2種運(yùn)動(dòng)食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響對(duì)比研究

黃國(guó)陽(yáng)

(桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院，廣西 桂林 541004)

運(yùn)動(dòng)食品是指為滿足參與運(yùn)動(dòng)人群的體能、生理代謝、營(yíng)養(yǎng)需求等特殊要求而開發(fā)的功能性食品，其具有體積小、質(zhì)量輕、運(yùn)動(dòng)時(shí)攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，一直是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、比賽過程中重要的功能性食品[1-4]。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽過程中，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高，人員容易出現(xiàn)疲憊狀態(tài)，因此通過食用有效的運(yùn)動(dòng)食品改善體能狀態(tài)就變得十分重要[5-7]。根據(jù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練內(nèi)容和周期的不同，運(yùn)動(dòng)食品可能需要連續(xù)多餐或多日服用。同時(shí)，在訓(xùn)練過程中，受到氣候環(huán)境、情緒緊張等外在或內(nèi)在的應(yīng)激因素，運(yùn)動(dòng)人員將會(huì)產(chǎn)生綜合的負(fù)面效應(yīng)，容易造成人體內(nèi)環(huán)境紊亂，引起食欲和消化水平下降，最終影響人體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能，造成訓(xùn)練效果和比賽成績(jī)的下降[8-10]。

目前類似的研究報(bào)道較少，僅有耿戰(zhàn)輝等[11]分析2種壓縮餅干對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響，但是壓縮食品的消費(fèi)范圍較低，不符合大眾消費(fèi)需求。針對(duì)這一問題，本研究設(shè)計(jì)2種適合普通人食用的運(yùn)動(dòng)食品，并對(duì)2種運(yùn)動(dòng)食品進(jìn)行自身對(duì)照和交叉食用分析，通過試驗(yàn)結(jié)果對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力和疲勞狀態(tài)等方面進(jìn)行測(cè)試，旨在為不斷改善運(yùn)動(dòng)食品的性能表現(xiàn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試劑

血乳酸檢測(cè)試劑盒、血清激素檢測(cè)試劑盒：北京百奧萊博科技有限公司；

乙醇：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 材料

試驗(yàn)中功能因子含量不同的運(yùn)動(dòng)食品分為運(yùn)動(dòng)食品A和運(yùn)動(dòng)食品B，并以此為基礎(chǔ)設(shè)置為運(yùn)動(dòng)食品A組、運(yùn)動(dòng)食品B組和對(duì)照組。運(yùn)動(dòng)食品A和運(yùn)動(dòng)食品B的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能因子的詳細(xì)組成情況見表1。

表1 2種運(yùn)動(dòng)食品的基本組成情況Table 1 Basic composition of two sports nutrition

1.3 試驗(yàn)對(duì)象及分組

最初選擇運(yùn)動(dòng)員100人，性別為男性，年齡范圍在22～24歲。通過脈搏、心率、血壓、自行車和5 km跑步成績(jī)等基本情況，選擇測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果接近的人員共60人。之后再進(jìn)行跑臺(tái)體能測(cè)試和血液生化指標(biāo)檢測(cè)，根據(jù)綜合結(jié)果確定所選運(yùn)動(dòng)員的體能狀態(tài)。綜合基本身體指標(biāo)和體能狀態(tài)，最終選擇數(shù)據(jù)接近或接近的30名運(yùn)動(dòng)員作為試驗(yàn)對(duì)象，最終確定試驗(yàn)對(duì)象的基本身體參數(shù)為：最大攝氧量(58.1±0.4)L、身高(172.3±0.9)cm、體重(64.22±0.92)kg。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，?0名運(yùn)動(dòng)員每組10人，隨機(jī)分成3組，分別命名為：運(yùn)動(dòng)食品A組、運(yùn)動(dòng)食品B組和對(duì)照組。

1.4 儀器與設(shè)備

全自動(dòng)發(fā)光儀：Unicel DxI800型，美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司；

全自動(dòng)生化分析儀：BIOBASE BK8000型，山東博科科學(xué)儀器有限公司；

乳酸儀：EKF Blood Lactate型，德國(guó)EKF公司；

血糖儀：ACCU-CHEK?Integra型，美國(guó)羅氏公司；

心率監(jiān)測(cè)儀：Prince 80D型，深圳力康公司。

1.5 方法

1.5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，分別設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)食品各組的自身對(duì)照試驗(yàn)和平衡交叉試驗(yàn)，試驗(yàn)共分為A、B、C 3個(gè)階段，每個(gè)階段進(jìn)行7 d，總試驗(yàn)共進(jìn)行21 d，運(yùn)動(dòng)食品食用的具體細(xì)節(jié)如表2所示。在試驗(yàn)的每個(gè)階段，要求每名參與試驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員每日攝入的食物熱量不超過3 000 J，試驗(yàn)過程中可以自由飲水，需要嚴(yán)格禁止飲酒和吸煙，杜絕在試驗(yàn)期間食用其他運(yùn)動(dòng)食品和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。

1.5.2 試驗(yàn)流程 每個(gè)試驗(yàn)階段(A、B、C)均按照以下流程和要求進(jìn)行試驗(yàn)：

(1)第1～2天，運(yùn)動(dòng)員要按照規(guī)定食用運(yùn)動(dòng)食品，按照同一標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和休息。

(2)第3天，運(yùn)動(dòng)員要按照規(guī)定食用運(yùn)動(dòng)食品，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低的訓(xùn)練。

(3)第4天，所有運(yùn)動(dòng)員均進(jìn)行檢測(cè)，具體步驟：晨起空腹抽取運(yùn)動(dòng)員的靜脈血，測(cè)定血液生化指標(biāo)，血乳酸和血糖，之后進(jìn)行正常食用早飯。早飯后休息30 min，采集指尖血測(cè)定血乳酸和血糖。之后進(jìn)行緩慢熱身10 min，然后以60% VO2max的強(qiáng)度跑步，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間點(diǎn)，采集指尖血測(cè)定血乳酸和血糖。之后原地休息10 min，進(jìn)行力竭跑(15 km/h)，記錄起跑至力竭的時(shí)間和距離，結(jié)束后立即采集靜脈血測(cè)定所需生化指標(biāo)。從休息開始計(jì)時(shí)，分別在0，3，6，9，12，15 min 5個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集指尖血，測(cè)定休息恢復(fù)期的血乳酸變化趨勢(shì)，在休息1 h后測(cè)定血糖。

表2 交叉設(shè)計(jì)方案?Table 2 Experimental design of the cross trial

? 食用表示食用本組規(guī)定的運(yùn)動(dòng)食品。

(4)第5天，晨起空腹采集靜脈血測(cè)定生理指標(biāo)。

(5)第6～7天，充分休息進(jìn)行下一輪試驗(yàn)，在休息期間可以自由飲食。

1.5.3 主要檢測(cè)指標(biāo) 試驗(yàn)中主要檢測(cè)指標(biāo)包括：心率水平、血乳酸和血糖水平、血清激素含量(睪酮、皮質(zhì)醇、睪酮/皮質(zhì)醇、胰島素)。心率水平采用心率計(jì)測(cè)定；血乳酸和血清激素含量采用試劑盒法，血糖水平采用血糖儀測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期心率變化

人體在訓(xùn)練過程中，心率的變化情況可以反映人體的運(yùn)動(dòng)能力，而經(jīng)過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，進(jìn)入恢復(fù)期后直接測(cè)定心率變化情況可以反映出人體的恢復(fù)情況[12]。圖1為各組運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行力竭訓(xùn)練過程中的心率變化情況。圖2為各組運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)后心率測(cè)定結(jié)果。檢測(cè)結(jié)果證實(shí)，3個(gè)試驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)的心率變化情況相比，在運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)食品A組心率增長(zhǎng)速率快于其他2組，可以在較短的時(shí)間將心率水平迅速提升，更早的進(jìn)入穩(wěn)定期間，進(jìn)入最高心率時(shí)間較晚。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后，運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的心率監(jiān)測(cè)數(shù)值都低于其他2組，說明運(yùn)動(dòng)食品A組的運(yùn)動(dòng)員可以快速進(jìn)入恢復(fù)水平。以上的檢測(cè)結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行力竭訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)時(shí)，心率增加速率較快，而在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后，心率恢復(fù)更快，明顯優(yōu)于運(yùn)動(dòng)食品B組和對(duì)照組。

2.2 血乳酸濃度的變化

由于肌肉產(chǎn)生的乳酸產(chǎn)生后10 min左右就可以立即滲入血液，直到肌肉和血液間的乳酸濃度達(dá)到平衡。同時(shí)由于血液中乳酸濃度受到多方面因素影響，因此需要進(jìn)行多時(shí)間點(diǎn)采樣測(cè)定血乳酸數(shù)值后才能有效的評(píng)估人體的血乳酸清除率[13]。

圖1 運(yùn)動(dòng)期間心率水平測(cè)定Figure 1 Changes of heart rate during exercise period

圖2 恢復(fù)期間心率水平測(cè)定Figure 2 Changes of heart rate during recovery period

由圖3可知，在60% VO2max強(qiáng)度下，連續(xù)跑步100 min，在運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員的血乳酸整體水平相對(duì)較低，而且在力竭訓(xùn)練后的休息期內(nèi)，各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員的血乳酸水平都明顯低于其他2組的。進(jìn)一步的檢測(cè)結(jié)果如圖4所示，在力竭訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)食品A組在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血乳酸清除效率高于運(yùn)動(dòng)食品B組的。由此血乳酸的檢測(cè)結(jié)果可知，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員的血乳酸產(chǎn)生水平低于運(yùn)動(dòng)食品B組的和對(duì)照組的，同時(shí)血乳酸的清除效率高于運(yùn)動(dòng)食品B組的和對(duì)照組的，表明食用運(yùn)動(dòng)食品A的體能恢復(fù)效果優(yōu)于運(yùn)動(dòng)食品B。

圖3 血乳酸產(chǎn)生水平Figure 3 Changes of blood lactic acid level

圖4 血乳酸清除效率Figure 4 The clearance rates of blood lactic acid

2.3 血糖水平的變化

如表3所示，在空腹血糖水平接近的條件下，運(yùn)動(dòng)食品A組在飯后30 min，(60±2)% VO2max強(qiáng)度跑步30，60，90 min的血糖水平均高于運(yùn)動(dòng)食品B組的和對(duì)照組的。特別是在跑步訓(xùn)練60 min和90 min后的血糖水平測(cè)定結(jié)果存在顯著性差異(P<0.05)。由此測(cè)定結(jié)果可知，在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，運(yùn)動(dòng)員食用運(yùn)動(dòng)食品A可以有效地維持人體血糖水平，效果明顯優(yōu)于食用運(yùn)動(dòng)食品B和不食用運(yùn)動(dòng)食品的運(yùn)動(dòng)員。

2.4 血清相關(guān)激素水平變化

3組運(yùn)動(dòng)員在力竭運(yùn)動(dòng)前后血清中睪酮、皮質(zhì)醇、睪酮/皮質(zhì)醇(T/C)和胰島素水平的變化情況如表4所示。從檢測(cè)結(jié)果可知，食用運(yùn)動(dòng)食品A的運(yùn)動(dòng)員在晨起、運(yùn)動(dòng)后和運(yùn)動(dòng)后12 h 3個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)的睪酮水平均高于其他2組的；皮質(zhì)醇水平低于其他2組的，T/C值和胰島素水平均高于其他2組的。結(jié)果證實(shí)運(yùn)動(dòng)食品A可以有效地調(diào)節(jié)人體的激素水平，維持較好的人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和恢復(fù)效率。

表3 血糖濃度變化?Table 3 Changes of blood glucose concentration in different groups mmol/L

? *表示與對(duì)照組相比差異顯著，P<0.05；#表示與運(yùn)動(dòng)食品B組相比差異顯著，P<0.05。

表4 血清激素水平變化情況?Table 4 Changes of serum hormone level

? *表示與對(duì)照組相比差異顯著，P<0.05；#表示與運(yùn)動(dòng)食品B組相比差異顯著，P<0.05。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果顯示，在連續(xù)多日單獨(dú)食用某一運(yùn)動(dòng)食品的情況下，運(yùn)動(dòng)食品A在維持運(yùn)動(dòng)員的血糖水平、血液血乳酸的清除效率、心率恢復(fù)情況和血液中相關(guān)激素水平變化情況等方面，均明顯優(yōu)于運(yùn)動(dòng)食品B。說明運(yùn)動(dòng)食品A具有更好的促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后體能恢復(fù)和維持人體運(yùn)動(dòng)能力作用。過去的研究，主要是對(duì)單一品種運(yùn)動(dòng)食品的功效進(jìn)行分析，本研究采用比較的方式，分析2種運(yùn)動(dòng)食品的功效，研究方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值。但是，本研究缺乏對(duì)運(yùn)動(dòng)功效進(jìn)行機(jī)理研究，這部分工作將在進(jìn)一步的研究中進(jìn)行。