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运动与功能性食品
时间:2018-01-16 15:34来源:未知 作者:admin 点击:
适当的营养是有效提高运动表现、训练、运动后的疲劳恢复和避免受伤的必要前提。含有碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质的营养补充剂已经广泛应用于各种运动领域,以提高每日

 

 

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抽象的

 

适当的营养是有效提高运动表现、训练、运动后的疲劳恢复和避免受伤的必要前提。含有碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质的营养补充剂已经广泛应用于各种运动领域,以提高每日推荐摄入量。此外,还发现一些天然的食物成分显示出生理作用,其中一些被认为有助于提高运动表现或预防受伤。然而,这些食物只有在有明确的科学证据和理解运动引起的生理变化时才会使用。这篇文章描述了各种各样的“功能性食品”,这些“功能性食品”可以有效地改善运动表现或健康促进,以及在运动过程中发生的相关生理变化。

 

 

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引言

 

适当的营养对于适当的运动是必要的。特别是,正确的营养对于提高运动表现、锻炼、运动后的疲劳恢复和避免受伤至关重要。虽然运动员需要吃均衡的基本饮食,但有几个营养因素很难从正常饮食中获得足够的营养,因为运动员需要的营养比建议的每日推荐摄入量要多。因此,含有碳水化合物、蛋白质、维生素和矿物质的营养补充剂被广泛应用于各种运动领域,部分原因是这些补充剂在运动前、期间或运动后很容易服用。一些天然的食物成分也被证明能发挥生理作用,有些成分被认为是有用的(当摄入高剂量或连续服用时),用于提高运动表现,或通过剧烈运动来避免体内平衡失调。近年来,食品成分的生理作用被称为“功能性食品”,这类食品的影响已被科学地研究。本文介绍了一些功能食品,包括基本营养素,已经证明对运动中发生的生理变化有有益的影响。

 

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水补给

 

水是人体的主要组成部分,它在循环功能、能量代谢、废旧产品的清除、体温和血浆体积的维持等方面起着至关重要的作用。当由于剧烈运动或高环境温度而导致体温升高时,出汗是为了散热。因此,维持体内平衡和运动表现,补充水分和电解质在运动前后是非常重要的。一般认为,在接近体液的浓度下,饮用含有电解质的等同位素液体是有用的。也有人认为,低渗液体的摄入可能对补充人体水产生类似或更迅速的影响,因为它是通过电化学梯度从小肠中迅速吸收的。此外,汗液的钠浓度(和渗透压)低于细胞外液,因此出汗时的水分流失比电解质的损失要大得多,导致血浆渗透压的增加。另一方面,单靠补充水分不太可能维持体内液体的稳定,从而产生高出汗率。在长时间的运动中只吸收水分会导致低钠血症,减少体液的渗透压,抑制抗利尿激素的释放,从而抑制水分的摄入,导致尿量增加(自发脱水)。研究认为,在长时间运动超过90分钟时,应考虑含电解质和碳水化合物(而非水)的液体饮料,以维持碳水化合物的氧化和耐久性能。此外,已有多项研究表明,甘油的负荷是一种预防高温和脱水的方法。口服1.0 - 1.2 g/ kg的b . w .甘油与水暂时导致了300 - 700毫升体液的增加,并与安慰剂相比提高了耐力的表现。甘油在体液中起渗透作用,这将导致等离子体摩尔浓度升高。因此,肾脏的水分吸收增加,尿排泄减少,这被认为是影响的机制之一。

 

 

 

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提高耐力

 

运动期间消耗的能量主要是由碳水化合物和脂质提供的,因此对改善这两个底物的代谢具有重要的耐力。在耐力运动中,糖原(肌肉收缩的能量基质)逐渐耗尽,使其难以继续锻炼。提高耐力的有效方法是在运动开始前增加骨骼肌和肝脏中的糖原储备。当组织糖原储备耗尽时,糖原合成酶活性呈暂时性增加,通过碳水化合物转化导致糖原储存增加。例如,有报道称,在竞争之前的6天内,通过食用低碳水化合物的饮食,可以增加糖原的食量,接下来3天的高碳水化合物饮食,导致糖原含量比正常水平高1.5倍。如果柠檬酸能抑制糖酵解,与高碳水化合物的饮食同时服用,糖原储存将因糖酵解的抑制而进一步增加。对于运动员来说,在训练后补充糖原储备,为下一次的训练或比赛提供足够的能量也是非常重要的。对于糖原储存的快速补充,高碳水化合物的饮食是有效的。与单独的碳水化合物补充剂相比,摄入蛋白质和碳水化合物可以更有效地补充肌肉糖原的快速补充。

 

 

当进行长时间的锻炼,比如马拉松,在运动前或运动期间摄入碳水化合物也是提高耐力的有效方法。在这种情况下,运动员最好摄取单糖或低聚糖,因为它们被迅速吸收并运送到外围组织。另一方面,摄入碳水化合物会抑制脂肪的降解,这是另一种能量基质,通过刺激胰岛素分泌。这导致了通过脂代谢的能量产生的损害,并加速糖酵解作为替代能源的生产途径。因此,肌肉糖原的消耗会增加,肌肉内pH值会因乳酸的增加而减少,这可能导致肌肉收缩。因此,摄取不抑制脂质代谢的碳水化合物是必要的。有人建议服用含有果糖的补充剂,因为它对胰岛素分泌的刺激较少,而且不太可能抑制脂多糖,而不是像葡萄糖和蔗糖这样的普通碳水化合物,这对提高耐力有好处。此外,柠檬酸的同时摄入可以通过抑制糖酵解作用来促进脂类的能量消耗。这将使糖原和抑制乳酸的产生,使肌肉收缩的减弱将被延迟。据报道,一种氨基酸,精氨酸,可以调节控制血糖水平的激素,而不抑制脂质代谢,并在运动过程中延缓糖原的消耗。因此,摄入柠檬酸盐和精氨酸,以及碳水化合物,在运动前或运动中很少刺激胰岛素分泌,这可能是提高能量代谢和提供长期运动的最佳能量源的有效途径。

 

如果从以葡萄糖为基础的能量消耗转变为以脂肪为基础的能量消耗,这可能会使糖原储存和抑制在运动过程中产生乳酸的肌肉内pH的减少,从而提高耐力。有几位作者报道了可以促进脂质代谢的各种因素,尽管没有足够的证据证明它们的功效。肉碱是一种胞内酶,需要跨线粒体膜脂肪酸运输到线粒体,它促进脂肪酸的β-oxidation。补充肉碱可以激活骨骼肌的脂质代谢,同时也能促进糖原的储存。在进行有氧训练的人中,在锻炼前或每天服用2 - 4克的肉碱,增加了最大耗氧量(无氧阈值),同时也抑制了运动后乳酸的积累。研究了咖啡因对耐力的影响。咖啡因通过促进儿茶酚胺释放并增加激素敏感的脂肪酶(HSL)活性,从而抑制磷酸铁酸酯酶,从而导致循环游离脂肪酸的增加和耐力的进一步提高。辣椒素是从红辣椒中提取的,通过改变脂多糖的平衡和促进骨骼肌的脂肪氧化,很可能提高脂肪代谢。

 

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增强肌肉力量

 

众所周知,肌肉的强度通常与它的横截面面积成正比,为了增强肌肉的力量,肌肉体积的增加是必要的。肌肉组织主要由蛋白质(肌动蛋白和肌凝蛋白)和水组成,当肌肉体积增大时,通过调节蛋白质的代谢来增加蛋白质的含量是很重要的。换句话说,通过促进蛋白质合成或抑制蛋白质降解,肌肉的体积和强度可以增加。抵抗运动的目的是增加肌肉的体积,增强生长激素的分泌和生产。因此,与有氧运动相比,抵抗运动促进了蛋白质的合成和肌肉质量的增加。为了最大限度地发挥抵抗运动的作用,重要的是要保持肌肉和血液中各种氨基酸的水平,这些氨基酸是合成肌肉蛋白的底物。为了达到这一目的,有必要通过增加膳食蛋白的摄入量来维持正氮平衡。有几项研究表明,体能训练运动员的蛋白质要求比久坐的人要高,虽然1.0 g/ kg的蛋白质通常足以让耐力运动员排除少数精英。维持如此高的膳食蛋白摄入量可能是困难的,但摄入蛋白质补充剂是有效的。各种各样的原料用于生产蛋白粉,以及从大豆、鸡蛋或乳清(牛奶蛋白)中提取的产品在商业上是可用的。所有这些产品都含有很好的基本氨基酸平衡,并且通常能达到100的氨基酸值。特别地,乳清蛋白被认为是构建肌肉的理想来源,因为这样的蛋白质容易被消化和吸收,从而导致氨基酸血水平的快速增加。此外,促进肌肉蛋白合成的支链氨基酸和谷氨酰胺在乳清蛋白中含量较高。不仅是蛋白质的摄入量,而且摄入的时间对有效地锻炼肌肉很重要。在抵制运动后立即吃一顿饭可能会导致肌肉量的增加,而几个小时后,吃一顿饭会使肌肉量增加。

 

 

此外,据报道,氨基酸和多肽的摄入是有益的。游离氨基酸和多肽不需要消化,所以可以期待快速的吸收。氨基酸不仅用于肌肉蛋白的合成,而且其中一些分子还发挥多种生理作用。人们已经注意到支链氨基酸(BCAAs)的作用,包括缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸,它们在肌肉蛋白和食物蛋白中都有相对较高的含量。大多数氨基酸在肝脏中代谢,而BCAAs通过特殊的过程在肌肉中代谢。BCAAs利用能源基质及其氧化是在运动中增强branched-chain-α-keto酸脱氢酶的激活(BCKDH)复杂。此外,BCAAs调节肌肉蛋白的代谢以促进合成和抑制蛋白质的降解。在许多其他人体组织中,谷氨酰胺的浓度也相对较高,具有重要的稳态作用。因此,在代谢过程中,如运动,谷氨酰胺从骨骼肌释放到血浆中,用于维持其他组织的谷氨酰胺水平。精氨酸是一氧化氮和肌酸的前体,它的注入促进生长激素的分泌,这可能会增加肌肉的质量和强度。虽然口服精氨酸对蛋白质合成的影响是不明确的,但最近的研究表明,与其他化合物的精氨酸联合摄入可以提高运动性能。

 

 

还研究了其他各种食物成分,以确定它们对肌肉强度和质量的影响。荟萃分析的研究在1967年到2001年之间支持的使用两个补充,肌酸和β-hydroxy-β-methylbutyrate(βHMB),增加瘦体重和力量在执行阻力运动。人体内有100多克的肌酸,几乎所有的肌酸都储存在骨骼肌中,就像磷酸肌酸一样。这用于在厌氧条件下通过降解产生ATP,因此可以通过增加肌酸的储存来改善厌氧代谢。肌酸的摄入也能刺激水潴留和蛋白质合成。据报道,肌酸的摄入≥3克/天增加了肌肉的磷酸肌酸含量,提高耐力,特别是在活动与高功率输出(如短长跑或抵抗运动),以及改善肌肉力量。据报道,摄入1.5 ~ 3.0克/天βHMB 3 - 8周取得了更大的增长肌肉和力量而摄入安慰剂。

 

 

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预防受伤和疲劳

 

剧烈的体力活动或不习惯的锻炼会导致肌肉损伤、肌肉蛋白的释放和肌肉疼痛。机制推迟激烈运动后的肌肉损伤并不是完全理解,但是有人建议,这样的延迟损伤是由于炎症反应引起的白细胞浸润所引发的过度机械应力,增加细胞内钙离子浓度和氧化应激。有几份报告研究了抗氧化剂是否减弱了肌肉损伤,因为在运动的肌肉和运动后的血液中都有明显增加的氧化产物,与其他延迟性肌肉损伤的参数相似。急性运动后的氧化损伤可通过摄入抗氧化剂,如维生素C和E,类胡萝卜素,或多酚,不仅在运动期间,而且每天都可以预防。不同结果的一种可能性是,抗氧化剂的作用可能是运动条件的差异,例如机械压力和氧气吸收的强度。活性氧(ROS)可能与肌肉损伤的发生有关。活性氧在运动过程中由线粒体和内皮细胞生成,通过对心肌细胞氧摄取和缺血再灌注过程的升高而产生,通过氧化还原敏感的炎症级联导致运动后吞噬细胞进入肌肉。因此,如果活性氧在运动过程中产生的活性氧在肌肉损伤引起的肌肉损伤时,炎症反应可能会被抑制,这样的耐力延长运动不会产生阻力。另外,最好同时服用几种抗氧化剂,因为不同的细胞器都受到每种抗氧化剂的影响,例如水溶性或脂溶性化合物,它们可以相互提供电子,以防止对促氧化状态的改变。

 

 

葡萄糖胺和软骨素是保护关节的物质。氨基葡萄糖是一种合成于身体的氨基酸,它是关节液、肌腱和韧带的组成部分。软骨素主要包含在软骨、肌腱和皮肤的结缔组织中,由于其吸湿作用,它在减震器中起着重要作用。补充口服这些物质可以有效预防或促进与运动和衰老相关的骨关节炎的恢复,而补充运动的效果尚不清楚。

 

 

在运动过程中,由于运动中产生的糖原消耗和乳酸积累,以及运动后交感神经的过度激活,有各种各样的因素导致了疲劳。如上所述,在肌肉中糖原储存的恢复是由高碳水化合物饮食促进的。同时,对柠檬酸等糖酵解具有抑制作用,并考虑碳水化合物摄入的时间。此外,肌肉的乳酸积累会抑制肌肉收缩的能力,这可能是疲劳的条件之一。因此,饮食补充调节生产或清除乳酸可能是有效的。在骨骼肌、肌氨酸和安丝氨酸中有大量的二肽,已知有一个ph缓冲作用,通过这些缩氨酸的缓冲作用,也可以通过运动来抑制肌内pH的下降。

 

 

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维护免疫

 

一般认为,适度的锻炼增强免疫能力,有效预防炎症、感染和癌症,而过度的身体活动会导致免疫抑制和炎症和变应性疾病的增加。因此,进行高强度训练的运动员面临免疫能力受损的风险。在长时间的运动中摄取碳水化合物会减弱血浆皮质醇和细胞因子水平的增加,这可能会抑制免疫抑制。然而,关于维生素补充对免疫功能的影响的证据有限。谷氨酰胺是淋巴细胞、巨噬细胞和嗜中性粒细胞的重要能量来源,也是这些细胞分化和生长的必需氨基酸。剧烈运动降低血浆谷氨酰胺浓度,这可能与免疫抑制有关。Castell等报道说,与安慰剂组相比,服用谷氨酰胺的运动员在马拉松后的感染率较低。他们还表明,摄入谷氨酰胺会导致t -helper/ t -抑制因子的增加。此外,谷氨酰胺增强肠道肠杆菌的活性,抑制参与炎症或免疫抑制的细胞因子的产生。

 

 

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结论

 

由于社会背景包括饮食习惯的改变、人口老龄化和医疗费用的增加,人们对健康越来越感兴趣,并开始期待食物的复杂多样的行为。近年来,对满足这些要求的各种食品因素进行了科学的评价,以确定它们是否具有预防疾病等生理作用。在体育市场上,有多种功能性食品,但在功能性食品中,有些产品没有明确表现出任何功效,而另一些则广告上的宣传不恰当、夸张,因此消费者常常感到困惑。这篇文章中描述的一些食品成分应该进一步研究,因为不同的报告对它们的功效有不同的看法。此外,组件的有效性可能根据性别、不同个体之间,摄入的模式,这样的最佳方法摄入量摄入食物的数量和质量,和摄入量的时机需要依法成立的目的使用每个食物或食物成分,理解后的生理变化练习。在未来,体育功能食品的使用和评价体系的指导原则应得到与个别食品相关的明确科学证据的支持。

 

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表1

运动和功能食品。

 

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A:这个小组的因素已经得到充分的科学证据。

B:这个组的因素已经被证明是有启发性的证据。

C:这个小组的因素没有证据显示,但可能有效。

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