营养素缺乏对运动员能量代谢的影响

邱 俊

（上海体育科学研究所，上海 200030）

合理的膳食方案能满足运动员的能量需求，对运动表现与运动成绩的提升及运动性疲劳的恢复有益。为满足日常训练与比赛的体能需求，运动员每日需摄入高于普通人群平均水平的营养物质，以促进恢复及保持良好的竞技状态。为满足运动员的特殊膳食需求，国际运动营养学会和国际奥林匹克委员会等组织制定了运动员膳食建议[1-2]。然而，部分运动员存在难以遵循膳食建议的问题，很多运动员的实际营养素摄入水平及能量摄入量低于每日推荐量（Recommended daily allowance，RDA）[3-5]。运动员的能量与营养素摄入不足，容易引起营养物质缺乏，进而对其身体机能、疲劳恢复和内分泌功能等产生负面影响，同时增加运动性损伤等疾病的发病率[6]。因此，分析宏量和微量营养素缺乏对运动员能量代谢与运动表现的影响，可为运动员营养物质的补充提供理论依据。

1 营养素缺乏对能量代谢的影响

1.1 宏量营养素

碳水化合物（Carbohydrate， CHO）是运动员膳食的基本组成部分和主要能量来源，运动员需要从CHO中获取足够的能量以维持比赛或训练。研究[7]表明，相较于脂肪供能，利用CHO供能对维持优秀运动员训练和比赛期间的运动强度有重要作用，因此合理及时补充CHO对运动员提高运动表现、促进运动后快速恢复至关重要。CHO缺乏对机体能量代谢水平产生较大影响。既往研究[8]表明，缺乏CHO的膳食将影响机体肌糖原再生，导致运动员耐力素质降低和疲劳感增加，同时引起胰岛素敏感性下降，造成糖代谢受损与糖原储存减少。此外，CHO缺乏影响机体其他营养素的调节。有研究[9]指出，在缺乏CHO的情况下进行长期运动，可引起机体铁元素调节障碍，甚至导致贫血、低血红蛋白或低铁储备比值等。脂肪作为另一重要的宏量营养素在机体能量供应和保温方面有重要作用。运动时，骨骼肌血流量增加能降低脂肪酸（Fatty acid， FA）再脂化作用，从而使甘油三酯（Triglyceride，TG）的水解增加，FA进入骨骼肌细胞后进一步转运至线粒体内进行氧化再利用，为机体提供能量。骨骼肌中脂肪代谢水平是决定耐力性运动能力的重要因素[10]，机体缺乏脂肪会导致能量生成减少、恢复能力受损、耐力素质下降等。蛋白质与机体免疫相关，机体免疫功能依赖于细胞的快速复制和蛋白质的合成。因此，蛋白质摄入不足可能造成机体疾病感染风险增加[11]。即使运动员摄入足够的蛋白质，在高强度训练或减重期间也会面临蛋白质缺乏的问题。总之，宏量营养素缺乏通过对机体免疫、营养素调节等产生影响，进而引起能量代谢的改变。

1.2 微量营养素

运动员不仅面临宏量营养素缺乏的问题，而且面临微量营养素不足的风险。一项针对足球运动员膳食的研究[12]表明，运动员维生素E和D、叶酸、钙（Ca）、镁（Mg）、锌（Zn）等微量营养素的摄入量均低于推荐量。从日常膳食中摄入的微量营养素在机体生命活动中发挥重要的生物学作用，其中，Zn、硒（Se）、锰（Mn）和钴（Co）等微量营养素对运动过程中的物质代谢具有重要的调节作用，Zn、Se和Mn等微量营养素参与运动过程中的氧化应激调节，Co通过参与运动过程中交感神经系统的调节进而影响机体的能量代谢水平[13]。铁（Fe）作为人体最丰富的微量元素对机体氧气的运输、能量代谢、免疫功能等发挥重要的生物学作用，因此运动员保持适宜的Fe含量是维持运动能力的重要因素[14]。维生素作为一类调节机体生物学功能、维持身体机能的微量营养素，对运动员保持运动能力至关重要。维生素E、维生素C、维生素A 及β-胡萝卜素等微量营养素作为抗氧化剂，能够维持生物膜结构与功能稳定，从而影响机体能量代谢过程。B族维生素能够作为酶的辅酶或辅基参与机体能量代谢，若缺乏会对三羧酸循环产生影响，使能量的生成出现障碍，进而引起运动能力降低[15]。

2 能量摄入状态对运动员的影响

在训练与比赛过程中，部分运动员通过减少能量的摄入或增加能量的消耗达到减重的目的。然而，过度地限制能量摄入，会使运动员由健康状态向病理状态发展，从而造成生殖功能受损、骨质疏松症（Osteoporosis， OP）及进食障碍（Eating disorder，ED）等亚临床病理状态[16]。因其在女运动员中多见，1992年美国运动医学会（American College of Sports Medicine，ACSM）首次将这一类医学症候群定义为女运动员三联征（Female athlete triad，FAT）[17]。2014年，Mountjoy等[18]将FAT扩展至男性与女性运动员其他身体系统和功能障碍，并定义其为运动中相对能量缺乏（Relative energy deficiency in sport， RED-S），具体指能量失衡导致多器官系统生理功能受损的一种疾病，表现为生殖功能受损、代谢率降低、骨质疏松、进食障碍、心血管疾病风险增加等。然而，RED-S在运动员中普遍存在。Dobrowolski等[19]评估31名女性足球运动员能量摄入（Energy absorption，EA）与健康状况的关系，发现64.5%的运动员存在能量摄入较低的情况，可能导致较差的健康状况或较低的运动能力。与女运动员一样，男运动员也面临低EA风险及由此导致的健康后果。Taguchi等[20]研究发现，能量缺乏导致男性耐力运动员的骨质吸收和能量代谢受到抑制。与正常能量摄入者相比，低EA男女运动员的身体质量指数（Body mass index，BMI）、脂肪量、相对代谢率（Relative metabolic rate，RMR）、胰岛素水平及雌性激素、睾酮量等均较低，女运动员与厌食症相关的脂联素（Adiponectin，ADPN）、胃饥饿素等均升高，提示女运动员更容易引起ED相关症状[21]。

3 小 结

宏量营养素与微量营养素在运动员能量代谢与运动表现方面具有重要作用，但运动员膳食的特殊性往往引起营养素缺乏进而导致能量摄入不足。因此，明确能量缺乏的原因及评价方法对预防运动员营养素缺乏至关重要，未来须加大能量消耗与摄入、营养素补充等相关领域的高质量研究。