d氨基酸氧化酶(科普文运动与各类营养)

d氨基酸氧化酶

运动营养科学

一、运动与蛋白质

蛋白质是一切细胞的主要成分。

蛋白质的主要生理功能是构成和修复机体组织，调节生理功能，增强机体抵抗力，影响中枢神经系统活动和供给热能。

(一)蛋白质与运动中的物质能量代谢

在蛋白质、脂肪和碳水化合物三大营养素中，蛋白质在运动中供能的比例相对较小，其氧化可提供运动中5%~15%的能量。当体内糖原贮备充足时，蛋白质供能仅占总热能需要量的5%；大多数情况下蛋白质供给6%~7%的能量。当糖原耗竭时，氨基酸所提供的能量可上升至10%~15%，上升的幅度取决于运动的类型、强度和持续时间。

根据血浆氨基酸在运动中浓度的变化情况，学者们认为，支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸)为运动需要的氨基酸，可在运动中直接氧化。一次性剧烈有氧运动后，亮氨酸的氧化速率可增加几倍，肌肉释放氨基酸及氨增加40%，血尿素水平和运动后尿氮增加，这些变化提示长时间耐力性运动可使体内氨基酸的代谢加强。其机制可能是因为运动训练使机体内调节分解代谢的激素分泌增加，提高了氧化分解支链氨基酸的酶活性及能量利用效率。

(二)运动健身人群对蛋白质的需求与补充

训练初期，由于红细胞破坏增加，肌红蛋白和红细胞再生等合成代谢亢进，常发生负氮平衡甚至运动性贫血。经过一段时间适应后则氮平衡改善。因此，在大运动量的初期，应适当加强蛋白质营养。长时间剧烈的耐力运动会使蛋白质代谢加强，因此蛋白质的需要量增加；力量性训练可使肌肉组织体积增大，也需要在膳食中略增加蛋白质的摄入量，以帮助肌细胞修复。运动负荷强度大、训练次数多也会使得蛋白质的代谢加强，从而使机体的需要量增加。热能短缺和糖原贮备减少都将增加蛋白质的需要量，热能摄入不足时，蛋白质的需要量可增加10%。生长发育期的青少年儿童参加运动训练时，应该增加蛋白质营养，达到每千克体重2~3g蛋白质的补充量，这样才能满足生长发育的需要。

运动健身人群的蛋白质需要量不仅应在数量上满足要求，在质量上至少应有1/3以上必需氨基酸齐全的优质蛋白质。

(三)过量补充氨基酸和蛋白质的副作用

部分健身人群错误地认为只要增加蛋白质营养，就会促进肌肉组织的增长。但研究证明，须在递增负荷力量训练的前提下补充适量的蛋白质，才能使肌肉增长。过量补充氨基酸或蛋白质会引起一系列的副作用。蛋白质的含氮代谢产物会使肝肾的负担增加，导致肝和肾的肥大并容易出现机体疲劳；大量的蛋白质会导致机体脱水、脱钙和痛风。高蛋白对水和无机盐的代谢不利，有可能引起泌尿系统结石和便秘；另外，高蛋白食物常伴随高脂肪的摄入，会增加中年后形成动脉粥样硬化和高血脂的危险性。因此，蛋白质虽好，不论是普通人还是运动健身人群，适量补充即可。

二、运动与碳水化合物

碳水化合物即糖，是体内热能的主要来源。糖根据化学结构分为单糖、双糖与多糖三类。多糖和双糖在体内必须经过各种消化酶的作用转变成单糖后，才能被吸收入血成为血糖。血糖进入肝脏、肌肉或其他组织后，可转变成糖原或其他物质，如转变成甘油及脂肪酸，或合成为脂肪在体内贮备，也可以转变成氨基酸或核糖、脱氧核糖等单糖。

糖的主要生理功能是供给机体热能，构成机体组织，调节脂肪酸代谢和节约蛋白质。

(一)碳水化合物与运动中的物质能量代谢

糖是人体最主要的、经济的、快速的能源物质，机体60%的热能均由糖供给。一段时间大强度的运动，绝大部分的热能是由糖氧化供给的；长时间小强度的运动，也是首先利用糖的氧化供给热能。运动中肌肉摄取糖的速率是安静时的20倍或更多。机体内的糖氧化完全时，其代谢产物为二氧化碳和水，一般不会改变体液的酸度。与脂肪相比，糖的氧化过程耗氧量小，在消耗等量氧的条件下，糖的产能效率比脂肪高。另外，中枢神经系统由于缺少贮存的能量，主要依靠糖的氧化获得能量。

糖的氧化供能分为无氧酵解和有氧氧化两个系统。当氧供应不充足时，糖分解产生乳酸，同时释放出能量；当氧供应充足时，糖完全氧化产生二氧化碳和水，同时释放出能量。

运动中所需的糖可来自—肝脏通过糖异生所生成的葡萄糖、血糖、肌肉与肝脏贮存的糖原。运动中糖异生反应的底物通常来自肌肉，也有一小部分的甘油来自脂肪细胞。这些底物被转送至肝脏生成葡萄糖。

(二)补糖的作用

运动前补充糖和加强膳食中碳水化合物等措施，可使体内有充足的肝糖原和肌糖原贮备；运动中补充糖，可以节约肌糖原消耗，减少蛋白质和脂肪酸供能的比例，这样可使持续运动的时间延长，延缓疲劳的发生；运动后补充糖，可使消耗的肌糖原尽快得到补充和恢复。

一般短时间(不超过40分钟)或负荷强度较低的运动不需要补糖，因为此时体内的糖原贮备足以满足运动所需。运动时间超过80分钟，负荷强度在65%~75%最大摄氧量时补糖，才能起到提高机体耐力的作用。在补糖的同时可以补充水分及电解质，这是保持运动能力的有益措施。

1.补糖类型对运动能力的影响

在运动中摄取葡萄糖、蔗糖和麦芽糖对代谢和运动能力所起的作用是相同的；与之相比，单纯摄取果糖，其吸收率较低而不像其他糖那样能够迅速地被氧化，且纯果糖还会引起胃肠道的不适和运动能力的降低(少量果糖与葡萄糖或麦芽糖一同食用，不会引起任何机体不适)。运动过程中补充半乳糖，其氧化代谢的速率要低于葡萄糖、蔗糖和麦芽糖，因为可溶性淀粉的支链和直链比值高，所以在运动中可溶性玉米淀粉的氧化代谢要远高于不溶性淀粉；在运动中供给液体或固体糖具有同样的代谢反应，所以糖的剂型不会对其吸收和利用产生影响。

2.糖的数量对运动能力的影响

在摄入浓度分别为6%、8%和10%的蔗糖溶液时，运动中生理指标变化无明显差异，但服用6%蔗糖的人中运动能力有明显提高。补充过高浓度的糖容易引起胃肠道不适，因此改善运动能力的适宜补糖速率是每小时30~60g。

3.补糖时间对运动能力的影响

当内源性糖在耐力性运动后期被耗竭时，补充糖是最有效的，此时外源性糖的利用率高，但当体内糖原贮备充足时补糖可能无明显效果。

(三)运动后肌糖原的合成

肌糖原在运动消耗后，如有适量糖补充，则在24小时内可恢复到接近运动前水平，再经数日逐渐恢复到运动前水平。如能在运动后即刻或2小时内或每隔12小时补充0.7~1.0g/kg体重的糖，可使糖原再合成率达最大值，并使肌糖原达到最大贮备量。过量摄取并不能使糖原合成速率进一步增加，而且会引起恶心、腹泻与胃肠不适等副作用。运动后即刻补糖，单糖的糖原再合成率高于食用复合糖。有条件时，在运动后补充一些以葡萄糖和低聚糖为主并含有果糖的饮料，对糖原的恢复将更为有效。

三、运动与脂肪

脂类分为脂肪和类脂两大类。

脂肪的生理价值是供给热能，供给机体必需的不饱和脂肪酸，促进机体对脂溶性维生素的吸收和利用，使食物体积减小，增加饱腹感，保护组织器官及神经免受外伤。磷脂中的卵磷脂可以预防脂肪肝的形成，促进肝细胞再生，提高机体对缺氧的耐受力；脑磷脂与血液凝固有关。固醇是构成胆固醇、维生素D、性激素和肾上腺皮质激素的原料，胆固醇是体内不饱和脂肪酸的运输工具，其代谢失常与动脉硬化有密切关系。

(一)脂肪代谢

脂肪代谢主要在肝脏中进行。脂肪首先被分解为甘油和脂肪酸，在氧气充足的情况下，脂肪酸有氧氧化，生成二氧化碳和水，并释放能量。在缺氧或碳水化合物不足时，脂肪酸的氧化过程被破坏，使体内发生酮体堆积，体液酸化，易致疲劳。脂肪氧化过程的需氧量较大，在氧债较大的情况下，脂肪不能有效地被利用。脂肪高的膳食会使运动的耐久力降低。

(二)运动对脂肪代谢的影响

脂肪是运动中能量的一个重要来源。运动中脂肪动员和脂肪的利用能够改善运动能力。脂肪可以从肌肉、脂肪、血液等组织中动员出来。运动中脂肪组织的反应较慢，因此只有在身体糖原贮备降低的情况下，游离脂肪酸才能达到峰值水平。如果单独依靠脂肪作为能源，则仅能满足快走或慢跑类强度的运动需要。

通常认为，较低强度的运动中，脂肪氧化供能的比例较大。在以25%最大摄氧量强度运动时，几乎全部的能量均来自脂肪，而以65%最大摄氧量强度运动时，脂肪氧化供能仅占全部能量的50%。然而研究表明，在以65%最大摄氧量强度运动时，脂肪氧化供能的绝对值大于25%最大摄氧量强度的运动。因此，简单地强调脂肪在供能中的百分比而不考虑能量消耗的绝对值容易使人误解。应依照能量消耗的多少和运动持续时间的长短，正确评定不同方式的减肥功效。

(三)脂肪供给量

膳食中适宜的脂肪摄入量应占总热能的25%~30%。食用高脂肪膳食时氧的利用率降低。由于脂肪不易消化，在胃内停留时间长，而运动中机体的消化机能常处于抑制状态，因而不提倡在运动前食用高脂肪膳食。

(四)脂肪的选择

国外文献强调脂肪的动物性食物来源，认为应有80%的脂肪来自动物性食物。奶油、蛋黄及鱼油等几种脂肪中脂溶性维生素与磷脂的含量较高。奶油及蛋黄中的脂肪不仅含有丰富的维生素A和D，而且容易消化。奶油、可可、油、黄油中含有较多的中短链脂肪酸，它们不经淋巴转运人血，氧化快且完全，在体内不蓄积，有降低血液游离脂肪酸和减少胆固醇合成的作用。猪油及牛油的消化率低。植物性脂肪虽不含脂溶性维生素，但消化率高，而且所含必须脂肪酸的种类也比较完全。建议补充比例为：饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸=1:1:1。

四、运动与水、电解质

水是人体最基本的营养素之一，是仅次于氧的维持生命的必需物质，是人体最重要的营养素。对运动健身人群而言，只有体内水分充足时才能维持良好的细胞功能和有效的体温调节，获得最大的运动能力。

(一)脱水与运动能力

夫一次性大强度运动量训练的失汗量可达2~7L。在剧烈运动中或运动后，尤其是在出汗量大的情况下，可出现少尿或无尿现象。正常情况下呼吸道丢失的水分常忽略不计，但是运动中呼吸道水分的丢失可增加10~20倍。

运动增加机体内水和电解质的排出量，即使是机体小于体重1%的轻微脱水，也会增加心血管系统的应激并限制自身能力的发挥。这些生理上的变化将会影响运动能力。

1.轻度脱水

当失水量占体重的1%时为轻度脱水。轻度脱水一般以细胞外液和细胞间液丢失为主。机体的血容量受到影响，心脏负担加重，可影响运动能力。此时，人体会感到口渴，出现少尿及尿钾丢失量增加现象。

2.中度脱水

当失水量占体重的4%时为中度脱水，此时细胞内液和细胞外液的丢失量大致相等，会出现脱水综合征，表现为严重的口渴感，心率加快、体温升高、疲劳及血压下降等症状。

3.重度脱水

当失水量占体重的6%~10%时为重度脱水，此时细胞内液的丢失比例增加血容量进一步减少。表现为呼吸频率加快、恶心、食欲丧失、厌食、容易激怒、肌肉抽搐、精神活动减弱，甚至发生幻觉、谵妄和昏迷，对生命安全有严重威胁。

(二)运动中的水补充

运动中水的供给量应和失去的水量相当，以保持水平衡。水分的补充要采取少量多次的措施。

1.运动前补液

以往的观点认为，运动前饮水会引起胃痉挛，因此常忽略运动前的水分补充。近年来的研究与实践尚未见到运动前补水的副作用。一般认为，参加体育活动者在训练或运动前2小时应饮用400~600ml液体。这既能保证机体在运动前的水分充足，又能将多余的液体在运动前以尿的形式排出体外。炎热季节，可多摄入250~500ml液体。

2.运动中补液

运动中补液的目的是维持血浆容量和电解质浓度，预防心率异常加快和机体深部温度异常增高，为做功肌肉提供能源物质。换言之，运动中补液可以延缓疲劳的出现，预防体液平衡紊乱。

运动出现口渴感时，表明机体已失去约2%体重的汗液，如果依赖口渴的感觉进行补液，需要48小时才能补完体液的丢失量，经过数日训练后的“脱水”即可影响运动能力。人的口渴感觉仅仅是一种防止严重脱水的自我保护机制，不能用来作为补液的指标。

理想的补液频率和数量是每15~20分钟一次，每次150~200ml。

3.运动后补液

运动后补液的目的在于补充运动过程中水和电解质的丢失。一般认为，在运动后的恢复阶段，通过正常的饮水和进食就能补回运动中丢失的水和电解质。如果在运动后没有进食的条件和环境，那么所摄入的液体中必须含有电解质和糖。尤其是钠。钠能改善机体保持液体的能力，碳水化合物可提高钠重吸收的张力并有助于补充肌糖原和肝糖原

在运动后摄入纯水或传统型可口可乐会导致机体电解质的负平衡；含有咖啡因的饮料有利尿作用，可增加尿液中镁和钙的丢失；酒精具有利尿作用，所以也不推荐它作为运动后的饮料。含有适量钠、钾、镁和钙的碳水化合物电解质饮料有助于维持机体的电解质平衡。

运动后摄入液体的数量应为汗液丢失量的100%~150%，即运动中因出汗减少的体重，每减少1kg就要摄入1~1.5L液体。

(三)儿童和青少年对液体和电解质的需求

儿童与成年人对运动的反应不同，因此，他们对液体的需要量也有所不同。儿童体内的温度感受器没有成年人灵敏，尤其在湿热环境中运动更是如此。与成年人相比，儿童对环境的适应慢，出汗的温度阈值高，出汗率低，脱水对机体的损害更大。基于这些理由，经常运动的少年儿童应该了解运动前、运动中以及运动后摄入足够液体的重要性。

在耐力性运动和间歇性运动中，如果每隔15~20分钟饮用120ml液体，少年儿童的机体就能维持良好的水合状态。运动前应鼓励少年儿童摄取120~240ml液体。运动后，应视运动中出汗减少的体重，每减少1kg就要摄入1L液体。口渴感不是补充液体的良好指标。少年儿童应学会监测体液平衡的敏感指标—尿液颜色。干燥的嘴唇和舌头，深黄色的尿，疲劳和冷漠，抽筋和尿少为脱水的早期症状。

(四)运动对电解质的代谢和需要量

体液中的电解质主要包括钠、钾、氯、钙、镁、磷酸根离子等。它们可维持细胞内外液的容量和渗透压，维持体内的酸碱平衡及神经肌肉的兴奋性，构成机体组织并参与组成体内的某些活性物质。

1.运动对电解质代谢和需要量的影响

运动中血清钠的水平比安静时明显升高，并延续到运动结束。运动后血清钠的水平显著降低，并可出现低钠血症。运动中大量出汗后应注意补充钠盐。儿童青少年钠的推荐供给量,7~11岁者每日为1~3g,12~18岁者为2~4g；成年运动者常温下训练每日应少于5g，高温环境下训练每日应少于8g。

运动中血浆钾的水平一般都比安静时高，这与糖原分解、钾释放入血有关。运动后钾的水平逐渐恢复到安静水平，但是在长时间运动后糖原的合成可使血浆中钾的浓度明显降低，甚至低于正常值。钾对肌肉收缩和神经传导有重要作用。钾损耗后机体容易发生热病或中暑。运动员缺钾时糖的利用受限，肌肉的血流量减少。因此，在高温条件下进行大负荷训练，补充适当的钾盐是必要的。钾的推荐供给量每日为2~6g。补充钾盐可多吃水果、蔬菜、牛肉和鱼等食品，必要时可补充含钾盐的电解质溶液或缓释盐片剂。运动中因有暂时性的血钾增高，因此不必补钾。

血清镁水平在不同运动情况下表现不一。常温下运动，血清镁的浓度增加与细胞内镁的释放有关，但中等强度运动后的60分钟，血浆镁浓度与安静时比较无明显变化。镁在食物中分布较广，一般不会缺少。镁的推荐供给量为每日0.3~0.5g。

2.运动与酸碱平衡

以无氧代谢供给运动能量的一些项目，运动中产生大量的乳酸使体液的pH值下降，偏离正常并趋向于酸中毒。体内偏酸会出现疲劳。国外报道，可采用补充碳酸氢钠、柠檬酸钠或柠檬酸钾等碱性物质的措施，或根据食物消化代谢后生成酸性或碱性代谢物，将食物区分为酸性食物和碱性食物，赛前多摄食碱性食物，减少酸性食物的摄取。含蛋白质丰富的食物如肉、鱼、蛋、谷类等食物，因含有磷酸、硫、氯等元素，在体内代谢后生成酸性残留物。牛奶虽含蛋白质，但因为含钙，因此为碱性食物。水果和蔬菜类食物含钠、钾、钙、镁等碱性元素较多代谢后生成碱性代谢物。

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