糖对不同运动形式影响的探讨

张志明

摘要：本文对糖在体内的代谢、糖对各项群运动项目的影响作一综述，希望对运动训练实践能有一定的指导作用。

关键词：糖代谢；肌糖原；运动形式；影响；运动能力

糖因其具有在体内易消化吸收、易运输、易被动员、氧化时氧耗低、输出功率较脂肪大等特点，成为人体最佳能量来源，其储备必须充足才能满足人体运动所需的能量。然而，对于不同的运动形式，糖在其运动能量代谢中所处的地位会有较大差别，因此，糖对其运动能力的影响也具有项目特异性。

一、糖的生理作用

（一）供给机体能量

糖在人体内最主要的生理作用是供给机体能量。糖是人体内来源最广泛、最经济而且分解最完全的供能物质，也是最主要的能源供应途应，人体所需能量的50%～70%来自糖的氧化过程。每克糖彻底氧化平均释放能量17.2KJ（4Kcal）。全身糖约产生能量8000KJ（2000Kcal）。在肌纤维中，葡萄糖分子形成链组成糖元，糖元是肌纤维收缩的直接能量来源。

（二）构成身体组织

糖类是构成细胞膜，结缔组织、神经组织的重要成分，也是遗传基因核糖核酸和脱氧核糖核酸的组织成分。

（三）维护生理功能

糖元具有维持心脏和神经系统的正常功能；具有保护肝脏和解毒作用；促进蛋白质生成，使蛋白更有效地发挥修补和合成组织的功能；参与脂肪代谢，并使其氧化完全；糖类中的膳食纤维也可促进肠道正常蠕动，使人的大便通畅。

二、糖与运动

（一）人体内糖的贮存

人体内糖的贮存量共约400—500g，绝大多数以糖原颗粒形式贮存在胞浆内，以葡萄糖形式运输。体内各组织器官均不同程度的贮存有糖原，糖原主要分布于肝脏和骨胳肌。肝糖原约75—100g，浓度为250mmol/kg，约占肝重的5%；肌糖原350—400g，浓度为80—100mmol/kg，约占湿肌重的15%；体液糖总量20g左右，其中血糖5—6g，其主要成分是葡萄糖，浓度4.2—6.6mM/L，为体内糖的运输形式[1]。

（二）糖在运动能量代谢中的作用

人在生命活动中不断需要消耗能量，在进行运动时所消耗的能量大大增加，尤其以工作肌的耗能增加更加显著。三磷酸腺苷（ATP）是工作肌将其分子内贮存的化学能转化为机械能的唯一直接能源，ATP在肌肉中含量极少（4.6mM / kg湿肌）只能供肌肉收缩3次，由于进行大强度运动力竭时肌肉中ATP仍剩70—80%，所以肌肉中ATP实际上只能供应大强度运动不到1秒鐘之需。运动时消耗ATP的同时必须伴有ATP同步再合成方可维持一定的强度。糖进行无氧代谢每秒钟每公斤肌肉可以再合成ATP 1—1.5mM，进行有氧代谢每秒钟每公斤肌肉可以再合成ATP 0.5mM；而脂肪每秒钟每公斤肌肉可以再合成ATP 0.24mM。所以利用糖作为能量代谢的底物无论是以无氧代谢还是有氧代谢的方式所产生的ATP或功率输出均显著高于脂肪[2]。

（三）运动时糖在体内的代谢

1.肌糖原在体内的代谢

运动时肌糖原的消耗与运动强度和运动持续时间有直接关系。有实验表明：以75 % 最大摄氧量强度运动至力竭时，肌糖原消耗80—95 %；而以30 %最大摄氧量强度运动至力竭时，肌糖原仅下降15%；以90% 最大摄氧量以上强度运动至力竭时，肌糖原也仅下降25 %。可见以60 %—80 % 最大摄氧量长时间运动时，肌糖原消耗最大。研究表明，肌糖原的利用与运动负荷持续的时间呈正相关，当肌糖原达到最低水平时，力竭便发生[3]。

2.肝糖原在体内的代谢

运动时肝脏释放葡萄糖的速率随运动强度的增大而加快。在85%VO2max大强度运动时，肝脏释放葡萄糖速率可达每分钟5.5mmol左右，约为静息状态的6-7倍；低强度运动时，肝脏释放葡萄糖速率增加较小，并表现出先加快后逐渐减慢的变化过程。

3.血糖在体内的代谢

安静时，肌肉吸收血糖的量不多，运动时，随运动强度增大，肌肉吸收血糖量增多，其主要原因是肌肉血流量增加促进了肌肉摄取和利用的血糖增多。但当运动持续进行时，骨骼肌吸收血糖的高峰时间之后，收吸收血糖的速率逐渐下降，下降速率与血糖浓度的降低呈平行关系。赵宁宁、曹建民等人认为在持续数个小时的激烈运动中，血糖和肌糖原是同等重要的能量来源[4]。

三、糖对不同运动形式的影响

（一）糖与持续性耐力运动

1.持续性耐力运动及其供能特点

持续性耐力运动一般处于70%～ 80%VO2max范围内，此类项目主要包括竞走、马拉松、长距离游泳、自行车拉力赛等。属于亚级量强度运动。其运动时间长，运动强度较大，肌肉收缩需要的能量主要来自于糖类分解，这时虽然脂肪也参与供应部分能量，但对于全力运动中处于缺氧状态和急需能量的机体来说，总是优先利用动员速度快和耗氧量少的糖。

2.糖原储量对持续性耐力运动的影响

在持续性耐力运动中，当人体进行长时间的持续运动时，体内糖原大量消耗，能源物质供应不足，一旦肌糖原的储量下降而不足时，草酰乙酸生成减少，限制脂肪酸氧化生成的乙酰CoA进入三羧酸循环，从而造成乙酰CoA堆积引起酮体生成增多，进一步引起酮体性酸中毒而产生疲劳。运动时间越长，糖原消耗越多，疲劳症状越明显，这表明糖原的耗竭与疲劳密切相关。肌糖原利用的速率相当高，糖原消耗量大而多，表现出肌糖原的利用与运动持续时间成正相关[5]。

由于糖储备不足或消耗过大，骨骼肌吸收和利用血糖的过程加强等原因出现低血糖时，为补偿血糖的消耗，肝糖原分解和糖异生作用增强，肝糖原释放葡萄糖加速，一旦肝糖原耗竭引起血糖水平下降而使运动肌供能不足，将导致外周疲劳以及中枢神经系统因血糖缺乏而产生中枢疲劳。而肌糖原的储量决定到达运动力竭的时间，其浓度与运动持续时间有密切关系（表1）。

表1是运动负荷为75%VO2max功率自行车运动时运动耐力与混合型、高脂肪高蛋白型和糖负荷型膳食后肌糖原含量的关系。可以看出，运动前肌糖原浓度与运动持续时间有密切关系。混合膳食代表正常肌糖原储量，运动持续125.8分钟疲劳。高脂肪高蛋白膳食肌糖原储量减少，维持运动的时间减少到58.8分鐘。采用高糖膳食肌糖原储量达最高，运动持续时间增加到189.3分钟。

（二）糖与速度耐力运动

1.速度耐力及其供能特点

速度耐力表现在对运动的速度参数提出不寻常要求的活动中，并且往往超出有氧代谢的范围。我们知道，运动活动的强度越高，那么在保障活动中无氧供能成分就越多，而有氧供能成分则越少。长跑中能量需求几乎完全依靠有氧供能来满足；中跑中，一半以上是依靠无氧供能； 短跑中，绝大部分依靠无氧供能。速度耐力是在一定运动速度的活动中对抗疲劳的能力，它区别于运动活动表现在长时间有氧代谢制式中的耐力。也就是说，速度耐力既表现出速度的特征又表现出耐力的特征。因此，速度耐力的能量保障应该是有氧和无氧混合制供能，并且以无氧供能为主，有氧供能仅占极少部分。

2.糖对速度耐力运动能力的影响

速度耐力运动的能量保障是有氧和无氧混合制供能，并且无氧供能占绝大部分。而糖是体内唯一能无氧代谢合成ATP 的细胞燃料。所以，除运动训练和遗传外，糖原储备也是影响运动中速度耐力能力的重要因素之一。在速度耐力运动项目中，糖原储备主要指肌糖原储量。肌糖原储量过低，将会抑制乳酸生成和降低无氧代谢能力，从而影响运动水平。设法提高体内肌糖原储量，加快运动后糖原恢复，并达到超量恢复，使肌糖原储量不低到限制运动能力的地步，对速度耐力运动能力的提高尤其重要。 同时，肌糖原高储备，可使运动肌吸收和利用的血糖量减少，有利于血糖维持正常水平或延迟血糖水平下降，对推迟运动性疲劳的发生、保持良好的最后冲剌能力具有积极意义。

四、结论

（一）糖是运动时唯一能无氧代谢合成ATP的细胞燃料。糖在能量代谢中十分重要，是运动中的主要能量来源，对人体运动能力有很大影响。糖与竞技运动的关系极为密切。

（二）耐力运动中，糖原的储备量直接影响了持续性耐力运动的运动能力。较高的肌糖原贮备及其节省化作用，是维持血糖恒定，保证运动耐力，取得优异成绩的重要因素。

（三）糖是速度耐力运动项目的主要供能物质，只是随着运动时间的延长，糖的供能方式所占比率不同，即以无氧供能为主过渡到有部分有氧供能参与，但是速度耐力运动项目糖无氧供能的主要地位没有动摇.

（四）短时间大强度间歇性运动，糖原分解是维持血糖稳定的重要因素。适当补充糖既增加了外援性的能量供给又促进了运动间歇时的糖原合成，因此有助于提高运动能力。

（五）足球、篮球等运动项目中，突然的加力、强攻时，都需要由糖代谢提供能量。

五、展望

（一）糖的作用在运动中的应用已越来越广，越来越受到重视。因此我们必须掌握糖对运动能力影响的一些客观规律并科学地应用它，才能充分、科学地发挥运动员的最佳体能取得更好的运动成绩，才能更好地达到健身运动效果。

（二）不同运动项目在比赛或训练中，由于实施的运动强度、运动持续时间和运动类型的不同运动过程中糖供能所处的地位有较大差别，因此，对于不同的运动项目、不同的运动员、在不同的时间都应该有不同的补糖计划，但是具体到大强度、间歇性运动及专项运动补糖的量，由于运动员的训练状态、个体特点不同，补糖的量有较大差异，因而还需进行全面、细致的研究。

参考文献：

[1][2]张蕴琨，丁树哲.运动生物化学[M].北京：高等教育出版社，2005，（10）.

[3]Below PR，Rodriguez RM，Alonso JG，Coyle EF.Fluid and carbohydrate ingestion independently improve performance during 1h of intense exercises[J].Medicine and Sports and Exercise，1995，27（2）：200- 210.

[4]赵宁宁，曹建民等.补糖对葡萄糖代谢动力学的影响[J].北京体育大学学报2004（10）：1362一1365.

[5]徐晓阳主编..运动生物化学 运动生物力学[M].桂林：广西师范大学出版社，2003：33-34.

（作者单位：福建省泉州市农业学校）