,蛋白质与运动和训练表现相关的主要功能就是增加肌肉和功

    能力量来应对运动及训练刺激。这种认识致使人们经常会问以下两个与蛋白质相

    关的问题:

    ■ 摄取哪种类型的蛋白质最好?

    ■ 每天需要消耗多少蛋白质?

    提到最佳的蛋白质类型,现在十分明确的是动物蛋白质(牛肉、鸡肉、牛

    奶、鸡蛋)要优于植物蛋白质。动物蛋白质含有所有的必需氨基酸,因此被认为

    是完全蛋白质的来源。而一些植物蛋白质缺失一些必需氨基酸(也就是不完全蛋

    白质)。由于氨基酸谱不一样,不同类型的蛋白质的质量也不一样。完全蛋白质

    含有更多的必需氨基酸,因此蛋白质的质量也普遍较高。特别是根据蛋白质评级

    系统,也就是PDCAAS,鸡蛋、牛奶、乳清和牛初乳类的蛋白质被认为是高质量

    的蛋白质。根据蛋白质评级系统,大豆蛋白虽然是植物蛋白质,但也是一种高质

    量蛋白质。瘦肉,例如鸡胸肉、火鸡肉、金枪鱼和脱脂牛奶由于相对较多的蛋白

    质含量和相对较少的脂肪含量,也是很好的蛋白质来源。

    蛋白质补剂也是获取高质量蛋白质的一种很好的方式。市场上面向运动员出

    售的大部分的蛋白质补剂都含有乳清蛋白、酪蛋白、卵蛋白和大豆蛋白。蛋白质

    补剂含有高质量的蛋白质,并且可以在旅行中相对容易准备。方便性是蛋白质补

    剂最主要的优点,特别是当人们需要购买、准备或烹饪,然后可能需要冷藏含有

    蛋白质的天然健康食品的时候。

    蛋白质摄入量建议一直是运动营养领域的一个热门话题。建议运动员和健身

    人员每天摄入1.5~2.0克千克体重的蛋白质。如果一个人的体重为91千克,那么他

    每天应摄入135~180克蛋白质;如果一个人的体重为54千克,那么他每天应摄入

    80~110克蛋白质。这些蛋白质应该均摊到每天的饮食中。假设一个体重为91千克

    的运动员每天吃五餐,那么每餐他应该食用30克蛋白质(体重54千克的运动员,每餐应该食用20克蛋白质)。每天有规律地摄入高质量蛋白质,能够确保骨骼肌

    具有合成代谢所需的结构单元(氨基酸)来支持瘦体重的增加。在运动训练和运动健身中何时摄取蛋白质,被称为蛋白质的时机。第9章将进一步讨论这个话

    题。小结

    ■ 根据蛋白质是否含有足量的必需氨基酸,饮食中的蛋白质被分为完全蛋白

    质和不完全蛋白质。

    ■ 动物蛋白质含有所有的必需氨基酸,因此被认为是完全蛋白质的来源。而

    很多植物蛋白质缺乏一些必需氨基酸(也就是不完全蛋白质)。

    ■ 一般来说,运动员每天应该摄入1.5~2.0克千克体重的蛋白质来确保摄入充

    足的蛋白质。

    ■ 牛奶(乳清和酪蛋白)、鸡蛋、大豆和牛初乳是高质量蛋白质的来源。

    ■ 充足的蛋白质摄入对于训练适应效果的最大化、特别是力量训练十分重

    要。

    ■ 每天有规律地摄入高质量的蛋白质,能够确保骨骼肌具有合成代谢的结构

    单元(氨基酸)来支持瘦体重的增加。第4章 脂肪

    朗尼·洛厄里(Lonnie Lowery),博士,RD,LD

    作为人类的基本能量源,脂肪(甘油三酯)在身体内的储量丰富。一名相对

    较瘦的运动员(脂肪占身体的15%)约有10千克的甘油三酯,它们存储在脂肪组

    织中,能够提供约9万卡的能量。这些能量足够一个人完成多个马拉松赛跑和大

    量的抗阻训练。此外,肌内脂肪滴中也含有大约300克(2700卡)甘油三酯。

    但是,脂肪不仅仅是能量源。由于脂肪酸的构成及其在甘油主链上位置的不

    同,脂肪的种类繁多。这些脂肪能影响生物系统并发挥等同于药物作用的效应。

    许多(但不是全部)药物效应的发生是因为运动员摄取的膳食脂肪参与构成细胞

    膜,并进而影响生物化学过程和细胞的物理性质,产生包括抗炎、抗抑郁、抗分

    解以及其他一些高强度训练的运动员感兴趣的效果(Lowery,2004)。尽管已有

    大量文献证实了这种药物作用在各种脂肪酸和生理机能上的体现,但是在运动员

    身上的应用仍处于初始阶段。在“膳食脂肪与运动表现”一节将详细描述脂肪与竞

    技运动表现之间的紧密联系。

    脂肪酸——脂肪的一种重要成分,用于机体的能量供应和组织生长。

    甘油——一种三碳物质,是甘油三酯的核心组成部分。脂肪的消化与吸收

    为了能充分利用脂肪是能量和营养来源这一优点,一名运动员必须在体内消

    化并吸收这些脂肪。脂肪的消化始于口腔中的一种酶,即舌脂肪酶,进而被胃和

    胰脂肪酶所分解。胆汁在肝脏内生成,在非消化期间存于胆囊中并根据需要由胆

    囊分泌,它能够中和并乳化在近端小肠处已部分消化的脂肪。然而奇怪的是,这

    些分解的脂肪酸和甘油分子由于能合成乳糜微粒并随后被输送至淋巴循环,因而

    能在肠细胞中重组。最终,这些已被吸收的脂肪进入血液,由依附在组织毛细血

    管网上的酶(脂蛋白脂酶)来分解脂肪成分。只有这时,脂肪酸成分才能被转运

    到脂肪细胞或运动肌细胞。一旦进入肌肉,它们能作为燃料进入细胞中的一种称

    为线粒体的“熔炉”(见图4.1)。但在非进食阶段,情况会有所不同。此时,大多

    数游离脂肪酸来源于储存的脂肪组织,在肾上腺素和激素敏感性脂肪酶的影响

    下,脂肪组织分解产生游离脂肪酸,而这些游离脂肪酸由白蛋白转运,经循环系

    统运输至做功的肌肉。图4.1 膳食脂肪消化、吸收、迁移和利用的过程脂肪的种类

    脂肪由碳、氢、氧三种元素组成,但这些元素彼此键合的数量和方式不一,导致脂肪种类繁多且具备生物功能多样性的特点。下文将介绍这些不同之处。一

    名运动员对这些差异的不同理解会直接导致他是否能够选择合适的脂肪类型来优

    化健康与运动表现。

    脂肪类型的化学差异

    脂肪主要分为两类,即饱和脂肪与不饱和脂肪,但它们之间的差异不仅仅只

    是这些。图4.2有助于大家更好地理解这些差异。在过去的20年里,营养学家们发

    现脂肪的种类差异能够影响一名运动员的生理机能,并对此深信不疑。事实上,研究人员已经通过控制不同类型的脂肪来提高运动表现、增长体重、降低身体脂

    肪、预防炎症以及调整精神状态,等等。那么,这些差异到底是什么?

    ■ 饱和度:碳碳双键的数目。

    ■ 碳碳双键的位置:双键的位置从脂肪酸碳氢链的任意一端起计算。

    ■ 链长:不同的碳链长度构成不同的脂肪酸。

    ■ 脂肪酸排列:脂肪酸碳氢链在脂肪分子甘油主链上的位置不同,可增加或

    减少。食品化学家可以通过操控脂肪酸的位置来达到增加效果促力的作用。

    饱和度

    最先需要注意的是,脂肪酸是脂肪(甘油三酯)分子的“作用端”。脂肪酸碳

    氢链具有大量的能量,而且有类似于药物作用的效应。根据脂肪酸分子的不饱和

    程度(碳碳双键的数目),其母体甘油三酯分子被分为饱和、单不饱和多不饱和

    脂肪。这也意味着脂肪酸可以分别包含0个、1个或多个碳碳双键(见图4.2)。脂

    肪酸上的碳碳双键越多,其氢原子的“饱和”程度越低。图4.2 六种不同的甘油三酯分子双键的数目、双键的位置及链长各不相同。同时,顺式结构和反式结构脂

    肪酸中分子形状各异,以油酸和反油酸为例

    饱和脂肪酸,其脂肪酸碳氢链中包含0个碳碳双键(见图4.2中的癸酸和硬脂

    酸,a和b),因其对肝脏的低密度脂蛋白(LDL)胆固醇受体产生负面的影响而

    饱受责难。这种消极影响会增加血清LDL胆固醇,进而诱发心脏疾病。自20世纪

    70年代起,该发现已在教材中出现。但近来越来越多的研究表明,在饱和脂肪酸

    中也存在着各种差异。硬脂酸,一种带有18个碳原子的脂肪酸(见图4.2b),并

    未像其他饱和脂肪酸那样形成动脉粥样硬化(Mensink, 2005)。而且近来的研

    究也确切表明了高血清胆固醇浓度对于力量型的运动员带来的一些帮助,以下章

    节中将提到这一点。

    单不饱和脂肪酸较受膳食学家的欢迎。例如,油酸(见图4.2e)在橄榄油中

    含量丰富,具有延年益寿和减少发病率的功效。这种功效在以富含大量橄榄油为

    特色的地中海式饮食中效果显著,人们坚信具有此种饮食习惯的人会更长寿。对

    照研究表明,与高碳水化合物饮食或多不饱和脂肪的饮食相比,单不饱和脂肪酸

    里富含的油脂能够改善血压和增强葡萄糖代谢(Park et al., 1997;Rasmussen et

    al.,1995;Thomsen et al.,1995)。菜籽油也含有丰富的油酸,物美价廉且用途

    广泛。坚果、花生以及坚果黄油也是油酸的优质来源。

    多不饱和脂肪(即多不饱和脂肪酸,根据其母体脂肪分子命名)含有2个或

    多个碳碳双键。众所周知,多不饱和脂肪包括了亚油酸(包含2个双键,见图

    4.2c)和亚麻酸(包含3个双键,见图4.2d),前者在西方饮食文化中被大量摄

    入,后者却是摄入不足的物质;鱼油中的脂肪酸二十碳五烯酸(简称EPA,包含5

    个双键)和二十二碳六烯酸(简称DHA,包含6个双键)也都是摄入不足的物

    质。这后几种脂肪酸,由于它们大量的双键,也被称为高度不饱和脂肪酸(简称

    HUFA)。各种多不饱和脂肪酸的平衡是很重要的,因为这些脂肪酸在体内可以

    具有相反的作用。例如,过多富含亚油酸的饮食增加了与心血管疾病、糖尿病,以及与西方饮食文化中普遍存在的其他慢性疾病有关的低度炎症状态(Boudreau

    et al.,1991;Calder,2006;Kapoor and Huang, 2006;Simopoulos,2002)。而

    高强度运动导致的炎症状态,可以根据摄入的亚麻酸和亚油酸的量而改善或恶

    化。具体来说,摄取具有抗炎特性的EPA和DHA可以抵消由高强度运动引起的低

    度炎症(有关EPA和DHA的详细内容,请参考“必需脂肪酸”一节)。因此,一种物质里包含的鱼油脂肪酸越多,就能越快地缓解这种症状。但是遗憾的是,目前

    几乎没有文献能证明亚油酸导致的炎症是否会致使运动产生炎症(如滑囊炎、肌

    腱炎等)的进一步恶化。

    碳碳双键的位置

    如果没有对碳碳双键位置的描述,任何对多不饱和脂肪酸(PUFA)的讨论

    都是徒劳的。因此,对omega-3和omega-6的描述变得意义重大(单不饱和脂肪酸

    中的omega-9,相对来说关注较少)。“omega”代表第一个碳碳双键的位置,从脂

    肪酸甲基端开始计数(见图4.2)。这对于一些营养药物的效应很重要。比如,鱼

    油富含的omega-3脂肪酸可以抑制炎症,而大多数植物油所含的omega-6脂肪酸却

    能促发炎症。通常,两个常规碳碳单键会分隔PUFA分子里的碳碳双键。这些双

    键也可以从“delta”或羧基末端(羧基端连接在甘油分子时则表示一个完整的脂肪

    分子形成)通过计算而指定。因此,亚麻酸,亚麻籽粉或核桃中含有的一种低摄

    入的物质,从碳链的两端开始命名,它叫作“omega-3,delta9,12多不饱和脂肪

    酸”。常见的脂肪补剂是在牛肉和乳制品中发现的共轭亚油酸(CLA),它具有比

    其他分子更接近的双键位置,它又可以称为“omega-7,delta9,11脂肪酸”。在“运

    动员的脂肪补剂”一节将会更详细地讨论此种特殊的脂肪补剂。

    另一个有关碳碳双键的位置差异并不涉及脂肪酸链上的数值位置,相反,它

    涉及一种特定双键的局部类型。双键具有顺式和反式之分。最具“自然性”的脂肪

    酸呈现出顺式结构。在这些脂肪中,碳碳双键是在脂肪酸碳氢链中同一侧丢失的

    氢原子,油酸中“发夹”形状的显现印证了这一结果(见图4.2e)。反之,反式结

    构脂肪酸(或反式脂肪),被食品生产商通过氢化作用创造而成。在这种类型的

    脂肪中,脂肪酸碳氢链的相对一侧丢失氢原子,它们的直线条造型看起来类似于

    反油酸所呈现出来的形状(见图4.2f)。事实上,糕点、饼干、炸鸡和薯条等蕴

    含这种人造反式脂肪的食物对体内代谢和身体带来的危害非常类似于饱和脂肪

    (如诱发冠心病)。例如,与带有弯曲形脂肪酸的甘油三酯相比,带有三个直线

    形脂肪酸的甘油三酯连接在甘油主链上,会将它的同伴紧紧地包裹在细胞膜内。

    反式脂肪——又名反式脂肪酸,通常是指一种加工脂肪。它们被广泛应用

    于焙烤食品中,如甜甜圈、面包、饼干、薯条、曲奇,以及其他加工食品,如人

    造黄油和沙拉酱。

    氢化作用——食品工业中,氢气通过油的高温沸腾产生反式脂肪酸来增加原油的保质期或便于储存(或两者兼有)。氢化油还在成品食品上赋予某些有益

    于“口感”的特性。

    链长

    从不饱和度的更深层面上来讲,碳链长度也很重要。脂肪酸链含碳原子数可

    从4~22个不等,但通常情况下为16~22个。(罕见的)短链脂肪酸(碳原子少于6

    个)由肠道细菌产生,存在于膳食纤维或牛油中。(罕见的)中链脂肪酸(碳原

    子6~12个)主要为癸酸和月桂酸,它们衍生自热带油脂并以运动补剂的形式出

    售。长链脂肪酸(碳原子16~22个)最为常见,涉及所有前文提及的单不饱和脂

    肪和多不饱和脂肪,包括亚油酸(omega-6,顺式结构,18个碳原子)、亚麻酸

    (omega-3,顺式结构,18个碳原子)、油酸(omega-9,顺式结构,18个碳原

    子)、反油酸(omega-9,反式结构,18个碳原子)、EPA(omega-3,顺式结

    构,20个碳原子)和DHA(omega-3,顺式结构, 22个碳原子)。见表4.1。作为

    中链脂肪酸(碳原子6~12个)的脂肪酸链已被用于研究如何提高有氧耐力的表

    现。摄取这些中链甘油三酸酯(MCT)的基本原理是,它们可节省肌糖原并提高

    有氧耐力。遗憾的是,大多数的研究调查表明,摄取MCT并不能提高有氧耐力的

    表现。但是,运动员摄取此类脂肪会有其他方面的益处。可参看“中链脂肪酸”一

    节。

    表4.1 膳食脂肪分类续表?推荐方法可能有所不同:总热量的百分比或总脂肪摄入的百分比;克或毫

    克;根据美国农业部(USDA)建议,每日剂量,足够的摄入量,干预和观察研究,以及作者的计算估计。

    必需脂肪酸。

    共轭亚油酸实际上是多种脂肪酸,通常有cis-9、trans-11、trans-10和cis-12

    这4种。

    脂肪酸排列

    脂肪酸排列是本章要讨论的最后一个因素,这个因素可以人为去控制。食品

    化学家们可以在甘油三酯分子的甘油主链上刻意排列或去除脂肪酸,结果就是得

    到一个结构化的甘油三酯(在甘油分子上排列不同的脂肪酸)或一个甘油二酯

    (去除中间部位或sn-2脂肪酸)。这些处理很有可能代表着可应用于运动员的前

    沿脂肪技术,下文“膳食脂肪与运动表现”一节将进行阐述。

    必需脂肪酸

    人类可以通过摄取某些脂肪酸来预防缺乏症状,这一事实是许多脂肪酸具有

    多样的和有效的生理效应的最好例证。人体的两类营养必需脂肪酸为亚油酸

    (omega-6)和亚麻酸(omega-3)。因为人类缺乏delta-12和delta-15脱氢酶,因

    此非常有必要摄取这些脂肪酸。这些脱氢酶的作用是在脂肪酸合成链构建完成

    时,在脂肪酸链碳位置12和15处增加碳碳双键(不饱和点)。再次重申,亚麻酸

    是一个双键位置在9、12和15处的(必需)omega-3脂肪酸,从delta(羧基)末端

    开始计算。没有含有这些双键的脂肪酸,脊椎动物(如人类)会表现出生长阻

    滞、皮炎、肾脏损伤等明显症状,甚至死亡。部分原因是因为摄取的亚油酸和亚

    麻酸是用来构建更长的具有重要生理功能的脂肪酸,这些重要的脂肪酸成为细胞

    膜的一部分并形成类二十烷酸。类二十烷酸来源于必需脂肪酸,影响着身体系统

    并在炎症和免疫中扮演着关键的角色。

    亚油酸——两种必需脂肪酸之一,是一种包含18个碳原子并具有两个双键

    的脂肪酸,也称为omega-6脂肪酸。在大多数西方饮食中,相对于亚麻酸脂肪酸

    (omega-3)而言,亚油酸是一种过量摄入的脂肪酸。

    亚麻酸——两种必需脂肪酸之一,是一种包含18个碳原子并具有三个双键

    的脂肪酸,也称为omega-3脂肪酸。在大多数西方饮食中,这种脂肪酸摄入不足。

    一个有趣的实例是一种名为二十二碳六烯酸(DHA)的omega-3脂肪酸,它

    是能对细胞膜、类二十烷酸(如前列腺素)、基因的交互作用产生影响的另一种

    脂肪酸,同时也会带来有价值的生理效应(Arterburn et al.,2006)。事实上,一些人认为,DHA作为一种必需脂肪酸,不仅仅是因为这些影响对人体有益。动

    物、流行病学和人工干预的研究表明,DHA能改善婴儿的神经系统和视觉功能

    (Innis,2008;Hoffman et al.,2004;Weisinger et al., 1996)。二十二碳六烯酸

    还是脑灰质的组成部分,作为鱼油补剂主要成分的DHA可以改善情绪和缓解心理

    抑郁。

    DHA不仅对大脑和眼睛有益。补充含有DHA的n-3脂肪酸可以减少一些慢性

    疾病的炎症成分(Browning,2003;Calder,2006)。经证实,含有1.1克 EPA和

    0.7克 天DHA的鱼油补充剂降低了产生压力的皮质醇反应(Delarue et al.,2003)。同时补充EPA和DHA,能够减少血清总甘油三酯的浓度,降低血压,分

    散血小板聚集、减少炎症和降低因心律失常心脏病猝死的概率(Breslow,2006;

    Richter,2003)。的确,研究表明,DHA在某些功效方面表现得比某些亚麻酸

    (必需脂肪酸,omega-3)更为突出(Breslow, 2006;Calder,2006;Ehringer et

    al.,1990;Su et al.,1999)。基于这些原因,DHA堪称第三种人体必需脂肪酸

    (Muskiet et al.,2004)。

    但是,有必要进行更多的研究以说明DHA、EPA或一些组合具有对心血管系

    统以及其他方面的好处(Breslow,2006)。这些变化和男运动员息息相关,他们

    的高睾酮浓度会抑制DHA的组织水平(Childs et al.,2008)。关于剂量,阿特伯

    恩和他的同事(Arterburn,2006)指出,每日服用含有大剂量(2克)的DHA会

    在一个月之内使体内血浆浓度达到顶峰。表4.1显示了不同脂肪酸的每日推荐摄入

    量。还需注意的是,DHA可在体内转化成EPA,反之却不会发生(Arterburn et

    al.,2006)。许多天然食品和膳食补剂都包含混合的DHA和EPA(混合omega-

    3),而有些研究建议每人每天组合摄入量不能超过3.0克(Morcos and Camilo,2001)。

    尽管如此,强调膳食脂肪对健康的影响,仅仅只针对必需脂肪酸的探讨是远

    远不够的。在“平衡膳食”概念的背景下,人们很容易发现在摄入膳食脂肪方面并

    不均衡。根据美国医学研究所(Institute of Medicine,IOM)的发现,摄入的

    omega-6与omega-3脂肪酸的比例应近似于7∶1(IOM, 2002),而一些科学家和

    营养学家甚至建议一个更低的比例。而西方人17∶1的实际摄入比例与这些基于

    生理学、营养学以及其他证据而给出的建议相去甚远(Simopoulos,2002)。很

    多研究证实,西方人如美国人、英国人和澳大利亚人在过多摄入了omega-6脂肪酸的同时,却过低摄入omega-3脂肪酸(Simopoulos,2002;Mann et al.,1995;

    Meyer et al.,2003)。由于这些类型的脂肪在细胞膜合成、前列腺素产生、细胞

    因子浓度、基因相互作用和其他效应方面的竞争,不合理的膳食脂肪比例成为炎

    症、血栓症以及其他生理畸变的致因。这种平衡膳食的概念也让人联想到著名的

    以橄榄油为主的地中海饮食的健康益处。这种富含ω-9的脂肪酸(油酸)是地中

    海饮食被认为是健康膳食的一部分原因(Perez-Jimenez Lopez-Miranda and Mata,2002)。虽然油酸相对于炎症更为“中性”,而不是发挥抗炎本身的作用,但是如

    果油酸代替了omega-6脂肪酸中的一部分,就能通过改变omega-6脂肪酸与omega-

    3脂肪酸之间的比例来改善炎症程度。

    在对必需脂肪酸和运动能力的科学研究上,人类仍处于起步阶段。尽管必需

    脂肪酸的摄入能使运动员在健康上获益这一点毋庸置疑,但对运动能力影响的研

    究却十分缺乏。最近一项研究,旨在调查在高强度摔跤训练中omega-3的补充能

    否对年轻摔跤选手(18岁左右)的肺功能产生影响。在该研究中,摔跤手需每天

    服用含有1克omega-3(180毫克EPA和120毫克DHA)的胶囊,并且进行为期12

    周、每周3次的摔跤训练。最终结果表明,在这12周的训练中,与同期接受相同

    训练却只服用安慰剂的组相比,持续摄入omega-3的摔跤手的肺功能得到了显著

    的改善。随着必需脂肪酸的普及和人们对它的关注,未来可能出现更多有关必需

    脂肪酸与运动能力关系的研究。

    胆固醇

    胆固醇并不是膳食脂肪,但它是一种重要的脂质。尽管对大多数美国人来说

    胆固醇可能是不好的东西,但实际上膳食胆固醇是一类有争议的物质。首先,美

    国和加拿大对于胆固醇的有害影响的处理方式是不同的。加拿大不强调它在血清

    胆固醇浓度和心血管疾病方面的影响(McDonald,2004),并且不认为美国膳食

    指南中每天膳食胆固醇摄入量不得超过300毫克的内容应该写进加拿大饮食指

    南。这并不意味着加拿大人认为循环胆固醇对心血管疾病没有风险,相反,他们

    实际上认为膳食胆固醇对血液胆固醇水平和心血管疾病存在相对较小的影响。

    胆固醇——一种复杂的具有诸多重要功能的脂肪物质;可由机体自身生成

    或从动物源性食品中获得。

    其次,膳食胆固醇可能对力量型运动员存在潜在的未被认可的好处。里希曼

    (Riechman)和他的同事(2007)研究了老年抗阻训练者(60~69岁)膳食胆固醇摄入量与瘦体重和力量增加之间的关系。尽管没有因果联系,但与瘦体重增长

    之间具有显著相关(R2= 0.27)。这表明在抗阻训练中,观察到的瘦体重增加的

    四分之一以上的方差归因于膳食胆固醇。有趣的是,这也给教练们一些科学证据

    的支持,即力量型运动员多吃鸡蛋和牛肉是有助于力量增长的。这还需要对年轻

    人群进行更多的实验研究。目前,针对胆固醇的研究尚处于初级阶段,如何最好

    地平衡胆固醇对血管健康存在的潜在利弊,还没有明确的答案。膳食脂肪与运动表现

    一些临床试验的案例表明,脂肪会对运动员和久坐不动的健康人或病人产生

    不同的影响。例如,体育锻炼可以积极地改变体内脂肪酸的组分比例(Andersson

    et al.,2000;Helge et al.,2001)。这种非饮食性的、更高比例的omega-3的有益

    转变在不运动的人身上无法得以体现。另外,经常食用低脂肪饮食的运动员可以

    有效改变脂肪酸的组分比例(Raatz et al.,2001)。导致这种情况的部分原因是

    体内较少的omega-6的脂肪酸(进而较少的竞争)。许多运动员并没有意识到他

    们只需通过降低整体膳食脂肪的摄入,就可以降低体内omega-6的组分比例,并

    把它们转化为omega-3组织。

    然而,极端的饮食很有可能成为问题。举个例子,一些研究人员建议低脂、高纤维的饮食方式,但这种饮食方式带来的所谓的“好处”会导致运动员不希望看

    到的某些变化。比如,这种摄入量造成的睾酮浓度的降低(Dorgan et al.,1996;

    Hamalainen et al.,1983;Reed et al.,1987)可能有利于一个患有雄激素依赖性的

    病患减少得前列腺癌的风险,但却不利于一名需要额外10%~15%的循环睾酮的运

    动员。大多数运动员都了解睾酮对于运动恢复和肌肉增长的重要性。

    另一个流行但有时又显得极端的饮食建议就是减少能量的摄入,这对于运动

    员来说很可能也是一个问题。通常,在训练过程中需要大量的能量消耗,而要想

    增加瘦体重也需要热量,在这些时候,过度限制能量摄入对运动员并无半点益

    处。总而言之,当饮食中的脂肪含量占总能量摄入的20%~40%时,力量运动表现

    不会受到影响。

    脂肪作为运动燃料

    对运动员来说,膳食脂肪的长期效应并不是唯一考虑的因素,还需关注脂肪

    在运动中的重要性。当膳食脂肪作为运动中的能量来源时,有两个重要的现象:

    其一是“代谢的交叉效应”(见表4.2),其二是“持续时间效应”或“脂肪转移”(见

    表4.3)。所谓交叉效应是指,在机体处于休息和低强度时以脂肪氧化为主,随着

    运动强度的增加,高强度时供能物质变为以碳水化合物为主。也就是说,脂肪燃

    烧比例(通过呼吸交换率来测量)与运动强度(通过心率或心肺功能来测量)成

    反比(Brooks,1997;Klein et al.,1994;Sidossis et al., 1997)。生化代谢和能量的即时需求是造成这种交叉效应的直接原因。即使是训练有素的有氧耐力运动

    员(他们氧化脂肪的能力更强),也同样存在代谢交叉效应。尽管他们在高强度

    运动时达到交叉点所对应的运动强度比普通人群更高,其代谢也会转移到以碳水

    化合物供能为主。

    但是,持续时间效应却是一种相反的关系,即运动持续时间与脂肪使用呈正

    比(Lowery,2004)。长时间的低强度运动(超过30分钟),能量代谢的来源物

    质会逐渐由以碳水化合物为主转向以脂肪为主。测量血液中的甘油水平可以证明

    人体对脂肪的依赖性。如前所述,甘油三酯分子由甘油和三个脂肪酸分子组成。

    假如脂肪即将作为一种运动燃料,那么甘油三酯分子需要被分解成(化学家把这

    种反应称作水解)一个游离的甘油分子和三个游离的脂肪酸。之所以称甘油和脂

    肪酸为“游离”,是因为它们没有像组成甘油三酯分子一样,通过化学键结合在一

    起。随着运动持续时间的延长,相应的血液中的甘油含量增加(见表4.3),这表

    明甘油三酯分解,脂肪酸被用作低强度运动中的燃料。

    表4.2 脂肪与碳水化合物在禁食状态下不同强度运动中的氧化

    低强度运动可以持续很长时间(几个小时),中等强度运动要少一些(可

    能1~4小时),而高强度运动只需几分钟。

    呼吸交换率(RER)用于评估代谢(产生的CO2每分钟消耗的O2),通

    常与呼吸商(RQ)交替使用。从技术上来讲,RQ是一个细胞呼吸术语。RER用

    来验证表格中最右列的生化过程。

    注意:根据RER测量,棕榈酸酯燃烧产生的CO2消耗的氧气

    为1623=0.70,而高强度运动代谢葡萄糖则为66=1.00。

    表4.3 禁食状态下不同时长运动中的脂肪代谢?血清甘油浓度(脂肪分解和动员)经过长时间的禁食(即使在休息的时

    候)较高,低到中等强度的长时间运动也是如此。一般来说,运动期间更大的脂

    肪动员与更大的脂肪氧化有关。

    关于运动减肥,有两点值得重申。第一,并不是所有身体脂肪都储存在脂肪

    细胞内,还有大约300克以甘油三酯的形式存储在肌肉内。研究表明,这些需要

    借助于代谢测定方法才能观察到的肌内脂滴是脂肪氧化的一部分。第二,交叉效

    应和持续时间效应并非表明减少身体脂肪只有当禁食、低到中等强度长时间运动

    的时候才会发生。事实上,重复性的高强度运动可以刺激线粒体的生物作用,并

    提高运动员在一整天中的脂肪利用。此外,高强度训练会减少糖原存储,这些被

    消耗的糖原随后会被摄入的碳水化合物所填充;这些被摄入的碳水化合物如果不

    用于填充被消耗的碳水化合物,则有可能被转换成脂肪储存在体内(这就是许多

    力量型运动员精瘦的关键原因)。至于运动强度和持续时间的选择,则部分取决

    于运动员有氧能力的状况,以及休息和预防过度训练(交感神经型)的需求。

    脂肪填充

    为了提高训练的适应性效果,运动员也在积极寻求膳食脂肪的策略。这些策

    略包括饮食手段和膳食补剂两种形式。饮食手段的核心要点是摄入更多的脂肪甚

    至“脂肪填充”,从而增加肌肉中存储的甘油三酯的浓度,并增强“脂肪燃烧”酶的

    活性。提高大约300克的肌内甘油三酯对能量供应会产生有利的一面。观察肌细

    胞可以发现,肌内甘油三酯毗邻线粒体,在有氧耐力运动有能量需求时,更容易

    动用这些燃料库。还有一项事实表明,与不运动的人群相比,有氧耐力运动员具

    有更强的存储这些肌内脂肪的能力(van Loon et al., 2004)。有趣的是,细胞内

    的脂肪堆积是造成糖尿病的一部分原因,但对于运动员并没有危害。然而,多吃

    膳食脂肪并不是简单地为了增加肌内“燃料箱”。通过适应高脂肪的饮食,运动员

    在使用存储的脂肪上变得得心应手(Fleming et al.,2003;Zderic et al.,2004)。

    因此,其中的一个策略就是,设计一种赛前饮食方案,以便在1~2个星期内增加

    脂质的存储和提高酶的活性(脂肪氧化)。遗憾的是,脂肪填充研究的主要发现似乎是主观疲劳等级(RPE)的增加

    (而不是减少),以及整体运动表现的下降。尽管已有一些研究表明脂肪填充可

    以延长运动至力竭的时间(好的效果),但是运动员疲劳等级的上升和对有氧运

    动能力提升的无效(Fleming et al.,2003;Hargreaves Hawley and Jeukendrup,2004;Stepto,2002)还是使很多研究人员和教练抛弃或修改了先前的脂肪填充

    策略。在大多数运动项目中,单纯地获得更多的肌内脂肪甚至强化脂肪氧化作用

    并不等同于能取得更好的成绩。这促使研究人员尝试在运动前与运动中充分消耗

    碳水化合物之后实施脂肪负荷方案。尽管研究显示,这些方案的实施在燃料代谢

    中有了一些有利的变化,但对于实际运动能力的效果仍不明确。

    运动员的脂肪补充

    尽管在西方食品供应中相对少见,但特殊脂肪补剂却令人颇感兴趣,这是由

    两个生物学现象导致的。首先,一个值得注意的现象是细胞膜通常会合并新摄取

    的脂肪。比如,相对大量的EPA和DHA可以置换细胞膜内更容易引起炎症的花生

    四烯酸(全顺式,n-6,20︰4),改变细胞前列腺素级联反应(Boudreau et al.,1991)。用一个水气球来比喻一个细胞,这意味着从“水”气球到“橡胶”气球,不

    仅材质发生了变化,碳水化合物的摄入也相应有了改变。此外,细胞膜可以长时

    间地保持发生的变化。一些以鱼油为研究题材的报告显示,这种变化可以持续

    10~18周(Endres et al.,1989;Kremer et al., 1987)。其次,当使用不常见的脂

    肪作为燃料的时候,细胞内的成分和代谢过程就会发生改变。例如,中链三酰甘

    油补剂(通过脂肪酸链长而不是饱和度来区分)在细胞内更容易被吸收和燃烧

    (氧化)。这在下一节会有详细描述。

    鱼油

    也许最普遍的一种特殊的脂质补剂当属鱼油。这些鱼油同时提供EPA和

    DHA,并且可以占到胶囊内容物(凝胶)的50%。EPA通常占主要地位。一些浓

    缩产品,有时也被称为强力鱼油,含有更多的活性成分的EPA和DHA;或者也可

    能改变二者的比例,含有更多或更少的DHA。这就是鱼油爱好者们为什么总是特

    别关注并计算EPA和DHA的总剂量,而并非简单地只注意鱼油中蕴含的总克剂量

    的原因。另一方面,高脂肪的食物有时也为人类提供了一些混合式的脂肪酸,但

    倾向于以一种脂肪酸为主。

    通常,关于运动补剂所声称的多种益处或功效,皆为故意夸大或蓄意误导。但是摄入EPA-DHA补充剂所带来的诸多效果都是有据可循的,因此它们广受欢

    迎。事实上,omega-3脂肪的摄入量在多数西方国家中过低,处于一种相对缺乏

    或失衡的状态。这种相对缺乏造成了前面章节提到的各种生理影响。例如,阿切

    尔(Archer)和他的同事(1998)报道,在美国,尤其是中西部地区,人们食用

    富含脂肪的鱼类过少,而这种鱼类对心肌具有保护作用。这让食品增补变得备受

    关注。另一方面,这使鱼油补剂变得有趣起来,这种补剂与海鲜相比(Lowery,2004)较少受到重金属的污染(汞)。美国心脏协会(American Heart

    Association,AHA)也建议,特定人群进行选择性补充膳食补剂是必要的

    (Breslow,2006)。作为一种通则,营养学家认识到,纠正摄入不足的问题比摄

    入过量的额外营养补剂,效果更可靠,作用更积极。

    由于缺乏对特定人群的研究,EPA和DHA能给运动员带来何种好处目前还不

    明朗。当然,也有针对健康人群和运动损伤人群的研究存在。洛厄里(Lowery,2004)的研究表示,omega-3脂肪酸带来的抗炎和抗抑郁(情绪调节)的效果很

    有可能使训练刻苦或训练过度的运动员受益。辛默珀罗斯(Simopoulos,2007)

    在后期的研究中也得出结论,抗炎作用能使运动员获益,建议每天服用EPA 和

    DHA共1~2克。

    肌腱炎、滑囊炎、骨关节炎甚至训练过度综合征(如抑郁),都是运动员常

    见的疾病,这些疾病很有可能通过补充omega-3脂肪酸而得到改善。omega-3脂肪

    酸还可以对软骨破坏起到保护作用,例如关节炎(Curtis et al.,2000),从而延

    长运动员的职业生涯,预防骨质疏松(Fernandes et al., 2003)。但是,更多针

    对运动的研究尚未开展。也有报道称omega-3脂肪酸对运动性支气管狭窄有益

    (Mickleborough et al.,2003)。此外,新兴研究显示,omega-3脂肪可能对于减

    少体内脂肪起到关键作用。人们对肥胖症,尤其是内脏型肥胖的炎症性质[如细胞

    激素(Bastard et al.,2006)]和鱼油的抗炎特征的认识为这类研究提供了良好的

    理论基础。然而,该研究目前尚处于早期阶段,现有证据还不足以给出基于体成

    分的推荐量建议。最后,关于omega-3脂肪与肌肉运动后恢复和肌肉酸痛之间关

    系的研究结果是不一致的,其原因可能与不同的年龄段以及补充剂量有关。

    共轭亚油酸

    下一个受运动员欢迎的脂肪酸补剂也许是共轭亚油酸(CLA)。事实上,共

    轭亚油酸是一组位置异构体。自2001年第一次CLA国际会议以来,研究人员发现,与动物(如老鼠)相比,人类是弱应答群体。从某种意义上说,这非常不

    幸,因为它在动物身上表现出了戏剧性的抗分解作用和降低身体脂肪的特性

    (Pariza et al.,2001;Park et al.,1997)。第二代动物实验研究表明,异构体

    顺-9、反-11(促进增长)与异构体反-10、顺-12(抑制脂肪生长、分解脂肪,或

    者两者皆有)皆和个体素质息息相关(Pariza et al.,2001)。但是,关于共轭亚

    油酸对人类尤其是运动员是否具有益处,还未形成一致认识。人类研究相对无效

    的原因可能是摄入剂量(通常人类研究中为每天3克,而在动物研究中则占到食

    品质量或总热量的0.5%~1.0%)、研究方法、研究时长,以及物种的差异等。与

    人类相比,啮齿动物的生长曲线和代谢更快,这可能是导致这种现象的干扰因

    子。

    异构体——具有相同的分子式但原子键合的性质和顺序不同的化合物。

    据报道,女性每天从奶制品和肉类中摄取的CLA为151毫克,而男性则为212

    毫克,它们几乎都是顺-9、反-11 类型(Terpstra,2004)。针对人类的有限研究

    显示,这类补剂可以增加肌肉力量或瘦体重,或者两者同时增长(Lowery,1999;Terpstra,2004),而其他数据则表明身体脂肪少量减少(Williams,2005)。然而,在针对人类的研究中,个体的力量和体成分方案尚未标准化,因

    此还不能证实CLA的明显益处。自从基于体成分的少量阳性结果发表以来,人们

    开始关注CLA对胰岛素敏感性和脂肪肝的影响(Ahrén et al.,2009;Wang and

    Jones,2004),以及其对动物和人体重与脂肪减少的不利影响(Wang and

    Jones,2004)。相比于动物研究,针对人类的研究过少,这一现状仍在持续。尽

    管有一项Meta分析显示,CLA减少脂肪的效应适中且变化幅度为12周内导致人体

    脂肪缓慢减少近1千克(Whigham et al., 2007),但目前CLA同分异构体似乎并

    不像其他脂肪酸补剂一样对人类有效。

    中链脂肪酸

    如前所述,脂肪酸在运动营养方面具有的另一个重要意义是脂肪酸的链长。

    短链、中链与长链脂肪酸分别发挥不同的生理效应。比如,尽管对于EPA和DHA

    在“碳碳双键位置”章节已有描述,但它们的链长也不容忽视。它们比较为常见的

    脂肪酸更长,因此通过它们的碳链长度而不是简单地以是否存在omega-3双键来

    区分。中链脂肪酸癸酸(10个碳原子,见图4.2)和月桂酸(12个碳原子)通常来

    自椰子油和棕榈仁油,它们的碳链长度只有EPA和DHA一半。相对较短的脂肪酸链长使中链甘油三酯(MCT)在体内表现得非常不同。

    与常见的16个和18个碳原子的脂肪相比,MCT水溶性足以被直接吸收到血液

    中,而不再需要淋巴管(见图4.1)。一旦进入血液并到达组织如肝脏或骨骼肌,MCT也可以直接被细胞的线粒体所吸收,无须肉碱转移酶的帮助。因此,在20世

    纪80年代科学界对此产生了极大的兴趣,并考虑将MCT作为运动的即时能量来

    源。遗憾的是,研究表明,运动前使用25~30克MCT和碳水化合物对于在运动中

    改善运动能力或节省糖原无任何益处(Horowitz et al.,2000;Vistisen et al.,2003;Zderic et al.,2004)。之后人们推测,可能需要更大的剂量来产生益处,但这又导致许多受试者产生胃肠道的不 ......

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