運動前碳水化合物攝入與底物利用：血糖指數(shù)與果糖含量的短期影響

桂曌環(huán) 孫風華 王香生 陳亞軍

1中山大學公共衛(wèi)生學院婦幼衛(wèi)生系

2香港教育大學體育健康系

3香港中文大學體育運動科學系

運動前碳水化合物攝入與底物利用：血糖指數(shù)與果糖含量的短期影響

桂曌環(huán)1孫風華2王香生3陳亞軍1

1中山大學公共衛(wèi)生學院婦幼衛(wèi)生系

2香港教育大學體育健康系

3香港中文大學體育運動科學系

碳水化合物（CHO）補充對提高運動能力的重要性已經(jīng)取得廣泛認可。如何選擇一種CHO并發(fā)揮其最佳效應已成為亟待解決的主要問題。本文綜合國內(nèi)外相關(guān)研究，力求對運動前CHO補充對運動前、運動中底物利用影響作較為全面的闡述。近20年里，有大量研究報道指出，血糖指數(shù)（GI）可潛在地影響運動能力。盡管研究結(jié)果并不一致，但運動前攝取低GI（low-GI）食物與等能量高GI（high-GI）食物相比，在后續(xù)運動中，可降低機體CHO氧化速度和提高脂肪氧化速度。葡萄糖和果糖分別作為high-GI和low-GI的CHO，但研究發(fā)現(xiàn)在攝取兩種CHO的后續(xù)運動中，底物利用并無差異，包括肌糖原利用。已有的資料表明，這一結(jié)果可能是由于血糖指數(shù)和果糖的交互作用對底物利用的影響。

運動；燃料選擇；碳水化合物氧化；脂肪氧化

1 背景介紹

眾所周知，機體碳水化合物（CHO）氧化和脂肪氧化是維持有氧運動穩(wěn)定狀態(tài)的主要能量來源[1]。肌糖原、血糖、血漿游離脂肪酸（FFA）、肌肉內(nèi)甘油三酯（IMTG）是維持運動的四種主要能量[1，2]。脂肪組織作為體內(nèi)最大的“燃料倉庫”理論上可以維持連續(xù)幾天的運動，而以糖原形式存在于肌肉和肝臟，或以葡萄糖形式存在于血液中的CHO供應能量卻十分有限[1，3]。

在空腹狀態(tài)下運動，機體CHO和脂肪氧化所提供的能量比例隨運動強度的增大而變化[2]。在低等強度如25%最大攝氧量（V˙O2max）負荷下運動時，運動所需能量幾乎都來自于FFA。當運動強度從25%增加到65% VO2max又提高至85%VO2max時，F(xiàn)FA的氧化利用率將下降。然而當運動強度維持在65%VO2max水平時，脂肪氧化達到最大，約占總能量的一半，而IMTG氧化不斷增加。當運動強度從65%增加至85%V˙O2max，脂肪氧化又呈下降趨勢。因此，該研究與其他研究一致，均表明在中等強度運動（45-65%V˙O2max）下可使脂肪氧化最大化[2，4-6]。不過這一結(jié)果將隨著受試者的性別、訓練狀態(tài)、V˙O2max和飲食的不同而有所不同[5，7]。在維持強度大于65%V˙O2max運動，CHO似乎是最佳的能量來源。CHO不足是高強度運動中誘發(fā)肌肉疲勞和限制運動能力的重要影響因素[1，3]。因此通常建議運動員在運動前和運動中補充CHO以維持運動中所需的能量[8，9]。

毫無疑問，運動中底物利用受到運動前和運動中營養(yǎng)狀態(tài)的影響[1，9-11]。攝入CHO后可引起CHO代謝和胰島素反應，表明食物對底物利用的影響較大，特別是在后續(xù)運動中，應予以重視。因此，本綜述試圖對國內(nèi)外有關(guān)運動前CHO補充對后續(xù)運動中底物利用影響的研究結(jié)果進行歸納總結(jié)，并且對血糖指數(shù)（GI）和果糖的可能作用加以分析。

2 運動前補充CHO vs.空腹或安慰劑

運動前特別是運動前1h補充CHO對運動能力的影響作用仍存在爭議。運動前1h補充CHO可引起餐后血糖和胰島素升高，而在開始運動后血糖水平常常又會下降[1，9]，這可能是由于血糖和胰島素水平過高和肌肉收縮活動的綜合影響[9，12-14]。早期研究認為該血糖下降可損害運動能力[15，16]，然而最近的研究指出運動前1 h攝取CHO不僅不會降低血糖[13，17-20]，反而會提高運動能力[21-24]。因此，運動前1 h嚴格避免攝取CHO食物似乎是沒有必要的。

部分研究表明，與空腹狀態(tài)相比，運動前1 h攝取CHO在后續(xù)中等或大強度運動中可以提高CHO氧化速度[13，15-17，20，21，23-30]。 但僅攝入少量CHO食物不會增加運動中機體CHO氧化速度，因此CHO攝入量是影響底物利用的一個重要因素[30]。而CHO的攝入時間對后續(xù)運動中底物利用似乎沒有影響[31]。 研究又發(fā)現(xiàn)，CHO氧化速度的升高主要受葡萄糖氧化影響，而并非糖原氧化[13]，運動中肌糖原利用不受運動前CHO攝入的影響[17，22，29，32，33]。值得注意的是，運動中葡萄糖氧化對總體底物氧化的“貢獻”最?。▋H占總能量的8～11%）。這可能是未發(fā)現(xiàn)糖原利用差異的原因之一。

運動前1 h攝入CHO會導致脂肪氧化明顯減少[17，22，24]，可見于廣泛的運動強度中，并顯著降低脂肪最大氧化速度[25]。脂肪氧化速度的下降可能是由于攝入CHO后，胰島素明顯升高，抑制了脂肪分解[34-37]。較低的脂解水平又會降低血液循環(huán)中FFA，從而抑制FFA的氧化利用。 除此之外，另有兩篇報道認為，在靜息狀態(tài)下，即FFA氧化利用保持穩(wěn)定不變時，注射外源性脂類物質(zhì)時葡萄糖和胰島素可共同作用降低血漿長鏈脂肪酸（LCFA）的氧化速度[38，39]。這些研究均表明除了直接抑制脂類分解，加速的CHO氧化速度和（或）升高的胰島素水平還可通過其他某種機制直接降低脂肪酸氧化。后來的研究也支持了這一觀點，運動中CHO氧化利用可通過抑制血漿和IMTG中FFA的動員直接調(diào)節(jié)脂肪氧化[26，40]。

綜上所述，與空腹或安慰劑相比，運動前1h攝入含CHO食物，在后續(xù)運動中能夠促進CHO氧化和降低脂肪氧化。增加的CHO氧化大都來源于血糖氧化，而并非糖原氧化。脂肪氧化速度下降主要是由于胰島素糖原利用提高，減少了血FFA動員和抑制IMTG中FFA氧化。CHO攝入量同樣影響后續(xù)運動中的底物利用。運動前攝入大量CHO可提高運動中CHO氧化速度。肌糖原不是提高CHO氧化速度的唯一來源，但卻是最主要的來源。

3 低血糖指數(shù)（Low-GI）食物與高血糖指數(shù)（High-GI）食物

血糖指數(shù)（GI）是人體進食50 g碳水化合物的待測食物后血糖反應曲線下面積（IAUC）與食用含等量CHO標準參考物（一般為葡萄糖或白面包）后IAUC之比[41]。GI＜55的食物為low-GI食物；GI在 55～70之間的食物為中等GI食物；GI＞70的食物為High-GI食物[42]。通常，GI影響CHO在體內(nèi)消化吸收的速度[43]。而GI主要是由攝入CHO的屬性以及其他可影響營養(yǎng)物質(zhì)消化率和胰島素分泌的飲食要素決定的[44]。盡管存在餐后血糖反應的個體差異，通常情況下high-GI食物與等能量的low-GI食物相比可引起更大的血糖反應。攝入high-GI食物2～4小時后體內(nèi)血糖濃度迅速下降，降至低血糖水平。血糖水平的快速下降破壞了體內(nèi)調(diào)控血糖的平衡機制，主要包括胰島素、胰高血糖素、腎上腺素、皮質(zhì)醇、生長激素等其他激素的分泌。相比之下，low-GI食物不會引起餐后血糖的迅速下降，這主要歸因于胃腸道中CHO的持續(xù)吸收和肝葡萄糖不斷輸出[45]。因此不同GI水平的食物將產(chǎn)生不同的生理反應，從而潛在地影響身體健康。

正如前面所述，運動前攝入大量CHO食物有利于機體CHO氧化和提高運動能力。CHO的屬性和含量可對結(jié)果產(chǎn)生不同影響，因此尋找一種CHO優(yōu)于其他類型顯得尤為重要。

近二十年里，已有大量研究報道指出GI可有效提高運動能力。有文獻指出運動前攝入low-GI食物，與high-GI食物相比，更加有利于代謝反應和運動能力的提高[46，47]。大量研究發(fā)現(xiàn)攝入low-GI食物可有效提高運動能力[24，27，33，48-50]，但其他研究并未得出這一結(jié)論[13，17，20，51-53]。盡管如此，GI對于在運動中機體血糖反應的影響是得到一致認可的。關(guān)于運動中GI對底物利用影響的歸納總結(jié)見表1。

表1 運動前膳食血糖指數(shù)對后續(xù)運動中底物利用的短期影響

續(xù)表1

續(xù)表1

3.1運動前1小時攝入不同GI的CHO對底物利用的影響

運動前1 h攝入不同GI的CHO對底物利用產(chǎn)生不同影響。在靜息狀態(tài)時，low-GI與high-GI相比，可較少引起過高血糖和胰島素，但足夠維持后續(xù)運動中所需的血糖水平[13，17，24，27，51]。在運動中，特別是運動開始時，low-GI與high-GI相比，可產(chǎn)生較高FFA水平和較低CHO氧化速度。但兩組肌糖原利用差異并不明顯[13，17]。兩組之間胰島素水平差異可以解釋運動中底物利用的不同。

在上述研究中，研究方法為空腹一夜后攝取食物。空腹時間越短，研究結(jié)果越不一致。一項研究發(fā)現(xiàn)，空腹4小時后，low-GI與high-GI相比，引起較低CHO氧化速度[20]。然而另一項研究發(fā)現(xiàn)，在空腹6小時后，low-GI相比high-GI，可引起較高CHO氧化速度[50]，這與大部分研究結(jié)論相反。作者未能解釋這一原因。因此，需要更多的研究證實禁食時間不同是否影響CHO氧化速度。

值得注意的是，上述研究當中，實驗運動強度大多采用中等到大強度，僅有兩篇文獻采用低等到中等強度。一項研究[29]發(fā)現(xiàn)在進食45分鐘后，中等強度運動中high-GI與中等GI相比，兩組在FFA水平、CHO氧化速度和肌糖原利用上均沒有差異。另外一篇研究也得出相似的結(jié)論[54]。值得注意的是，這篇研究中，雖然兩組GI差異較大（48.3 vs.103.3），但兩組間餐后1小時的血糖和胰島素水平?jīng)]有差異。研究者認為這一令人困惑的結(jié)果可能是由數(shù)據(jù)收集時間造成的，實驗人員往往忽視血糖迅速下降時間點和重回基礎值時間點的數(shù)據(jù)。另外，low-GI組采用果糖飲料，而果糖對底物利用的影響并不清楚。因此，應有更多研究分析探討不同GI水平食物在低等至中等強度運動中對底物利用的影響。

3.2運動前若干小時攝入CHO食物對底物利用的影響

上述研究分析了在運動前1小時或以內(nèi)不同GI的單一CHO食物或混合CHO食物對底物利用的影響[20，24，27，51]。但是這一飲食狀態(tài)在日常生活和訓練中并不常見。另外，雖然兩組間（high-GI和low-GI組）CHO含量大致相似，但脂肪、蛋白質(zhì)和能量等營養(yǎng)素并沒有完全匹配。非等能量或不匹配的營養(yǎng)成分都會對后續(xù)運動中的代謝反應和底物利用產(chǎn)生一定影響[55-57]。因此，當前的研究更加關(guān)注于運動前若干小時攝入不同GI水平的混合性CHO食物。這與運動員或普通人群日常訓練和比賽時的飲食狀態(tài)更為接近。此外，研究匹配了high-GI組與low-GI組的總能量和其他營養(yǎng)素。這種類型的設計有助于更加準確地分析GI對運動中代謝反應的影響。

Wee等首次分析在運動前攝入不同GI早餐對代謝反應的影響[52]。結(jié)果顯示，low-GI早餐與high-GI早餐相比，在餐后更少產(chǎn)生過高血糖和胰島素。在休息和運動中，low-GI組CHO氧化速度低于high-GI組，但FFA和脂肪氧化速度高于high-GI組。其他研究結(jié)果顯示兩組間的代謝反應不完全相同，但運動中的底物利用結(jié)果相似[48，49，53，58-60]。 因此，在中等到大強度運動中，low-GI與high-GI相比，可引起較高的脂肪氧化速度和較低的CHO氧化速度[48，49，52，53，58-60]。 因為實驗均為空腹一夜之后，匹配兩組間總能量，且運動前CHO氧化速度相似，因此可利用碳水化合物的數(shù)量似乎并不是運動中底物利用變化的主要原因。

運動中兩組底物利用差異可能是由于攝取low-GI食物較少引起餐后胰島素顯著升高，從而減少了對脂肪氧化的抑制，這使得后續(xù)運動中的底物利用更多地轉(zhuǎn)向脂肪氧化，同時還可提供可持續(xù)的CHO原料[60]。最近的一篇研究指出low-GI飲食降低CHO氧化利用，這可能是由于肌糖原的利用率較低[59]。因為運動中的底物利用不僅受到營養(yǎng)狀況（如食物種類、含量、攝入時間）的影響，同時受到運動屬性（如運動強度和運動時間）及個體特征（如訓練水平、性別、體成分）的影響[6，10，11]，所以對相關(guān)研究結(jié)果的分析需更加謹慎細致。

在上述大部分研究中，受試對象多為耐力運動員，且運動強度采用70%V˙O2max或以上，分析不同GI食物對運動能力的影響。 運動中加速脂肪利用對普通人群，特別是肥胖人群顯得尤為重要。盡管在空腹狀態(tài)下運動可以使脂肪利用最大化，但這一方法并不實際。中等或high-GI飲食因可以在持續(xù)運動中維持充足的肌糖原，更容易為健身人群所接受。若底物利用在low-GI和high-GI兩組間確實存在差異，且可通過在運動前改變食物GI水平便可增加脂肪氧化速度，這對于管理體重和保持健康的運動人群來說具有重要意義。

最近一項研究招募了8位身體健康但屬于靜態(tài)生活方式的女性受試者，分析研究攝取High-GI和Low-GI早餐在休息和以50%V˙O2max負荷健步走兩種狀態(tài)下對底物利用的影響[61]。 研究發(fā)現(xiàn)，餐后3 h時，兩組脂肪氧化速度均被抑制，但low-GI組氧化速度仍高于high-GI組。在運動中，low-GI組總體CHO氧化速度低于high-GI組，但脂肪氧化速度高于high-GI組。另有一項關(guān)于男性受試者的實驗研究也發(fā)現(xiàn)了相似的結(jié)果，如在中等強度運動中，運動前攝取不同CHO食物，底物利用明顯不同[62]。Low-GI組的脂肪氧化速度較高、CHO氧化速度較低；high-GI組CHO氧化速度較高、脂肪氧化速度較低。無論是男性或女性受試者，兩份研究都顯示在低等至中等強度運動中GI影響底物利用。

然而，另一項研究并未發(fā)現(xiàn)不同GI造成運動中脂肪氧化速度結(jié)果差異[63]。這可能是由于攝取不同CHO食物造成的。在該研究中，受試者攝取約2 g·kg-1體重的CHO食物，GI分別為77和51。值得注意的是該研究設計旨在分析中等GI對底物利用的影響，且兩組間的餐后代謝反應基本相似。值得注意的是，另外兩篇研究中，攝取low-GI早餐可明顯升高血乳酸水平，這可能是由于low-GI組食物含有更多果糖，而果糖可有效升高乳酸水平[64，65]。作者在文中沒有討論這種差異是否影響后續(xù)運動中的底物利用。

上述研究中，大部分實驗要求受試者空腹一夜后才攝取食物，避免所謂的“二餐效應”。研究發(fā)現(xiàn)，男女受試者若在前一晚已攝取low-GI和等能量high-GI晚餐，第二天再攝取標準早餐后會存在“二餐效應”[66，67]，即在攝入早餐后，Low-GI晚餐組血糖和胰島素水平有明顯降低，但兩組底物利用在餐后和在60 min 60%V˙O2max負荷下運動中并沒有差異。因此，研究者建議應在運動前2～3小時攝入low-GI食物以便獲得底物利用改變。

為了進一步分析該結(jié)果，一項實驗研究發(fā)現(xiàn)攝入標準早餐4小時后，再分別攝入low-GI和high-GI午餐，午餐后2小時，在以50%V˙O2max負荷下的快走運動中l(wèi)ow-GI午餐與high-GI午餐相比產(chǎn)生較低的CHO氧化速度[68]，但兩組間的脂肪氧化速度并無差異。這可能是由于攝取了標準早餐后在某種程度上降低了兩組血糖反應水平[68]。 一項研究表明，若要達到空腹8～12小時的效果最少空腹6小時，才可以在以70%V˙O2max負荷下運動中產(chǎn)生相似的底物利用和血糖穩(wěn)態(tài)[37]。因此，空腹時間是一個重要的影響因素。另外，上午進行的實驗結(jié)果不能直接適用于下午或晚上的研究當中。

綜上所述，運動前攝入low-GI食物和等能量high-GI食物相比，在后續(xù)運動中可降低CHO氧化速度。這一現(xiàn)象的機制可能是兩組間誘導產(chǎn)生不同的血糖與胰島素水平。不過，若禁食時間較短，實驗結(jié)果呈現(xiàn)不一致。所以需要更多研究進一步探討。

4 運動前果糖的攝入對底物利用的影響

人們向來喜愛美味的食物，甜味的食物更受到人們的青睞。糖是天然的甜味劑，自然中常見的糖是蔗糖、果糖和葡萄糖。果糖和葡萄糖是單糖，蔗糖是由一分子果糖和一分子葡萄糖形成的雙糖。果糖和葡萄糖有不同的結(jié)構(gòu)，可在人體產(chǎn)生不同的性質(zhì)和代謝反應。日常食用中，果糖存在于水果、蜂蜜和含糖飲料中。果糖作為甜味劑常被用于高果糖玉米糖漿（HFCS）和蔗糖中。HFCS由不同的果糖葡萄糖比例配置而成，最為常見的HFCS-55是由55%果糖和45%葡萄糖配置而成[69]。

果糖吸收后，迅速被肝臟所提取，在肝臟有多個代謝途徑。有證據(jù)表明，近50%果糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖，這是肝臟代謝果糖的主要途徑[69，70]。果糖轉(zhuǎn)化為一定量的葡萄糖后，可作為肝糖原直接儲存起來[69，71]。另一個重要的肝代謝途徑產(chǎn)物是乳酸[72]。除此之外，果糖可通過脂質(zhì)合成轉(zhuǎn)化為脂肪酸[73]，這是果糖代謝的次要途徑[74]。

研究發(fā)現(xiàn)果糖消耗量增加與含有果糖成分的糖攝入量增加有關(guān)，主要形式是含糖飲料[69，75-77]。小劑量的果糖可通過增加果糖-1-磷酸葡萄糖激酶活性維持內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡[78]。動物實驗表明，高劑量果糖飼料喂養(yǎng)的動物可誘發(fā)產(chǎn)生代謝性和心血管疾病危險因素，如血脂異常、胰島素抵抗、糖穩(wěn)態(tài)受損、體脂增加和高血壓[69，78]。

目前已有大量研究分析探討了攝入CHO對運動能力的影響。本段綜述主要探討果糖在運動中對代謝反應的影響，見表2。

表2 運動前果糖攝入在后續(xù)運動中對底物利用的短期影響

續(xù)表2

4.1單一攝入果糖

如前所述，運動前攝入CHO食物，特別是大劑量CHO，可以提高運動成績[21-23，30，79，80]，這主要歸因于運動中CHO氧化利用的增加。一項研究發(fā)現(xiàn)，運動前1小時攝入果糖飲料與安慰劑相比可增加運動至耗竭時間（TT time）[81]。因為在耐力運動前攝入果糖飲料可以為肌肉收縮提供CHO原料，而不會產(chǎn)生短暫性低血糖和抑制脂肪利用。然而后來的一些研究發(fā)現(xiàn)攝入果糖或葡萄糖飲料后，運動能力表現(xiàn)相似[18，82，83]。因此，果糖飲料與其他CHO飲料相比在提高運動能力上并沒有表現(xiàn)出更大優(yōu)勢。這可能是為什么沒有更多研究進一步探討果糖效應的原因之一。此外，果糖也可能對運動能力產(chǎn)生不利影響，如胃腸道癥狀[84]。因此，基于當前文獻，不建議運動員在運動前攝入果糖飲料。

如前所述，大量研究分析了low-GI-CHO對底物利用的影響，并認為其更有優(yōu)勢。從理論上講，果糖可降低血糖和胰島素反應，因此不會在初始階段降低血糖水平。有研究論證了low-GI與high-GI兩組之間的比較，結(jié)果與該理論相似[65，85，86]。然而，果糖作為low-GI-CHO，與葡萄糖（high-GI-CHO）相比，對運動中的底物利用并沒有產(chǎn)生更為有利的影響[18，36，65，82，83，85-91]。這些研究中受試者多為運動員，運動強度為中等至大強度運動，且攝取單一果糖飲料。

有研究表明，葡萄糖與果糖相比，餐后可產(chǎn)生更高的血糖和胰島素反應，然而在后續(xù)運動中底物利用、肌糖原利用和運動成績兩組之間并沒有差異[82]。值得注意的是，果糖的餐后呼吸交換率（RER）高于葡萄糖。我們從這一結(jié)果可推斷，攝入果糖飲料在餐后期間可提高碳水化合物氧化速度，而這可能是果糖比葡萄糖更早氧化的原因。后來的研究也證實了這一點，即果糖和蔗糖，與葡萄糖和淀粉相比在餐后6小時可產(chǎn)生更高的碳水化合物氧化速度[90]。在這一研究中同樣發(fā)現(xiàn)果糖和蔗糖對脂肪氧化早期抑制程度高于葡萄糖和淀粉，但脂質(zhì)氧化綜合遞減趨勢果糖仍比后兩者高。

多數(shù)研究設計中，果糖飲料需在運動前1小時攝入。一項研究比較了6名受試者機體葡萄糖和果糖的氧化速度，受試者運動前180 min到90 min攝入果糖或葡萄糖，同時運動中攝取安慰劑或蔗糖飲料[91]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，攝入葡萄糖的碳水化合物氧化利用優(yōu)于果糖。值得注意的是，雖然運動中外源性葡萄糖和果糖氧化速度有一定差異，但兩組間總體碳水化合物和脂肪氧化速度相似。

這種存在于果糖和其他low-GI-CHO之間底物利用結(jié)果的差異性，可能是由于肝臟-果糖的特殊代謝途徑。首先，果糖可繞開糖酵解第一限速酶，從而更容易被氧化[78]。以往研究已表明攝入果糖后雖然血糖和胰島素只有適度上升，但碳水化合物氧化量可顯著增加[78，92]。在靜息狀態(tài)下，果糖和蔗糖，比葡萄糖和淀粉產(chǎn)生更大的碳水化合物氧化速度[90]。另一項研究[93]兩天內(nèi)給予受試者葡萄糖和果糖飲料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)葡萄糖組的血糖和胰島素高于果糖組，但后者的碳水化合物氧化速度比前者高25%。果糖組脂肪氧化速度又比葡萄糖組低35%。其次，部分果糖在肝臟中可通過脂質(zhì)合成途徑轉(zhuǎn)化為脂肪酸[73]。同時，果糖能抑制肝臟脂肪氧化，從而有利于脂肪再酯化和極低密度脂蛋白（VLDL）合成[69]。這一過程可抑制全身脂肪氧化。一些研究發(fā)現(xiàn)攝入果糖后可降低脂類分解和全身脂肪氧化[74，94]，這在一定程度上支持了上一猜測。所以，與葡萄糖相比，攝入果糖后胰島素反應降低，更有利于后續(xù)運動中的脂肪氧化，但是肝代謝果糖對脂肪氧化產(chǎn)生相反的效果。攝入果糖或葡萄糖后在這些交互作用下運動中產(chǎn)生相似的底物反應。

因此，果糖在燃料代謝方面似乎不能被認為是典型的low-GI-CHO[95]。果糖作為low-GI在運動前產(chǎn)生相似的血糖和胰島素反應，但果糖與葡萄糖在運動中的底物利用，包括肌糖原利用并沒有差別。根據(jù)以往研究，low-GI與high-GI相比往往產(chǎn)生更高的脂肪氧化速度和更低碳水化合物氧化速度。

4.2果糖混合性食物

對于運動員和普通人來說，僅攝入單一果糖飲料并不常見。果糖消耗量增加與含有果糖成分的糖攝入量增加有關(guān)，主要形式是含糖飲料[75，76，78]。果糖的食物來源還包括其他CHO，如葡萄糖，可以幫助健康人群的果糖吸收[96]。因此，膳食中添加果糖對在靜息狀態(tài)下和運動中底物利用的影響，值得進一步探討。

當攝入果糖混合食物時，其在運動過程中對底物利用的影響變得更為復雜。盡管最近幾年膳食果糖消費量在世界各地不斷上升，據(jù)我們所知，現(xiàn)在仍缺乏關(guān)于運動前攝入含果糖混合食物對后續(xù)運動中底物利用和運動能力影響的研究。

已有研究發(fā)現(xiàn)，當攝入含果糖或葡萄糖混合食物后，葡萄糖組的血糖和胰島素反應高于果糖組[97，98]。雖然攝入單一果糖餐后產(chǎn)生的碳水化合物氧化速度高于葡萄糖組，但當攝入果糖混合食物時，兩組間脂肪氧化速度差異就會消失[99]。果糖混合膳食對運動中底物利用的影響仍然未知。

有研究對這一影響作了進一步分析討論[62，68]。在這兩篇研究中，提供受試者3種不同GI膳食：無果糖low-GI膳食（LGI）、含果糖low-GI膳食（LGIF）和無果糖high-GI膳食（HGI）。3種膳食的GI值分別是41、39 和72。在攝入膳食2小時后，受試者要求完成1小時50%V˙O2max負荷的快步走。結(jié)果顯示，盡管3組血糖和胰島素反應相似，但LGIF和LGI組之間FFA和甘油濃度存在差異，LGIF組的碳水化合物氧化速度高于LGI組、脂肪氧化速度低于LGI組。由于兩組間GI值和其他營養(yǎng)元素相似，所以底物代謝結(jié)果不同可能是由于LGIF組果糖含量高于LGI組。此外，LGIF和HGI兩組間其他營養(yǎng)成分也匹配。所以僅是GI值和果糖含量不同。盡管兩組餐后血糖和胰島素反應存在差異，但在運動過程中，底物代謝結(jié)果相似。所以，GI和果糖兩者共同作用導致兩組間相似的底物代謝結(jié)果。這兩項研究清楚地表明在中等強度運動中，混合膳食中GI和果糖可單獨地影響底物利用。

流行病學研究和干預實驗研究發(fā)現(xiàn)含糖飲料的攝入與體重增加呈正相關(guān)關(guān)系[100-104]。最近一項研究發(fā)現(xiàn)，攝取10周高果糖非高葡萄糖膳食，可增加腹型肥胖。而運動，特別是中等強度運動，可增加脂肪氧化，從而在一定程度上降低果糖帶來的不利影響[105]。因此，探究在休息和運動時膳食中果糖對底物利用的影響顯得尤為重要。

綜上所述，運動前攝入果糖混合膳食對運動中底物代謝的影響還未得到充分研究。GI和果糖含量對底物代謝分別產(chǎn)生影響。

5 結(jié)論和建議

運動前膳食中的GI水平是運動中底物代謝的重要影響因素。在禁食一夜之后，low-GI與high-GI相比在運動中可產(chǎn)生較低碳水化合物氧化速度和較高脂肪氧化速度。然而當攝入標準早餐后，結(jié)果略有不同。攝入標準早餐并且減少兩餐之間的禁食時間能在一定程度上降低不同GI水平膳食對運動中底物利用的影響差異。

果糖混合膳食可影響運動中底物利用。根據(jù)有限的證據(jù)表明，當禁食一夜之后，含有一定果糖的low-GI飲食與不含果糖的膳食相比可在中等強度運動中產(chǎn)生較高的碳水化合物氧化速度和較低的脂肪氧化速度。因此需要進一步的研究闡明底物利用的原料來源。例如，何種CHO可在運動中改變碳水化合物的氧化速度，葡萄糖或糖原？

6 展望

多年來CHO對運動鍛煉的重要性已得到認可。然而是否存在一種CHO優(yōu)于其他CHO還沒有定論。近年來關(guān)于這一領域的研究主要集中在GI方面。但GI并不是唯一影響底物利用的因素。果糖是另外一個重要的影響因素。因此，需要更多的研究來闡明GI和果糖的交互作用在能量選擇上的影響，特別是考慮到之前的研究將果糖飲料作為低GI飲食的一部分，因此之前的研究結(jié)果應該謹慎解釋。

此外，不含果糖的low-GI膳食在中等強度運動中似乎有利于短期的脂肪氧化，這種效應在攝入low-GI飲食長時間后依然存在嗎？如存在若干天。將low-GI膳食和中等強度運動結(jié)合起來是否可以最大化提高脂肪氧化，從而可以產(chǎn)生更大的體重管理好處？有效的隨機對照實驗可以用來闡明這些問題。

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2016.02.26

孫風華，Email：fhsun@ied.edu.hk