微量元素運動補劑對運動員競技狀態(tài)的影響

一、引言

普通人體在正常運動狀態(tài)下，機體每天營養(yǎng)物質的攝入和排出通常處于動態(tài)的平衡狀態(tài)。而運動員在進行比賽或訓練時，其運動量大大增加，普通膳食供給的營養(yǎng)無法全面、及時地補充被消耗的能量，因而需要增加易吸收、高純度的運動補劑進行強化補充。

運動補劑作為功能性食品，是針對運動人群某些特殊的營養(yǎng)需求而生產(chǎn)的食品，其具有一定的機體功能調(diào)節(jié)能力，可調(diào)節(jié)新陳代謝。通常，運動補劑是以減輕運動后疲勞、改善機體功能紊亂、提高運動能力為目的，可直接或間接地改善運動表現(xiàn)，強化訓練效果，降低患病、受傷風險；微量元素是維持機體健康狀態(tài)的必需營養(yǎng)元素，在新陳代謝過程中有著重要作用。運動員在競技狀態(tài)下微量元素代謝加快，如攝入不足，極易出現(xiàn)微量元素缺乏的情況，導致生理機能失調(diào)，會對其運動能力造成直接影響，故合理使用微量元素運動補劑以改善運動員競技狀態(tài)十分必要。然而，經(jīng)日常膳食攝取的微量元素數(shù)量較低，且可能會增加其他非必要營養(yǎng)物質的攝入。因此，微量元素運動補劑對運動員而言更為重要，可作為有效物質保障，增加其生理素質，改善其競技狀態(tài)。

本文綜述了微量元素運動補劑對運動員身體機制及競技狀態(tài)的影響，并對運動員微量元素運動補劑的使用提出建議，以期為運動員合理選擇和使用微量元素運動補劑和強化競技狀態(tài)提供參考。

二、微量元素對運動員身體機制和競技狀態(tài)的影響

1.鐵元素

（1）鐵元素對身體機制影響

鐵為人體必需微量元素之一，含量最多，主要以功能性鐵的形式存在，而總鐵量中60%～75%的鐵包含于血紅蛋白中，剩余25%～30%則以鐵黃素、鐵蛋白的形式存儲于骨髓、肝、脾中。鐵元素在機體中的生物學作用極為重要，其與氧運輸、能量代謝、免疫能力等關系密切：機體氧運輸極度依賴于血紅蛋白，而鐵是血紅蛋白合成的基礎原料，機體鐵含量下降將直接影響血紅蛋白生成率，降低血液氧氣-二氧化碳運輸能力，造成缺鐵性貧血；機體能量直接來源于ATP，其在分解時可釋放出大量能量直接供給生命活動，參與能量代謝，而產(chǎn)生ATP的三羧酸循環(huán)中，大多數(shù)的因子和酶含有鐵元素或需要鐵存在才可發(fā)揮作用，因而缺鐵將直接影響相關酶的活性，造成能量代謝紊亂；缺鐵也會影響核糖核苷酸還原酶的活性，使網(wǎng)狀細胞內(nèi)蛋白質和RNA合成受阻，細胞增殖減緩，進而降低T淋巴細胞功能，影響機體免疫能力。因此，維持機體鐵元素的含量充足十分重要，缺鐵將嚴重影響身體各方面機能。

（2）鐵元素對運動員競技狀態(tài)的影響

研究顯示，運動員在運動前后其外周血液中的血清鐵蛋白水平明顯降低，這間接反映了運動員在競技狀態(tài)下對鐵元素的需求加大。若鐵元素補充不足或不及時，運動員易發(fā)生運動性貧血，身體功能狀態(tài)低下的情況，嚴重影響其運動能力，故應重視運動員鐵元素的需求和補充。

運動可直接導致鐵代謝紊亂。運動首先損耗肝、骨髓中儲存的鐵蛋白，導致鐵供應不足，進而使紅細胞生成率降低，最終將減少血紅蛋白的合成，導致無貧血缺鐵或缺鐵性貧血發(fā)生。我國運動員以缺鐵性貧血最為常見，表現(xiàn)為血紅蛋白濃度較低，而血紅蛋白水平和運動員的有氧運動能力直接相關，血紅蛋白水平降低，血液運輸氧的能力也隨之降低，有氧代謝能力下降，耐力不足。在一項對田徑運動員的研究報告中顯示，發(fā)生無貧血缺鐵的青少年運動員人群，其血清鐵蛋白水平普遍偏低，血紅蛋白的合成相應減少，其運動能力也較低；另一項對運動員功能損傷界限的研究也證實，血紅蛋白含量的動態(tài)變化可間接反映運動員機體功能與訓練強度間的關系，其認為當血紅蛋白降低超過10%時即反映運動疲勞，而降低超過20%即可判定為過度訓練。為探究鐵元素營養(yǎng)補劑對運動性貧血運動員的影響，部分學者進行了前瞻性隨機對照實驗，其證實鐵復合營養(yǎng)補劑可明顯提升運動員血清中鐵、鐵蛋白的濃度，提升機體鐵儲備。大量運動實踐發(fā)現(xiàn)，高水平運動員若只進行中等強度訓練，機體受刺激小，對運動成績的提升幫助作用不大；若進行高強度訓練又將明顯降低其生理機能，影響后續(xù)比賽和訓練，因而在保證訓練強度的同時促進其生理機能恢復，對改善運動員競技狀態(tài)十分重要。使用某鐵補劑對競走運動員進行營養(yǎng)干預的研究發(fā)現(xiàn)，鐵元素運動補劑的使用可明顯抑制運動員血紅蛋白濃度下降，提升有氧代謝能力，增強其對高強度訓練刺激的適應能力，全面提升生理機能水平，是順利完成訓練計劃的重要保證。

因此，科學、合理地使用鐵元素運動補劑可增加運動員機體鐵儲備，提升鐵蛋白濃度為合成血紅蛋白提供良好基礎，對維持紅細胞運輸氧氣的正常功能和結構發(fā)揮重要作用，保障組織氧供應，間接強化機體運動能力和抗疲勞能力，改善競技狀態(tài)。

2.鋅元素

（1）鋅元素對身體機制影響

人體中，大約200種生物酶均以鋅元素為重要組分，在酶參與的調(diào)節(jié)和催化過程中作用重要，如參與維生素、蛋白質、脂類、核酸及某些必需營養(yǎng)素的代謝與合成等，為多種結構性生理功能的必需營養(yǎng)素。鋅元素在機體生長發(fā)育、維持細胞膜正常功能、調(diào)節(jié)食欲、維護視力、免疫系統(tǒng)發(fā)育及中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動中必不可少，如鋅直接參與RNA/DNA聚合酶的合成，從而影響蛋白質、核酸的合成，影響細胞增殖和組織再生，缺鋅將不利于傷口愈合；鋅也參與免疫細胞、免疫器官等的功能維持，缺鋅也將影響機體細胞和酶的活性功能，使巨噬細胞、T細胞、NT細胞等功能減弱，核苷磷氧基酶活性降低，甚至可造成淋巴細胞、髓樣源性細胞死亡，降低機體免疫力，增強對致病病毒、細菌等易感性；鋅還可通過多種途徑發(fā)揮抗氧化作用，如與紅細胞膜結合，抑制黃嘌呤-黃嘌呤氧化酶體系產(chǎn)生的自由基，減少細胞中進入的鐵離子數(shù)量并與其競爭性與細胞膜表面位點結合，從而抑制并終止脂類向活性氧轉變的鏈式反應，減輕自由基導致的氧化損傷；鋅還可經(jīng)鋅酶系統(tǒng)途徑影響雄性激素的分泌，從而影響運動能力。故應重視機體鋅元素水平的維持，缺鋅將導致一系列組織功能異常、生理紊亂。

（2）鋅元素對運動員競技狀態(tài)的影響

有研究顯示，運動員在冬訓后體內(nèi)會損失較多的必需微量元素，尤其是鐵和鋅。鑒于鋅對核酸、蛋白質合成的影響，其與機體肌肉質量和增長亦關系密切，而鋅對機體的抗氧化能力、雄性激素分泌等的調(diào)節(jié)作用均表明鋅元素含量對機體運動能力影響甚大?？蒲腥藛T在鼠的運動訓練研究中也證實，缺鋅將減緩大鼠的生長發(fā)育，降低其運動反應力和意識，導致運動能力降低，對大鼠進行補鋅干預后，其各項指標均得以恢復，分析其機制：缺鋅將降低酶活性，無法滿足運動需求；缺鋅將減少神經(jīng)元間突觸傳遞相關介質，降低神經(jīng)對運動刺激反應能力；缺鋅將減少雄性激素合成，雄性激素不足則無法維持其競爭性意識。

運動員長期進行高強度訓練，其出汗量較常人更大，鋅易經(jīng)肌肉向細胞外液遷移，隨汗液和尿液排出，因而運動員對鋅元素的需求更大。鋅元素不足可導致機體氨基酸、蛋白質代謝失常，肌蛋白合成不足，肌纖維體積縮小，進而降低肌力，嚴重影響舉重、體操等力量性運動項目的競技狀態(tài)；另外，鋅元素對機體激素的合成、分泌作用關鍵，缺鋅將加快胰島素降解速度，造成血液中胰島素含量過低從而降低葡萄糖利用率和葡萄量耐量，導致發(fā)生低血糖，降低運動能力。大量研究證實，機體在進行急性劇烈運動時，其正常的自由基清除能力無法糾正在應激狀況下產(chǎn)生的自由基量，導致細胞處于高氧化應激狀態(tài)，進而損傷細胞，加重運動員的疲勞和損傷。而鋅的抗氧化能力和其濃度呈正比例關系，增強鋅濃度，其能力增強，對運動損傷和疲勞的緩解效果更好。有學者發(fā)現(xiàn)，鋅可在一定程度上緩解因冷、熱刺激引發(fā)的阿片促黑素細胞皮質素原（POMC）、腎上腺皮質激素（ACTH）的基因表達，增強自然殺傷細胞活性、預防白細胞凋亡。國外研究稱，近視的發(fā)生同樣與缺鋅相關，運動員在參與高視力要求項目如擊劍、射擊等時，也應重視鋅元素的補充，對運動時維持機體正常內(nèi)分泌、穩(wěn)定內(nèi)環(huán)境及提升運動成績十分重要。另外，鋅元素也可間接調(diào)節(jié)機體雄性激素水平，雄性激素不僅可促使合成肌蛋白，增大肌纖維，還可維持機體競爭性意識，強化運動技能學習能力與運動能力。

綜上所述，針對運動員的鋅元素需求，合理通過微量元素運動補劑予以補充，可通過強化機體抗自由基損傷能力、提升雄性激素水平、改善視力等途徑發(fā)揮強化競技狀態(tài)的積極作用。

三、運動員對微量元素的需求及微量元素運動補劑的使用建議

微量元素在機體代謝調(diào)節(jié)中作用關鍵，可從多方面影響機體生理功能。研究表明，運動員在訓練和比賽中因大量出汗、補水、排尿等常導致體內(nèi)微量元素大量流失，而對那些需要控制體重來滿足比賽要求的運動員而言，其通過日常膳食攝入的微量元素量常不能滿足運動需求。研究也顯示，運動員在進行中高強度肌肉運動時，其機體中某些重要微量元素也隨之丟失，如鐵、鋅、銅等元素，盡管運動員有充足、合理的膳食保障，但額外予以微量元素運動補劑仍有必要。一方面，微量元素運動補劑可以滿足運動員機體對微量元素的需求，另一方面，運動補劑可有效避免其他非必要營養(yǎng)物質的攝入，幫助運動員更好地維持營養(yǎng)平衡，改善機體素質，提升競技狀態(tài)。

然而，微量元素運動補劑不可盲目使用，應通過追蹤測試運動員體內(nèi)各微量元素含量，科學、合理地安排補充劑量。如正常人每日需15 mg～20 mg鐵元素來維持正常生理活動，運動員鐵元素的供應量加大至25 mg/天，對于女性運動員、青少年運動員、有氧耐力項目運動員等則更應視情況增加劑量；鐵制劑也不可過多使用，當體內(nèi)鐵含量過多時會產(chǎn)生鐵毒性反應，引發(fā)血色沉著進而誘發(fā)腫瘤，刺激氧化還原反應進而損傷細胞等，反而對競技狀態(tài)產(chǎn)生不良影響。針對鋅元素而言，正常人需求量約為15 mg/天，運動員因長期訓練造成鋅流失加快，普遍潛在鋅不足狀態(tài)，更應增加鋅元素補劑的用量，尤其是針對需要維持低體重者和素食者；但機體中鋅元素含量過高也對其他微量元素如鐵的吸收造成影響，使用需謹慎。因此，微量元素運動補劑提供的含量均不應超過建議飲食允許量的規(guī)定，應定期對運動員營養(yǎng)狀況進行測試，依據(jù)結果進行科學調(diào)整。

四、結語

運動員為保持良好的競技狀態(tài)、提升運動能力，需進行長期高強度訓練，機體各方面代謝水平均高于常人，各方面營養(yǎng)元素流失均較大，需予以科學合理的補充。微量元素在人體中含量雖較少，但其生理功能卻極其特殊，可通過多種方式對人體生理機制和運動能力產(chǎn)生影響。目前，運動員雖然十分重視日常膳食中的營養(yǎng)搭配，但受限于不同營養(yǎng)元素的吸收方式、個體吸收狀況的差異性、食品中微量元素的比例等，加之訓練、比賽的大量消耗，其對微量元素的需求量更高。運動補劑可針對性地為運動員提供需要的營養(yǎng)物質，為機體補充各種微量元素，有助于增強肌肉、緩解疲勞、促進機體損傷修復、增強免疫力等，對運動員調(diào)整競技狀態(tài)的作用不言而喻。

運動補劑近年來發(fā)展迅速，其產(chǎn)品質量、口感及安全性提升顯著。微量元素運動補劑因可針對性地提供運動員所需營養(yǎng)，可通過調(diào)節(jié)機體新陳代謝發(fā)揮提升有氧代謝能力、促進肌肉生成、加速疲勞恢復、提高免疫力、維持競爭性意識等作用，從而改善運動員的競技狀態(tài)。然而，過多的攝入微量元素亦將對機體功能產(chǎn)生一定危害，因此，應根據(jù)運動員的性別、年齡、運動類型和機體素質等制定個性化的微量元素補充方案，合理應用微量元素運動補劑，使運動員受益最大化。