\h美國國家體能協(xié)會運動營養(yǎng)指南目錄\h第1章有益于訓練和運動表現(xiàn)的食物和液體\h營養(yǎng)研究的新進展\h營養(yǎng)和運動表現(xiàn)\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第2章碳水化合物\h碳水化合物的種類\h體內(nèi)糖的調(diào)節(jié)\h碳水化合物和運動表現(xiàn)\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第3章蛋白質(zhì)\h身體中的蛋白質(zhì)\h蛋白質(zhì)的類型\h蛋白質(zhì)和運動表現(xiàn)\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第4章脂肪\h脂肪的消化與吸收\h脂肪的種類\h膳食脂肪與運動表現(xiàn)\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第5章體液\h運動中的體液平衡\h測量水合狀態(tài)\h水合作用和運動表現(xiàn)\h與年齡相關(guān)的需水量\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第6章維生素和礦物質(zhì)\h運動員的微量營養(yǎng)素需求\h維生素和運動表現(xiàn)\h礦物質(zhì)和運動表現(xiàn)\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第7章力量與爆發(fā)力補劑\h肌酸\hHMB\h蛋白質(zhì)和氨基酸\hβ-丙氨酸\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第8章有氧耐力補劑\h用作補劑的運動飲料\h適合有氧耐力運動員的氨基酸和蛋白質(zhì)\h高分子量碳水化合物\h咖啡因\h碳酸氫鈉和檸檬酸鹽\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第9章營養(yǎng)補充時機\h營養(yǎng)補充時機和有氧耐力表現(xiàn)\h營養(yǎng)攝入和恢復\h營養(yǎng)補充時機、抗阻訓練、力量和爆發(fā)力表現(xiàn)\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第10章能量消耗和體成分\h能量平衡\h低熱量膳食\h高熱量膳食\h改善體成分的運動補劑\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第11章營養(yǎng)需求分析\h測量體成分\h記錄和分析食物攝入量\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第12章溝通并制訂運動員營養(yǎng)計劃\h提供營養(yǎng)知識\h保密\h制訂運動員營養(yǎng)計劃\h飲食紊亂與飲食失調(diào)\h女性運動員三聯(lián)征\h專業(yè)應(yīng)用\h小結(jié)\h第1章有益于訓練和運動表現(xiàn)的食物和液體比爾·坎貝爾，博士，CSCS，F(xiàn)ISSN瑪利亞·斯帕諾，MS，RD，LD，CSCS，CSSD，F(xiàn)ISSN一名運動員的成功取決于很多可改變的因素。其中，最重要的因素包括良好的體能訓練、運動心理、專項訓練、營養(yǎng)、補劑、休息和恢復。這些因素不僅影響長期訓練和后期表現(xiàn)，在單場競賽中也發(fā)揮著重要作用。營養(yǎng)和運動表現(xiàn)（以及營養(yǎng)和體形變化）的科學發(fā)展迅速。隨著該研究領(lǐng)域的不斷擴大，對影響運動員運動表現(xiàn)和體形的因素的研究不斷深入，這導致對運動營養(yǎng)師的需求不斷增長。在高校和職業(yè)體育領(lǐng)域，運動營養(yǎng)師都在運用科學研究為運動員提供完善的建議。在通常情況下，運動營養(yǎng)師與專項教練、體能教練和運動防護師一起，共同為運動員提供幫助。運動營養(yǎng)師幫助運動員調(diào)整飲食攝入量，掌握營養(yǎng)補充時機，改變補劑方案，了解與補劑相關(guān)的所有信息。運動營養(yǎng)師還幫助運動員制定健康的運動員專用膳食，測量體成分和骨密度，幫助運動員在超市中挑選食物，教導運動員基本的健康烹飪方法，并且和專家們一起為飲食紊亂的運動員制定治療方案。\h營養(yǎng)研究的新進展與運動員飲食相關(guān)的最熱門的領(lǐng)域是什么？從宏量營養(yǎng)素到電解質(zhì)平衡，再到能夠減輕疲勞的補劑，運動營養(yǎng)學涵蓋多層次的研究。宏量營養(yǎng)素的攝入時機與其本身一樣重要。營養(yǎng)時機是指在訓練或比賽的特定時間段內(nèi)攝入特定營養(yǎng)物質(zhì)的行為，其能影響體形變化、糖原補充、肌肉蛋白質(zhì)合成和運動表現(xiàn)。?營養(yǎng)時機——在訓練或比賽的特定時間段內(nèi)通過攝入特定營養(yǎng)物質(zhì)來達到期望效果的行為。碳水化合物的攝入是營養(yǎng)補充時機中對很多運動員影響巨大的一個方向。二十年前，在碳水化合物的研究方面主要針對的是有氧耐力運動員。但是，此后人們主要研究抗阻訓練前后碳水化合物攝入對糖原消耗后再合成（Robergsetal.，1991；Teschetal.，1998）、激素分泌和肌肉蛋白質(zhì)合成（Volek，2004）的影響。此外，碳水化合物的攝入類型也非常重要。飲用含有葡萄糖和果糖的飲料可能是保持水合（JeukendrupandMoseley，2010）和節(jié)省內(nèi)源性碳水化合物（CurrellandJeukendrup，2008）的最佳方式。一種由大麥支鏈淀粉制成的獨特的高分子量淀粉類碳水化合物可能比單糖和雙糖等低分子量碳水化合物更能夠促進糖原恢復（Stephensetal.，2008）。有關(guān)蛋白質(zhì)的研究已經(jīng)從早期的探究各種蛋白質(zhì)來源的氨基酸組分[蛋白質(zhì)消化率校正的氨基酸分數(shù)（PDCAAS）]，發(fā)展到探究營養(yǎng)時機和與減重有關(guān)的蛋白質(zhì)類型（如乳清蛋白）（Lockwoodetal.，2008）。此外，研究人員已經(jīng)確定支鏈氨基酸（BCAA）促進肌肉蛋白質(zhì)合成的時機、機制和效果（Borsheimetal.，2002；NortonandLayman，2006；Tiptonetal.，1999）。最后一種宏量營養(yǎng)素是脂肪，除碳水化合物和蛋白質(zhì)外，脂肪可能對整體健康也至關(guān)重要。例如，共軛亞油酸（CLA）和中鏈甘油三酯等類型的脂肪在提升運動表現(xiàn)和促進減重方面的潛在作用也不斷激發(fā)著研究人員的興趣。?蛋白質(zhì)消化率校正的氨基酸分數(shù)（PDCAAS）——一種根據(jù)人類氨基酸需求和易于消化的程度來評估蛋白質(zhì)品質(zhì)的方法。通常，百分之百表示最大值（超過100的數(shù)值會被去掉），而零表示最小值（Schaafsma，2000）。雖然尚未證明攝入超過每日營養(yǎng)推薦攝入量（RDI）的微量營養(yǎng)素能夠改善運動表現(xiàn)，但是基于大樣本量人群的研究發(fā)現(xiàn)，一些人的某種微量營養(yǎng)素的攝入量沒有達到每日營養(yǎng)推薦攝入量，而有些人甚至缺乏一種或多種微量營養(yǎng)素。并且，通過補充微量營養(yǎng)素來改善飲食性營養(yǎng)不良，可以直接或間接改善運動表現(xiàn)。例如，盡管對于鐵攝入充足的人來說，補鐵無益于運動表現(xiàn)的改善，但是對于鐵攝入不足的人來說，補鐵是可以改善疲勞和運動表現(xiàn)的。某些特定的人群可能更容易缺乏某種特定的微量營養(yǎng)素（例如女性比男性更易于缺鈣和鐵）。在某種情況下，補充微量營養(yǎng)素可以直接改善運動表現(xiàn)（例如缺鐵性貧血）。此外，補充微量營養(yǎng)素有時會有助于改善整體健康，預防損傷和疾?。ɡ?，補充維生素D）或者加快恢復過程（例如，補充鈉會緩解口渴和促進水的再合成）。第6章將詳細介紹各種微量營養(yǎng)素以及它們對運動表現(xiàn)的重要作用。?微量營養(yǎng)素——人體必需但含量較少的營養(yǎng)物質(zhì)。所有的維生素和礦物質(zhì)都是微量營養(yǎng)素。補劑可能是運動員之間最熱門的話題。身處一個熱衷于找尋“魔術(shù)彈”的社會，運動員也在尋找任何可以幫助他們變得更強、更快、更精瘦，以及能更好提高注意力的東西。因此，很多運動補劑就出現(xiàn)在商店的貨架上和進行身體鍛煉/訓練的人的櫥柜里。幸運的是，科學研究已經(jīng)證實了某些強化劑的市場宣稱效果。肌酸、蛋白質(zhì)、咖啡因、氨基酸、補充電解質(zhì)的運動飲料、β-丙氨酸和高分子量淀粉類碳水化合物，都是目前最廣泛被研究的補劑（第7章和第8章將對這些補劑進行詳細介紹）。\h營養(yǎng)和運動表現(xiàn)在有關(guān)運動員飲食的研究中，運動營養(yǎng)師關(guān)注的領(lǐng)域有三個：宏量營養(yǎng)素、水合作用和營養(yǎng)強化劑。宏量營養(yǎng)素的類型和劑量，以及攝入的時間對運動表現(xiàn)、恢復和身體健康都有重大影響。宏量營養(yǎng)素攝入的相關(guān)變量通常包括宏量營養(yǎng)素的攝入種類、攝入時間和攝入量，這些變量經(jīng)常會立即影響運動員的感受。水合作用不僅涉及降低體溫，也會影響電解質(zhì)水平和營養(yǎng)物質(zhì)的輸送。最后，營養(yǎng)強化劑很受那些想在比賽中占據(jù)優(yōu)勢的運動員的歡迎。強化劑是非常大的補劑門類。不同強化劑在效果和安全性方面各不相同，有些強化劑有效果，有些沒有效果；有些強化劑用起來會有危險，而有些強化劑卻很安全。宏量營養(yǎng)素對于維持生命的眾多活動（包括保持人類身體結(jié)構(gòu)和功能完整性）而言，宏量營養(yǎng)素（碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪）的攝入是很重要的。在運動營養(yǎng)領(lǐng)域，宏量營養(yǎng)素通常與能量產(chǎn)生和骨骼肌合成有關(guān)，這兩個因素都是可以通過訓練改變并促進力的產(chǎn)生的（見表1.1）。碳水化合物和脂肪是產(chǎn)生能量的主要營養(yǎng)物質(zhì)。蛋白質(zhì)產(chǎn)生的能量只占總能量利用的一小部分（LemonandNagle，1981；vanLoonetal.，1999）。?宏量營養(yǎng)素——人體所需的大量物質(zhì)。碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪都是宏量營養(yǎng)素。三磷酸腺苷（ATP）是細胞的能量貨幣，它能夠?qū)崿F(xiàn)化學能向機械能的轉(zhuǎn)化。食物中的能量（化學量）不能直接輸送到細胞進行生物活動。但是，宏量營養(yǎng)素會通過富含能量的三磷酸腺苷化合物把能量輸送給細胞（McArdleetal.,2008）。該過程分為兩個基本步驟：（1）從宏量營養(yǎng)素中提取化學能并將其轉(zhuǎn)移到ATP的鍵上；（2）進行ATP中的化學能的提取和轉(zhuǎn)移，以便為諸如骨骼肌收縮之類的生物活動提供能量（McArdleetal.，2008）。在運動中，這三種宏量營養(yǎng)素會被氧化，轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?。有幾種因素能決定宏量營養(yǎng)素的氧化程度，包括營養(yǎng)狀態(tài)、運動強度和訓練狀態(tài)。接下來的章節(jié)將從為身體活動供應(yīng)能量和增加去脂體重這兩個方面來簡要討論宏量營養(yǎng)素的主要作用。有氧運動和無氧運動所需的燃料在長時間運動中，骨骼肌主要通過氧化碳水化合物和脂肪（以脂肪酸的形式）來提供能量。隨著運動強度增加，由碳水化合物轉(zhuǎn)化而成的能量將占據(jù)更大的比重。當運動強度接近百分之百最大攝氧量時，骨骼肌將逐步使用更多的碳水化合物，而使用更少的脂肪（MittendorferandKlein，2003；vanLoonetal.，1999）。但是，隨著運動持續(xù)時間的延長，脂肪代謝增加，碳水化合物代謝下降（Jeukendrup，2003）。碳水化合物的主要來源是肌糖原、肝糖原、肝臟的糖異生作用（由非碳水化合物來源生成的碳水化合物），以及攝入的碳水化合物。雖說碳水化合物和脂肪是有氧運動中的主要能量來源，但是長期進行有氧訓練的運動員可以改變這兩種宏量營養(yǎng)素各自的能量貢獻總額。全身量熱法測量已經(jīng)清楚地表明，有氧耐力訓練可以增加既定運動強度下脂肪的氧化，減少碳水化合物的氧化（Cogganetal.，1990；Friedlanderetal.，1997；Hurleyetal.，1986）。雖然氨基酸不是能量的主要貢獻者，但是一些臨床研究已經(jīng)證實，氨基酸對有氧運動能量的貢獻與運動強度呈線性關(guān)系（Brooks，1987；LemonandNagle，1981；Wagenmakers，1998）。表1.1與運動表現(xiàn)相關(guān)的宏量營養(yǎng)素的主要作用短時間高強度無氧運動的能量來自體內(nèi)儲存的ATP-PC（三磷酸腺苷-磷酸肌酸）和可經(jīng)糖酵解供能的碳水化合物（第2章將深入探討碳水化合物代謝和糖酵解）（Maughanetal.，1997）。事實上，宏量營養(yǎng)素的無氧能量代謝只來自于糖酵解反應(yīng)過程中的碳水化合物分解（McArdleandKatch，2008）。此外，糖的無氧酵解還是ATP再合成的最快速的來源。由于其氧化速率和數(shù)量上的原因，糖酵解是持續(xù)時間為7秒到1分鐘的全力運動中ATP再合成的主要來源（Balsometal.，1999；Mougios，2006）。蛋白質(zhì)與瘦體重在短時間高強度運動中，氨基酸對總能量供應(yīng)的貢獻微不足道，可能只占據(jù)3%~6%。但是研究表明，在長時間運動中，氨基酸對總體ATP的貢獻卻高達10%（HargreavesandSpriet，2006；Phillipsetal.，1993；Brooks，1987）。蛋白質(zhì)作為運動過程中的一種能源物質(zhì)，其發(fā)揮的作用在很大程度上取決于支鏈氨基酸和丙氨酸的可利用性（LemonandNagle，1981）。在產(chǎn)生能量方面，蛋白質(zhì)的作用有限。蛋白質(zhì)的主要功能是增加和保持瘦體重。在為運動個體確定最佳膳食蛋白質(zhì)劑量的時候需要考慮蛋白質(zhì)的品質(zhì)、能量攝入、碳水化合物攝入量、運動方式和強度，以及蛋白質(zhì)攝入的時機等多個要素（Lemon，2000）。想要深入了解蛋白質(zhì)的各種類型和特定蛋白質(zhì)的攝入建議，請參看第3章。對進行鍛煉的個人而言，每天攝入1.5~2.0克/千克體重的蛋白質(zhì)不僅非常安全，而且還有助于提升對訓練的適應(yīng)性（Campbelletal.，2007）。水合作用水合作用不僅僅涉及身體水分的補充，同時也是為身體輸送電解質(zhì)、糖和氨基酸的一種方式。脫水和血鈉過少（低鈉血癥，通常是因為身體中水分過多或鈉的含量過少）都會影響“周末戰(zhàn)士”和有訓練經(jīng)驗的運動員。此外，脫水會增加核心體溫，導致熱?。℅reenleafandCastle，1971）。即使是更為常見的輕度缺水，也會導致力量和有氧耐力的下降，進而影響運動表現(xiàn)（Bigardetal.，2001；Schoffstalletal.，2001；Walshetal.，1994）。青少年和老年人是最易患熱病的兩大群體，這些熱病包括熱痙攣、熱衰竭和中暑（Wexler，2002）。造成青少年面臨高熱疾病危險的兩大因素是：（1）青少年不像成年人一樣易出汗（出汗有助于散熱）；（2）相同體重下，青少年的相對體表面積更大，當環(huán)境溫度上升時，他們吸收的熱量就更多（Delamarcheetal.，1990；Drinkwateretal.，1977）。對老年人而言，年齡增長會帶來口渴感和體溫調(diào)節(jié)的變化，這會導致他們更容易脫水。老年人血容量下降時口渴感下降，腎臟的蓄水能力降低，且體液和電解質(zhì)平衡會發(fā)生紊亂（KenneyandChiu，2001）。一些處方藥和心血管疾?。ㄔ诿绹难芗膊∫琅f是造成死亡的第一大誘因）也會影響體液平衡（NaitohandBurrell，1998）。對加強水合作用的訴求促使人們開始研究超級保濕劑（例如甘油）。此外，營養(yǎng)學家研究了在運動飲料和普通電解質(zhì)飲料中加入氨基酸對水合作用和肌肉損傷的影響。幸運的是，飲料公司持續(xù)贊助關(guān)于其產(chǎn)品功效的研究。這也說明人們一直在關(guān)注水合作用及其對人體健康和運動表現(xiàn)的作用。對其產(chǎn)品進行研究的飲料公司，應(yīng)該雇用與公司沒有利益往來的獨立實驗室來進行公正的、精心設(shè)計的臨床試驗。強化劑當代奧林匹克運動員和那些想要成為?；@球隊成員的高中運動員沒有任何區(qū)別，他們都想提升自身的運動表現(xiàn)。所有想要提升運動表現(xiàn)的運動員自然都會持續(xù)改善他們的訓練方案。人們不僅關(guān)注訓練方法，而且也同樣關(guān)注使用強化劑來提升運動表現(xiàn)。強化劑是用于改善運動表現(xiàn)的一些營養(yǎng)類、生理類、器械類、心理類或醫(yī)藥類的物質(zhì)或設(shè)備。根據(jù)這一定義，強化劑可以提升人體做功的能力（McNaughton，1986），其不僅包括有氧耐力運動員使用的咖啡因，還包括滑雪運動員使用的護目鏡。營養(yǎng)強化劑受到運動員和運動行業(yè)其他人的廣泛關(guān)注。它們可以直接影響個體的生理能力（進而提升運動表現(xiàn)），也能加快從訓練和競賽中恢復的速率。?強化劑——一種提高人體做功能力的物質(zhì)或設(shè)備，包括一些能夠提升運動表現(xiàn)的營養(yǎng)類、生理類、器械類、心理類或醫(yī)藥類的物質(zhì)或設(shè)備。宏量營養(yǎng)素和運動補劑營養(yǎng)強化劑分為兩大類：宏量營養(yǎng)素的攝入方法（糖負荷、在力量訓練階段增加蛋白質(zhì)攝入量等）和膳食補劑的攝入。膳食補劑是一種用于完善飲食營養(yǎng)成分的產(chǎn)品，其包含以下一種或多種成分：維生素、礦物質(zhì)、氨基酸、草藥或其他植物性藥材。膳食補劑通過增加某種宏量營養(yǎng)素的總攝入量或總卡路里（熱量）來完善飲食。膳食補劑是上述提到的任意一種或多種成分的濃縮物、代謝產(chǎn)物、化學成分、萃取物，其可以以液體、膠囊、粉末、軟膠囊或新橢圓膠丸（囊形片）的形式補充。膳食補劑不是一種傳統(tǒng)的食物，也不是膳食或飲食中的一種單一物質(zhì)（AntonioandStout，2001；U.S.FoodandDrugAdministration，1994）。只有當運動員出現(xiàn)相應(yīng)的營養(yǎng)素缺乏問題時，一些經(jīng)常使用的膳食補劑（例如維生素和礦物質(zhì)）才被稱之為強化劑。其他強化劑并非專門用來彌補營養(yǎng)缺失，而是能帶來其他的特殊功效。例如，一名曲棍球運動員在季前賽之前連續(xù)4~6周服用一種控釋性β-丙氨酸補劑，以改善某一特定的訓練和恢復過程（即緩解疲勞）。營養(yǎng)強化劑和運動補劑都屬于膳食補劑的范圍。在通常情況下，補劑提供一種物質(zhì)（單水合肌酸、α-酮戊二酸等），這種物質(zhì)是正常生理和生物化學過程的一部分。其他營養(yǎng)強化劑通過增加生理或生物能量的途徑來增加能量產(chǎn)成（例如單水合肌酸、咖啡因）或骨骼肌質(zhì)量（單水合肌酸、亮氨酸等）。表1.2列出了常見的運動補劑及其對身體健康和運動表現(xiàn)的一些裨益。表1.2常見運動補劑的裨益強化劑使用的普遍性在人類歷史發(fā)展過程中，運動員不斷在嘗試使用營養(yǎng)強化劑來改善運動表現(xiàn)。古希臘人可能是最早考慮通過適當?shù)娘嬍澈脱a劑來獲取競爭優(yōu)勢的群體（AntonioandStout，2001）。據(jù)說，公元前5世紀的希臘戰(zhàn)士通過食用迷幻蘑菇和鹿肝等物質(zhì)來增強身體機能（ApplegateandGrivetti，1997；McArdleandKatch，2008）。想要了解古代運動員飲食習慣的歷史信息，請參看葛雷維提（GrivettiandApplegate，1997）以及格朗讓（Grandjean，1997）的研究。對以往營養(yǎng)補劑食用行為的回顧可以發(fā)現(xiàn)，不同文明時代的運動員都攝入了營養(yǎng)強化劑。但是在現(xiàn)代社會，食用營養(yǎng)強化劑的個體類別和普遍性已經(jīng)發(fā)生變化。有關(guān)高中生運動員的統(tǒng)計數(shù)據(jù)已經(jīng)說明了這一變化（Hoffmanetal.，2008）。一份自我報告調(diào)查詢問了大約3000名美國8年級到12年級的中學生（男女生人數(shù)幾乎相同）的飲食補劑攝入情況。結(jié)果表明，71.2%的青少年食用至少一種補劑，最常用的補劑是多種維生素和高能飲料。年級越高，使用補劑（例如肌酸、蛋白粉和增重制劑）來增加體重和力量的學生越多，且男生比女生更普遍使用。該調(diào)查的作者認為青少年對營養(yǎng)補劑和強化劑的依賴更大。其他基于調(diào)查的研究也有類似的發(fā)現(xiàn)（Belletal.，2004；O’Dea，2003）。隨著越來越多的青少年和高中生運動員攝入營養(yǎng)強化劑，他們的教練、運動防護師、私人教練、康復醫(yī)生和父母需要增加這方面的知識儲備?！爸苣?zhàn)士”、對肌酸給孩子帶來的長期效果感興趣的媽媽們、努力想要更瘦的健身達人都應(yīng)該了解營養(yǎng)和強化劑的相關(guān)知識，以及它們影響人體生理的方式。得益于運動營養(yǎng)學研究的不斷增加，關(guān)于這方面的信息越來越多。\h專業(yè)應(yīng)用運動員、教練、體能教練、運動防護師和其他支撐人員對準確的營養(yǎng)和補劑信息的需求很明確。人們通過各種調(diào)查，包括一般營養(yǎng)知識調(diào)查問卷（GNKQ）和營養(yǎng)態(tài)度測試（EAT-26）來評估運動員在營養(yǎng)方面的認知（Raymond-Barker?et?al.，2007）。其中大部分研究表明運動員這方面的知識很有限。研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)學或與營養(yǎng)學相關(guān)的學科的正規(guī)教育對運動員營養(yǎng)方面的知識并沒有影響（Raymond-Barker?et?al.，2007）。此外，營養(yǎng)知識也不一定會影響患有女性運動員三聯(lián)征（飲食失調(diào)、骨質(zhì)疏松、閉經(jīng)）風險的運動員的飲食態(tài)度（Raymond-Barker?et?al.，2007）。女性青少年可能存在營養(yǎng)誤區(qū)（Cupisti，2002）。大學生運動員總體上不能辨別所有宏量營養(yǎng)素的推薦用量，并且很多人也不知道各種維生素對身體的作用）（Jacobson?et?al.，2001）。而且，教練員對運動營養(yǎng)學相關(guān)知識也知之甚少（Zinn?et?al.，2006）。想要彌補運動營養(yǎng)學知識欠缺需要進行測試和教育。在測試完運動員的體成分和骨密度，以及分析完飲食記錄和主觀數(shù)據(jù)（運動員的感覺和能量水平等）后，運動營養(yǎng)師可以利用這些結(jié)果作為教育的起點。此外，對運動員進行一對一咨詢也能使運動員有更多的機會來詢問相關(guān)問題。運動營養(yǎng)師對當前研究知識的了解和掌握如何將這些知識應(yīng)用到運動員身上，對于幫助運動員提升其運動表現(xiàn)至關(guān)重要。運動營養(yǎng)師利用這些知識為運動員制訂計劃和進度表，提出有效的建議，并幫助飲食失調(diào)的運動員制訂治療計劃。\h小結(jié)■運動營養(yǎng)師是運動訓練團隊不可或缺的一部分。該運動訓練團隊還包括專項教練、體能教練、運動防護師、運動心理師、隊醫(yī)和物理治療師?！鎏妓衔锖椭臼菫檫\動員提供能量的兩大營養(yǎng)物質(zhì)?！鎏妓衔锏闹饕獊碓词羌√窃?、肝糖原和肝臟的糖異生作用（由非碳水化合物來源生成的碳水化合物），以及攝入的碳水化合物?！鲇醒跄土τ柧殨黾蛹榷ㄟ\動強度下總脂肪的氧化量，降低總碳水化合物氧化量?！鲇捎谘趸俾屎脱趸瘮?shù)量方面的特征，碳水化合物是在持續(xù)時間為7秒到1分鐘的最大強度運動中ATP再合成的主要來源。■蛋白質(zhì)的主要功能是增加和保持瘦體重?！鰧M行身體活動/運動的個體而言，每天攝入1.5~2.0克/千克體重的蛋白質(zhì)不僅非常安全，而且還有助于提升對運動訓練的適應(yīng)性。■脫水會導致核心體溫上升，從而導致熱病。即使是更為常見的輕度缺水，也會導致力量和有氧耐力的下降，進而影響運動表現(xiàn)?！銮嗌倌旰屠夏耆耸亲钜最净几邿峒膊〉膬纱笕后w。這些高熱疾病包括熱痙攣、熱衰竭和中暑。■雖然尚未證明攝入超過每日營養(yǎng)推薦攝入量（RDI）的微量營養(yǎng)素能夠改善體能，但是基于大樣本量人群的研究發(fā)現(xiàn)，一些人的某種微量元素的攝入量沒有達到每日營養(yǎng)推薦攝入量，還有一些人甚至缺乏一種或多種微量元素。而且，某種營養(yǎng)素的攝入不足或缺乏會直接或間接影響運動表現(xiàn)。■目前研究最多的補劑包括肌酸、蛋白質(zhì)、咖啡因、氨基酸、電解質(zhì)運動飲料、丙氨酸和高分子量淀粉類碳水化合物（第7章和第8章會對其進行詳細說明）。\h第2章碳水化合物多諾萬·福格特（DonovanL.Fogt），博士碳水化合物是由碳、氫、氧原子組成的一種化合物。例如，葡萄糖（血液中以血糖形式存在的糖）的化學式是C6H12O6。絕大多數(shù)人體碳水化合物來自于植物性食物，但也有些食用碳水化合物來自動物制品。肝臟可以利用特定的氨基酸和脂肪的某些成分（例如甘油）來合成碳水化合物。人體利用碳水化合物來完成很多重要功能。就能量代謝和運動表現(xiàn)來說，不同組織中的碳水化合物具有以下四個重要功能：■碳水化合物是神經(jīng)細胞和紅細胞的代謝能量燃料?！鎏妓衔锸枪趋兰。貏e是參與運動的骨骼肌的代謝能量燃料?！鲈谔妓衔锎x時，碳水化合物可以作為脂肪進入三羧酸循環(huán)的引物?！鲈谶\動和強度訓練過程中，碳水化合物起到節(jié)省蛋白質(zhì)的作用。碳水化合物的主要作用是為神經(jīng)細胞和紅細胞提供代謝燃料。神經(jīng)組織可以使用的替代燃料來源非常有限，而紅細胞只能使用葡萄糖。正常條件下，大腦幾乎只使用血糖（葡萄糖）。為了能夠正常工作，人體將血糖水平維持在極小的范圍內(nèi)。盡管神經(jīng)和紅細胞為正常的心血管功能、肌肉募集和氧氣運輸提供解剖和生理基礎(chǔ)，但是它們的碳水化合物需求通常沒有被納入運動代謝范圍之內(nèi)。人體中碳水化合物的第二個作用是為收縮的骨骼肌提供能量燃料。來自碳水化合物分解代謝的能量為肌肉收縮和其他生物過程提供動力。因此，當運動員由休息狀態(tài)變?yōu)楦邚姸冗\動狀態(tài)時，骨骼肌對碳水化合物的依賴程度會增加（本章后部分將繼續(xù)討論）。平滑肌收縮也需要碳水化合物的氧化。碳水化合物氧化（碳水化合物的分解）的第三個作用是用作脂肪進入三羧酸循環(huán)的引物。在三羧酸循環(huán)中，脂肪酸分解出的兩個碳原子（乙酰輔酶A）單元與糖代謝的中間產(chǎn)物相結(jié)合，從而促進脂肪氧化。如果沒有充足的三羧酸循環(huán)引物，就不可能有正常的脂肪代謝。最后，碳水化合物的代謝可以節(jié)省蛋白質(zhì)代謝，有助于三磷酸腺苷（ATP）的能量供給，讓蛋白質(zhì)在維持、修復和促進組織結(jié)構(gòu)生長方面發(fā)揮主要作用。\h碳水化合物的種類不是所有的碳水化合物都具有相同的形式和功效。而且，它們對運動表現(xiàn)的影響也不一樣。只含有一個葡萄糖單位的碳水化合物是單糖。飲食中能夠被人體吸收的單糖都有六個碳分子，只是它們的化學結(jié)構(gòu)有微小差別。然而，這些細微的差別會導致很大的代謝差別。通過化學鍵結(jié)合在一起的單糖數(shù)量是區(qū)分不同碳水化合物種類的基礎(chǔ)，并且這些化學鍵也能提升體內(nèi)碳水化合物的功能?！疤恰边@個術(shù)語通常指單糖和雙糖，例如蔗糖（也稱作食糖）?！皬秃咸恰焙汀暗矸邸北粡V泛地用來指有更長的化學鏈的糖分子或單糖的聚合物，這些糖來自植物或來自植物制成的食物，例如谷物、面包、麥片、蔬菜和米飯。接下來的章節(jié)將討論這些種類的糖及食物中的其他糖分。對于運動員而言，了解碳水化合物的種類和其對身體的作用至關(guān)重要——包括哪些類型能快速恢復消耗的肌糖原，哪些類型能在比賽中維持血糖水平（這對保持力量很重要），哪些類型能促進身體健康（例如心血管健康）。單糖在人體中，有三種飲食單糖分子的己糖（六碳）化學式排列相似，都是C6H12O6。這三種單糖是葡萄糖、半乳糖和果糖（見圖2.1）。葡萄糖，也被稱作右旋糖或血糖，是人體中最重要的單糖，也是人體細胞使用的最主要的單糖。人體可以通過飲食很容易地吸收這種單糖。人體也可以通過攝入和轉(zhuǎn)化其他單糖來合成葡萄糖，或者是將葡萄糖從淀粉和糖原等更復雜的碳水化合物分子中釋放出來。在糖原異生過程中，肝臟會將其他諸如氨基酸、甘油、丙酮酸和乳酸等化合物轉(zhuǎn)化生成葡萄糖。圖2.1碳水化合物分子的化學結(jié)構(gòu)。葡萄糖、半乳糖和果糖都是單糖。兩個單糖分子組成雙糖，例如麥芽糖、蔗糖和乳糖。更多單糖分子形成長鏈狀會成為復雜的多糖分子，例如麥芽糖糊精、直鏈淀粉和支鏈淀粉[圖片來源說明：Reprinted,bypermission,from?A.?Jeukendrup?and?M.?Gleesom,?2010,?Sport?nutrition,?2nd?ed.?(Champaign,?IL:?Human?Kinetics),?4.]?糖異生——非碳水化合物轉(zhuǎn)化生成葡萄糖。攝入人體的葡萄糖在被消化后會被小腸吸收，然后進入血液成為細胞新陳代謝的能量來源，或者成為存儲在細胞間的糖原（主要是在肝臟和骨骼肌中），或者在一定程度上被肝臟用來轉(zhuǎn)換成脂肪。與葡萄糖相比，果糖和半乳糖的碳原子、氫原子和氧原子的化學鏈稍有不同。果糖是最甜的糖，也被稱作左旋糖或水果糖。通常，果糖存在于水果和蜂蜜中。食用果糖被小腸吸收后進入血液，然后被輸送到肝臟轉(zhuǎn)化為葡萄糖。半乳糖是天然存在的，半乳糖一般與葡萄糖結(jié)合在一起，形成乳糖。乳糖只存在泌乳人群或動物的乳腺中。像對待果糖一樣，肝臟也會將食用半乳糖轉(zhuǎn)化為葡萄糖。在這三種單糖中，葡萄糖是最重要的，對于那些鍛煉的人群或正在接受訓練的運動員來說尤其如此。果糖和半乳糖一旦被小腸吸收，就必須進入肝臟以轉(zhuǎn)化為葡萄糖，而這一過程需要花費一些時間。相反，攝入的葡萄糖可以更容易被正在工作的肌肉使用。低聚糖低聚糖（來自希臘用語“oligo”，意思是很少）是由2到10個單糖結(jié)合在一起構(gòu)成的。雙糖由兩個單糖組成，是大自然中發(fā)現(xiàn)的最主要的低聚糖。葡萄糖分子和果糖分子通過化學鍵結(jié)合成蔗糖。葡萄糖分子和半乳糖分子結(jié)合在一起就是乳糖。兩個葡萄糖分子結(jié)合在一起就是麥芽糖。蔗糖，或稱“餐桌上的糖”，是最常見的食用雙糖，其占到美國總能量消費的四分之一(Liebman，1998)。絕大部分的碳水化合物都富含蔗糖，特別是在精加工食品中分布廣泛。牛奶糖，或乳糖，是甜度最低的雙糖。麥芽糖，又稱飴糖，常見于谷物制品，例如谷物和種子食物。雖然麥芽糖包含兩個葡萄糖單糖，但是它只占日常飲食碳水化合物中的一小部分。單糖和雙糖都被稱作為簡單糖。在商業(yè)貿(mào)易中，這些糖類被冠以不同的名稱。紅糖、玉米糖漿、果子露、糖蜜、大麥芽糖、轉(zhuǎn)化糖、蜂蜜和天然甜味劑等都屬于簡單糖。在美國，很多食物和飲料都含有高果糖玉米糖漿。這些高果糖玉米糖漿主要由葡萄糖組成，但也含有足夠的果糖來增加食物的甜味，從而使食物像甜菜或甘蔗糖一樣甜。多糖多糖是由十個到成千個以化學方式鏈接的單糖分子組成的一種碳水化合物。多糖來自于植物和動物。淀粉和纖維是多糖的植物來源。在人體和動物組織內(nèi)，葡萄糖的儲存形式為糖原。淀粉淀粉是葡萄糖在植物中的存儲形式。通常以高濃度的形式存在于植物種子、玉米和各類谷物中，它們被用來制作面包、谷類食品、比薩和點心。另外，豌豆、黃豆、土豆和根莖類蔬菜也含有淀粉。這種形式的多糖占據(jù)了美國人的碳水化合物飲食攝入量的50%（Liebman，1998）。淀粉有兩種形式：（1）直鏈淀粉，一長直串的葡萄糖單元扭成一個螺旋線圈；（2）支鏈淀粉，一個有很多分支的單糖高分子結(jié)構(gòu)。特定植物食品中每種淀粉的相對比例決定該淀粉的消化特性，包括“可消化性”，或者說攝入的食物中可以被人體吸收的比例。支鏈淀粉含量比較多的淀粉更容易被消化，也更容易被小腸吸收。相比之下，直鏈淀粉含量較多的淀粉不太容易被消化，因此其轉(zhuǎn)化為血糖的速度也就降低了。“復合糖”通常指的就是食用淀粉。纖維纖維是一種結(jié)構(gòu)化的非淀粉類多糖。美國國家科學院（NationalAcademyofSciences，NAS）使用三段文字描述了人體纖維的攝入（NAS，2002）：■膳食纖維由植物中含有的難以消化的碳水化合物和木質(zhì)素組成，包括難以消化的淀粉?！龉δ苄岳w維包含單獨的、難以消化的碳水化合物。但是它們對人體有益處（腸道細菌能夠發(fā)酵一小部分的水溶性膳食纖維，從而生成短鏈脂肪酸；這些脂肪酸可以被人體吸收，并用作腸道上皮細胞或白細胞的燃料）（Adamo，1990；Roediger，1989）。功能性纖維是近期出現(xiàn)的新型纖維分類。功能性纖維這個術(shù)語用來描述一些具有促進人體健康功效的纖維。功能性纖維不僅包括一些來源于植物可食用但難以消化的纖維，也包括來源于商業(yè)制造的碳水化合物。■全纖維包括食用纖維和功能性纖維。不同纖維的物理特性、化學特性和生理功效大不相同。樹葉、樹干、根莖、種子和果皮的細胞壁含有不同種類的碳水化合物纖維（纖維素、半纖維素和果膠）。纖維素是地球上最豐富的有機分子（含碳化合物）。在通常情況下，食用纖維分為水溶性食用纖維和非水溶性食用纖維，而某些食用纖維可以從食物中提取出來單獨存在并在市場上作為功能性纖維出售。非水溶性纖維包括纖維素和半纖維素。在通常情況下，麥麩就是一種富含纖維素的食物。水溶性纖維包括車前草、β-葡聚糖、果膠和瓜爾豆膠，主要存在于燕麥、黃豆、糙米、豌豆、胡蘿卜、玉米皮和很多水果中。因為食用纖維能夠保持大量的水分，所以在腸道中的食物殘渣大都是纖維質(zhì)。非水溶性纖維與腸壁上的細胞發(fā)生摩擦，這有助于提升腸胃功能和腸胃健康。而水溶性纖維縮短了食物殘渣通過消化道的時間。下文列出了一些水溶性纖維和非水溶性纖維，以及它們各自的食物來源。通常，美國人每天的飲食中會含有12~15克的纖維（LuptonandTrumbo，2006）。這一攝入量遠遠低于美國國家科學院食品和營養(yǎng)委員會的推薦量，即38克/天（男性）和25克/天（女性）（對于50歲以上的男性和女性，攝入量分別是30克/天和21克/天）（NAS，2002）。食用纖維的類型和來源水溶性纖維車前草果膠β-葡聚糖瓜爾豆膠富含水溶性纖維的食物燕麥蔬菜糙米水果非水溶性纖維纖維素木質(zhì)素半纖維素幾丁質(zhì)富含非水溶性纖維的食物麥麩蔬菜全麥粉全谷物纖維受到研究人員和市場媒體的廣泛關(guān)注。這主要是因為，有研究發(fā)現(xiàn)，高纖維（特別是全谷物纖維）的攝入與心臟和外周動脈疾?。ㄈ绺哐?，血脂水平升高）、肥胖癥、糖尿病和包括腸胃癌在內(nèi)的消化不良等疾病的發(fā)病率降低有關(guān)（Marlettetal.，2002）。攝入充足的纖維不會直接影響運動表現(xiàn)，但是會提升整體健康和預防慢性病。糖原糖原是一種由大量的葡萄糖單元組成的支鏈型高分子，是碳水化合物在體內(nèi)的存儲形式。這種形狀不規(guī)則的多支多糖聚合物由幾百個到幾千個葡萄糖單元組成。這些葡萄糖單元連接在一起形成致密顆粒。糖原高分子也含有一些酶。有些酶負責糖原的合成、分解或調(diào)節(jié)與糖原合成降解有關(guān)的過程。糖原大大增加了兩餐之間和肌肉收縮時立即可用的碳水化合物的數(shù)量。糖原主要存儲在肝臟和骨骼肌。肝臟中糖原的濃度比較高。但是，因為人體骨骼肌分布廣泛，所以骨骼肌存儲的糖原總量更高（大約是400克糖原，即70毫摩爾/每千克肌肉或12克/每千克肌肉）（EssenandHenriksson，1974）。骨骼肌中的糖原代謝對胰島素控制血糖穩(wěn)定有重要作用。胰島素是調(diào)節(jié)血糖水平最重要的物質(zhì)，其可以促進骨骼肌的血液流動，刺激骨骼肌中的葡萄糖攝取、糖酵解和糖原合成。糖酵解是指碳水化合物（葡萄糖）快速分解生成ATP的過程。糖原存儲最大化不僅對有氧耐力運動員很重要，對參加高強度訓練的運動員也十分重要。第9章會探討在力竭運動之后糖原再合成最大化的一些營養(yǎng)策略。?胰島素——胰腺釋放出的激素，在血糖和氨基酸濃度升高時發(fā)揮作用，加快組織對這兩種物質(zhì)的吸收。血糖指數(shù)不同種類碳水化合物的血糖指數(shù)（GI）是反映人體吸收50克碳水化合物后血液中血糖水平上升速率的指標（Burkeetal.，1998）。一種食物的血糖指數(shù)很大程度上取決于攝入食物中的碳水化合物可以被小腸里面的酶進行水解和后續(xù)吸收的速率。反過來，胃排空和糖或淀粉對腸道內(nèi)酶類的物理可用性也決定了某種食物的腸道消化率。諸如糙米、全麥比薩、多谷物面包等類型的食物吸收速率低，血糖指數(shù)也低。高血糖指數(shù)的食物包括很多運動飲料和軟飲料，以及精制糖（蔗糖）、精制大米、比薩和土豆泥等食物，盡管短暫，但這些食物會顯著促進血糖增加和胰島素分泌。多糖的血糖反應(yīng)并不總是低于簡單糖食物的血糖反應(yīng)，因為烹飪會改變淀粉顆粒的完整性，從而提高血糖指數(shù)。在預測液體碳水化合物和固體碳水化合物的血糖指數(shù)時應(yīng)該考慮這點（Coleman，1994）。鑒于膳食碳水化合物是運動準備、運動表現(xiàn)和運動后恢復的重要組成部分，進行訓練的運動員對碳水化合物的需求會增加（Costill，1988）。在高強度身體訓練時，運動員的每日碳水化合物攝入需求可能超過10克每千克體重。運動員可以綜合利用低血糖反應(yīng)碳水化合物和高血糖反應(yīng)碳水化合物來提升運動表現(xiàn)。例如，在長時間有氧耐力訓練中，食用高血糖反應(yīng)的碳水化合物有助于保持血糖水平（JeukendrupandJentjens，2000；Jeukendrup，2004）和促進訓練后肌糖原的快速恢復。但是，人們也可以食用一些吸收較慢、不精細的多糖來優(yōu)化運動間隙的肌肉碳水化合物存儲（Ivy，2001）。食用低血糖指數(shù)的碳水化合物有助于維持血糖水平，在超長時間的運動和恢復期預防血糖出現(xiàn)大幅度的下降。接下來的章節(jié)將討論身體內(nèi)碳水化合物的調(diào)節(jié)，包括血糖維持、糖原合成和分解，以及有氧氧化和無氧酵解。\h體內(nèi)糖的調(diào)節(jié)碳水化合物是人體內(nèi)的一種重要的燃料來源，但其數(shù)量有限。休息狀態(tài)下，肝臟、胰腺和其他器官一起將血糖水平控制在一個較小的范圍內(nèi)，以滿足不同身體組織對碳水化合物的需求。因為骨骼肌中存儲的有限的糖原是肌肉收縮的重要能量來源，所以休息狀態(tài)下人體很少用到這種碳水化合物。進食后，人體盡可能多地以糖原的形式存儲碳水化合物，同時刺激碳水化合物燃料的使用，使血糖水平回歸正常。在禁食狀態(tài)，人體將調(diào)動葡萄糖前體物質(zhì)來實現(xiàn)肝臟糖原異生（肝臟糖異生），同時促進脂肪氧化以便獲取能量來節(jié)省碳水化合物燃料。在運動和比賽期間，人體通過增加碳水化合物和脂肪的分解，以及提高肝臟糖異生的速率來維持血糖水平。運動中碳水化合物和脂肪的動員程度取決于多個因素，但是最為重要的因素是運動本身（例如參與運動的肌肉總量和肌肉收縮的強度）。血糖穩(wěn)定一般情況下，一個成人身體里的總血量大約為5升。在這5升總血量中，大約有5克葡萄糖。從食物中攝取碳水化合物、肝糖原分解（肝糖分解）和糖異生都有助于保持血糖水平。在禁食階段，糖異生對血糖水平的保持作用更大。休息狀態(tài)下，肌肉內(nèi)的葡萄糖和糖原使用率很低。血漿胰高血糖素和胰島素的平衡對血糖和身體組織的糖原利用具有最強的調(diào)節(jié)功效。當血糖低于正常水平時，胰腺的α細胞就會分泌胰高血糖素。胰高血糖素是一種碳水化合物調(diào)動激素，其可以促進肝臟的糖異生和肝糖分解，從而使血糖水平回歸正常（見圖2.2）。當血糖水平在進食后超過正常值，胰腺的β細胞就會分泌胰島素。胰島素降低血液中葡萄糖的方式有兩種，包括增加胰島素敏感的組織（主要是骨骼肌和脂肪組織）的血流量和刺激糖分子擴散到對胰島素敏感的細胞中來。胰島素也可以刺激細胞的能量代謝，氧化碳水化合物，加快以糖原的方式存儲葡萄糖，并抑制肝臟和骨骼肌的糖原分解和肝臟糖異生。在訓練實踐的角度，確保這些系統(tǒng)的正常工作對于保持血糖水平非常重要，因為有氧耐力會隨血糖水平的下降而下降。圖2.2胰腺胰島素和胰高血糖素維持血糖穩(wěn)定的作用過程糖原合成糖原存儲在骨骼肌和肝臟中。肌糖原是高強度有氧或無氧運動的一種非常重要的能源物質(zhì)。肝糖原降解成葡萄糖，然后被輸送到血液中，以便在有氧耐力運動中維持血糖水平。本節(jié)將解釋糖原是如何被合成的。在糖原合成過程中，細胞內(nèi)的葡萄糖要幾經(jīng)轉(zhuǎn)變才能生成尿苷二磷酸（UDP）-葡萄糖（Leloir，1971）。這一反應(yīng)需要經(jīng)歷三個步驟：1.葡萄糖在進入細胞的過程中被己糖激酶催化成葡萄糖-6-磷酸。2.葡萄糖-6-磷酸通過葡萄糖磷酸變位酶轉(zhuǎn)化為葡萄糖-1-磷酸。3.在由尿苷二磷酸-葡萄糖焦磷酸化酶催化的反應(yīng)過程中，葡萄糖-1-磷酸和尿苷三磷酸合成尿苷二磷酸-葡萄糖。形成的尿苷二磷酸-葡萄糖可以促進糖原分子的增長。這一過程受到糖原合成酶的催化作用。這時，只要多糖鏈含有四個以上的葡萄糖殘基，就會使其再增加一個葡萄糖單位。糖原不單單是一長串重復的葡萄糖合成物，它還是一種多分支的聚合物。這種分支很重要，因為它能增加糖原的溶解度，也能夠促進糖原的快速合成與降解（在高強度運動中，這有助于提供更多葡萄糖，使其進行糖酵解來產(chǎn)生能量）。?磷酸化——將磷酸基團加在另一個分子上的過程。磷酸化可以激活和去激活很多蛋白酶。糖原分解一旦運動過程中糖原發(fā)生降解，這就說明人體需要ATP來為骨骼肌收縮提供燃料。糖原分解的目的是釋放葡萄糖（特別是葡萄糖-1-磷酸）化合物，并使葡萄糖可以進入糖酵解，加快ATP的生成。?ATP——一種由細胞合成和使用的高能磷酸化合物，用于釋放能量供細胞工作所用。在糖原分解的復雜過程中，糖原分解產(chǎn)生的單個葡萄糖化合物形成葡萄糖-1-磷酸（由磷酸化酶催化而成）。磷酸化酶將糖基殘留物從糖原分子的非還原端逐一移除。糖原分解過程中形成的葡萄糖-1-磷酸被葡萄糖磷酸變位酶轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸。在骨骼肌中，從糖原分解出來的葡萄糖-6-磷酸，與由血液進入細胞的葡萄糖轉(zhuǎn)化而成的葡萄糖-6-磷酸一起，進入糖酵解代謝過程。肝臟，和一部分的腎臟，要么通過糖酵解處理糖原分解的葡萄糖-6-磷酸，要么將糖原分解的葡萄糖-6-磷酸去磷酸化，然后將這些葡萄糖釋放到血液中。在細胞葡萄糖代謝過程中（例如糖原合成和糖原分解），葡萄糖-6-磷酸這種媒介在葡萄糖存儲和葡萄糖氧化的各種轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮中心作用（見圖2.3）。糖酵解在運動、高強度訓練和比賽中，人體需要快速獲得ATP以便產(chǎn)生能量。產(chǎn)生ATP最快的方式之一就是糖酵解。簡而言之，糖酵解就是分解碳水化合物（例如葡萄糖）來產(chǎn)生ATP的過程。糖酵解發(fā)生在肌肉組織的細胞質(zhì)中。糖酵解的一個重要生理成果就是能相對較快地生成ATP，從而用于肌肉收縮。從圖2.4可以看出，糖酵解是一組10個由酶控制的化學反應(yīng)鏈。它的起點是一個含有六個碳原子的葡萄糖，終點是兩個含有三個碳原子的丙酮酸分子。圖2.3細胞內(nèi)葡萄糖-6-磷酸在骨骼肌、肝臟和腎臟的糖酵解、糖原存儲和肝糖分解中的中心角色糖酵解最后產(chǎn)生的丙酮酸可能有兩種命運：轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗幔蜻M入線粒體。接下來的一節(jié)將描述乳酸的產(chǎn)生。進入線粒體的丙酮酸先轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，然后再進入眾所周知的三羧酸循環(huán)。三羧酸循環(huán)在一系列酶催化的化學反應(yīng)過程中，進一步使丙酮酸-乙酰輔酶A進行代謝。最終，三羧酸循環(huán)里的這些化學反應(yīng)會生成煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FADH2）。他們會將電子傳遞給線粒體中的電子傳遞鏈。這些電子傳遞鏈促進生成更多的ATP來為骨骼肌收縮提供燃料。但是與糖酵解生成的ATP相比，這種ATP生成的速率較慢。了解糖酵解產(chǎn)生ATP的速率更快這一點是非常重要的，特別是在高強度訓練或運動中。這種ATP生成方式主要是由葡萄糖分解來促成的，所以確保膳食中含有充足碳水化合物的重要性也就很容易理解了，這樣才能在訓練和比賽中為高強度運動提供燃料。?線粒體——細胞中負責利用氧產(chǎn)生ATP的結(jié)構(gòu)，三羧酸循環(huán)、電子傳遞鏈和脂肪酸循環(huán)均位于線粒體。乳酸的產(chǎn)生和清除前文已經(jīng)提到，糖酵解的終產(chǎn)物是丙酮酸。丙酮酸可以轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，然后進入三羧酸循環(huán)。丙酮酸也可以轉(zhuǎn)化為乳酸。丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸的這一過程被稱為無氧糖酵解。一旦在細胞內(nèi)生成，乳酸就通過釋放氫離子進行快速解離，并降低細胞質(zhì)的pH值。解離出氫離子后，乳酸變?yōu)槿樗岣?。細胞?nèi)的pH值隨乳酸的產(chǎn)生而下降，這會對眾多代謝環(huán)節(jié)和肌肉收縮過程產(chǎn)生不利的影響。因此，必須立即減少細胞中的乳酸或者將其排除到細胞外清除。人體在休息和低運動強度時會產(chǎn)生少量的乳酸。大部分乳酸在細胞內(nèi)就可以很容易地被清除。有些乳酸需要被運輸?shù)郊毎膺M行快速無害的處理。血漿血紅蛋白是最重要的細胞外緩沖物。此外，血漿中的碳酸氫根也具有細胞外化學緩沖的作用。在持續(xù)高強度的肌肉收縮過程中，肌肉會有疼痛或灼燒的感覺。這主要是由于pH值下降刺激了肌細胞外游離神經(jīng)細胞末梢。剩下的含有3個碳原子的乳酸根是可以被用作非運動肌、心肌，甚至是參與運動的肌肉本身的一種潛在燃料(VanHall，2000)。在無氧閾所對應(yīng)的中高強度運動中，乳酸的生成速率超過了細胞內(nèi)的緩沖能力，這造成多余的乳酸就被轉(zhuǎn)移到細胞外。隨著運動強度的增加，血液中的乳酸水平會快速增加。高強度運動中產(chǎn)生的過多乳酸對肌肉做功能力有負面作用。但是這種代謝副產(chǎn)品的生成有助于促進短時間內(nèi)碳水化合物經(jīng)無氧代謝生成ATP。圖2.4血糖和糖原中的無氧糖酵解需要使用ATP并需要輔酶NAD。無氧糖酵解的代謝產(chǎn)物包括ATP、水、丙酮酸或乳酸以及NADH[圖片來源說明：Reprinted,bypermission,fromNSCA,2008,Bioenergyofexerciseandtraining,byJ.T.Cramer.InEssentialsofstrengthtrainingandconditioning,3rded.,editedbyT.RBaechleandR.W.Earle(Champaign,IL:HumanKinetics),25.]?肌漿——肌纖維的細胞質(zhì)。?無氧閾——該術(shù)語通常用來指運動時血乳酸濃度快速增加的轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的攝氧量水平。疲勞，被定義為不能維持預定的功率輸出或運動強度。在短時高強度無氧運動中，疲勞產(chǎn)生的一部分原因是參與運動的肌肉中乳酸的堆積（導致pH值下降）。持續(xù)的高強度運動會快速耗盡參與運動的肌肉中的糖原。細胞間糖代謝底物的減少和血糖獲取速率的受限使得肌肉迅速疲勞，同時無氧系統(tǒng)維持快速ATP再合成的能力也在下降。隨著有氧供能對整體運動所需ATP的貢獻越來越大，肌肉收縮可以以較低強度繼續(xù)進行。?底物——酶可以作用的分子。盡管乳酸的堆積與疲勞有關(guān)，但沒有任何飲食方法能降低運動中乳酸的產(chǎn)生。相反，適當?shù)挠柧毮苁惯\動員即使在高強度運動時乳酸也可以處于相對較低的水平。一般來說，運動員的飲食中包含最佳劑量的碳水化合物是很重要的，因為這使運動員能夠完成高強度的訓練。這種訓練將導致機體產(chǎn)生代謝適應(yīng)，改變能量物質(zhì)的利用（如脂肪）來滿足運動時的能量需求。身體中的糖供能受其儲備量的影響。血糖濃度的變化為肝糖原的釋放提供反饋調(diào)節(jié)，血糖濃度上升會抑制運動中肝糖的釋放。碳水化合物的儲備情況還會通過降低細胞中脂肪酸的動員和氧化來限制脂肪代謝（Spriet，1998）。簡而言之，當ATP需求大時，脂肪酸氧化因供能速率太慢而無法滿足能量所需，這樣會導致線粒體NADH和乙酰輔酶A負荷的加大，必要時會迫使糖通過產(chǎn)生乳酸的方式來維持無氧糖酵解。\h碳水化合物和運動表現(xiàn)下文將討論碳水化合物在不同類型的訓練和比賽中的作用。有些運動員是有氧型運動員，而有些運動員則以無氧型運動為主。無論是哪種類型的運動員，包括所有運動員和進行身體鍛煉的普通人，都可以通過抗阻訓練來提升自己的運動表現(xiàn)。因此，接下來的章節(jié)除了探討碳水化合物與有氧訓練和無氧訓練的關(guān)系之外，還會討論碳水化合物在力量訓練中的作用。有氧運動在休息狀態(tài)和運動過程中，肝臟生產(chǎn)葡萄糖來確保血糖濃度達到100毫克/分升（5.5毫摩爾/升）（Kjaer，1998）。血糖大約只能提供工作肌肉所需總能量的30%，其余所需的碳水化合物能源來自存儲的肌糖原（Coyle，1995）。在長時間高強度運動中，血糖濃度最終會降到正常水平之下，這是因為收縮的骨骼肌在持續(xù)消耗血糖，而肝糖原的存儲不斷在減少。一小時的高強度有氧運動會使肌糖原減少55%，兩小時的高強度運動幾乎可以耗盡肝臟和活動肌肉中的糖原。如果運動前已經(jīng)長時間沒有進食，那么糖原消耗將是一個值得特別關(guān)注的問題。例如，清晨或者是運動熱身后，運動員的糖原水平就處于一個非最佳狀態(tài)。如果飲食中碳水化合物含量不足，那么肝糖原的存儲會受到影響，并導致骨骼肌中的糖原幾近耗盡。這種類型的飲食可能會對最低強度運動外的所有運動產(chǎn)生負面影響。理論上講，通過低碳水化合物比例來實現(xiàn)的低熱量飲食雖然可以有助于減少脂肪，但也會加大有規(guī)律的、中等強度的長時間有氧運動的難度。運動后期，參與運動的肌糖原水平會下降，這會導致這些肌肉越來越依賴血糖作為其碳水化合物的來源。如果不攝入碳水化合物，那么在肝糖原和肌糖原消耗完后，就很容易發(fā)生低血糖癥（<45毫克/分升；2.5毫摩爾/升）（ShulmanandRothman，2001；TsintzasandWilliams，1998）。這最終會影響運動表現(xiàn)，并造成長時間運動后中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疲勞。長時間有氧運動中的疲勞主要是由參與運動的肌糖原耗竭造成的（Rauchetal.，2005）。即使供氧充足，且脂肪也能提供幾乎沒有限制的能量，這種現(xiàn)象也會發(fā)生。有氧耐力運動員通常把這種類型的疲勞稱為“撞墻”現(xiàn)象。血糖明顯下降的癥狀包括虛弱、頭暈和運動意愿下降等。肌糖原下降會導致疲勞感，如果肌糖原再進一步下降和消耗，人體的運動強度會明顯下降甚至無法進行運動（Ahlborgetal.，1967；Bergstr?metal.，1967）。因此毫無疑問，最佳的有氧耐力表現(xiàn)和運動前的肌糖原存儲之間有直接關(guān)系（Ahlborgetal.，1967；Hultman，1967）。優(yōu)化運動前的肌糖原存儲（例如>150毫摩爾/千克肌肉）會使肌糖原耗竭的時間延長20%，也會通過縮短完成某一特定任務(wù)的時間來提升有氧耐力運動的表現(xiàn)（Hawleyetal.，1997）。但是科學研究表明，只有當運動時間長于90分鐘時，運動前優(yōu)化肌糖原存儲對運動表現(xiàn)的益處才能體現(xiàn)出來。碳水化合物存儲量的增加只是碳水化合物膳食補充策略的效果之一。在45分鐘或更長時間的運動過程中，補充碳水化合物（例如0.5~2克/分鐘或30~120克/小時）有助于維持運動中的血糖水平和有氧供能（Coyleetal.，1986），而且也已被證明能夠提升有氧耐力和運動表現(xiàn)（Coyleetal.，1986；Jeukendrupetal.，1997）。但是，這一措施能否促進低強度運動期間的糖原合成（Keizer、KuipersandvanKranenburg，1987）或者改善運動中肌糖原的利用，還尚存爭議（Boschetal.，1994；Coyleetal.，1986；Jeukendrupetal.，1999；Tsintzasetal.，1995）。運動中0.5~2克/分鐘的碳水化合物補充速率與中等強度有氧運動中碳水化合物的氧化速率，以及與低濃度的碳水化合物溶液（例如含有6%~8%碳水化合物的運動飲料）的胃排空速率相一致。在長時間運動后，將肌糖原恢復至一個正常范圍是體能恢復的一個必備內(nèi)容（Hargreaves，2000）。從本質(zhì)上講，這種運動后的恢復期可以看作是隨后運動的“準備期”（Ivy，2001）。運動或訓練課前確保肌糖原處于最佳水平，以及運動后快速補充糖原以便為隨后的運動做準備的重要性現(xiàn)在應(yīng)該顯而易見了。第8章介紹了最大化運動員表現(xiàn)的一些碳水化合物補充的具體策略。但是，總體而言，有氧耐力運動員的碳水化合物攝入應(yīng)該占據(jù)總能量攝入的55%~65%（McArdleandKatch，2009）。這種訓練類型的碳水化合物推薦攝入量與健康人群的碳水化合物的推薦攝入量（45%~65%的總能量攝入）沒有太大區(qū)別。但是，必須記住的是，雖然比例相似，但是由于飲食總能量攝入不一樣，推薦的碳水化合物的絕對量（以克為單位）有很大不同。無氧運動骨骼肌中的糖原是參與運動的肌肉便利的能量來源。靜息狀態(tài)下肌糖原的儲量是65~90毫摩爾/千克肌肉。糖原的使用速率很大程度上取決于運動強度。當運動強度增加時（例如大于無氧閾或大于70%~80%的最大攝氧量），即便是加快碳水化合物和脂肪在線粒體中的有氧氧化也滿足不了肌肉的能量需求。當肌肉組織的ATP需求進一步增加，必須通過無氧代謝產(chǎn)生ATP時，肌糖原就成為最重要的能量底物。當肌糖原水平隨運動的進行下降至低于30毫摩爾/千克肌肉的儲量時，人體就會增加對血糖的依賴性，而人體利用血糖作為碳水化合物燃料源的速率相對較慢。值得注意的是，無論肌糖原含量如何，高強度訓練中產(chǎn)生的疲勞都有可能是參與做功的肌纖維內(nèi)及其周邊的乳酸堆積（導致pH值下降）造成的。因此，在長時間運動（即大于2分鐘）和高強度間歇性運動中（例如沖刺練習），肌肉碳水化合物的儲量對于運動表現(xiàn)尤為重要。高強度間歇性運動包括各種訓練課和團隊項目比賽中的多種活動。在間歇性運動的短暫休息期間，肌肉有時間通過清除或/和緩沖一些乳酸來緩解這種副產(chǎn)品的潛在的副作用。此外，極高強度、短時間（例如小于10秒）的運動主要依靠“即時”或“磷酸肌酸”能量系統(tǒng)提供的ATP。但是，在這些“爆發(fā)”式運動的重復過程中，肌糖原對在短時間內(nèi)進行多次高強度重復運動中維持肌肉ATP的含量具有重要作用。盡管碳水化合物對于無氧類運動項目十分重要，但是給這些項目運動員的碳水化合物推薦攝入量要略低于進行更多有氧耐力運動的運動員。碳水化合物對于這兩種類型的運動都很重要，因為碳水化合物的分解速率及其剩余量與運動強度有著直接的聯(lián)系。在低強度有氧運動中，由糖原消耗導致的疲勞一般在運動后期才會出現(xiàn)。但是在高強度的無氧運動中，運動員可能很早就會因為消耗糖原而感到疲勞。因此，運動前優(yōu)化肌糖原水平和運動中快速促進肌糖原的恢復在無氧訓練和比賽中同等重要。由于無氧類項目的運動員和有氧類項目的運動員運動前的肌糖原水平差不多，因此無氧類項目的運動員日常碳水化合物的攝入量也應(yīng)該占總能量攝入的55%~65%。定期參加訓練或比賽的無氧類項目的運動員更是應(yīng)該每天攝入5~7克的碳水化合物/千克體重。力量訓練力量訓練，和以提高肌肉力量、肌肉耐力和肌肉爆發(fā)力為目的訓練一樣，都由間歇性較短時間、重復性、高強度的活動組成。因此，碳水化合物是這類抗阻運動最重要的能量來源。在無氧運動中，重復性訓練的強度決定了快縮肌募集的水平，并很大程度上決定了在抗阻運動中該肌肉或肌群的表現(xiàn)。在高強度[即大于1RM（重量1次所能承受的最大負荷，通常指最大肌力）的60%]抗阻運動中，快縮肌纖維被大量募集，但是它們會隨著肌糖原的消耗而很快疲勞?？梢岳斫獾氖窃陔x心和高速收縮期間，快速收縮的IIx型（原先稱之為IIb型）肌纖維更多地被募集（Nardoneetal.，1989；Teschetal.，1986）。然而也有些研究表明，在中等強度（即60%1RM，Tesch，1998）甚至是低強度（即20%~40%1RM，Gollnick，1974；Robergs，1991）的肌肉收縮中快縮肌纖維也被募集。這些研究表明，個人或團體類項目訓練和比賽中出現(xiàn)的肌肉耐力類運動導致的疲勞，可能與所募集的快肌纖維中糖原的初始含量和糖原的消耗速率有關(guān)。很多力量型和爆發(fā)型運動員一周要進行多次訓練，所以很有必要攝入充足的碳水化合物來防止肌肉中的糖原在訓練過程中逐漸消耗。此外，力量訓練過程中消耗的糖原量似乎也與總訓練量和力量訓練的持續(xù)時間有一定關(guān)系?；谟柧毣虮荣惼陂g（包括熱身、拉伸和放松）參與發(fā)力的肌肉中的糖原被持續(xù)消耗，因此建議增加飲食中碳水化合物的含量，以加強這些運動中運動員的肌肉能力（Balsometal.，1999；Caseyetal.，1996；Maughanetal.，1997；Robergsetal.，1991；Rockwelletal.，2003；Teschetal.，1986）。但是，碳水化合物的特定營養(yǎng)策略和急性力量訓練表現(xiàn)的相關(guān)研究也有著不同的發(fā)現(xiàn)（Haffetal.，1999，2000；Kuliketal.，2008；Robergsetal.，1991）。盡管人們對于力量訓練前高糖飲食或碳水化合物的攝入還沒有統(tǒng)一的認識，但是可以確定的是，作為力量訓練的主要能量來源，碳水化合物有助于提升力量訓練的整體表現(xiàn)。對于會導致單塊肌肉或肌群達到疲勞（包括可能出現(xiàn)的肌糖原耗竭）的力量訓練課尤為如此。這種疲勞會延長這些能量耗竭的肌肉運動后的恢復時間。因此，碳水化合物的攝入不足會對整體訓練效果（例如增加力量和爆發(fā)力）產(chǎn)生不利的影響?？棺栌柧氝^程中攝入碳水化合物還要考慮另一個因素，那就是碳水化合物的促胰島素分泌效應(yīng)。攝入碳水化合物（特別是高血糖指數(shù)的碳水化合物）會極大地促進內(nèi)源性胰島素的分泌。胰島素可以增強抗阻練習的合成代謝刺激。胰島素對參與過運動的肌肉具有明顯的促合成功效，其作用方式包括：■促進蛋白質(zhì)合成?！鼋档偷鞍踪|(zhì)分解?！龃龠M葡萄糖攝入?！龃碳て咸烟谴鎯Γ˙ioloetal.，1999；Tiptonetal.，2001）。胰島素分泌的兩個功效（促進蛋白質(zhì)合成和降低蛋白質(zhì)分解）可以改善抗阻訓練的慢性代謝綜合征的適應(yīng)性，尤其是在每次抗阻訓練前后攝入碳水化合物導致胰島素水平升高的時候。鑒于此，建議在運動前、運動中和運動后攝入液體碳水化合物來促進更快的恢復和瘦體重的增加（Haffetal.，2003）。第9章將討論營養(yǎng)時機的概念和碳水化合物的攝入對內(nèi)源性胰島素分泌的影響，以及在這種飲食策略下運動能力的改善。\h專業(yè)應(yīng)用運動員應(yīng)該根據(jù)多方面的知識對碳水化合物的使用做出明智的決策，這些知識包括可以攝入的碳水化合物的類型，如何攝入碳水化合物，以及碳水化合物攝入如何影響有氧訓練、無氧訓練和力量訓練。選擇食物的時候，應(yīng)該選擇那些最有利于肌糖原恢復的食物，因為肌糖原在高強度或長時間運動中會出現(xiàn)耗竭。例如，一名足球運動員需要在一天內(nèi)參加好幾場比賽（例如聯(lián)賽），那么糖原的迅速（在幾小時之內(nèi)）恢復是很重要的一件事。這樣運動員不會在接下來的比賽中因為糖原耗竭而感到疲勞。在這種情況下，這名足球運動員選擇高血糖指數(shù)的碳水化合物是很重要的，因為這些碳水化合物能快速恢復骨骼肌糖原。對于那些主要參加力量訓練的運動員而言，建議每天的飲食中攝入低血糖指數(shù)的碳水化合物。但是運動后，為了更好地恢復肌糖原和胰島素反應(yīng)，建議攝入一些高血糖指數(shù)的碳水化合物（Conley?and?Stone，1996）。糖原合成、糖原分解和糖酵解的生理過程是機體處理攝入的碳水化合物的全過程。這些代謝過程可以為人體高強度運動快速提供ATP（糖原分解和糖酵解），也可以使骨骼肌和肝臟存儲糖原（糖原合成），為將來的訓練做準備。有氧耐力項目運動員，比如說長跑運動員，為了防止碳水化合物的儲量達不到最佳標準，他們的碳水化合物的攝入量應(yīng)該占據(jù)總能量攝入的55%~65%（McArdle?and?Katch，2009）。與蛋白質(zhì)和脂肪相比，這一碳水化合物的推薦攝入量只是一個大體的范圍，但推薦的碳水化合物絕對值很大程度上取決于總的飲食能量攝入和身體活動程度。一般來說，定期參加訓練或比賽的運動員每天攝入的碳水化合物應(yīng)該為5~7克/千克體重。如果訓練要求更高，那么每天攝入的碳水化合物應(yīng)該為8~10克/千克體重。相比之下，無氧項目運動員每天的碳水化合物攝入量不需要超過5~7克/千克體重。即便無氧運動員進行高強度訓練，他們的這種高強度訓練的凈持續(xù)時間也還是要短于有氧運動員。參加力量訓練的運動員每天要比不愛活動的健康的同齡人需要更多的總能量。如果每天都從碳水化合物中獲取總能量攝入的55%~65%，那么抗阻運動員或爆發(fā)型運動員就能確保獲得幾乎最佳的能量。如果運動員每天攝入的總能量為3500千卡\h[1]，而且總能量攝入的65%是來自碳水化合物，那么這些運動員每天要攝入570克碳水化合物（對于一個體重為70千克的運動員而言，每天需要攝入的碳水化合物大約為8克/千克體重）。相比之下，如果一個不愛運動的人每天攝入的能量為2500千卡，而且總能量攝入的55%是來自碳水化合物，那么這個人每天消耗的碳水化合物就非常少（例如340克）（對于一個體重為70千克的不愛運動的人而言，每天需要攝入的碳水化合物大約為5克/千克體重）。這些根據(jù)運動員類型和能量消耗程度指定的基本的碳水化合物策略，只是一些粗略的指導方針。它們只是說明了我們需要注意碳水化合物在運動員的營養(yǎng)課程中每天的能量攝入中的比例。關(guān)于優(yōu)化運動員表現(xiàn)的一些特定的碳水化合物攝入策略，我們會在第8章進行講述。\h小結(jié)■在有氧和無氧運動過程中，碳水化合物是一種重要的能量來源。■在運動中，如果身體中的碳水化合物減少，運動員的表現(xiàn)就會變差而且身體也容易疲勞?！雒刻鞌z入充足的碳水化合物（例如總能量攝入的55%~65%）對最佳的運動表現(xiàn)至關(guān)重要。■飲食中的碳水化合物是運動準備、運動表現(xiàn)和運動恢復的一個重要部分。因為運動員每天重復訓練，所以他們的碳水化合物要求也在不斷提高?！鲈诟邚姸润w能訓練期間，運動員每天的碳水化合物攝入量可能高達10克/千克體重。■運動員可以食用高血糖指數(shù)和低血糖指數(shù)的食物來達到最佳表現(xiàn)。鼓勵運動員在長時間運動后或者在運動結(jié)束后立即攝入高血糖指數(shù)的食物，從而獲得最佳運動表現(xiàn)并快速恢復?！霎斶\動員攝入低血糖指數(shù)碳水化合物時，他們能避免體內(nèi)血糖的劇烈波動，同時還能使此前運動過的肌肉長時間、緩慢地利用血糖。■通過規(guī)劃碳水化合物的攝入，運動員能夠確保在運動或訓練課之前優(yōu)化肌糖原存儲，在運動過程中及時補充碳水化合物，以及在運動后和再次比賽前快速恢復肌糖原。\h[1].1卡約為4.2焦耳。\h第3章蛋白質(zhì)理查德·柯萊德（RichardB.Kreider），博士，F(xiàn)ACSM，F(xiàn)ISSN蛋白質(zhì)是由氨基酸按照一定的遺傳序列所組成的有機化合物，氨基酸是蛋白質(zhì)的基本成分。氨基酸（見圖3.1）通過羧基和氨基之間的肽鍵聚在一起，因此，小分子的氨基酸序列被稱為多肽。蛋白質(zhì)存在于身體的所有細胞內(nèi)。蛋白質(zhì)可以用來促進生長及修復受損細胞和組織，也可以進行各種新陳代謝和激素活動。例如，有些蛋白質(zhì)可以作為酶來刺激身體的生物化學反應(yīng)。激素也是一種蛋白質(zhì)，會影響身體各個器官的新陳代謝活動。有些蛋白質(zhì)在細胞信號的傳送過程中具有重要作用，還有一些蛋白質(zhì)會影響免疫力。大部分的蛋白質(zhì)以肌肉蛋白的形式存儲在身體中（例如肌動蛋白和肌球蛋白）。?肽——一種由兩個或多個氨基酸組成的物質(zhì)。\h身體中的蛋白質(zhì)有22種氨基酸可用于構(gòu)成蛋白質(zhì)，這些氨基酸在下文中會一一列出。其中8種必需氨基酸（對嬰兒和兒童來說，是9種必需氨基酸）必須從食物中獲取，因為人體不會合成這些氨基酸。圖3.1?氨基酸的結(jié)構(gòu)必需氨基酸、條件必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸異亮氨酸甲硫氨酸（蛋氨酸）色氨酸亮氨酸苯丙氨酸纈氨酸賴氨酸蘇氨酸條件必需氨基酸精氨酸組氨酸?；撬岚腚装彼?胱氨酸)脯氨酸酪氨酸谷氨酰胺非必需氨基酸丙氨酸瓜氨酸甘氨酸天冬酰胺谷氨酸絲氨酸天冬氨酸首先，人體需要從食物中獲取蛋白質(zhì)來提供必需氨基酸。如果沒有必需氨基酸的食物來源，人體必須分解自身的蛋白質(zhì)存儲（例如肌肉）來提供必需氨基酸，從而滿足基本的蛋白質(zhì)需求。還有7種條件必需氨基酸，它們之所以被稱為條件必需氨基酸，是因為人體難以有效地合成這些氨基酸。在通常情況下，如果飲食中此類氨基酸的劑量充足，人體就會從飲食中獲得此類氨基酸。人體可以很輕易地合成其他的氨基酸，所以這些氨基酸被稱為非必需氨基酸。依據(jù)蛋白質(zhì)中是否含有充足的必需氨基酸，食用蛋白質(zhì)分為完全蛋白質(zhì)和不完全蛋白質(zhì)。動物蛋白質(zhì)含有所有的必需氨基酸，因此動物蛋白質(zhì)被認為是完全蛋白質(zhì)。而很多植物蛋白質(zhì)缺少一些必需氨基酸，也就是說它們是不完全蛋白質(zhì)。因為氨基酸的分布不同，所以蛋白質(zhì)的質(zhì)量也各不相同。完全蛋白質(zhì)含有更多的必需氨基酸，因此它們的質(zhì)量更高。蛋白質(zhì)消化的目的就是將氨基酸從攝取的蛋白質(zhì)中釋放出來（Berdanier，2000）。在消化過程中，被稱為蛋白酶的酶類會將整個蛋白質(zhì)水解或分解成氨基酸、二肽和三肽等組成成分。由于口腔內(nèi)存在唾液淀粉酶和舌脂肪酶，因此碳水化合物和脂類的消化從口腔就開始了。但是蛋白質(zhì)只能在胃部消化（被胃酸酸化）（Berdanier，2000）。一旦從胃部出來，氨基酸就會被小腸腸壁吸收并進入血液，然后通過門靜脈進入肝臟。蛋白質(zhì)的消化過程持續(xù)幾個小時，但是一旦氨基酸進入血液，它們就會在5~10分鐘內(nèi)被清除(Williams，2002）。在血液、肝臟和身體組織之間會發(fā)生氨基酸的持續(xù)交換。其中，肝臟是氨基酸代謝的一個重要中心。在身體的不同部位存積的氨基酸集合被稱為游離氨基酸池。肝臟不斷地合成平衡的氨基酸混合物以滿足身體的不同蛋白質(zhì)需求(Williams，2002）。肝臟釋放出氨基酸，隨后氨基酸進入血液，并以游離氨基酸或者與血漿蛋白結(jié)合（也就是白蛋白和免疫球蛋白）的形式在血液中流通。氨基酸的代謝歸宿包括以下幾個方面：■形成結(jié)構(gòu)蛋白，以骨骼肌的形式存在?！鲂纬晒δ艿鞍?，例如酶?！鲂纬尚盘柕鞍?，例如激素。值得注意的是，身體的各種細胞只使用所需劑量的氨基酸來滿足它們的蛋白質(zhì)需求。人體氨基酸池中那些既不用于蛋白質(zhì)合成也不用于合成中間代謝產(chǎn)物的氨基酸被脫氨基[除掉了氨基（NH2）]，剩下的碳骨架要么被氧化，要么用來合成葡萄糖或脂肪酸（Berdanier，2000）。在脫氨基的過程中，含有氮的氨基（NH2）被從氨基酸中分離出去，只剩下被稱為α-酮酸的碳源物。這種α-酮酸最終會有以下幾種命運：■被氧化，釋放能量。■接受另一個氨基，然后重新形成氨基酸?！鲞M入碳水化合物和脂肪的代謝途徑中。脫氨基過程中形成的氨基必須從體內(nèi)排出(Williams，2002），這一過程通常發(fā)生在肝臟。在肝臟，氨基（NH2）轉(zhuǎn)化成氨（NH3）。接下來，氨轉(zhuǎn)化為尿素，尿素會進入血液，最后被腎臟排到尿液里。在歷史上，人們使用氮平衡技術(shù)來評估膳食蛋白質(zhì)的充足性。氮平衡是一種實驗室技術(shù)，人們用它來量化所有氮的消耗和排泄，也用它來計算凈差額。人們認為保持平衡（攝入量等于排泄量）所需的蛋白質(zhì)劑量就是膳食要求（Lemon，2000）。膳食攝入的蛋白質(zhì)的類型決定了用于修復組織，促進生長，合成酶、激素和細胞的氨基酸的可用性。對于11~14歲的兒童，蛋白質(zhì)的推薦膳食攝入量（RecommendedDietaryAllowance,RDA）是1.0克/千克體重/天；對于15~18歲的青少年為0.8~0.9克/千克體重/天；成人是0.8克/千克體重/天（Campbelletal.，2007）。但是高強度運動增加了蛋白質(zhì)的需求（Campbelletal.，2007）。在通常情況下，參加一般健身項目的人每天攝入0.8~1.0克/千克體重的蛋白質(zhì)就可以滿足其蛋白質(zhì)需求。但是，那些參加比賽的運動員或者參加高強度運動的個人，需要攝入更多的蛋白質(zhì)才能充分滿足訓練的需求。?氮平衡——氮攝入減去氮排出的測量方式。在通常情況下，建議運動員每天攝入1.5~2.0克/千克體重的蛋白質(zhì)，以確保充足的蛋白質(zhì)攝入量。參加中等強度訓練的運動員每天的蛋白質(zhì)攝入量達到取值范圍的下限即可（體重80千克的運動員，每天攝入120~140克），但是參加高強度訓練的運動員每天的蛋白質(zhì)攝入量必須達到取值范圍的上限（體重80千克的運動員，每天攝入140~160克）（Kreideretal.，2009）。下文對參加有氧運動和無氧運動的運動員提供專門的建議。\h蛋白質(zhì)的類型在通常情況下，有兩種方式能夠定義蛋白質(zhì)質(zhì)量的優(yōu)劣。第一種方式叫作蛋白質(zhì)效率（ProteinEfficiencyRatio,PER）。通過評價飼