现代特殊营养学
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第三节 力量性和耐力性体能与营养

一、力量性体能与营养

常见力量性体能训练一般有器械练习、投掷、拳击、摔跤、速跑、快速游泳等。这类运动锻炼的特点是强度大、时间短、运动中有间歇,主要是无氧代谢的磷酸原及糖酵解供能为主。

(一)力量性体能的生理及代谢基础

力量的产生取决于肌肉的收缩能力。与肌肉的生理横断面、参与肌肉收缩的肌纤维的数量、各肌肉群的协调性、肌肉的伸展性和弹性有关,更为重要的是与肌肉供能系统的供能作用,最大力量主要取决于磷酸原供能和无氧糖酵解供能能力。力量训练最明显的外在效果是肌肉力量增加、肌肉横截面积增大,具体表现在Ⅱ型肌纤维增加,肌肉中代谢底物——CP、肌糖原含量增加,肌酸激酶、糖酵解关键酶活性增加等适应。

(二)力量性体力工作的营养需要特点

力量性体能训练的主要目的之一是使肌肉变得更加强壮有力。肌肉强壮的基础是肌肉蛋白质的合成增多,与蛋白质的营养补充密不可分。另外,在大负荷力量训练中常造成肌肉组织的损伤,而肌肉损伤后的修复也需要蛋白质补充。因此,力量性训练者蛋白质需要量增加,蛋白质营养要注意其质和量两个方面。在质方面,宜选择完全蛋白质,及大豆等优质蛋白,其中优质蛋白质占总蛋白的1/3以上;在量方面,建议摄入量为2.0g/kg体重,或占总能量的12%~15%。但也要注意不宜超过3.0g/kg体重,但蛋白质摄入过多,不仅不会额外增加肌肉质量和力量,反而会引起体液偏酸,导致酸碱平衡紊乱,肝肾负担加重,钙丢失增多,以及水分丢失增加等,对运动不利。

力量训练过程消耗的能源物质主要是肌糖原,在营养补充方面不要忽略碳水化合物。骨骼肌糖原储备对保持力量性运动锻炼时的体力及恢复都很重要。肌糖原储备有助于糖酵解供能及乳酸的清除,若肌糖原不足也会影响无氧代谢能力,最终导致肌肉做功能力下降。

力量性体能对矿物质和维生素的需要量方面,为了减少体液酸度增加的趋向,体内应有充足的碱贮备。食物中应含有丰富的钾、钠、钙、镁等电解质,提供充足的蔬菜和水果。和其他项目一样,力量性体能的膳食也应当是平衡的,含有丰富的碳水化合物、维生素及无机盐。

(三)保证力量性体能的膳食营养措施

根据力量训练的特点,补充充足的碳水化合物食物,如谷类、薯类等,以确保满足训练期间的供能和肌肉恢复的糖原储备,同时充足的糖类能源也有助于节省蛋白质。

力量性体能训练要提供充足的蛋白质饮食,尤其是优质的蛋白质食物,如精肉、鱼虾、奶蛋和大豆制品等,在抗阻力量训练的状态下,提高蛋白质的吸收利用率。

近些年来,为增加力量性体能,一些营养补充剂也发挥重要作用。如乳清蛋白、支链氨基酸、谷氨酰胺、精氨酸等营养品,吸收利用率高的蛋白粉及氨基酸补充剂促进了肌肉蛋白合成,另外,最常用的是肌酸营养品,力量练习后适量的肌酸补充有助于磷酸肌酸的合成,肌酸和磷酸肌酸储量的增加有利于维持高强度运动时的ATP水平,并促进反复高强度运动的间歇期磷酸肌酸的再合成,对于提高肌肉力量有促进作用。但肌酸更易引起肌肉蛋白合成,过多补充可导致肌肉酸胀等副作用,长期补充还会使体内肌酸合成系统受抑制。

二、耐力性体能与营养

一般长距离或长时间进行体能训练都属于耐力性运动,如长跑、长距离自行车、马拉松、长距离游泳和滑雪等项目。其中体能训练的特点是运动时间长、运动中无间歇;以糖和脂肪的有氧氧化供能为主,热能和各种营养素消耗大,对各种营养素的需要量均较高。耐力运动后期,能源物质的亏空(肌糖原耗竭),血糖降低,代谢废物积累,水及电解质丢失等,易出现中枢神经系统和肌肉疲劳。

(一)耐力性运动的营养代谢特点及需求

能量消耗大。耐力性运动一般持续时间较长,主要以糖和脂肪的有氧代谢提供能量,能量的消耗可达到150~1 800kcal/h,每日能量的摄入范围约3 500~6 000kcal。因此,耐力运动员膳食应首先满足能量的消耗,否则运动能力会下降。在膳食成分方面应注意碳水化合物的摄取,应占总能量的60%~70%,并且在运动过程注意糖的补充,维持血糖水平。当三餐摄入的能量不能满足需要时,可在三餐外安排1~2次加餐,如含糖饮料、点心、水果、蛋糕和巧克力等,但加餐的食物应考虑营养平衡和营养密度。

耐力训练增加体内蛋白质的转换及更新,如提高运动员血红蛋白的储量和参与有氧代谢酶的活性。重复性、高冲击性的耐力运动容易引起损伤,也会导致机体蛋白质分解增加。另外,由于耐力运动员比赛和训练时需要消耗巨大的能量,所以一部分蛋白质也会参与机体能量的供应。但是,蛋白质并不是主要的能量来源,只有在机体消耗大量的能量时,才会将蛋白质分解作为能量来源。当运动员日常饮食中能量供应不能满足机体训练所消耗的能量时,这种情况还会加剧。因此,耐力运动员膳食蛋白质的供给量应丰富,每千克体重1.2~1.5g,不宜超过2.0g。

耐力运动需要补充大量的营养物质,维生素和矿物质自然必不可少。部分维生素和矿物质对耐力运动显得更为重要:B族维生素、维生素C、维生素E,以及Na、Ca、K、Fe等。维生素B1在糖原的利用和支链氨基酸的转换中扮演着重要角色;维生素B2在糖类、蛋白质和脂肪的产能过程至关重要;烟酸是辅酶NAD和NADP的重要组成部分,与能量生成有关。维生素C和维生素E在氧化还原代谢反应中起调节作用,可以防止耐力运动中自由基对人体的伤害。补充大量的维生素C、维生素E可以使运动员尽快从大强度、长时间训练造成的疲劳中恢复过来。每日维生素C的补充量应在250~500mg。这一范围既可以满足机体的需要,又可以修复运动对身体造成的氧化性损伤。

铁对耐力运动员来说非常重要。长时间大强度的训练易引起红细胞破坏增多,铁丢失增加。另外,铁也会随着汗液流失。所以,这些因素使耐力运动员普遍缺铁。需在饮食方面注意摄取含铁丰富的食物。钙对耐力运动也至关重要。钙是构成骨骼的主要成分;兴奋的传导、神经递质的释放需要钙的参与,肌肉的收缩与钙密切相关。钙可以激活与糖原分解与合成相关的酶。钙也参与体内凝血物质的合成。与B族维生素和铁类似,运动员只需在日常饮食中注意摄取含钙丰富的食物即可。

(二)保障耐力性体能的膳食营养措施

首先膳食原则是供应充足的能量,满足对大运动量能量消耗的需要。研究表明,高碳水化合物膳食有助于提高肌糖原的储备。因此,应尽可能使膳食中碳水化合物占总能量的60%左右。碳水化合物含量高的食物有大米、白面、淀粉、粉条、土豆和蔗糖等。膳食中的脂肪供给量可达到总能量的25%~30%,以满足体内脂肪动员供能的需要。为促进体内脂肪代谢,还可增加牛奶、奶酪、牛肉、羊肉等富含蛋氨酸的食物。膳食中蛋白质达总能量的12%~15%即可,要多选择含优质蛋白质的食物,如肉、蛋、奶、豆类等,还可适量添加支链氨基酸。

食物中应该有足量的蔬菜和水果,以补充维生素和矿物质的消耗。如果大量出汗,则应补充含有糖类、电解质的运动饮料。在耐力运动的前、中、后适量补液,有利于维持体液平衡和内环境稳定,保持运动能力和促进恢复。

(三)低糖原水平的训练是提高耐力的新途径

长期耐力训练也有助于肌糖原的储量增加。肌糖原负荷是提高耐力运动员肌糖原储备的方法,有助于提高运动能力。最近的一些研究认为,在肌糖原耗尽状态下,进行训练更为有利。纳卡尔等发现,大鼠进行跑台训练时,同时给予一种药物激活PPARγ的转录因子,会产生相同糖原耗竭状态的训练,从而促进脂肪氧化供能。这些数据表明,与糖原充足状态下相比,在糖原耗竭状态下运动激活PPARγ转录因子程度明显增加,而PPARγ能更有效地促进脂肪酸的氧化供能。为了达到低糖原状态下的训练,一般是通过运动训练使肌糖原降低约1/3的水平,然后再进行相对较大强度的训练,提高机体供能能力,最终再通过合理的补糖使肌糖原达到最理想的状态,

肌糖原耗尽状态的训练增加了运动员氧化脂肪的能力。在长时间耐力比赛中,脂肪氧化的增加可能会节省肌糖原并改善运动能力(尽管对运动能力的影响尚不清楚)。然而,在力量训练和少于1小时的耐力运动中,机体的磷酸肌酸和糖是主要的能量来源,在肌糖原耗竭状态下的训练并没有任何益处。