食品改善運(yùn)動(dòng)能力抗疲勞機(jī)制和功效成分分析

是建華

紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院陽(yáng)明學(xué)院 （紹興312000）

運(yùn)動(dòng)是保持身體健康的重要方式之一，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的當(dāng)下，越來(lái)越多的人會(huì)通過(guò)開(kāi)展運(yùn)動(dòng)的方式，維持自身的身體健康。但在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中，若飲食搭配不合理，通過(guò)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)健身體的目標(biāo)，將無(wú)法順利達(dá)成?，F(xiàn)階段，為提升人體健康，從運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)角度，對(duì)食品與運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制進(jìn)行研究，以期通過(guò)找出疲勞機(jī)制的功效成分的方式，為后續(xù)運(yùn)動(dòng)保健食品的研發(fā)以及運(yùn)動(dòng)人群身體健康的保障提供參照。

1 運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制及其影響因素

在生活水平不斷提升的當(dāng)下，越來(lái)越多的人會(huì)通過(guò)運(yùn)動(dòng)的方式，鞏固自身的身體健康，但在運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)疲勞是一種較為常見(jiàn)的降低運(yùn)動(dòng)人員運(yùn)動(dòng)積極性的因素，加強(qiáng)這一因素的管控，可以達(dá)到強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)人員運(yùn)動(dòng)能力的目的。運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制指的是人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受機(jī)能消耗與代謝產(chǎn)物不斷積累的影響，運(yùn)動(dòng)能力有所減弱的狀態(tài)。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，中樞神經(jīng)疲勞、周圍疲勞與代謝性疲勞等多種因素，都會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制產(chǎn)生影響。具體而言，中樞神經(jīng)疲勞指的是在人體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，因大腦皮層與下丘腦的疲勞，使得肌肉神經(jīng)傳導(dǎo)受阻，進(jìn)而影響人體肌肉收縮與運(yùn)動(dòng)能力。周圍疲勞指的是受疲勞的影響，人體肌肉收縮能力下降，機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力減弱。代謝性疲勞指的是受代謝產(chǎn)物不斷積累的影響，身體的機(jī)能下降，運(yùn)動(dòng)能力減弱。通過(guò)調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞產(chǎn)生影響的因素主要包括運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)方式、環(huán)境氣候、飲食情況等。由于食品可以為機(jī)體提供足量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)能量，強(qiáng)化運(yùn)動(dòng)人員身體機(jī)能恢復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)中樞神經(jīng)疲勞與代謝性疲勞的合理調(diào)整。因此，改善機(jī)體的飲食情況，是增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)人員機(jī)體抗疲勞性以及改善其運(yùn)動(dòng)能力的重要途徑之一[1]。

2 改善運(yùn)動(dòng)能力的機(jī)制及成分

為實(shí)現(xiàn)人體疲勞機(jī)制的有效管控，可以在明確其他影響運(yùn)動(dòng)疲勞機(jī)制因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)制定合理運(yùn)動(dòng)計(jì)劃與飲食方案的方式，控制運(yùn)動(dòng)人員攝入碳水化合物、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素、脂肪等物質(zhì)的含量與時(shí)間，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)人員運(yùn)動(dòng)疲勞的適度管控，提升機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力。

2.1 碳水化合物

單糖、雙糖、多糖等碳水化合物是維持人體正常運(yùn)動(dòng)的主要能量來(lái)源之一。具體而言，在當(dāng)前的機(jī)體運(yùn)動(dòng)中，攝入足量的碳水化合物，不僅可以滿足運(yùn)動(dòng)人員高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)需要，還能增加肌肉糖原的存儲(chǔ)量，延緩肌肉疲勞的發(fā)生時(shí)間，在增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)人員運(yùn)動(dòng)能力與抗疲勞能力的同時(shí)，強(qiáng)化其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)與恢復(fù)能力。但過(guò)量攝入碳水化合物可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)人員因能量過(guò)剩，而出現(xiàn)高血糖、過(guò)度肥胖等問(wèn)題。因此，合理控制飲食中碳水化合物的攝入，成為保障運(yùn)動(dòng)人員身體健康的重要舉措之一。

2.1.1 碳水化合物的補(bǔ)充時(shí)間

基于研究人員對(duì)于運(yùn)動(dòng)中攝取碳水化合物的研究綜述可以發(fā)現(xiàn)，較為常見(jiàn)的碳水化合物補(bǔ)充時(shí)間包括運(yùn)動(dòng)前4 h、運(yùn)動(dòng)前1 h、運(yùn)動(dòng)前即刻補(bǔ)充、運(yùn)動(dòng)期間補(bǔ)充等。在一些研究中，運(yùn)動(dòng)人員以體重為基礎(chǔ)，在運(yùn)動(dòng)前4 h攝入一定量的碳水化合物，運(yùn)動(dòng)人員在運(yùn)動(dòng)時(shí)有著較好的身體狀態(tài)。舉例而言，參與研究的運(yùn)動(dòng)人員體重為60 kg，在運(yùn)動(dòng)前4 h，運(yùn)動(dòng)人員攝入的碳水化合物總量在240～300 g之間，攝入的碳水化合物形式主要包括果汁、葡萄糖合成物溶液、水果或淀粉固體化合物等，并且在測(cè)試中，研究人員控制運(yùn)動(dòng)人員纖維的攝入量，在后續(xù)運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)人員的機(jī)體疲勞時(shí)間較沒(méi)有在運(yùn)動(dòng)前4 h攝入碳水化合物的機(jī)體疲勞時(shí)間更長(zhǎng)。通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于不存在低血糖癥狀的運(yùn)動(dòng)人員而言，在運(yùn)動(dòng)前1 h補(bǔ)充碳水化合物對(duì)其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)性能并沒(méi)有產(chǎn)生明顯的影響。而對(duì)于容易出現(xiàn)低血糖的運(yùn)動(dòng)人員而言，在運(yùn)動(dòng)前1 h內(nèi)攝入碳水化合物，尤其是高血糖指數(shù)的碳水化合物，那么其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)將會(huì)因單糖攝入量過(guò)多，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)人員的肌糖原因胰島素反應(yīng)而過(guò)量消耗，使其在運(yùn)動(dòng)時(shí)因反應(yīng)性低血糖出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)有所下降的問(wèn)題。在運(yùn)動(dòng)前即刻補(bǔ)充碳水化合物在不同運(yùn)動(dòng)時(shí)間的體育運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)人員的機(jī)體疲勞情況存在一定差異。具體而言，在低于90 min的運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)人員即使攝入一定量的碳水化合物，其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)效果并不能達(dá)到明顯的提升，然而在運(yùn)動(dòng)時(shí)間在2 h及以上的運(yùn)動(dòng)前，及時(shí)攝入碳水化合物，可以有助于延緩運(yùn)動(dòng)人員的機(jī)體疲勞，提高其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)效果。在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)活動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)人員攝入一定量的碳水化合物可以通過(guò)維持運(yùn)動(dòng)人員機(jī)體血糖水平的方式降低運(yùn)動(dòng)人員對(duì)疲勞的感知能力，提高其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)效果。但需要注意的是，在運(yùn)動(dòng)中，若運(yùn)動(dòng)人員一次性攝入食物中的碳水化合物比例超過(guò)10%，那么運(yùn)動(dòng)人員可能會(huì)因腸胃不適使其運(yùn)動(dòng)效果有所下降[2]。

2.1.2 碳水化合物的補(bǔ)充類型

當(dāng)前運(yùn)動(dòng)人員攝入碳水化合物的形式主要包括液體、固體與半固體。但研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論運(yùn)動(dòng)人員攝入哪種形態(tài)的碳水化合物，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的血糖水平都大致相當(dāng)，且不同形態(tài)的碳水化合物對(duì)其運(yùn)動(dòng)性能也沒(méi)有產(chǎn)生較為明顯的影響，因此在選擇碳水化合物時(shí)，運(yùn)動(dòng)人員可以按個(gè)人偏好、胃排空情況、電解質(zhì)需求量等因素為基礎(chǔ)，選擇合適的碳水化合物形態(tài)。同時(shí)，由于每個(gè)人攝入碳水化合物后的機(jī)體反應(yīng)存在一定差異，因此在實(shí)際運(yùn)動(dòng)前攝入碳水化合物的總量應(yīng)當(dāng)以具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基準(zhǔn)。

2.2 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是人體組織的重要組成部分之一，攝入一定量蛋白質(zhì)的作用主要在于為人體提供必需的代謝元素與氨基酸，滿足人們生成肌肉與修復(fù)肌肉的需要。攝入適量的蛋白質(zhì)可以加速肌肉的合成與修復(fù)，減緩肌肉疲勞，提高人們的運(yùn)動(dòng)能力與抗疲勞能力，但攝入過(guò)量的蛋白質(zhì)會(huì)增加腎臟與代謝的負(fù)擔(dān)，影響人體健康。從運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品市場(chǎng)的角度進(jìn)行分析，乳清蛋白、大豆蛋白等蛋白質(zhì)的含量均比較高，其中乳清蛋白因富含亮氨酸等支鏈氨基酸，以及其他的必需氨基酸、功能肽等免疫球蛋白等成分，因此作為一種具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的蛋白質(zhì)，受到運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品的歡迎。將乳清蛋白添加到運(yùn)動(dòng)營(yíng)養(yǎng)食品中，一方面可以減少因運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的肌肉酸痛，加快運(yùn)動(dòng)性損傷的修復(fù)速度，另一方面能提高運(yùn)動(dòng)人員的肌肉蛋白合成速率，提高其肌肉質(zhì)量與力量。通過(guò)調(diào)查分析可以了解到，相較于酪蛋白，乳清蛋白能夠刺激運(yùn)動(dòng)人員骨骼肌蛋白質(zhì)的生成，相較于大豆蛋白，乳清蛋白可以為運(yùn)動(dòng)人員體重的增加提供助力。同時(shí)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中攝入一定量的乳清蛋白，可使運(yùn)動(dòng)人員血清球蛋白在機(jī)體中的儲(chǔ)備量穩(wěn)定增加，降低因運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練而出現(xiàn)細(xì)胞免疫功能失衡、免疫應(yīng)激反應(yīng)這類問(wèn)題的概率，確保運(yùn)動(dòng)人員能夠擁有更好的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[3]。

2.3 礦物質(zhì)

鈣、磷、鐵、鋅、硒等礦物質(zhì)都屬于人體所必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素，這些微量營(yíng)養(yǎng)元素主要參與人體的多種代謝過(guò)程，滿足細(xì)胞活動(dòng)的正常需要，在維持人體健康與運(yùn)動(dòng)能力方面起著極為重要的作用。

鈣作為構(gòu)成人體的重要礦物質(zhì)之一，在機(jī)體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，參與神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)、肌肉收縮、酶的激活、糖原分解代謝、血液凝固等一系列生理過(guò)程。需要注意的是機(jī)體攝入一定量的鈣元素，能夠強(qiáng)化機(jī)體的運(yùn)動(dòng)能力，但攝入過(guò)量鈣元素將會(huì)使機(jī)體蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的吸收量有所下降。

磷是構(gòu)成人體骨骼的主要成分之一，機(jī)體內(nèi)的多種B族維生素在與磷結(jié)合后生成有活性的輔酶，若運(yùn)動(dòng)人員的磷攝入量不足，那么在運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)人員可能會(huì)因ATP和CP水平的降低，導(dǎo)致其因肌肉收縮能力下降而出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)效果降低的問(wèn)題。

功能鐵與貯存鐵是當(dāng)前人體內(nèi)鐵元素的主要表現(xiàn)形式，其中功能鐵在人體內(nèi)鐵元素含量的80%以上，主要負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)氧氣和參與體內(nèi)代謝活動(dòng)。貯存鐵主要以鐵蛋白與含鐵血黃素2種形式存在人體內(nèi)，并且貯存鐵會(huì)參與到體內(nèi)血紅蛋白、肌紅蛋白、含鐵蛋白酶等物質(zhì)的合成工作中。受機(jī)體運(yùn)動(dòng)時(shí)耗氧量有所增加的影響，若運(yùn)動(dòng)人員體內(nèi)含鐵量不足，會(huì)因細(xì)胞無(wú)氧運(yùn)動(dòng)過(guò)多而積累過(guò)量的乳酸，降低其運(yùn)動(dòng)能力。

人體內(nèi)200多種酶的合成都離不開(kāi)鋅的支持，由于含鋅的碳酸酐酶I、乳酸脫氫酶及胰島素等物質(zhì)都是與能量代謝有關(guān)的酶和激素，因此，在運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)人員體內(nèi)的鋅含量與其運(yùn)動(dòng)能力密切相關(guān)。

運(yùn)動(dòng)中，硒作為合成抗氧化因子的重要礦物質(zhì)，可通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體清除自由基能力的方式，降低大量自由基對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生的不利影響。

2.4 維生素

水溶性維生素與脂溶性維生素都是人體正?；顒?dòng)所需的微量營(yíng)養(yǎng)元素之一，維生素的主要作用在于參與人體多種代謝過(guò)程與免疫反應(yīng)。由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)人員內(nèi)的維生素將會(huì)被大量消耗，因此在運(yùn)動(dòng)前后運(yùn)動(dòng)人員需及時(shí)補(bǔ)充維生素物質(zhì)。

在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始前攝入一定量的維生素C，可有效降低因運(yùn)動(dòng)生長(zhǎng)的自由基對(duì)運(yùn)動(dòng)人員機(jī)體所造成的傷害，從而達(dá)到延緩疲勞，使運(yùn)動(dòng)人員能夠更好維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

維生素E可有效促進(jìn)機(jī)體蛋白質(zhì)的合成，并通過(guò)改善肌肉的血液與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)情況的方式，達(dá)到提高肌肉質(zhì)量、增強(qiáng)肌肉抗疲勞能力的目的。因此，在運(yùn)動(dòng)食品中，添加一定量的維生素E，可以幫助運(yùn)動(dòng)人員在運(yùn)動(dòng)后盡快消除氧負(fù)載，增強(qiáng)機(jī)體的疲勞恢復(fù)能力。

B族維生素對(duì)人體的運(yùn)動(dòng)能力產(chǎn)生一定的影響，具體而言，機(jī)體內(nèi)維生素B1含量與機(jī)體的血糖代謝情況之間存在著直接的聯(lián)系。若機(jī)體缺少維生素B1，且運(yùn)動(dòng)人員進(jìn)行了持續(xù)性的高強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)，受運(yùn)動(dòng)人員糖代謝并不順暢的影響，運(yùn)動(dòng)人員抗疲勞能力必然有所下降。同時(shí)，維生素B2是合成FAD、FMD這2種與電子轉(zhuǎn)移相關(guān)的輔酶，是不可或缺的重要成分。若機(jī)體中維生素B2含量不足，運(yùn)動(dòng)人員在運(yùn)動(dòng)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)能量過(guò)量消耗的情況[4]。

2.5 脂肪

脂肪是為人體提供能量的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一，攝入一定量的脂肪可以提高運(yùn)動(dòng)人員的運(yùn)動(dòng)耐力與抗疲勞能力，但攝入過(guò)量的脂肪會(huì)增加人體出現(xiàn)能量過(guò)剩、肥胖等問(wèn)題的可能性。由于脂肪源轉(zhuǎn)運(yùn)及脂肪酸分解步驟較為復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，且輸出功率相對(duì)較低，因此，在運(yùn)動(dòng)中脂肪主要被作為長(zhǎng)時(shí)間與中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)能量來(lái)源。具體而言，在運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的情況下，運(yùn)動(dòng)人員的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度越大，其脂肪消耗總量也越大。若運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低于70%，最大攝氧量持續(xù)時(shí)間為40和90 min，脂肪在運(yùn)動(dòng)中能耗的比例均為37%；在最大攝氧量持續(xù)時(shí)間180 min時(shí)，脂肪在運(yùn)動(dòng)中能耗的比例為50%；最大攝氧量持續(xù)時(shí)間240 min時(shí)，脂肪占運(yùn)動(dòng)總能耗的60%。因此，在運(yùn)動(dòng)前攝入一定量脂肪，可為運(yùn)動(dòng)人員的正常運(yùn)動(dòng)提供可靠的能源保障。通過(guò)調(diào)查分析可以了解到，為在降低體脂含量的基礎(chǔ)上，為運(yùn)動(dòng)提供脂肪能源保障，當(dāng)前部分運(yùn)動(dòng)人員會(huì)在膳食外通過(guò)攝取一定量共軛亞麻油酸、魚油等脂肪的方式，增加機(jī)體重量，降低因運(yùn)動(dòng)所造成的肌肉損傷與發(fā)炎反應(yīng)，達(dá)到增強(qiáng)其運(yùn)動(dòng)機(jī)能表現(xiàn)的目的。其中，共軛亞麻油酸作為一種不能通過(guò)機(jī)體自主生成，需從膳食中獲取的人體必需脂肪酸，天然微量存在于牛乳、牛肉等動(dòng)物乳品及肉類制品中。在運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)充適量的共軛亞麻油酸，不僅可以為人體健康提供保障，還能通過(guò)增加骨骼肌肉合成代謝的方式，改善運(yùn)動(dòng)人員的運(yùn)動(dòng)能力。同時(shí)，魚油作為一種可以緩和血紅細(xì)胞薄膜黏稠性、改善微血管粗細(xì)的油脂，適量攝入可以通過(guò)增進(jìn)氧氣進(jìn)入肌肉細(xì)胞中速率的方式，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)人員的運(yùn)動(dòng)耐力。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，碳水化合物、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素、脂肪等物質(zhì)都是改善運(yùn)動(dòng)抗疲勞的重要功效成分，合理攝入這些成分不僅可以提升人體的運(yùn)動(dòng)能力，還能在一定上減輕運(yùn)動(dòng)疲勞。需要注意的是，過(guò)量攝入功效成分同樣會(huì)對(duì)人體健康造成不利影響，因此在制定飲食方案時(shí)，需要以個(gè)體差異、運(yùn)動(dòng)需求為基礎(chǔ)，合理搭配碳水化合物，乳清蛋白，鈣，磷，鐵，鋅，硒，維生素C、E、B族，共軛亞麻油酸，魚油等功效成分，調(diào)整功效成分?jǐn)z入時(shí)間，成為保障人體健康的重要舉措。同時(shí)，面對(duì)當(dāng)前大部分運(yùn)動(dòng)人員缺乏專業(yè)運(yùn)動(dòng)上市搭配知識(shí)的情況，在運(yùn)動(dòng)人群保健品行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，參照上述研究結(jié)果開(kāi)展保健品研發(fā)工作，可以為保健品實(shí)用性、安全性的提升提供保障。