运动饮料对提高运动表现的研究现状

叶逸坤

运动饮料对提高运动表现的研究现状

叶逸坤

（梅列第一实验学校，福建 三明 365000）

分析运动中人体的变化特点以及运动饮料中的各种营养成分，探讨运动饮料对提高运动表现的积极影响。

运动饮料；运动表现 ；研究现状

体力活动是人体代谢过程的催化剂，一旦人体进入运动状态，机体的能量代谢与物质代谢将随之增强。为了维持机体在运动中的能量供应与热平衡，大量的能源物质被消耗，各种电解质也随着汗液散热而丢失。能源物质的消耗与电解质的丢失，是人体运动表现下降的重要原因。研究表明，在运动中补充运动所需各种营养素有利于延缓疲劳的产生和加速疲劳恢复。运动饮料也就应运而生，市面上运动饮料种类繁多，但是对于怎样选择适合自己的运动饮料，消费者还很盲目。本文旨在通过分析运动饮料中的营养成分探讨运动饮料对于提高运动表现到底有什么样的积极意义，以帮助消费者选择正确的运动饮品。

1 运动饮料的概述

1.1 运动饮料的定义

《运动饮料国家标准》对运动饮料的定义为其营养素及含量能适应运动或体力活动人群的生理特点，能在运动和体力活动中快速补充机体的水分、电解质和能量的饮料。

1.2 常见运动饮料的营养成分

1.2.1一定量的糖分

糖是我们人体的最主要也是最直接的能源物质。糖以血糖、肌糖原和肝糖原的形式储存在我们的身体的各个地方。但是体内的糖储备是有限的，如果在长时间的运动中糖类被大量消耗而没有及时补充，肌肉就会因为没有能量的供应而出现乏力的现象，运动表现也随之下降。此外，血糖是大脑的主要能量来源，血糖下降会使大脑神经对运动系统的调节能力下降，人体的自我保护机制会抑制运动的持续且降低身体的运动表现。因此运动饮料中必须含有一定量的糖才能达到补充能量的作用。

1.2.2适量的电解质

运动时机体产生大量的热量，为了散热机体会排出大量的汗液，汗液中含有我们所需要的各种电解质，如钠、钾、钙、镁等。电解质的丢失会导致身体无力，出现肌肉痉挛以及神经兴奋性下降等从而使运动表现下降。运动饮料中的钠、钾不仅有助于补充汗液中丢失的钠、钾，还有助于调节血管渗透压使更多的水在血管中的停留，使机体得到更充足的水分。

1.2.3其他营养素

最初的运动饮料只是为了补充人体的水分、电解质和糖分。随着技术的发展越来越多的营养素被添加进了运动饮料中，使运动饮料的功能得到丰富。这其中就包括：抗疲劳成分、维生素、氨基酸、肌苷、肉毒碱等。它们可以提高肌肉的活力，耐力、组织再生能力、延缓疲劳出现的时间，从而提高运动表现。

2 运动中人体内环境的变化

人体在安静或者休息时，心肺系统能够供应充足的氧气给肌肉细胞使用，此时的能量供应主要以有氧供能系统占主导。但是当人体进行体育运动时，肌肉所需要的能量将大幅上升，可以达到安静状态的几十倍甚至上百倍。人体为了适应运动状态对热量的需要，就会动用体内的应急储备，以维持人体对热量的需要。这不仅会导致体内的能量物质的大量消耗，而且还会使热量在体内大量堆积，造成机体散热功能增强。随着运动时间的延长，体内的各种应急储备物质被消耗殆尽，受自我调节能力的限制，人体内环境将发生剧烈的变化。其中主要包括以下几个方面：

2.1 水分丢失

对于人体来说水是一种重要的营养素。成年人体重的60-70%的是水，水具有消化、参与代谢、运载、调节体温的功能。人是恒温动物，运动时机体内产生大量的热负荷，为了维持体温，人体主要通过出汗的方式带走身体多余的热量。这就会导致水分的大量丢失。当水分损失达到人体的2%时就会使运动表现显著下降，当水分损失3%-5%时就会出现体温升高，心脏输出量降低，注意力下降，运动表现下降20%-30%。体内失水10%就能威胁健康，失水20%甚至会有生命危险。运动中水分的丢失速率除了与运动时间有关以外，还受运动项目和运动环境的影响，如果在热环境下长时间的进行剧烈运动，水分更容易丢失。

2.2 电解质代谢紊乱

电解质分布在细胞膜的内外两侧，具有维持渗透压的作用。运动时电解质会随着汗液的排放而大量丢失。研究人员对汗液的分析发现，汗液中含有大量的钠、氯、钾、钙、镁等电解质。大量的电解质丢失会对人体带来巨大的影响。

2.3 血糖浓度降低

糖作为最主要最直接的能源物质，在人体内具有一定的储量，一个成年人体内约有300g的肌糖原，100g的肝糖原以及20g的血糖。这些糖是人体内最主要的能源物质，在运动中，体力活动的加强使肌糖原不断分解为肌肉供能，且肝糖原也在不断分解以维持血糖的浓度。如果在长时间运动中糖类一直得不到补充就会导致血糖浓度降低。

2.4 代谢产物堆积

糖类在无氧或者缺氧条件下氧化会产生乳酸，大量的乳酸堆积会减慢甚至中断糖酵解的代谢过程，从而使肌肉的收缩能力下降，提示身体已经超过负荷。运动中的代谢过程还会产生大量的氢离子，氨，以及自由基等。这些代谢产物的堆积是不利于机体正常的代谢过程的。

3 运动饮料各成分对运动表现的影响

3.1 水对运动表现的影响

人体在运动中，需要大量的能量支持。能量代谢与物质代谢的增强，导致机体产热和散热增多。如果体内产生的热量无法排出体内，就会导致“热负荷”急剧增加影响身体内的各种代谢反应。运动中，排汗是机体散热的一种重要方式。普通人在冷环境下排汗率约250ml/h，而运动员在热环境下进行剧烈运动时，排汗率可超过2L/h，有些运动员的排汗率甚至大于3L/ h。在长时间的持续运动状态下（如马拉松、长距离自行车运动），体内的水分会以汗的形式大量排出体外。水分的大量丢失，容易导致身体脱水。人体新陈代谢的过程实际上是一系列复杂又互相关联的化学反应过程，而且主要是在细胞内进行的。这些反应过程都离不开水。长时间的运动还会导致血浆量减少，而致使回心血量减少，每搏输出量下降，心率增加，流向外周（皮肤，肌肉）的血液减少，体温调节能力下降；肌肉的能量供应不足，大量的代谢废物无法随血液被带走引起肌肉功能下降，出现运动疲劳，最终导致人体在运动中的运动表现下降。通过运动饮料可以快速的补充机体的水分使机体得到恢复而提高人体的运动表现。

但是补水并不是简单的把水喝下就行了，我们还要考虑身体对水分的吸收。运动饮料进入胃中并不表示水分已经被身体吸收了。不同配方构成的运动饮料, 其补水的速率是不同的。这主要与人体的渗透压有关。饮料按渗透压进行分类可分为低渗、等渗与高渗溶液。人体的渗透压在体温37度时血浆渗透压浓度在300mmol/L左右，医学上规定渗透压浓度在280～320mmol/L范围内的为等渗溶液,低于人体血浆渗透压称为低渗溶液，高于人体血浆渗透压的称为高渗溶液。研究表明低渗压的运动饮料有利于人体快速吸收水分。因为脱水包括高渗性脱水（以身体缺水为主）；低渗性脱水（以钠缺乏为主）；以水、钠同时缺乏的称为等渗性脱水。汗液中电解质含量或渗透压低于血浆，因此汗液的大量丢失形成以水、钠同时缺乏的等渗性脱水。与血浆相比较汗液中的电解质浓度低于血浆，汗液的渗透压低于血浆，也就是说运动中脱水属于高渗性脱水（以身体缺水为主）。应该以补充水分为主，补水应该选择低渗溶液。这样才有利于身体快速的吸收水分达到补充水分，提高运动表现的目的。

3.2 电解质对运动表现的影响

运动中大量的热量随着排汗带出体外的同时电解质也伴随着汗液大量丢失（主要是钠、氯、钾、钙、镁）。如果缺乏电解质，人体的许多生理机能都将会受到影响。首先人体的渗透压会受到影响，其次，酸碱度的平衡也会遭到破坏，这不利于体内一系列化学反应，使身体机能下降。研究人员通过对汗液进行测验发现：其主要含有的电解质是钠、钾、氯这三种元素，其次是镁和钙。

在人体中钠离子与钾离子是维持体液渗透压的主要阳离子，它们对神经肌肉的兴奋起促进作用，钠、钾离子的大量流失会降低神经对骨骼肌的动员能力；钙离子是肌肉兴奋-收缩耦联的中介，在运动的过程中电解质的大量流失容易导致骨骼肌痉挛，发生强直收缩，影响运动表现。此外，镁离子和钾离子都能有效维持心脏的规律跳动，稳定血压，与心脏健康紧密相关。电解质对于人体的生物化学反应是必不可少的，电解质的稳定对于提升运动表现也具有积极的意义。运动饮料中最主要补充钠、钾两种电解质。运动饮料国家标准中规定：运动饮料中钠的指标是50—1200mg/L，钾的指标是50—250mg/L。其补充的形式主要是在运动饮料中加入一些食品添加剂如：柠檬酸钠、氯化钾、磷酸二氢钾、谷氨酸钠等。

3.3 糖对运动表现的影响

糖类是人体最经济、最直接也是最重要的能源物质。它在人体内以血糖、肌肉糖原和肝糖原的形式存在。人体内的肌糖原和肝糖原是很有限的,血糖的含量更少。有氧或无氧状态下分解为肌肉收缩提供能量。在长时间的运动中，肌肉不仅会消耗肌糖原为自己供能，而且还会摄取大量的血糖，且其摄取的速率大于肝糖原分解补充血糖的速率，这就会导致血糖浓度降低。而血糖是大脑的主要能量来源，当血糖浓度下降，就会引起大脑功能下降，引起中枢神经对肌肉的控制与协调能力下降。这不仅会降低运动时的运动表现，还会增加运动损伤的风险。此外，在长时间的运动中能源物质的耗竭，也会影响肌肉功能的表现。如果在运动前中后期合理的补充碳水化合物, 那么就可以增加肌肉可利用的肌糖原和血糖含量，减少肝糖原的分解。延长运动的时间，加快疲劳恢复，达到提高运动表现、预防运动外伤的作用。

人体摄取不同种类的碳水化合物会有不同的结果：一种是血糖浓度急剧上升；另一种是血糖浓度持续缓慢增长。如果血糖浓度能在较长的时间里得到持续不断的补充，不会急剧上升的情况，那么就可以较长时间地为运动提供能量。但是，如果血糖浓度急剧上升，就会刺激胰岛素的分泌，把大部分血糖转化为脂肪的形式储存在体内，以维持正常的血糖浓度。这对于快速为肌肉供能是不利的。在运动中补糖最好采用低聚糖饮料。低聚糖是一类3-8个单糖聚合的小分子化合物，具有难以被胃肠消化吸收，甜度低的特点。它在人体分解吸收的速率远远低于单糖和双糖, 所以它可以持续不断的升高血糖又不至于导致血糖急剧上升，可以节约长时间运动中肌糖原消耗, 从而延长运动的时间，提高人体耐力。

在运动中通过运动饮料摄入糖分是补糖的一种重要方式。也是补糖最有效的途径。大量的研究表明：糖浓度是运动饮料的渗透压浓度的主要决定因素。糖浓度增加，运动饮料的渗透压浓度也会增加，渗透压较高的运动饮料不利于人体对水的吸收，而低聚糖在其含糖浓度高达20%时仍具有低渗透压，对于延长耐力运动的时间以及提高运动表现具有特效。因此，运动饮料中一般以添加低聚糖为主。

3.4 其他营养素对运动表现的影响

运动饮料的配方中除了含有水与适量的电解质与糖以外，还添加了许多具有不同功能作用的营养素。目前最常见的是在运动中添加维生素、氨基酸、与各种抗疲劳的成分，这对于提高运动表现是具有积极意义的。

维生素作为一种低分子的有机化合物，它们难以在人体内合成，其合成的量也难以满足人体的需要。人体所需要的维生素大都依靠从外界摄取。维生素在人体内能对新陈代谢反应起催化作用，能促进三大能量营养素蛋白质、脂肪、碳水化合物等的合成与降解。维生素不足不利于肌肉的代谢供能反应，从而影响人体的运动表现。目前市面上的运动饮料主要添加的维生素有维生素B6、维生素C和烟酸等。维生素B6为人体内某些辅酶的组成成分，参与多种代谢反应，尤其是和氨基酸代谢有密切关系；运动中会产生大量的有害的自由基，维生素C可以作为抗氧化剂，消除体内产生的自由基，具有延缓衰老的作用；而烟酸参与体内脂质代谢、糖类无氧分解的过程还具有扩张血管的作用。在运动饮料中加入某些维生素对于提高运动表现和运动者的身体健康具有积极意义。但是我们不能把饮用运动饮料作为补充维生素的一种手段。因为人体每天所需要的维生素有十多种，营养素饮料中所含有的种类有限且单一，尤其是维生素A、D、E、K等不溶于水的维生素则很难通过饮料来补充。

氨基酸是蛋白质的基本单位，它不仅可以构成人体所需的各种蛋白质还可以直接给身体供能，如亮氨酸、异亮氨酸，就可以快速有效的为肌肉提供能量；谷氨酸，可以提高人体代谢能力，对于增强人体免疫力也具有一定的作用。运动饮料中加入具有不同功能氨基酸，可以满足不同运动人群的营养需求。

此外，运动饮料中还加入了许多抗疲劳成分如牛磺酸、咖啡因、肌醇等。它们能直接作用于中枢神经，降低疲劳感；促进能量代谢刺激肝糖原分解以提高血糖浓度；使血液中肾上腺素分泌增加，从而加快心率，增加血流量，提高氧输送能力，保证能量代谢顺利进行，使骨骼肌所消耗的能量能源源不断的得到补充，具有提高人体运动耐力加速疲劳恢复的作用。

4 结语

导致运动表现下降的原因是多种多样的，从内环境变化的角度分析，主要还是与物质代谢与能量代谢息息相关。在运动的起始阶段，体内具有一定的物质储备。一般不需要通过运动饮料进行补充。但随着运动时间延长，大量的储备物质被消耗，以至于电解质出现紊乱、能源物质和水分不足而出现运动疲劳，导致运动表现下降。补充运动饮料可以使身体机能处于相对稳定的状态，并能延缓疲劳，提高身体机能水平，进而达到提高运动表现的作用。随着人们对健康的重视，越来越多的人加入到各种体育活动中，运动饮料受到大家的喜爱，具有良好的前景。但是对于运动饮料的选择，需要根据各种运动情况进行选择。当运动强度较低，时间较短时就不需要补充运动饮料。在长时间的高强度的运动中使用运动饮料也要注意补充的时间与量。这样才能科学合理的补充身体的消耗。运动饮料是进行体育活动的重要保障，有针对性地选取适合自己的运动饮料与注重补充时间与量使提高运动表现的关键。

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On the Status Quo of Research on the Improvment of Athletic Performance by Sports Drinks

YE Yikun

(Meilie NO.1 Experimental School, Sanming 365000, Fujian, China)

叶逸坤(1994—)，中学二级教师，研究方向：中学体育教育。