梁春瑜 史小才 嚴(yán)翊

1 北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)人體科學(xué)學(xué)院（北京100084）

2 Sports NutriLight，Inc. Chicago，USA

3 國(guó)家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所（北京100061）

維持機(jī)體的水平衡，是維持生命的必要條件。在運(yùn)動(dòng)中，維持適宜的水合狀態(tài)是保持最佳運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、達(dá)到理想運(yùn)動(dòng)成績(jī)[1]、促進(jìn)有效運(yùn)動(dòng)恢復(fù)[2]并維持良好運(yùn)動(dòng)情緒[3]和感覺(jué)[4]的重要因素。過(guò)高[5]或過(guò)低[6]的水合狀態(tài)都將對(duì)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力造成或多或少的影響，特別是在長(zhǎng)時(shí)間的耐力項(xiàng)目當(dāng)中，水合狀態(tài)的紊亂可能會(huì)造成進(jìn)一步的代謝紊亂和機(jī)體損害。由于水在機(jī)體中的循環(huán)和利用存在較大的個(gè)體差異[7]，運(yùn)動(dòng)中的需水量與出汗且率和尿量以及運(yùn)動(dòng)類(lèi)型、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)環(huán)境和個(gè)體機(jī)能代謝等相關(guān)[8]。故在訓(xùn)練計(jì)劃中針對(duì)不同的運(yùn)動(dòng)人群甚至個(gè)人制定適宜的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液計(jì)劃是保障良好運(yùn)動(dòng)能力和身體狀態(tài)的重要因素。

鑒于我國(guó)尚未針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)人群開(kāi)展合理補(bǔ)液的系統(tǒng)研究，本文以hydration、fluid replacement、sweat rate、exercise、athlete、athletic performance、nutrition等為關(guān)鍵詞相互組合，在PubMed/Medline、谷歌學(xué)術(shù)、SCI等數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了檢索，同時(shí)對(duì)提取的文章中的參考文獻(xiàn)進(jìn)行手工檢索及相關(guān)性篩選，并排除動(dòng)物研究和非運(yùn)動(dòng)人群的研究后，依據(jù)1960年至2020年的相關(guān)研究結(jié)果，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)人群（無(wú)語(yǔ)言、性別和年齡限制）的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案及運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行了綜述，以期為我國(guó)運(yùn)動(dòng)人群合理補(bǔ)液的科學(xué)指導(dǎo)提供理論依據(jù)。

1 機(jī)體的水合狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)能力

1.1 機(jī)體水合狀態(tài)的評(píng)估

水合狀態(tài)是反映機(jī)體水的動(dòng)態(tài)平衡的客觀指標(biāo)。人體水合狀態(tài)的評(píng)估多采用客觀而準(zhǔn)確的臨床診斷指標(biāo)，即血漿體積、血漿滲透壓、尿液體積、尿液滲透壓和尿比重作為判斷依據(jù)[9]，但對(duì)人員、設(shè)備均有一定的要求。此外，通過(guò)渴覺(jué)[10-13]、體重和尿液顏色變化等簡(jiǎn)易、快捷的主觀指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)中的水合狀態(tài)，也被廣泛采納。評(píng)估參考標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)水合狀態(tài)評(píng)估指標(biāo)

1.2 運(yùn)動(dòng)對(duì)水合狀態(tài)的影響

運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汗液的蒸發(fā)是機(jī)體維持體溫的主要途徑，但汗液的大量丟失可導(dǎo)致水及電解質(zhì)平衡紊亂而對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生不利影響。調(diào)查顯示，耐力型項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的平均出汗率和汗鈉流失率分別為1.28 ± 0.57 L/h 和51.7 ± 27.8 mmol/h[20]，在3h 到30h 不等的耐力運(yùn)動(dòng)中，多數(shù)運(yùn)動(dòng)員的體重?fù)p失超過(guò)5%～6%[21]，體內(nèi)溫度可達(dá)到39℃以上[22]，比賽后出現(xiàn)脫水和低鈉血癥的概率可達(dá)到50%以上[23，24]。力量型項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的平均出汗率為0.88 ± 0.25 L/h，鈉流失率為28.7 ± 10.8 mmol/h[20]?；?、極限運(yùn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)員的平均出汗率為0.90 ± 0.50 L/h，鈉流失率為37.6 ± 29.9 mmol/h[20]。在專(zhuān)業(yè)滑雪運(yùn)動(dòng)員當(dāng)中，比賽脫水人數(shù)概率在50%左右[25]。體操運(yùn)動(dòng)員在一天的訓(xùn)練后，體重平均下降可達(dá)1.7%[26]。籃球、足球、橄欖球和冰球等運(yùn)動(dòng)員平均出汗率為1.10 ± 0.58 L/h，鈉流失率為39.3 ± 27.5 mmol/h[20]。男性冰球運(yùn)動(dòng)員在平時(shí)訓(xùn)練中的出汗率為1.5～2.1 L/h[27，28]，在1 小時(shí)的比賽中出汗率甚至可高達(dá)3.2 L，鈉流失率約為34.8 mmol/h[29]；奧運(yùn)會(huì)女子冰球運(yùn)動(dòng)員的平均出汗率約為0.99 L/h[30]。在超長(zhǎng)距離的馬拉松、自行車(chē)或鐵人三項(xiàng)比賽當(dāng)中，冬季液體攝入量（約為0.3～0.4 L/h）有可能造成水負(fù)載過(guò)大而導(dǎo)致血鈉降低或腸胃反應(yīng)[31，32]；在夏季比賽當(dāng)中，0.6 L/h以上的液體攝入量則還有可能會(huì)造成脫水[22]。由此可見(jiàn)，運(yùn)動(dòng)中機(jī)體的水合狀態(tài)受運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目、運(yùn)動(dòng)環(huán)境和運(yùn)動(dòng)個(gè)體等多種因素的影響，運(yùn)動(dòng)人群中普遍存在由運(yùn)動(dòng)引起的水合狀態(tài)失衡的現(xiàn)象。

1.3 水合狀態(tài)與運(yùn)動(dòng)能力

長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)中，低水合狀態(tài)或體重下降超過(guò)2%時(shí)，運(yùn)動(dòng)能力會(huì)持續(xù)下降[33]。研究顯示，低水合狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中的感知覺(jué)反應(yīng)降低[34]，肌力下降5.5% ± 1.0%[35，36]且不利于離心運(yùn)動(dòng)力量的發(fā)展[37，38]。在5000～10000 米的耐力跑中，3%的體重下降可導(dǎo)致成績(jī)下降3%～5%[39]。Walsh 等的研究報(bào)告表明，體重減少1%～2%可導(dǎo)致高強(qiáng)度自行車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)自覺(jué)量表得分增高并且力竭時(shí)間縮短[40]；超過(guò)體重10%的急性脫水可導(dǎo)致心血管和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的嚴(yán)重功能障礙或腎功能衰竭，甚至死亡。30%～50%的運(yùn)動(dòng)員在劇烈運(yùn)動(dòng)中會(huì)出現(xiàn)惡心嘔吐或腹瀉，加劇了體液的丟失，這可能是副交感神經(jīng)緊張減弱，而交感神經(jīng)緊張引起腸道血流量減少[41，42]，導(dǎo)致功能性胃腸疾病[43，44]發(fā)生的結(jié)果。

2 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案與運(yùn)動(dòng)能力

2.1 一般運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案

良好的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案應(yīng)實(shí)現(xiàn)：（1）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)體具有良好的水合狀態(tài)；（2）在運(yùn)動(dòng)中防止過(guò)多的低水合狀態(tài)，（3）運(yùn)動(dòng)后體液有效恢復(fù)，以確保下一次運(yùn)動(dòng)需要[5，45，46]。因此，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案可分為三個(gè)階段，即運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)液、運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)液及運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)液。綜合各權(quán)威運(yùn)動(dòng)協(xié)會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液的推薦方案[5，18，47，48]以及相關(guān)應(yīng)用研究數(shù)據(jù)，本文對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液的推薦方案進(jìn)行了總結(jié)（圖1）。

圖1 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液推薦方案

運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)液是為了確保機(jī)體在開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前具有良好的水合狀態(tài)，因此補(bǔ)液的重點(diǎn)時(shí)間段在運(yùn)動(dòng)前1 h～2.5 h，多采用含糖（4%～8%）及電解質(zhì)（主要為鈉20～50 mmol/L）的補(bǔ)液配方，以便在促進(jìn)水合的同時(shí)，提高糖儲(chǔ)備。運(yùn)動(dòng)前補(bǔ)充含糖補(bǔ)液時(shí)，應(yīng)注意避免出現(xiàn)胰島素反應(yīng)以及過(guò)多排尿等不良反應(yīng)[49]。運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)液是為了防止機(jī)體脫水出現(xiàn)過(guò)度的低水合狀態(tài)，既要避免體重丟失2%～3%以上，同時(shí)又要預(yù)防過(guò)度水合或汗液中鈉濃度過(guò)高引起低血鈉[5]。有研究顯示，持續(xù)1.5小時(shí)以上的運(yùn)動(dòng)，每小時(shí)攝入約600 mL液體可在一定程度上減少脫水風(fēng)險(xiǎn)[50]。運(yùn)動(dòng)中補(bǔ)液方案的制定還需要考慮到運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間[51]、個(gè)體胃腸道耐受性[52]等因素。運(yùn)動(dòng)后補(bǔ)液是為了在下一次運(yùn)動(dòng)前有效恢復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的體液丟失[5，45，46]。因此，運(yùn)動(dòng)后應(yīng)攝入足夠的液體，體積相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)中體重?fù)p失的125%～150%，以提高機(jī)體水合狀態(tài)的恢復(fù)程度。

2.2 不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的補(bǔ)液方案及運(yùn)動(dòng)能力

對(duì)現(xiàn)有的不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目補(bǔ)液方案的歸納總結(jié)見(jiàn)表2。不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目在制定和實(shí)施補(bǔ)液方案時(shí)，可根據(jù)項(xiàng)目的動(dòng)作特征、裝備特征、比賽規(guī)則、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)時(shí)間及氣候環(huán)境等因素，選擇在不同的時(shí)段、補(bǔ)充不同配方的補(bǔ)液，進(jìn)而達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)能力的目的。

表2 不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的補(bǔ)液方案及運(yùn)動(dòng)能力

（續(xù)表2）

（續(xù)表2）

2.3 補(bǔ)液方案的實(shí)施

在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施當(dāng)中，應(yīng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)環(huán)境、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)計(jì)劃以及運(yùn)動(dòng)個(gè)體的自身代謝特征，在不同的補(bǔ)液時(shí)間，選擇不同的補(bǔ)液種類(lèi)和補(bǔ)液量，以維持運(yùn)動(dòng)過(guò)程中適宜的水合和營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，確保運(yùn)動(dòng)能力的正常發(fā)揮。

運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液的時(shí)間主要分為三個(gè)階段，即運(yùn)動(dòng)前、運(yùn)動(dòng)中和運(yùn)動(dòng)后。各階段補(bǔ)液均應(yīng)遵循少量多次的原則，旨在維持最佳的水合狀態(tài)。為避免胃腸道和胰島素以及腎臟代謝等反應(yīng)，運(yùn)動(dòng)前的補(bǔ)液應(yīng)在運(yùn)動(dòng)前1.5 h～2.5 h 緩慢補(bǔ)充400～600 ml 液體。可選擇分子量較高的多糖或混合糖，以延長(zhǎng)血糖水平的維持時(shí)間。短時(shí)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，如100 m跑等，在運(yùn)動(dòng)中無(wú)需額外補(bǔ)液。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練，在運(yùn)動(dòng)中的液體補(bǔ)充受到訓(xùn)練課程安排、比賽項(xiàng)目規(guī)則特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等的影響。為加速吸收利用，應(yīng)盡量選擇分子量較小的單糖、低聚糖或混合糖類(lèi)。葡萄糖的吸收和利用效率最高，易引起血糖的波動(dòng)，故應(yīng)根據(jù)需求謹(jǐn)慎使用。同時(shí)，可根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的汗液電解質(zhì)的測(cè)試結(jié)果，確定補(bǔ)液中電解質(zhì)的成分和濃度[76]。另外，在不影響滲透壓平衡的前提下，可針對(duì)不同的訓(xùn)練目的和需求在補(bǔ)液中添加其他有益成分，如咖啡因、支鏈氨基酸等。除此之外，還需考慮運(yùn)動(dòng)員對(duì)液體口感和口味的個(gè)人偏好。研究表明，通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)飲料的調(diào)味可提高運(yùn)動(dòng)員對(duì)補(bǔ)液飲品的喜好程度，促進(jìn)補(bǔ)液和體液平衡[77]。運(yùn)動(dòng)后的補(bǔ)液最佳時(shí)間為運(yùn)動(dòng)后的1 h內(nèi)，該時(shí)期的補(bǔ)液可促進(jìn)糖原等恢復(fù)。因此，運(yùn)動(dòng)后即刻就應(yīng)該在運(yùn)動(dòng)員可承受范圍內(nèi)按當(dāng)前液體損失量的1.5 倍進(jìn)行補(bǔ)充。

運(yùn)動(dòng)前、中、后的液體補(bǔ)充過(guò)程中，可通過(guò)觀察記錄運(yùn)動(dòng)員的口渴感覺(jué)、體重變化、尿液顏色和排尿頻率等情況，了解和判斷運(yùn)動(dòng)員的水合狀態(tài)，并及時(shí)調(diào)整補(bǔ)液方案。另外，在訓(xùn)練或運(yùn)動(dòng)階段、環(huán)境、運(yùn)動(dòng)員身體狀態(tài)等發(fā)生改變時(shí)，也需要及時(shí)調(diào)整補(bǔ)液計(jì)劃。

3 小結(jié)與展望

大量研究證明，運(yùn)動(dòng)員的補(bǔ)液管理存在嚴(yán)重的不足，水合狀態(tài)負(fù)平衡的現(xiàn)象較為普遍。目前，僅對(duì)滑雪運(yùn)動(dòng)員的每日平均液體攝入提出了推薦量（2.7 ± 1.0 L）[78]，其他項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的適宜補(bǔ)液量推薦值尚屬空白。運(yùn)動(dòng)中水合狀態(tài)紊亂可不同程度地影響運(yùn)動(dòng)能力，如運(yùn)動(dòng)成績(jī)、運(yùn)動(dòng)恢復(fù)及運(yùn)動(dòng)中的感知覺(jué)等。科學(xué)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液有利于機(jī)體維持穩(wěn)定的水合狀態(tài)平衡，有助于提高運(yùn)動(dòng)能力。由于不同的運(yùn)動(dòng)人群在訓(xùn)練或比賽當(dāng)中的水、電解質(zhì)以及能源物質(zhì)的代謝平衡受運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、環(huán)境、比賽規(guī)則、運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)裝備甚至運(yùn)動(dòng)個(gè)體本身等多種因素的影響，隨著運(yùn)動(dòng)競(jìng)技要求的提高以及人們對(duì)運(yùn)動(dòng)健康的關(guān)注，個(gè)性化的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)液方案將會(huì)在競(jìng)技體育和大眾健身中得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。