运动疲劳与营养
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2011年3月1日
摘 要： 肌肉疲劳是运动训练与运动竞技的正常反应，它是训练与竞技中疲劳程度的外显形式。疲劳影响运动训练和比赛，因此，在科学训练的同时，还要尽快消除疲劳。本文思考了疲劳产生的机理、疲劳的预防及消除与营养的关系，从营养学的角度提出了恢复运动疲劳的手段。
关键词： 运动训练与竞技； 运动疲劳； 营养学
中图分类号： G804 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631(2011)03-0182-02
一、疲劳的产生
疲劳是多种因素造成的，运动疲劳经常是由于肌肉活动本身的障碍。在这种情况下，肌肉的疲劳是由外部到中枢，例如心理因素就能使运动员不能用足够的力量去完成活动。由于运动训练的内容不同和个体生理的特点及环境条件的变化，产生疲劳的原因也不同。主要有4个方面：
1.保护性抑制
当长时间重复同样的运动或短时间进行强度较大的运动时，有大量冲动传至大脑皮层的相应中枢，由于神经细胞长期兴奋，当能量消耗到一定程度时，相应皮质细胞就由兴奋转为抑制，以防止细胞耗损。疲劳本身就是机体的保护性反应。
2.代谢产物的积蓄
短时间、大强度的运动导致体内乳酸含量增加和二氧化碳浓度升高时，肌肉会出现疲劳，运动能力明显下降。乳酸的堆积致使血液中PH值下降，阻碍神经肌肉接点处兴奋的传递，限制磷酸果糖激酶及降低辅酶量及其活性，抑制糖酵解，使钙离子浓度下降，肌肉收缩与放松能力减弱，从而使肌肉工作能力下降。
3.能源物质的消耗
肌肉活动的能源是糖类、脂肪和蛋白质。大量研究资料表明，某些能源物质的消耗与疲劳过程有直接关系。当能源物质低于贮存量的20%时，运动员血糖水平明显下降，致使中枢与肌肉工作机能下降，这是产生疲劳的重要因素。
4.内环境稳定性失调
持续不断地运动依赖于各系统机能的完整统一。机体内环境的恒定受神经支配调节，由激素通过体液调节作用来维持。当神经的唯一能源即糖类缺乏，激素分泌过多或过少时，调节机能将失调。生理学上把身体划为系统、器官、组织和细胞，它们都含有多种成分，任何一种因素都可能由于干扰整体机能而引起疲劳，例如细胞内的K+、N+离子的不平，PH值和渗透压以及体温等都可能因影响体内平衡而导致疲劳的产生。
二、疲劳预防与营养的关系
经过长时间较大强度的训练或比赛，由于能量被大量消耗而使供能产生障碍导致疲劳产生，但在比赛或训练中进行饮食，会导致自身运动效率的下降。因此，在比赛和训练前进行能量的积累和补充是十分必要的，但要防止某些能源补充过多成为累赘。必须根据不同项目、强度与时间决定能量补充的多少。
赛前的饮食时间、数量和成分都是取得最佳成绩的重要因素。理想的状态是运动员在进入比赛时既不感到饥饿无力，也不因吃得太多或距比赛时间太近而感到饱胀。运动员在赛前2.5-3小时左右吃中等数量的食物是合适的。
脂肪组织中的脂类储备在比赛中基本上是用之不竭的，即使很瘦的耐力运动员储存的脂肪也多于他们在比赛中消耗掉的脂肪量，赛前食物中有少量的脂肪就可以了。
蛋白质作为运动时的能量来源是很少的，但氨基酸参与许多转氨基反应，在保持体内血糖平衡中起着重要的作用，例如丙氨酸在葡萄糖—丙氨酸循环活动中能维持血糖水平。为了防止训练期发生运动性贫血，每日补充一定量的蛋白质是十分必要的。
维生素和无机盐的需求应达到何种程度才能满足训练和比赛的要求，要根据具体情况而定。如缺乏维生素和无机盐，会使神经系统和内分泌系统的活动受到影响，导致运动中提前出现疲劳。只要合理安排饮食，这一问题很容易得到解决。如果从多种食物中已获得足够的营养物质，则没有必要再服用维生素和无机盐。
三、疲劳的消除与营养的关系
疲劳是运动的结果，长时间运动后首先应考虑的是能源补充，其中糖类是最好的补充原料，因为糖类容易被消化吸收，尽快被体内有关部位利用和储存。一定量的蛋白质可防止产生运动性贫血，特别是力量性运动，会使体内物质消耗增加，肌细胞增粗，因此需要补充一定量的蛋白质。相对来说，脂肪的补充较为次要。补充足够量的维生素，可使机体代谢机能恢复和提高，有利于神经系统和内环境稳定。由于运动中会大量排汗，因此，水和无肌盐的补充也很重要，但要注意不能一次补充量过大，否则会影响食欲和消化功能。
预防和消除疲劳的方法很多，营养补充是重要的手段之一。运用营养学来解决运动性疲劳是每一位教练员和体育教育工作者必需掌握的。
四、恢复运动疲劳的营养学手段
蛋白质、糖、脂肪、无机盐、维生素和水的补充是运动后快速恢复疲劳的必要保证。传统的营养学恢复手段基于运动员运动时的巨大能量消耗，运动后的恢复期主要着眼于能量的补充和各种营养素的适宜搭配。而当今竞技体育的激烈竞争使服务于运动训练竞赛的各个环节都成为人们角逐的竞技场。尤其对于运动后的疲劳消除，传统的营养学恢复手段已越来越显得力不从心。现代营养学恢复手段主要依据生命科学、医学、生理学和生物化学等学科的最新科研成果，通过使用某些特殊营养素，调整机体代谢的内环境，解除能量生成的限力因素，快速清除代谢产物和合成代谢底物，以调动人体的最大潜能，从而提高运动中的能量生成，延缓疲劳的出现，以及加速运动后疲劳的消除。
当今通过营养学恢复手段消除运动性疲劳的研究主要有以下几个方面：
1.服用1-6二磷酸果糖(FDP)
FDP是细胞内糖代谢的中间产物，它能反馈刺激糖酵解限速酶磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK)的活性，从而促进糖酵解，并能绕过PFK反应步骤直接进入糖代谢途径，加速糖酵解合成ATP。刘无逸等人的研究表明，FDP除了可激活PFK外，还可引起2，3-二磷酸甘油浓度的增加，有助于血红蛋白和组织之间的氧交换，有利于提高组织对氧的利用。此外，FDP可能对丙酮酸脱氢酶以及线粒体氧化酶系产生直接或间接影响，有利于丙酮酸向有氧氧化方向进行，从而降低乳酸生成量，延缓疲劳的出现。M.J.Durkut等通过动物实验发现，提高丙酮酸脱氢酶的活性，可使糖酵解率下降，使丙酮酸生成乳酸的途径受到限制，增加肌内碳水化合物经三羧酸循环途径的有氧氧化，从而降低乳酸生成量，推迟疲劳的过早出现。丁俊华等对16名速滑运动员无氧代谢训练前后、运动后1小时及次日晨的生化检测结果表明，服用FDP可激活糖酵解，促进无氧耐力运动后血乳酸消除和运动后糖原的合成；另外，服用FDP对运动后疲劳消除有显著作用，能明显改善运动后肌肉酸痛的症状，因为它从分子水平改善细胞的代谢能力。
2.补充肌酸
磷酸肌酸(CP)属磷酸原供能系统，在短时间、大强度、以无氧代谢为主的运动中起主导作用。在骨骼肌的能量代谢中，磷酸肌酸是能量的“后备来源”或“仓库”，当ATP水平下降时磷酸肌酸可以使ATP再合成。肌酸(Cr)是合成磷酸肌酸的重要原料。近年来，国外许多学者对补充肌酸进行了大量研究。Greenhaff等报道，把实验对象分成实验组和安慰组，双盲实验的结果表明，连续5天补充肌酸(4次*5克)可以提高肌肉进行最大强度重复性收缩的工作量，以及延缓疲劳的出现。Balsom等人以每日20克的剂量为受试者连续补充6天Cr；在补充前、后均让受试者在功率自行车上以140rad/min的蹬踏频率作6s高强度运动，中间休息30s，每次实验均完成20次运动负荷。结果发现，补充Cr的受试者能很好地保持这种运动强度。
3.补充支链氨基酸
神经递质5-HT、Ach等的浓度变化直接影响疲劳的产生，因此通过影响此类神经递质的合成和释放是抗疲劳的有效途径。林静在疲劳产生机理及支链氨基酸对脑内5-HT影响的实验研究中发现，外源性补充BCAA可增强定量负荷运动后小鼠的活动量，同时降低Trp/BCAA比值。降低5-HT浓度的升高幅度是其疲劳延缓发生的可能机制。杨华等在研究补充BCAA对长时大强度训练后运动员血象的影响时发现，补充BCAA可使长时大强度运动后的疲劳程度降低。Conlay等报道，适当补充胆碱饮料，运动性疲劳的发生将会延迟。
4.服用抗氧化制剂
自由基攻击肌细胞膜是运动性疲劳产生的重要原因之一，清除自由基，防止脂质过氧化也是抗疲劳的重要途径。侯玉香等观察到，给予牛磺酸的运动大鼠，其运动能力较单纯运动组显著提高，揭示牛磺酸有抗疲劳功能。魏源等在牛磺酸对运动小鼠骨骼肌自由基代谢的影响的实验中也证实了牛磺酸能防止脂质过氧化，保护细胞膜免受自由基的攻击，延缓疲劳的产生。郭平等在实验中发现，“补阳还五汤”能提高脑缺血大鼠脑组织的抗氧化能力。李磊等实验发现，运用抗疲劳中药(方药的成分主要为枳壳、山楂、黄芪、当归)可以在一定程度上清除运动训练中产生的自由基，能提高红细胞Na+，K+-ATP酶活性，有较好的抗疲劳作用。汪家春等人的研究表明，复方红景天口服液能提高实验对象的抗缺氧能力和延长力竭游泳时间，提示其具有提高运动能力及消除疲劳的功效。补充维生素Ε、C、乙酰半胱氨酸等抗氧化剂都可以提高抗氧化酶的活性，起到积极的抗疲劳作用。
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