运动人群的补液方案与运动能力

梁春瑜 史小才 严翊

1 北京体育大学运动人体科学学院（北京100084）

2 Sports NutriLight，Inc. Chicago，USA

3 国家体育总局运动医学研究所（北京100061）

维持机体的水平衡，是维持生命的必要条件。在运动中，维持适宜的水合状态是保持最佳运动状态、达到理想运动成绩[1]、促进有效运动恢复[2]并维持良好运动情绪[3]和感觉[4]的重要因素。过高[5]或过低[6]的水合状态都将对运动员的运动能力造成或多或少的影响，特别是在长时间的耐力项目当中，水合状态的紊乱可能会造成进一步的代谢紊乱和机体损害。由于水在机体中的循环和利用存在较大的个体差异[7]，运动中的需水量与出汗且率和尿量以及运动类型、运动时间、运动强度、运动环境和个体机能代谢等相关[8]。故在训练计划中针对不同的运动人群甚至个人制定适宜的运动补液计划是保障良好运动能力和身体状态的重要因素。

鉴于我国尚未针对不同运动人群开展合理补液的系统研究，本文以hydration、fluid replacement、sweat rate、exercise、athlete、athletic performance、nutrition等为关键词相互组合，在PubMed/Medline、谷歌学术、SCI等数据库进行了检索，同时对提取的文章中的参考文献进行手工检索及相关性筛选，并排除动物研究和非运动人群的研究后，依据1960年至2020年的相关研究结果，对不同运动人群（无语言、性别和年龄限制）的运动补液方案及运动能力进行了综述，以期为我国运动人群合理补液的科学指导提供理论依据。

1 机体的水合状态与运动能力

1.1 机体水合状态的评估

水合状态是反映机体水的动态平衡的客观指标。人体水合状态的评估多采用客观而准确的临床诊断指标，即血浆体积、血浆渗透压、尿液体积、尿液渗透压和尿比重作为判断依据[9]，但对人员、设备均有一定的要求。此外，通过渴觉[10-13]、体重和尿液颜色变化等简易、快捷的主观指标来评价运动中的水合状态，也被广泛采纳。评估参考标准见表1。

表1 运动现场水合状态评估指标

1.2 运动对水合状态的影响

运动过程中汗液的蒸发是机体维持体温的主要途径，但汗液的大量丢失可导致水及电解质平衡紊乱而对运动状态产生不利影响。调查显示，耐力型项目运动员的平均出汗率和汗钠流失率分别为1.28 ± 0.57 L/h 和51.7 ± 27.8 mmol/h[20]，在3h 到30h 不等的耐力运动中，多数运动员的体重损失超过5%～6%[21]，体内温度可达到39℃以上[22]，比赛后出现脱水和低钠血症的概率可达到50%以上[23，24]。力量型项目运动员的平均出汗率为0.88 ± 0.25 L/h，钠流失率为28.7 ± 10.8 mmol/h[20]。滑雪、极限运动等运动员的平均出汗率为0.90 ± 0.50 L/h，钠流失率为37.6 ± 29.9 mmol/h[20]。在专业滑雪运动员当中，比赛脱水人数概率在50%左右[25]。体操运动员在一天的训练后，体重平均下降可达1.7%[26]。篮球、足球、橄榄球和冰球等运动员平均出汗率为1.10 ± 0.58 L/h，钠流失率为39.3 ± 27.5 mmol/h[20]。男性冰球运动员在平时训练中的出汗率为1.5～2.1 L/h[27，28]，在1 小时的比赛中出汗率甚至可高达3.2 L，钠流失率约为34.8 mmol/h[29]；奥运会女子冰球运动员的平均出汗率约为0.99 L/h[30]。在超长距离的马拉松、自行车或铁人三项比赛当中，冬季液体摄入量（约为0.3～0.4 L/h）有可能造成水负载过大而导致血钠降低或肠胃反应[31，32]；在夏季比赛当中，0.6 L/h以上的液体摄入量则还有可能会造成脱水[22]。由此可见，运动中机体的水合状态受运动项目、运动环境和运动个体等多种因素的影响，运动人群中普遍存在由运动引起的水合状态失衡的现象。

1.3 水合状态与运动能力

长时间运动中，低水合状态或体重下降超过2%时，运动能力会持续下降[33]。研究显示，低水合状态时，运动员在运动中的感知觉反应降低[34]，肌力下降5.5% ± 1.0%[35，36]且不利于离心运动力量的发展[37，38]。在5000～10000 米的耐力跑中，3%的体重下降可导致成绩下降3%～5%[39]。Walsh 等的研究报告表明，体重减少1%～2%可导致高强度自行车运动时运动自觉量表得分增高并且力竭时间缩短[40]；超过体重10%的急性脱水可导致心血管和中枢神经系统的严重功能障碍或肾功能衰竭，甚至死亡。30%～50%的运动员在剧烈运动中会出现恶心呕吐或腹泻，加剧了体液的丢失，这可能是副交感神经紧张减弱，而交感神经紧张引起肠道血流量减少[41，42]，导致功能性胃肠疾病[43，44]发生的结果。

2 运动补液方案与运动能力

2.1 一般运动补液方案

良好的运动补液方案应实现：（1）开始运动时，机体具有良好的水合状态；（2）在运动中防止过多的低水合状态，（3）运动后体液有效恢复，以确保下一次运动需要[5，45，46]。因此，运动补液方案可分为三个阶段，即运动前补液、运动中补液及运动后补液。综合各权威运动协会对运动补液的推荐方案[5，18，47，48]以及相关应用研究数据，本文对运动补液的推荐方案进行了总结（图1）。

图1 运动补液推荐方案

运动前补液是为了确保机体在开始运动前具有良好的水合状态，因此补液的重点时间段在运动前1 h～2.5 h，多采用含糖（4%～8%）及电解质（主要为钠20～50 mmol/L）的补液配方，以便在促进水合的同时，提高糖储备。运动前补充含糖补液时，应注意避免出现胰岛素反应以及过多排尿等不良反应[49]。运动中补液是为了防止机体脱水出现过度的低水合状态，既要避免体重丢失2%～3%以上，同时又要预防过度水合或汗液中钠浓度过高引起低血钠[5]。有研究显示，持续1.5小时以上的运动，每小时摄入约600 mL液体可在一定程度上减少脱水风险[50]。运动中补液方案的制定还需要考虑到运动强度和持续时间[51]、个体胃肠道耐受性[52]等因素。运动后补液是为了在下一次运动前有效恢复运动导致的体液丢失[5，45，46]。因此，运动后应摄入足够的液体，体积相当于运动中体重损失的125%～150%，以提高机体水合状态的恢复程度。

2.2 不同运动项目的补液方案及运动能力

对现有的不同运动项目补液方案的归纳总结见表2。不同运动项目在制定和实施补液方案时，可根据项目的动作特征、装备特征、比赛规则、运动强度、运动时间及气候环境等因素，选择在不同的时段、补充不同配方的补液，进而达到提高运动能力的目的。

表2 不同运动项目的补液方案及运动能力

（续表2）

（续表2）

2.3 补液方案的实施

在运动补液方案的设计和实施当中，应根据运动环境、运动时间、运动计划以及运动个体的自身代谢特征，在不同的补液时间，选择不同的补液种类和补液量，以维持运动过程中适宜的水合和营养状态，确保运动能力的正常发挥。

运动补液的时间主要分为三个阶段，即运动前、运动中和运动后。各阶段补液均应遵循少量多次的原则，旨在维持最佳的水合状态。为避免胃肠道和胰岛素以及肾脏代谢等反应，运动前的补液应在运动前1.5 h～2.5 h 缓慢补充400～600 ml 液体。可选择分子量较高的多糖或混合糖，以延长血糖水平的维持时间。短时的运动项目，如100 m跑等，在运动中无需额外补液。对于长时间的运动和训练，在运动中的液体补充受到训练课程安排、比赛项目规则特点、运动员运动状态等的影响。为加速吸收利用，应尽量选择分子量较小的单糖、低聚糖或混合糖类。葡萄糖的吸收和利用效率最高，易引起血糖的波动，故应根据需求谨慎使用。同时，可根据运动员的汗液电解质的测试结果，确定补液中电解质的成分和浓度[76]。另外，在不影响渗透压平衡的前提下，可针对不同的训练目的和需求在补液中添加其他有益成分，如咖啡因、支链氨基酸等。除此之外，还需考虑运动员对液体口感和口味的个人偏好。研究表明，通过对运动饮料的调味可提高运动员对补液饮品的喜好程度，促进补液和体液平衡[77]。运动后的补液最佳时间为运动后的1 h内，该时期的补液可促进糖原等恢复。因此，运动后即刻就应该在运动员可承受范围内按当前液体损失量的1.5 倍进行补充。

运动前、中、后的液体补充过程中，可通过观察记录运动员的口渴感觉、体重变化、尿液颜色和排尿频率等情况，了解和判断运动员的水合状态，并及时调整补液方案。另外，在训练或运动阶段、环境、运动员身体状态等发生改变时，也需要及时调整补液计划。

3 小结与展望

大量研究证明，运动员的补液管理存在严重的不足，水合状态负平衡的现象较为普遍。目前，仅对滑雪运动员的每日平均液体摄入提出了推荐量（2.7 ± 1.0 L）[78]，其他项目运动员的适宜补液量推荐值尚属空白。运动中水合状态紊乱可不同程度地影响运动能力，如运动成绩、运动恢复及运动中的感知觉等。科学的运动补液有利于机体维持稳定的水合状态平衡，有助于提高运动能力。由于不同的运动人群在训练或比赛当中的水、电解质以及能源物质的代谢平衡受运动的强度、持续时间、环境、比赛规则、运动结构以及运动装备甚至运动个体本身等多种因素的影响，随着运动竞技要求的提高以及人们对运动健康的关注，个性化的运动补液方案将会在竞技体育和大众健身中得到广泛的关注和应用。