运动营养学基础

第一章运动营养基础营养素：指食物中维持人类生命活动和健康的最根本物质。营养素宏量营养素微量营养素其他营养素糖类脂类蛋白质矿物质维生素水纤维素有机物质氧化分解释放能量是人体运动或活动的唯一能量来源;人体不能直接利用外源电能、光能等能量形式做功;生命活动或运动过程中能量供应的三大营养物质是糖、脂肪和蛋白质。第一节运动和糖一、糖类的概念和分类（一）糖的定义：亦称为碳水化合物,是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物。（二）糖的分类：◇单糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）：味甜、易被人体吸收；◇双糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖）经消化酶作用，分解为单糖；◇多糖（淀粉、糖原、纤维素），味不甜，经淀粉酶催化分解为葡萄糖。（三）糖的来源：1.糖（红糖、白糖、蜜糖、麦芽糖等）2.谷类（大米、小米、面粉、玉米等）3.干豆类（黄豆、蚕豆等）4.根茎类（土豆、红薯等）5.硬果（栗子、花生等等）食物名称含糖量食物名称含糖量食物名称含糖量大米77莲子（干）61.9豌豆（干）57.5面粉75花生15.5赤豆61玉米面71板栗41.5牛奶粉（全脂）52高粱面76柿子15猪肉0.9小米73苹果13鲤鱼1.0马铃薯18柑桔13甘蔗14~18甘薯13橙10甜菜16~20芋头16菠菜4菠萝12~15藕18大白菜3玉米秸8~12藕粉85牛奶5胡萝卜3表１-１常用食品中糖的含量（％）二、人体内糖的贮量糖在人体内的存在形式有三种形式：即肌糖原、肝糖原和血糖。肌糖原在人体内的贮量为400g左右肝糖原在人体内的贮量为100g左右血糖在人体内的贮量为5g左右糖在人体内总贮量为500g左右训练水平较高的运动员肌糖原贮量可高达600g-800g左右。肌糖原贮量愈高,运动员运动至疲劳的时间愈长,冲剌能力愈强,运动水平愈高。三、糖类的生理功能这是糖类在体内最重要的生理功能。糖是机体最主要的供能物质。它在人体内消化后，主要以葡萄糖的形式被吸收，葡萄糖能迅速氧化给机体供能。每克葡萄糖完全氧化可释放热量４千卡。即使在缺氧的条件下也能通过酵解作用为机体供能。脑组织和红细胞也要靠血液中葡萄糖供给能量。因此糖类对维持心脏和神经系统的正常功能、增强耐力、提高工作效率有极其重要的意义。(一)供给热能(二）构成机体成分和参与细胞的多种活动由糖参与构成的糖蛋白、粘蛋白、糖脂和核酸等参与构成细胞核、细胞膜、细胞间质和结缔组织、神经鞘等，某些糖类还是构成一些具有重要生理功能的物质如抗体、酶、血型物质和激素的组成成分。（三）抗生酮作用1.三羧酸循环是糖、脂肪、糖白质分解代谢中彻底氧化释放能量的一个共同途径。若缺乏糖，脂肪分解不能经三羧酸循环而完全氧化，因而形成丙酮、β-羟丁酸和乙酰乙酸（即所谓的酮体）。当酮体在血液中达到一定浓度即发生酮病，引起酸中毒。2.体内糖代谢正常进行,将会减少酮体的生成。（四）保肝解毒作用1.当肝糖原储备较充足时，肝脏对某些化学毒物如四氯化碳、酒精、砷等有较强的解毒能力；对各种细菌毒素的抵抗力增强。2.摄入足够的糖可使肝脏中肝糖原丰富，在一定程度上即可保持肝脏免受有害因素的损害，又能保持肝脏正常的解毒功能。(五）节省蛋白质1.当蛋白质与糖一起被摄入时，氮在体内的贮留量比单独摄入蛋白质时要多。2.主要因为糖的氧化增加了ＡＴＰ的形成，有利于氨基酸的活化以及蛋白质合成。当热量不足时，增加糖的供给量，可使氨基酸在血中的含量降低，且对其它组织的供应和尿素氮的排出减少，保留的氮重新被利用。3.这种糖节省蛋白质消耗的特异作用称为糖对蛋白质的保护作用。（六）促进肠道蠕动1.食物纤维还能调节脂质代谢及肠道内细菌代谢，延缓人体对糖的吸收，影响餐后血糖水平，还能减少摄入热量；2.食物纤维可与金属相结合，对抗化学药物及食品添加剂的有害作用；3.食物纤维可缩短肠内容物通过肠道时间，从而可减少致癌物质与肠壁的接触。四、运动过程中糖的补充由于在长时间耐力运动和比赛中体内要消耗大量肌糖原和肝糖原，在运动前和运动后补充适量的糖是有好处的，可以防止运动性低血糖，使血糖维持在较高水平上，推迟疲劳的产生，保持良好的耐力和最后冲刺的能力。１．补糖的数量据研究，在赛前补充糖时，每千克体重约补充１克糖为宜，一次补糖的总量应控制在60g之内。如补糖量达到每千克体重2g，一次补糖总量达到96g以上时，约有半数运动员在补糖后15~30分钟内，胃部不舒服，并伴有头晕，恶心等副作用。人体在运动时胃吸收葡萄糖的能力是有限的，每小时约50g，大量葡萄糖滞留在胃里，有一定的吸水作用，影响胃的排空，容易引起胃疼，将对运动产生不良影响。2.补糖的时间据研究在服糖后15～30分钟内血糖达到最高峰。为了避免服糖后的胰岛素反应，不宜在赛前30～90分钟内吃糖，以免血糖有所下降；应在赛前15分钟或赛前２小时吃糖，这时血糖升高，补糖效果最佳，因为葡萄糖在运动开始前即已完成了肝糖原的合成过程，而在运动开始时即可分解为葡萄释放入血，使血糖含量升高，有利于提高运动员运动能力。3.补糖的种类补充淀粉或葡萄糖有利于肌糖原的合成；补充果糖有利于肝糖原的合成,实验结果表明以输液的方式补给果糖时肝糖原合成的速度比以同样的方式补充葡萄糖提高3.7倍；目前给高水平运动员补糖大多补充低聚糖(C3-8),补充低聚糖有血液渗透压较小又易消化作用。第二节运动和脂类一、脂类的概念1.脂类包括中性脂肪和类脂质。2.脂肪仅指中性脂肪，是甘油和三分子脂肪酸组成的酯（甘油三酯）。3.脂肪在常温下有固态脂肪和液态脂肪的区别,动物脂肪为固态,植物脂肪为液态；植物脂肪的营养价值高于动物脂肪。4.磷脂主要有卵磷脂和脑磷脂,它们是神经细胞的“营养因子”，有人称卵磷脂和脑磷脂为脑黄金,在坚果中含量丰富。5.胆固醇酯是人体内又一类脂类化合物。关于胆固醇的利弊争论颇多如胆固醇可引起心脑血管疾病,危害人体健康；但胆固醇也有其重要的生理功能：雄性激素雌性激素维生素D胆汁酸胆盐二、脂类的生理功用（一）脂肪是组成人体组织细胞的重要组成成分，特别是磷脂和固醇等。细胞膜具有由磷脂、糖脂和胆固醇组成的类脂层。脑和外周神经组织都含有鞘磷脂。（二）促进脂溶性维生素的吸收维生素Ａ和胡萝卜素、维生素Ｄ、Ｅ、Ｋ都溶于脂肪、称为脂溶性维生素。脂肪中往往含有一定数量的脂溶性维生素，膳食中含有一定数量的脂肪可以促进脂溶性维生素的吸收。（三）脂肪是一种富含热能的营素，每克脂肪在体内可供给９kcal热能。一般膳食中所含的总热量约有１７％～３０％来自脂肪.由于脂肪富含热量，所以是一种比较浓缩的食物，可缩小食物的体积，减轻胃肠负担。脂肪在胃中停留时间较长，因此富含脂肪的食物具有较高的饱腹感。（四）保护重要器官在肾脏、心脏周围沉积着一层脂肪垫，维系和固定着这些重要的脏器，保护这些器官免受振荡和运动损伤。（五）食物中的脂肪可向人体供应必需脂肪酸如亚油酸、亚麻油酸，花生四烯酸等不饱和脂肪酸，在体内不能自行合成，必须由食物中的脂肪供给，故称为“必需脂肪酸”。必需脂肪酸是细胞的组成成分，对细胞膜和线粒结构的维持具有重要意义，对胆固醇的代谢和运输、对毛细血管壁的完整性都有重要作用；还有促进发育，保护皮肤和降低胆固醇等生理作用。人体缺乏必需脂肪酸（主要是亚油酸）将引起皮肤病、生育异常，代谢紊乱，甚至危及生命。五、运动员对脂肪的需要量对于能量消耗大，机体散热较多和长时间运动项目，如马拉松跑、滑雪、滑冰和游泳等，应适当增加脂肪供给量的比例。运动员膳食中，脂肪的供给量一般应占总热量的30％左右，脂肪的摄取量按每千克体重15ｇ为宜。应多用植物性脂肪和磷脂（大豆中含量高），动物性脂肪不宜超过总热能的10％。我国运动员膳食中脂肪摄入量过多，主要是重副食轻主食，猪肉供应比例过重，烹调中油脂过多，这是运动员膳食中存在的普遍问题。六、运动与脂肪代谢运动可以改善体内的脂肪代谢，降低血脂含量，减轻体重和减少体脂的一种有效措施。运动还可增加血液中高密度脂蛋白的含量，高密度脂蛋白能加速血中胆固醇的运输与排出，对于防止动脉硬化起着重要作用。长时间运动可使血浆中甘油三脂和胆固醇下降。表１-４体育锻炼对血浆脂类的影响血脂成分锻炼前mg％锻炼后mg％平均下降甘油三酯223.3±94.2108.8±65.642.5总胆固醇244.7±49.8220.0±39.123.8运动时机体的能量消耗增加，骨骼肌、心肌摄取游离脂肪酸增多，从而进入肝脏的脂肪酸减少，使体内甘油三脂合成降低。摄取高脂肪与全身耐力有关，运动员摄取高脂肪饮食后，持续运动达到90分钟就感到疲劳，可是摄取高糖饮食后，持续运动的时间却能长达240分钟，约为摄取高脂饮食后的３倍；在摄取正常饮食的情况下持续运动到120钟才感到疲劳。高脂肪饮食后全身耐久力降低的原因之一是，过多的摄取了脂肪及体内脂肪的氧化促进了乙酰乙酸、β-羟丁酸等酮体的生成，由于这些酸性物质在体内的积聚，导致代谢性酸中毒，结果使全身耐久力降低。另外，摄取过多的脂肪会引起肥胖，体重增加，影响呼吸和循环系统的机能，以致运动耐力下降。第三节运动和蛋白质一、蛋白质的生理功能(一)运输功能生物体不少物质的转运需要载体，这些载体大多是蛋白质。如氧气的输送载体是血红蛋白（Ｈｂ）；铁离子的运输需运铁蛋白；铜在血液中的运输需要血浆铜兰蛋白。(二)催化功能生物体内的反应几乎都是在酶的催化下进行的，而目前发现的１０００余种酶的化学本质都是蛋白质。由于酶的存在，使许多在一般化学条件下难以发生的反应在生物体内却很容易进行。我们知道酶的合成是由基因所控制,酶又催化各种不同的反应，这样基因对生物体代谢类型的控制是通过酶的催化功能来实现的。(三)运动功能肌肉的主要成分是蛋白质，肌肉的收缩就是通过肌动蛋白和肌球蛋白的滑动来完成的，而肌肉的收缩和舒张对生物的运动和各器官的活动密切相关。另外，某些细菌表面着生有从细胞内伸出的细长、波浪形弯曲的丝状物，称为鞭毛，它可使细菌获得运动的能力。(四)防御和保护功能在生物体内存在有一类可以防御异体侵入功能的蛋白质，如各种免疫球蛋白，它能识别外源物质如病毒、细菌和异种蛋白等，并能与之结合，使这些异体物失去活性。这样可以防御各种疾病发生。血纤蛋白原是另外一类具有保护功能的物质。它在动物体皮肤破伤时，可以迅速转变成血纤蛋白，封住伤口，防止液体大量流失和异体物质侵入。(五)激素功能蛋白质、多肽激素是动物体内一类重要的激素，它们对动物体的生理活动起着调节控制作用。如胰岛素可以降低血糖；胰高血素是含有２９个氨基酸残基、分子量为３４８５的多肽，它的作用恰恰与胰岛素作用相反，可以促进糖原分解和糖异生作用，提高血糖浓度。(六)传递信息功能不少蛋白质具有接受和传递信息的功用。如存在于细胞膜上的蛋白质、多肽激素受体；存在于细胞内的固醇类激素受体等，它们的化学本质都是蛋白质。它们可以专一性接受某种激素的作用，并将其信息朝一定的方向传递，以控制细胞内酶的活性或酶的数量，进而达到对生理活动的调节。接受外界刺激的受体也是蛋白质，这类蛋白质可称为感觉蛋白。如视网膜上的视色素，味蕾上味觉蛋白。这些感觉蛋白接受刺激后，可将神经冲动传导到中枢神经，就可产生视觉或味觉反映。二、必需氨基酸（EAA）EAA——人体不能合成或合成速度过慢，不能满足机体需要，必须由食物供给，这些aa称为——EAA组成（8种）：亮、异亮、赖、蛋（胱）、苯丙（酪）、苏、色、缬aa需要量模式——指每克蛋白质中含有各种必需aa的毫克数。参考pro——aa构成接近人体需要量，故在实验中常以他们的aa构成代替人体对aa需求量的构成，故将这类pro称为~~完全pro：种类全、比例适当，营养价值高。不完全pro：种类不全，营养价值低。三、蛋白质营养价值的评定（一）食物中pr含量pr含量=含氮量×6.25大豆最高（二）氨基酸评分（AAS）将待评pr的EAA含量逐一与参考pr的必需aa构成比例相比较，所得商或百分数，既为~AAS=（每克待评pr中某EAA量mg.g-1／每克参考pr中某EAA量mg.g-1）×100（三）pr的生物价（BV）指pr被吸收后在体内被利用的程度生物价=（氮储留量／氮吸收量）×100※蛋白质互补作用：几种pr混合