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【权威观点】—国际运动营养学会(ISSN)立场声明 | 营养时间选择(上)

 心外无物致良知 2017-07-20



  全文摘要  


国际运动营养学会关于健康锻炼人群营养时间选择以及碳水化合物、蛋白质、脂肪摄入的立场可概括为以下八点:


1. 高血糖指数、高碳水化合物(CHO)膳食(600-1000克8~10gCHO/公斤体重/天)是提升最大内源性糖原储备的最佳途径,抗阻训练前单独摄入游离氨基酸和蛋白质(PRO)或结合CHO一起摄入,可以最大限度地刺激蛋白质合成;


2. 运动过程中,应以每小时30-60克碳水化合物的速度摄入浓度为6-8 %的碳水化合物溶液(8-16盎司,约240-480毫升),每隔10-15分钟摄入一次。以3-4:1的碳水化合物蛋白质比例进行补充可以提升一次性及随后的耐力训练运动表现并最大限度地促进糖原再合成;


3. 抗阻训练中单独摄入碳水化合物或者结合蛋白质补充碳水化合物可以提升肌糖原含量、减少肌肉损伤,短期或长期结合抗阻训练进行补充可以更好地促进训练适应;


4. 运动后(30分钟内)摄入高碳水化合物(8-10g/公斤体重/天)已被证明可以刺激肌糖原再合成,同时以3-4:1的碳水化合物蛋白质比例添加蛋白质(0.2-0.5克/公斤体重/天)可能进一步加强糖原再合成;


5. 运动后(运动后即刻至运动后3小时) 摄入氨基酸,尤其是必需氨基酸,已被证明可刺激肌肉蛋白质合成的强劲增长,而同时摄入碳水化合物可能刺激更高水平的蛋白质合成。此外, 运动前联合摄入碳水化合物1和蛋白质可蛋白质合成达到峰值水平;


6. 在连续的长时间抗阻训练期间, 与对照组或安慰剂组相比,运动后进行不同数量的碳水化合物和蛋白质联合补充都显示出刺激力量增长和改善体成分的作用;


7. 补充碳水化合物和蛋白质时额外添加肌酸 (Cr) (0.1g/公斤体重/天)可进一步提升抗阻训练适应性;


8. 营养时间选择包括对摄入天然食品以及从天然食品或其他来源提取的营养物质的有条不紊的规划与应用。


与传统的或者无计划的营养摄入策略相比,合理安排能量摄入时机和某些营养素的摄入比例很可能对于提升大运动量训练后的恢复和组织修复、增加肌肉蛋白合成以及改善情绪状态具有重要意义。


   引言   


以往研究表明定时摄入碳水化合物、蛋白质和脂肪可能显著影响锻炼的适应性反应。在本立场声明中,并不会直接强调运动员饮食的宏量营养素比例的具体规划,因为并没有一个符合所有运动员需求的建议。然而,ISSN为读者提供了最新的宏量营养素医学指南研究文献,作为获取更多常规建议的来源[1]。本立场声明的目的是要强调、总结和评估当前的科学文献,并提出定时摄入碳水化合物、 蛋白质和脂肪的科学建议。本文所附的建议适合研究人员、从业人员、教练员和运动员,他们可能需要合理安排营养时间来作为一种达到最佳健康状态和运动表现目标的手段。这一立场声明分成三个主要部分:运动前,运动中和运动后。每一小节的结尾都突出强调了各领域关键发现的主要观点。


  1.运动前营养时机选择  


传统上,关于运动前营养安排的研究通常集中在通过碳水化合物的摄入来提升内源性肌糖原储备和维持运动中的血糖水平[4-7]。最近,已有研究开始为这样的观点提供数据支持,即抗阻训练前摄入碳水化合物、氨基酸、蛋白质和肌酸(Cr)是提高运动训练适应和降低相关运动肌肉损伤的有效方式。


1.1运动前碳水化合物摄入


身体储存的糖原有限[7,14],在中等强度至高强度运动(65-85 %vo2max)中只能维持几个小时[15]。随着糖原含量减少,运动强度和功率输出减少[14],这时,肌肉组织分解和免疫抑制往往随之而来[16,17]。由于消极的身体变化和糖原储备耗竭之间联系已被广泛接受,糖负荷的概念可能是最早的营养时间选择实践形式。通常建议日常摄入高碳水化合物膳食(碳水化合物供能比为~65%)来保持肌糖原含量,而赛前5-7天则采用含碳水化合物更高的膳食(碳水化合物供能比~ 70 %cho)来使肌肉和肝脏糖原储备达到最大化,以维持运动中的血糖水平[2,4,5]。


传统的糖负荷研究在增加碳水化合物摄入前通常先持续执行3-6天糖原耗竭阶段[2-5,18]。最大水平糖原贮存可能通过1-3天的高碳水化合物饮食并尽量减少体力活动来实现[2,4]。例如,Kavouras和同事将12名自行车耐力运动员分为两组,分别经过六天的同等能量水平的高碳水化合物或低碳水化合物饮食后,让他们进行45分钟82 %最大摄氧量强度的骑行。在运动前,高碳水化合物饮食组的肌糖原水平(104.5 ± 9.4 mmol/kg/wet wt)显著高于低碳水化合物饮食组(72.2 ± 5.6 mmol/kg/wet wt) (p < 0.05),运动中,高碳水化合物饮食组血清葡萄糖水平升高而低碳水化合物饮食组没有明显变化。运动后高碳水化合物组的血糖水平仍然显著高于低碳水化合物组,表明摄入高碳水化合物饮食的个体能够更好地维持血糖水平。血清游离脂肪酸、甘油三酯或胰岛素则没有观察到变化(p>0.05) [4]。Bussau等人的另一项研究[2]发现,摄入高血糖 指数碳水化合物饮食(10克/公斤体重/日),只需一天的时间就可能显著增加肌糖原水平。在这一研究中,仅仅一天后,肌肉糖原水平就从基线水平的95±5毫摩尔/千克湿肌增至180±15毫摩尔/千克湿肌,并且在随后三天维持在该水平。


单独摄入高碳水化合物的相关研究还表明,虽然运动表现的变化还模棱两可,但其可以产生更高的肌糖原储备并提升维持正常血糖水平的能力[14,19-22]。在Coyle等人完成的一项研究中[14],要求自行车运动员在完成70 %vo2max强度的长时间骑行(105分钟)前四个小时,摄入高碳水化合物膳食。仅一餐就使肌糖原储备增加了42%,并提高了碳水化合物氧化和肌糖原利用水平。相比之下,Febbraio等人[21]报道,与摄入低糖膳食或水相比,在135分钟的骑行训练前45分钟摄入高糖膳食并没有引起肌糖原利用或运动表现的变化。


2000年的一项随访研究显示,在150分钟70 %vo2max强度的自行车训练前30分钟,无论摄入高血糖指数或低血糖指数的饮食,都没有发现运动表现的变化[20]。Earnest等人比计较了64公里计时赛前分别摄入蜂蜜(低血糖指数)、葡萄糖(高血糖指数)和安慰剂的效果。尽管碳水化合物摄入有助于在计时赛的后16%赛程获得更大的功率输出,并没有证据显示高碳水化合物组和低碳水化合物组的运动表现有差别[19]。一般来说,在运动前一个小时摄入碳水化合物的相关研究在运动表现变化方面的结果是模棱两可的,但研究通常显示碳水化合物摄入具有使糖原利用率最大化和促进碳水化合物氧化的能力。Hawley和Burke [22] 总结了在运动前一个小时补充碳水化合物的几项研究结果,其中,一项研究显示运动表现降低[23],三项研究显示运动表现有所提升 [24-26] ,五项研究显示[21,27-30]对运动表现没有影响。


1.2运动前氨基酸与蛋白质摄入


研究人员已经开始研究单独或结合碳水化合物摄入蛋白质和/或氨基酸,以提升对抗阻训练的适应能力。一项研究比较了分别在一次短暂80%1RM抗阻训练前、后即刻摄入碳水化合物和蛋白质(35克碳水化合物和6克必需氨基酸)的效果[9]。作者认为,运动前补充对净蛋白状态(分解与合成的相对结果)的影响更大。他们推测,当组织血流量水平明显增加时,血清氨基酸水平同时增加,从而可能导致增加蛋白合成[9]。同一研究小组随后比较了分别在一次短暂80%1RM抗阻训练前、后即刻摄入20克乳清蛋白[31]。这项研究的结论显示无论训练前后补充都会引起蛋白质合成反应,但两者之间无显著性差异 [31]。这些研究结果表明,在抗阻训练前摄入氨基酸和碳水化合物或乳清蛋白可以最大限度地刺激一次短暂训练后的蛋白质合成。


许多研究探讨了利用运动前蛋白质和碳水化合物摄入来预防急性运动性肌肉损伤的效果[13],以及长期规律性抗阻训练期间可能导致的损伤。最近一篇的研究评价了27名成年男性在完成一次短暂可能导致肌肉损伤的离心收缩运动前15分钟或运动后15分钟分别摄入安慰剂(非热量甜味剂),或碳水化合物蛋白质混合饮料(75g碳水化合物 23 g蛋白质)的效果。虽然作者报道肌肉损伤标志物肌酸激酶水平有所增加,同时肌肉最大力量输出有所减少,但营养素摄入时机的管理似乎并没有明显改变这些肌肉损伤标志物水平[13]。


在另一项研究中,受试者在进入实验室接受连续两天的耐力训练前,连续七天分别摄入复合营养补充剂(碳水化合物、蛋白质、脂肪)或同等能量的麦芽糊精安慰剂[12]。在两个训练日中,补营养补充都在训练前30分钟进行。结果显示,复合营养补充剂显著提高纵跳能力和80%1RM重量训练的重复次数。此外,复合营养补充剂显著提高了训练中和训练后的血清生长激素、游离睾酮和总睾酮水平[12]。这些后续研究结果表明,运动前营养摄入也可能创造一个良好的蛋白同化激素环境。在另一项涉及单侧抗阻训练的研究中,运动前补充乳清蛋白和亮氨酸引起最大力量的更大提升[11]。三十三名男性受试者被分配到抗阻训练组(对照组)、抗阻训练 26g碳水化合物(安慰剂)组,或抗阻训练 20克乳清蛋白 6g亮氨酸组,并完成六个星期的单侧下肢抗阻训练。


作者的结论显示,运动前补充乳清蛋白 亮氨酸组力量增长幅度显著高于(提高30.3%)同等能量的安慰剂组(提高22.4%)和控制组(提高3.6%)。另外两项研究分别比较了8周和12周的抗阻训练期间,在训练前后补充碳水化合物和蛋白质的效果。


一项研究比较了8周抗阻训练期间,分别在运动前后补充1.2 克/公斤体重的乳清蛋白和0.3克/公斤体重的碳水化合物、1.2克/公斤体重的大豆蛋白和0.3克/公斤体重的碳水化合物或安慰剂的效果。作者发现,与安慰剂组相比,蛋白质补充显著改善了力量和瘦体重,但两种不同类型蛋白质之间无显著性差异。第二项研究让受试者进行连续十周、每周四天的大强度抗阻训练(3组,每组6-8次85-90%1RM重量的练习)。受试者被分配到蛋白质摄入组(20克蛋白质,包括14g乳清蛋白和酪蛋白 6g游离氨基酸)或碳水化合物摄入组(20gCHO),每次训练前后分别摄入20克,总共摄入40克/天的蛋白质或碳水化合物。摄入蛋白质的受试者个人的体重、去脂体重、力量、血清胰岛素样生长因子1(IGF-1)水平和肌肉胰岛素样生长因子1(IGF-1)mRNA水平,肌球蛋白重链I和IIa表达水平以及肌原纤维蛋白质含量都有更大的提升[10]。综上所述,最后两项研究为运动前后摄入蛋白质可以比仅补充同等能量的碳水化合物安慰剂产生更大程度的训练适应的观点提供了更多的证据支持。


Cribb and Hayes 2006 年[8]的研究采用两种不同的饮食策略,来探讨营养时间选择在一段时间训练中对于力量、肌肉肥大和身体成分的影响。实验要求受试者摄入同等质量(1克/公斤体重)的营养补充剂,包括碳水化合物、肌酸和蛋白质,补充时间分别为每次训练前和训练后,或在训练日的早上和晚上。结果显示,训练前后即刻补充组的瘦体重、1RM力量、II型肌纤维横截面积、肌肉肌酸含量和糖原水平的增加幅度均显著高于对照组[8]。总之,在临近一次短暂抗阻训练的时间段内,单独或结合碳水化合物摄入氨基酸或蛋白质,似乎可以明显增加肌肉蛋白质合成。此外,在抗阻训练中采取这一策略可以带来1RM力量的更大幅度增长和更多的瘦体重。


1.3运动前营养素摄入时机小结


1. 糖原储备有限并很大程度上取决于运动员营养状况和训练强度与水平[7,14],内源性糖原储备只能维持中等至高强度运动(65-85%VO2max)约90分钟至3小时[15];


2. 随着糖原消耗,训练强度、速度及功率输出下降[14],糖原耗竭时肌肉组织分解增加,并出现免疫抑制现象[16,17];


3. 提升最大内源性糖原储备的方法是采取高血糖指数、高碳水化合物含量的膳食(600-1000克或8-10克/公斤体重/天)[2,3,15];


4. 运动前最优的碳水化合物和蛋白质摄入比例取决于包括训练持续时间和体适能水平等许多因素,但是通常建议在运动前3-4小时摄入1-2克/公斤体重的碳水化合物和0.15-0.25克/公斤体重的蛋白质[15];


5. 运动前单独摄入必需氨基酸或者蛋白质可增加肌肉蛋白质合成;此外,联合摄入蛋白质和碳水化合物已被证明可以引起肌肉蛋白质合成的显著提高[9,31];


6. 与单独摄入碳水化合物相比,有规律地联合摄入不同种类的蛋白质来源食物与碳水化合物,可以大大增加力量,并对身体成分产生积极影响。


 2.运动中营养素摄入时机 


与运动前营养补充的考虑非常相似,大部分探讨运动过程中的营养管理的影响的文献都集中在有氧运动[33-36],而对于抗阻训练过程中的营养管理则强调得较少。


 2.1耐力运动中的血糖管理 


早期研究运动中营养管理的文章仔细探讨了维持血糖水平的最优碳水化合物分配方案。例如,澳大利亚研究人员让八个训练有素的自行车运动员完成两次70%最大摄氧量的训练直至力竭[42]。在训练前和训练过程中每隔15分钟,受试者分别摄入安慰剂或浓度为8%的碳水化合物饮料。与安慰剂组相比,摄入碳水化合物饮料组达到力竭的运动时间增加了30%或47分钟 [42]。


Widrick和同事[35]让受试者在四种不同条件下完成70公里的计时赛︰


1)高糖原水平(180.2±9.7mmol/kg/湿肌) 碳水化合物饮料;

2)高糖原水平(170.2±10.4mmol/kg/湿肌) 无碳水化合物饮料;

3)低糖原水平(99.8±6.0mmol/kg/湿肌) 碳水化合物饮料;

4)低糖原(109.7±5.3mmol/kg/湿肌) 无碳水化合物饮料[35]。


碳水化合物饮料在运动开始前及每隔10公里进行补充,每次训练补充116±6g。碳水化合物摄入组血糖维持在比较稳定的水平,而摄入无碳水化合物饮料组的血糖水平则显著下降。在计时赛的最后14%赛程(9.8 公里),低糖原水平 无碳水化合物饮料组的功率输出和速度都明显低于其他三组。这项研究结果表明,当基线糖原水平较高时,训练过程中的外源性碳水化合物补充并不是那么重要,当基线糖原含量偏低时,耐力运动过程中的碳水化合物补充才有可能提升运动表现。


在类似的研究中,九个训练有素的运动员在完成一组90分钟的高强度间歇跑过程中摄入碳水化合物或无碳水化合物饮料[34]。碳水化合物补充采用6.9%的溶液,在训练前即刻第一次补充,随后每15分钟补充一次。与摄入无碳水化合物饮料相比,在补充碳水化合物的情况下,受试者的跑动距离明显更长,为碳水化合物可用性对于持续性运动表现的重要性提供了额外的证据[34]。


Febrraio 等人2000年完成了另一项研究[33],强调了运动中少量多次补充碳水化合物的重要性。这项研究与其他同一领域研究一样,利用训练有素的自行车运动员作为受试者。自行车运动员以63%峰值功率的速度,在一下是四种条件下骑行120分钟:


1)运动前和运动中摄入安慰剂[简称PP组];

2)运动前30分钟摄入安慰剂 运动中摄入碳水化合物(6.4%碳水化合物溶液,2克/公斤体重)[简称PC组];

3)运动前摄入碳水化合物(25.7%碳水化合物溶液,2克/公斤体重) 运动中摄入安慰剂[简称CP组];

4)运动前摄入碳水化合物(25.7%碳水化合物溶液,2克/公斤体重) 运动中摄入碳水化合物(6.4%cho溶液,2克/公斤体重)[简称CC组]。


与PP组相比,CC组和PC组血葡萄糖出现和消失以及计时赛表现都更好。作者得出结论,认为只有当保持整个运动摄入碳水化合物时,运动前摄入碳水化合物才能提高运动表现,在120分钟的自行车运动期间摄入碳水化合物可以提高后续计时赛运动表现[33]。同样,Fielding等人的一项研究报道,在一项4个小时的骑行训练中,采取少量多次,即每30分钟补充碳水化合物(10.75g碳水化合物溶于200毫升水,浓度约为5%)与每隔60分钟补充较大量的碳水化合物(86克)相比,血糖水平维持和胰岛素变化没有区别,但是少量多次补充使训练最后阶段的冲刺骑行至力竭的时间显著延长。这些发现与Burke等人的研究结果[44]相冲突,他们的研究发现运动前的高碳水化合物饮食对于后续的计时赛表现没有影响。最后,2007年的一项研究了足球运动员高强度间歇跑过程中补充碳水化合物凝胶对于维持血糖水平和提高运动表现的影响能力,与之前摄入碳水化合物溶液的研究一样,碳水化合物凝胶比安慰剂能引起更大程度的血糖水平和间歇跑运动表现的提升[45]。


总之,大量证据表明,耐力训练过程中摄入碳水化合物是维持血糖水平、糖原储备[6]并有可能促进更高水平运动表现的公认策略。有兴趣的读者可以查阅相关文献综述。



未完,

我们明天继续……

(欢迎大家在留言区进行探讨)



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翻 译 | 张勇


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