钙与运动能力

陈 浩, 林文弢

(广州体育学院,广东 广州 510500)

1 无机盐及其特点

存在于人体的各种元素中,除碳、氢、氧、氮主要以有机化合物形式存在外,其余各种元素,无论其含量多少,可统称为无机盐。其中,含量较多的有钙、镁、钾、钠、磷、硫、氯7种元素,被称为宏量元素(需要量>100 mg/d);碘、铁、铜、锌、锰、钴、钼、锡、铬、镍、硅、硒、钒、氟14种元素由于存在量极少,有的甚至只有痕量,故被称为微量元素或痕量元素(需要量<100 mg/d)[1]。

无机盐是构成机体组织的重要材料,如钙、磷、镁是骨骼和牙齿的重要成分。无机盐对维持组织细胞的渗透压起重要作用。酸性、碱性无机离子的适当配合,加上重碳酸盐和蛋白质的缓冲作用,维持机体的酸碱平衡。各种无机离子(尤其是钾、钠、钙、镁离子)是维持神经肌肉兴奋性和细胞膜通透性的必要条件。同时,无机元素是维持机体某些特殊生理功能的重要成分之一,如血红蛋白和细胞色素酶系中的铁和甲状腺激素中的碘。无机离子是很多酶系的激活剂或组成成分,如盐酸对胃蛋白酶原、镁离子对氧化磷酸化的多种酶类起激活作用[2]。

2 钙的生理功能

钙元素几乎参与一切生命现象和细胞功能,是人体内含量较高的必需无机盐(1 200～1 400 g,约占体重的2%),自始至终支持着机体的生长、发育,是与机体运动能力密切相关的元素之一。在甲状旁腺激素、降钙素及维生素D的调节下,机体存钙量相对恒定,体内钙99%存于骨骼中,正常血浆钙浓度为2.25～2.75 mmol/L[2]。

钙的生理功能主要有：参与神经肌肉的应激过程,促进神经介质的释放,调节激素的分泌,维持神经冲动的传导、心脏的跳动;具有镇静作用,体内缺钙时,可引起神经的兴奋性增高,导致抽搐、婴儿手足抽搐症、喉痉挛、失眠、乏力、食欲不振、夜啼、烦躁、多汗、机体免疫力低下而易感染各种疾病等;是多种酶的激活剂,是细胞信息传递的第二信使;促进内、外分泌腺的分泌,神经介质的分泌,促进糖原合成、分解及电解质的转运;直接作为凝血复合因子促进凝血过程,还可直接促进血小板的释放,促进血小板介导的凝血过程;对维持细胞膜的通透性及完整性十分必要,可降低毛细血管的通透性,防止液体渗出,控制炎症与水肿;参与免疫反应,加快吞噬细胞的吞噬过程,可增加人体的免疫力;是多种生物膜的成分,是维持细胞内胶质完整性的必需物质;参与体内血压调节,膳食钙的摄入量和血压呈负相关关系[2]。因此,钙具有重要的生理功能。它的缺乏可导致肌肉疲劳乃至肌肉抽搐,进而影响运动员的运动能力。

3 钙与运动能力

研究发现,运动员从事一定强度的运动,血钙浓度便开始上升并持续到运动结束。运动停止后,机体血钙逐渐下降至低于安静值水平,然后再恢复至正常水平。运动后24 h,组织间质钙、肌浆钙和线粒体钙在一段时间同时上升,说明机体动员的钙量很大。另外,运动时排汗使钙流失增多。运动能促进骨骼增长和钙代谢增强,会使钙的需求增加。肌细胞内钙不仅是其兴奋与收缩的重要偶联因子,也是增强肌纤维收缩速率及输出功率的关键环节,当肌细胞游离钙浓度下降时,肌球蛋白ATP 酶活性下降,肌肉收缩力下降,导致疲劳出现。运动中血清钙含量不足,可使神经肌肉的兴奋性提高,导致肌肉抽搐;血清钙含量过高,则可抑制神经、肌肉的兴奋性[3]。

目前,关于钙摄入量与运动能力关系的研究报道并不多。刘波等研究发现,极量运动可使小鼠骨骼肌中钙和镁元素含量明显下降。吕丹云等研究发现,缺钙动物在剧烈运动后,易造成体内钙稳态的失衡,不利于运动后恢复;适宜的高钙摄入对运动小鼠的运动能力提高、运动后内环境稳态的恢复和亚细胞结构与功能的保护,都具有明显的促进作用[3]。此外,吕丹云等对3组不同饲钙量小鼠游泳力竭能力的测试表明,高钙组与低钙组小鼠的力竭能力有非常明显的差异。同时,尽管2组年轻大鼠短时间(3周)及小剂量摄钙的差别并未明显影响其力竭能力,但对老年大鼠长时间(6个月)较高剂量钙补充后,其运动能力出现显著增强。上述结果说明,对机体进行适宜的钙营养补充有助于提高其运动能力,因而是必要的[4]。

4 运动中钙的补充

钙对于维持人体正常的运动能力是不可或缺的。一般运动量时,机体钙的需要量为每日1 000 mg。大运动量时,钙的需要量每日可增加到1 000～1 500 mg。运动员在高温环境中训练时,出汗导致钙丢失较多,使钙的需要量增加[2]。

竞技运动员在运动训练或比赛中需要良好的灵敏素质、反应速度、心脏泵血能力和肌肉力量,这些运动能力的提高都与钙离子具有十分重要的关系。训练、比赛时,运动员的钙离子丢失量很大。运动员由于体内钙离子的相对缺乏或绝对缺乏而导致运动能力明显下降,甚至失败的例子比比皆是[3]。

运动医学界十分重视运动员的营养补充。各种离子尤其是钙离子浓度的定期测定,是运动员医务监督的重要内容。尽管运动队已十分注重运动员钙离子的补充,但这仍然是困扰运动队医生的一个难题,关键是如何提高钙离子的吸收和利用[3]。

消化道吸收的是离子钙,不溶性的钙盐无法被吸收进入细胞内。因此,要特别注意补充钙剂的物质特性。钙离子在消化道内很容易与一些酸性物质如草酸结合生成不溶性的盐沉淀。因此,在给予运动员高钙食物的同时,尽量避免摄入草酸含量高的食物。运动员膳食计划中,食谱的制订和安排要考虑这些问题。运动员膳食中,常用骨头汤作为增加运动员钙摄入的途径之一。骨头汤中的骨料应选择脊椎骨和盆骨为佳,切除附在骨料上的神经组织、血管、脂肪组织和其他结缔组织,汤中不宜放入草酸含量高的绿叶类蔬菜。维生素D 能够调控参与控制消化道上皮细胞主动转运钙离子过程中的多个因子的活性,为提高钙离子的吸收效率,应给予运动员补充适量的维生素D[3]。