微量元素运动补剂对运动员竞技状态的影响

一、引言

普通人体在正常运动状态下，机体每天营养物质的摄入和排出通常处于动态的平衡状态。而运动员在进行比赛或训练时，其运动量大大增加，普通膳食供给的营养无法全面、及时地补充被消耗的能量，因而需要增加易吸收、高纯度的运动补剂进行强化补充。

运动补剂作为功能性食品，是针对运动人群某些特殊的营养需求而生产的食品，其具有一定的机体功能调节能力，可调节新陈代谢。通常，运动补剂是以减轻运动后疲劳、改善机体功能紊乱、提高运动能力为目的，可直接或间接地改善运动表现，强化训练效果，降低患病、受伤风险；微量元素是维持机体健康状态的必需营养元素，在新陈代谢过程中有着重要作用。运动员在竞技状态下微量元素代谢加快，如摄入不足，极易出现微量元素缺乏的情况，导致生理机能失调，会对其运动能力造成直接影响，故合理使用微量元素运动补剂以改善运动员竞技状态十分必要。然而，经日常膳食摄取的微量元素数量较低，且可能会增加其他非必要营养物质的摄入。因此，微量元素运动补剂对运动员而言更为重要，可作为有效物质保障，增加其生理素质，改善其竞技状态。

本文综述了微量元素运动补剂对运动员身体机制及竞技状态的影响，并对运动员微量元素运动补剂的使用提出建议，以期为运动员合理选择和使用微量元素运动补剂和强化竞技状态提供参考。

二、微量元素对运动员身体机制和竞技状态的影响

1.铁元素

（1）铁元素对身体机制影响

铁为人体必需微量元素之一，含量最多，主要以功能性铁的形式存在，而总铁量中60%～75%的铁包含于血红蛋白中，剩余25%～30%则以铁黄素、铁蛋白的形式存储于骨髓、肝、脾中。铁元素在机体中的生物学作用极为重要，其与氧运输、能量代谢、免疫能力等关系密切：机体氧运输极度依赖于血红蛋白，而铁是血红蛋白合成的基础原料，机体铁含量下降将直接影响血红蛋白生成率，降低血液氧气-二氧化碳运输能力，造成缺铁性贫血；机体能量直接来源于ATP，其在分解时可释放出大量能量直接供给生命活动，参与能量代谢，而产生ATP的三羧酸循环中，大多数的因子和酶含有铁元素或需要铁存在才可发挥作用，因而缺铁将直接影响相关酶的活性，造成能量代谢紊乱；缺铁也会影响核糖核苷酸还原酶的活性，使网状细胞内蛋白质和RNA合成受阻，细胞增殖减缓，进而降低T淋巴细胞功能，影响机体免疫能力。因此，维持机体铁元素的含量充足十分重要，缺铁将严重影响身体各方面机能。

（2）铁元素对运动员竞技状态的影响

研究显示，运动员在运动前后其外周血液中的血清铁蛋白水平明显降低，这间接反映了运动员在竞技状态下对铁元素的需求加大。若铁元素补充不足或不及时，运动员易发生运动性贫血，身体功能状态低下的情况，严重影响其运动能力，故应重视运动员铁元素的需求和补充。

运动可直接导致铁代谢紊乱。运动首先损耗肝、骨髓中储存的铁蛋白，导致铁供应不足，进而使红细胞生成率降低，最终将减少血红蛋白的合成，导致无贫血缺铁或缺铁性贫血发生。我国运动员以缺铁性贫血最为常见，表现为血红蛋白浓度较低，而血红蛋白水平和运动员的有氧运动能力直接相关，血红蛋白水平降低，血液运输氧的能力也随之降低，有氧代谢能力下降，耐力不足。在一项对田径运动员的研究报告中显示，发生无贫血缺铁的青少年运动员人群，其血清铁蛋白水平普遍偏低，血红蛋白的合成相应减少，其运动能力也较低；另一项对运动员功能损伤界限的研究也证实，血红蛋白含量的动态变化可间接反映运动员机体功能与训练强度间的关系，其认为当血红蛋白降低超过10%时即反映运动疲劳，而降低超过20%即可判定为过度训练。为探究铁元素营养补剂对运动性贫血运动员的影响，部分学者进行了前瞻性随机对照实验，其证实铁复合营养补剂可明显提升运动员血清中铁、铁蛋白的浓度，提升机体铁储备。大量运动实践发现，高水平运动员若只进行中等强度训练，机体受刺激小，对运动成绩的提升帮助作用不大；若进行高强度训练又将明显降低其生理机能，影响后续比赛和训练，因而在保证训练强度的同时促进其生理机能恢复，对改善运动员竞技状态十分重要。使用某铁补剂对竞走运动员进行营养干预的研究发现，铁元素运动补剂的使用可明显抑制运动员血红蛋白浓度下降，提升有氧代谢能力，增强其对高强度训练刺激的适应能力，全面提升生理机能水平，是顺利完成训练计划的重要保证。

因此，科学、合理地使用铁元素运动补剂可增加运动员机体铁储备，提升铁蛋白浓度为合成血红蛋白提供良好基础，对维持红细胞运输氧气的正常功能和结构发挥重要作用，保障组织氧供应，间接强化机体运动能力和抗疲劳能力，改善竞技状态。

2.锌元素

（1）锌元素对身体机制影响

人体中，大约200种生物酶均以锌元素为重要组分，在酶参与的调节和催化过程中作用重要，如参与维生素、蛋白质、脂类、核酸及某些必需营养素的代谢与合成等，为多种结构性生理功能的必需营养素。锌元素在机体生长发育、维持细胞膜正常功能、调节食欲、维护视力、免疫系统发育及中枢神经系统活动中必不可少，如锌直接参与RNA/DNA聚合酶的合成，从而影响蛋白质、核酸的合成，影响细胞增殖和组织再生，缺锌将不利于伤口愈合；锌也参与免疫细胞、免疫器官等的功能维持，缺锌也将影响机体细胞和酶的活性功能，使巨噬细胞、T细胞、NT细胞等功能减弱，核苷磷氧基酶活性降低，甚至可造成淋巴细胞、髓样源性细胞死亡，降低机体免疫力，增强对致病病毒、细菌等易感性；锌还可通过多种途径发挥抗氧化作用，如与红细胞膜结合，抑制黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶体系产生的自由基，减少细胞中进入的铁离子数量并与其竞争性与细胞膜表面位点结合，从而抑制并终止脂类向活性氧转变的链式反应，减轻自由基导致的氧化损伤；锌还可经锌酶系统途径影响雄性激素的分泌，从而影响运动能力。故应重视机体锌元素水平的维持，缺锌将导致一系列组织功能异常、生理紊乱。

（2）锌元素对运动员竞技状态的影响

有研究显示，运动员在冬训后体内会损失较多的必需微量元素，尤其是铁和锌。鉴于锌对核酸、蛋白质合成的影响，其与机体肌肉质量和增长亦关系密切，而锌对机体的抗氧化能力、雄性激素分泌等的调节作用均表明锌元素含量对机体运动能力影响甚大。科研人员在鼠的运动训练研究中也证实，缺锌将减缓大鼠的生长发育，降低其运动反应力和意识，导致运动能力降低，对大鼠进行补锌干预后，其各项指标均得以恢复，分析其机制：缺锌将降低酶活性，无法满足运动需求；缺锌将减少神经元间突触传递相关介质，降低神经对运动刺激反应能力；缺锌将减少雄性激素合成，雄性激素不足则无法维持其竞争性意识。

运动员长期进行高强度训练，其出汗量较常人更大，锌易经肌肉向细胞外液迁移，随汗液和尿液排出，因而运动员对锌元素的需求更大。锌元素不足可导致机体氨基酸、蛋白质代谢失常，肌蛋白合成不足，肌纤维体积缩小，进而降低肌力，严重影响举重、体操等力量性运动项目的竞技状态；另外，锌元素对机体激素的合成、分泌作用关键，缺锌将加快胰岛素降解速度，造成血液中胰岛素含量过低从而降低葡萄糖利用率和葡萄量耐量，导致发生低血糖，降低运动能力。大量研究证实，机体在进行急性剧烈运动时，其正常的自由基清除能力无法纠正在应激状况下产生的自由基量，导致细胞处于高氧化应激状态，进而损伤细胞，加重运动员的疲劳和损伤。而锌的抗氧化能力和其浓度呈正比例关系，增强锌浓度，其能力增强，对运动损伤和疲劳的缓解效果更好。有学者发现，锌可在一定程度上缓解因冷、热刺激引发的阿片促黑素细胞皮质素原（POMC）、肾上腺皮质激素（ACTH）的基因表达，增强自然杀伤细胞活性、预防白细胞凋亡。国外研究称，近视的发生同样与缺锌相关，运动员在参与高视力要求项目如击剑、射击等时，也应重视锌元素的补充，对运动时维持机体正常内分泌、稳定内环境及提升运动成绩十分重要。另外，锌元素也可间接调节机体雄性激素水平，雄性激素不仅可促使合成肌蛋白，增大肌纤维，还可维持机体竞争性意识，强化运动技能学习能力与运动能力。

综上所述，针对运动员的锌元素需求，合理通过微量元素运动补剂予以补充，可通过强化机体抗自由基损伤能力、提升雄性激素水平、改善视力等途径发挥强化竞技状态的积极作用。

三、运动员对微量元素的需求及微量元素运动补剂的使用建议

微量元素在机体代谢调节中作用关键，可从多方面影响机体生理功能。研究表明，运动员在训练和比赛中因大量出汗、补水、排尿等常导致体内微量元素大量流失，而对那些需要控制体重来满足比赛要求的运动员而言，其通过日常膳食摄入的微量元素量常不能满足运动需求。研究也显示，运动员在进行中高强度肌肉运动时，其机体中某些重要微量元素也随之丢失，如铁、锌、铜等元素，尽管运动员有充足、合理的膳食保障，但额外予以微量元素运动补剂仍有必要。一方面，微量元素运动补剂可以满足运动员机体对微量元素的需求，另一方面，运动补剂可有效避免其他非必要营养物质的摄入，帮助运动员更好地维持营养平衡，改善机体素质，提升竞技状态。

然而，微量元素运动补剂不可盲目使用，应通过追踪测试运动员体内各微量元素含量，科学、合理地安排补充剂量。如正常人每日需15 mg～20 mg铁元素来维持正常生理活动，运动员铁元素的供应量加大至25 mg/天，对于女性运动员、青少年运动员、有氧耐力项目运动员等则更应视情况增加剂量；铁制剂也不可过多使用，当体内铁含量过多时会产生铁毒性反应，引发血色沉着进而诱发肿瘤，刺激氧化还原反应进而损伤细胞等，反而对竞技状态产生不良影响。针对锌元素而言，正常人需求量约为15 mg/天，运动员因长期训练造成锌流失加快，普遍潜在锌不足状态，更应增加锌元素补剂的用量，尤其是针对需要维持低体重者和素食者；但机体中锌元素含量过高也对其他微量元素如铁的吸收造成影响，使用需谨慎。因此，微量元素运动补剂提供的含量均不应超过建议饮食允许量的规定，应定期对运动员营养状况进行测试，依据结果进行科学调整。

四、结语

运动员为保持良好的竞技状态、提升运动能力，需进行长期高强度训练，机体各方面代谢水平均高于常人，各方面营养元素流失均较大，需予以科学合理的补充。微量元素在人体中含量虽较少，但其生理功能却极其特殊，可通过多种方式对人体生理机制和运动能力产生影响。目前，运动员虽然十分重视日常膳食中的营养搭配，但受限于不同营养元素的吸收方式、个体吸收状况的差异性、食品中微量元素的比例等，加之训练、比赛的大量消耗，其对微量元素的需求量更高。运动补剂可针对性地为运动员提供需要的营养物质，为机体补充各种微量元素，有助于增强肌肉、缓解疲劳、促进机体损伤修复、增强免疫力等，对运动员调整竞技状态的作用不言而喻。

运动补剂近年来发展迅速，其产品质量、口感及安全性提升显著。微量元素运动补剂因可针对性地提供运动员所需营养，可通过调节机体新陈代谢发挥提升有氧代谢能力、促进肌肉生成、加速疲劳恢复、提高免疫力、维持竞争性意识等作用，从而改善运动员的竞技状态。然而，过多的摄入微量元素亦将对机体功能产生一定危害，因此，应根据运动员的性别、年龄、运动类型和机体素质等制定个性化的微量元素补充方案，合理应用微量元素运动补剂，使运动员受益最大化。