【正文】 講稿撰寫者：江西中醫(yī)學(xué)院 張瑋 1 運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)學(xué) 第一章 概論 第一節(jié) 營養(yǎng)的概念 人類為了維持生命和健康，保證生長發(fā)育和從事各項(xiàng)活動(dòng)，每天必須攝入一定量的食物。機(jī)體攝取、消化、吸收和利用（同化）食物的過程叫做營養(yǎng)（ nutrition）。在漢字里，“營”是謀求的意思；“養(yǎng)”是養(yǎng)生或養(yǎng)身。確切地說，生物或使生物從外界吸取有益的物質(zhì)以謀求養(yǎng)生，這種行為和作用稱為營養(yǎng)。所以，營養(yǎng)是一種作用或行為，而不能單純理解為物質(zhì)，即不能把營養(yǎng)和營養(yǎng)素混為一談。 食物中對機(jī)體有生理功效的物質(zhì)稱為營養(yǎng)素（ nutrients）。 人體所需要的營養(yǎng)素約有幾十種， 概括為 7 大類：蛋白質(zhì)、脂類、碳水化合物、無機(jī)鹽（礦物質(zhì)）、維生素、水和食物纖維。 營養(yǎng)素應(yīng)具備的條件是，有生理功效，并為身體進(jìn)行正常物質(zhì)代謝所必需。 營養(yǎng)素通常來自食物，一種食物不可能包含所有的營養(yǎng)素，一種營養(yǎng)素也不可能具備各種營養(yǎng)功能。因此，人體需要從多種食物中獲得各種營養(yǎng)素。 營養(yǎng)學(xué)（ nutriology）是研究人體營養(yǎng)過程、需要和來源，以及營養(yǎng)與健康關(guān)系的科學(xué)。隨著科學(xué)的發(fā)展和進(jìn)步，營養(yǎng)學(xué)現(xiàn)已形成具有多個(gè)分支的學(xué)科 ，主要包括人類營養(yǎng)學(xué)、臨床營養(yǎng)學(xué)、公共營養(yǎng)學(xué)、預(yù)防營養(yǎng)學(xué)以及運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)學(xué)等。 運(yùn)動(dòng)營養(yǎng)學(xué) (nutriology in sport)是研究運(yùn)動(dòng)員的營養(yǎng)需要、利用營養(yǎng)因素提高運(yùn)動(dòng)能力、促進(jìn)體力恢復(fù)和預(yù)防疾病的一門科學(xué)。 第二節(jié) 營養(yǎng)的重要性 營養(yǎng)是維持人體生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，營養(yǎng)是否合理，不僅直接關(guān)系到個(gè)人體質(zhì)的強(qiáng)弱、健康的好壞和壽命的長短，而且對一個(gè)國家民族的興衰都有重大影響。 一、營養(yǎng)與生長發(fā)育 人體的生長發(fā)育受遺傳、營養(yǎng)、運(yùn)動(dòng)、環(huán)境和疾病等許多因素的影響。而營養(yǎng)是重要因素之一。因?yàn)闋I養(yǎng)素是構(gòu)成機(jī)體的物質(zhì)保證。在機(jī)體生長發(fā)育過程中，必須不斷攝取食物來建造組織。若營養(yǎng)不足，生長發(fā)育必然受影響 。研究表明，胎兒的身高、體重與母體的營養(yǎng)狀況呈正相關(guān)，合理的營養(yǎng)能促進(jìn)兒童的生長發(fā)育。世界衛(wèi)生組織的調(diào)查表明，一個(gè)國家或民族的體格發(fā)育水平，與其營養(yǎng)狀況有很大關(guān)系。 日本二戰(zhàn)期間和二戰(zhàn)后的男子身高比較 6 歲 9 歲 12 歲 15 歲 1939 1948 1953 1960 1965 1970 講稿撰寫者：江西中醫(yī)學(xué)院 張瑋 2 二、營養(yǎng)與健康 營養(yǎng)與健康的關(guān)系十分密切，合理營養(yǎng)能夠維護(hù)健康，強(qiáng)壯體魄，提高勞動(dòng)能力和工作效率，增強(qiáng)機(jī)體對疾病和外界有害因素的抵抗能力。營養(yǎng)失調(diào)不僅使人衰弱，而且可引起疾病。營養(yǎng)不足可引起營養(yǎng)缺乏病。如維生素 A 缺乏引起眼??；缺鈣引起佝僂病等。營養(yǎng)過?；蚴?去平衡，如熱量及脂肪過多，可引起肥胖癥、高血壓、冠心病和糖尿病等。此外，營養(yǎng)還與癌癥有關(guān)，如脂肪攝入量與乳腺癌發(fā)生率成正相關(guān)，食物纖維攝入量與直腸癌成負(fù)相關(guān)。美國的統(tǒng)計(jì)資料表明，婦女的癌癥 60%與營養(yǎng)有關(guān)，男性的癌癥 40%與營養(yǎng)有關(guān)。而適量的某些營養(yǎng)素（如維生素 A、 C 等）則有一定抗癌作用。 營養(yǎng)影響機(jī)體的免疫能力，營養(yǎng)不良，抵抗力下降，容易感染疾病。營養(yǎng)還對機(jī)體應(yīng)激狀態(tài)和傷病后的康復(fù)有重要影響，良好的營養(yǎng)能提高機(jī)體的應(yīng)激能力，促進(jìn)康復(fù)。 各種營養(yǎng)素與健康的關(guān)系非常密切，不斷有新的研究發(fā)現(xiàn)。著名營養(yǎng)學(xué)家、諾貝 爾獎(jiǎng)獲得者萊納斯 波林斯斷言：“合理的營養(yǎng)可使人的壽命延長 20 年?！敝袊芯涿裕骸八幯a(bǔ)不如食補(bǔ)”，反映了營養(yǎng)對健康的重要意義。 三、營養(yǎng)與運(yùn)動(dòng) 營養(yǎng)和體育運(yùn)動(dòng)都維持和促進(jìn)人體健康的重要因素。營養(yǎng)是構(gòu)成機(jī)體組織的物質(zhì)基礎(chǔ)，體育運(yùn)動(dòng)是增強(qiáng)人體機(jī)能的有效手段，兩者科學(xué)配合，可更有效地促進(jìn)身體發(fā)育，提高健康水平和提高運(yùn)動(dòng)成績。只注意營養(yǎng)而缺乏體育運(yùn)動(dòng)，會(huì)使人肌肉松弛、肥胖無力，機(jī)能減弱；進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)而缺乏合理的營養(yǎng)，體內(nèi)消耗的物質(zhì)能量得不到應(yīng)有的補(bǔ)償，也會(huì)使人的機(jī)能減弱，妨礙發(fā)育，并可導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏癥，有礙身體健康 。所以，要想使體育運(yùn)動(dòng)獲得良好效果，必須有適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)保證。 由于運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)體內(nèi)代謝的特點(diǎn)，對營養(yǎng)有特殊的需要，現(xiàn)代的營養(yǎng)對于運(yùn)動(dòng)員已僅是一般地起維持健康的作用，而需根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)，科學(xué)地利用營養(yǎng)因素來提高運(yùn)動(dòng)成績。體育科學(xué)研究表明，優(yōu)異的運(yùn)動(dòng)成績?nèi)Q于三個(gè)因素：正確的選才、科學(xué)訓(xùn)練、合理營養(yǎng)，缺一不可。由此，可見營養(yǎng)在體育運(yùn)動(dòng)中的重要性。 第三節(jié) 合理營養(yǎng) 合理營養(yǎng)要求膳食必須符合個(gè)體生長發(fā)育和生理狀況等特點(diǎn)，含有人體所需要的各種營養(yǎng)成分，且含量適當(dāng)，不缺乏，也不過多，全面滿足身體的需要，能維持正 常的生理功能，促進(jìn)生長發(fā)育和健康。這種膳食稱為“平衡膳食”。此外，合理營養(yǎng)還要求食物易于消化吸收，不含對機(jī)體有害的物質(zhì)。 合理營養(yǎng)是運(yùn)動(dòng)員保持良好訓(xùn)練狀態(tài)的物質(zhì)基礎(chǔ)，對運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能狀態(tài)、體力適應(yīng)過程，運(yùn)動(dòng)后體力恢復(fù)及防治運(yùn)動(dòng)性疾病都有良好的作用。 一、合理營養(yǎng)提供運(yùn)動(dòng)適宜的能源物質(zhì)，并保證能源物質(zhì)的良好利用 任何形式的運(yùn)動(dòng)均以熱能的消耗為基礎(chǔ)，但體內(nèi)能源貯備有限，如果無充足可利用的能源物質(zhì)，即當(dāng)體內(nèi)糖原水平極低時(shí)，即不能滿足不斷 ATP 速率的要求。因此需注意攝取含碳水化合物豐富的食物以保證體內(nèi)有充足的肌糖原貯 備。能源物在人體內(nèi)貯存或分解需要一系列輔酶的催化；維生素和微量元素多數(shù)是輔酶的組成成分或激活劑，這些營養(yǎng)素即使是輕度缺乏也可影響運(yùn)動(dòng)能力。 二、合理營養(yǎng)有助于預(yù)防運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的發(fā)生 肌纖維中能源物質(zhì)的水平與運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的發(fā)生有直接關(guān)系。研究報(bào)告指出，當(dāng)快收縮肌纖維中糖原耗盡時(shí)，人體控制及糾正運(yùn)動(dòng)的能力受到損害，運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的發(fā)生增加；如在運(yùn)動(dòng)前提高體內(nèi)肌糖原的水平及促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后糖原的恢復(fù)，將起到預(yù)防運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的作用。 三、合理營養(yǎng)有助于劇烈后的恢復(fù) 講稿撰寫者：江西中醫(yī)學(xué)院 張瑋 3 運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)的關(guān)鍵在于恢復(fù)身體的代謝能力，這包括肌肉及肝臟的糖原貯備、關(guān)鍵 酶的濃度（維生素 B 復(fù)合體及微量元素等）、體液、元素（如鐵）平衡及細(xì)胞膜的完整性等。這些代謝能力的恢復(fù)主要借合理營養(yǎng)的措施才得以實(shí)現(xiàn)。 四、合理營養(yǎng)可減輕運(yùn)動(dòng)性疲勞的程度或延緩其發(fā)生 引起人體運(yùn)動(dòng)能力下降的常見原因如脫水、體溫調(diào)節(jié)障礙引起的體溫增高、酸性代謝產(chǎn)物的蓄積、電解質(zhì)平衡失調(diào)所致的代謝紊亂、能源貯備物的耗損等，均可在合理營養(yǎng)的措施下（例如賽前、賽中、賽后或在大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練中適宜的飲食營養(yǎng)及補(bǔ)液等）延緩疲勞的發(fā)生或減輕其程度。 五、合理營養(yǎng)有助于解決運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中一些特殊的醫(yī)學(xué)問題 不少運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目如舉重、摔跤、 柔道、劃船等運(yùn)動(dòng)員因比賽的需要常減輕體重。而另一些項(xiàng)目如體操、藝術(shù)體操、跳水、跳高等運(yùn)動(dòng)員因完成高難度的技術(shù)動(dòng)作，常長期控制體重及體脂水平。運(yùn)動(dòng)員常采用控制飲食、飲水、高溫發(fā)汗、加大運(yùn)動(dòng)量引起出汗、甚至服用利尿藥（違禁藥）等措施減輕或控制體重，引起嚴(yán)重的醫(yī)學(xué)問題。運(yùn)動(dòng)員在熱或冷環(huán)境訓(xùn)練時(shí)有特殊的營養(yǎng)需要。生長發(fā)育期的兒童、青少年，或婦女、或老年人參加體育訓(xùn)練時(shí)，均有不同的生理問題，需要特殊的營養(yǎng)監(jiān)督，保證運(yùn)動(dòng)員的正常訓(xùn)練和健康。 第二章 熱能與營養(yǎng)素 第一節(jié) 熱能及需要量 人體的一切生命活 動(dòng)如細(xì)胞的生長繁殖，組織的自我更新，營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，代謝產(chǎn)物的清除以及人體從事各種活動(dòng)都需要熱能，沒有熱能，任何器官都無法工作。人體的熱能來源于食物，食物中的供能物質(zhì)（糖、脂肪、蛋白質(zhì)）在體內(nèi)經(jīng)酶作用進(jìn)行生物氧化，釋放能量（熱能），其中一部分用于維持體溫，另一部分則以高能磷酸鍵化合物（ ATP、 CP 等）等形式儲(chǔ)存。機(jī)體活動(dòng)消耗的能量大部分取自 ATP，每摩爾 ATP的高能磷酸鍵水解可釋放 熱能 . 一、 熱能單位及其測量方法 (一 )熱能的單位 熱能單位為卡 (cal, calorie)，指 1 克水從 15℃ 提高到 16℃所需的熱量。在實(shí)際應(yīng)用中常以千卡（ kilocaloric, kcal）為單位。 1984 年改用國際單位制以焦耳（ Joule）為熱量單位。在實(shí)際應(yīng)用中也增大千倍，即千焦耳（ KJ）。 1KJ相當(dāng)于 ， 1 kcal相當(dāng)于 。目前，千卡與千焦耳被同時(shí)應(yīng)用，正逐步轉(zhuǎn)向以后者為主。 (MJ 兆焦耳， 1MJ=1000KJ=106J) （二）熱能的測量方法 測量熱能的方法有直接測熱法和間接測熱法兩類。 （ 1）體外燃燒法：測量物質(zhì)氧化時(shí)所釋放的熱能，通常用彈式熱量計(jì)。主要由兩個(gè)中空的 半球形金屬球組成，球內(nèi)有可以放電的電極并引起導(dǎo)線，球體泡在定量的水中。測量時(shí)將一定量被測物如食物放在電極附近，并在球內(nèi)充滿純氧（ O2），然后將金屬球緊閉。導(dǎo)線通電使球內(nèi)被測物完全燃燒，燃燒釋放的熱量通過傳導(dǎo)使浸泡熱量計(jì)的水溫升高，由此可算出釋放的熱量。如葡萄糖在彈式熱量計(jì)中的化學(xué)反應(yīng)如下： C6H12O6+6O2→ 6CO2+6H2O+熱量 （ 2）體內(nèi)測試法：是采用在一種特備隔熱嚴(yán)密的測熱室進(jìn)行，室外圍有吸熱水管。被試 者在室內(nèi)進(jìn)行各種動(dòng)作，借室外水管內(nèi)循環(huán)水的量及溫度差，計(jì)算出機(jī)體在一定時(shí)間內(nèi)，講稿撰寫者：江西中醫(yī)學(xué)院 張瑋 4 向外發(fā)散的熱 量。此種方法雖然精確，但需要特殊的裝備及人力，而且也不適用于短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)。目前已很少應(yīng)用。 （ 1）測耗氧量法：因?yàn)?O2的消耗與體內(nèi)產(chǎn)熱成正比，故可以測定單位時(shí)間內(nèi) O2的消耗量，比值乘以氧熱當(dāng)量即得單位時(shí)間的熱量消耗，又稱代謝率。假定混合膳食時(shí)氧熱當(dāng)量為，則代謝率 M 等于 O2的消耗量，即： M=ⅹ VO2 因方法簡便易行故使用較多。 （ 2）穩(wěn)定性同位素法 用穩(wěn)定性核素 2H和 18O，測體內(nèi) CO2產(chǎn)生量與 H2O的清除率，得出熱能消耗率。方法安全，但儀器昂貴，目前很少 使用。 二、 熱源物質(zhì)及生理有效熱能 營養(yǎng)素中的糖、脂肪和蛋白質(zhì)，在體內(nèi)氧化分解產(chǎn)熱，是人體熱能的來源，故稱為熱源物質(zhì)。它們在體內(nèi)的氧化過程和在體外的燃燒有類似之處，但由于在體內(nèi)的最終產(chǎn)物不同，所以釋放熱能的量與在體外有所不同。糖和脂肪在體內(nèi)與體外氧休的最終產(chǎn)物都是二氧化碳和水，而蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能完全氧化成二氧化碳和水，尚余含氮有機(jī)物（尿素、肌酐等）排出體外，這部分物質(zhì)還可產(chǎn)熱，所以蛋白質(zhì)在體內(nèi)產(chǎn)熱比在體外少。此外，由于熱源物質(zhì)的消化率不相同，也影響它們在體內(nèi)的產(chǎn)熱量。每克糖、脂肪和蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化的生理有效熱 量分別為 4千卡、 9 千卡和 4千卡。 表 21 熱源質(zhì)的生理有效熱能 食物中熱原物質(zhì) 蛋白質(zhì) 脂肪 糖 (千卡 /克 ) ,含氮有機(jī)物 (尿素、肌酐等 )產(chǎn)生熱能（千卡 /克） （千卡 /克） (%) 92 95 98 (千卡 /克 ) (引自體育學(xué)院通用教材《運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)》人民體育出版社， 1990年第一版 ) 純酒精的吸收快，一般的能量 系數(shù)為 7kcal/g，但酒精在體內(nèi)氧化產(chǎn)生的能量只以熱的形式出現(xiàn)，并向外散發(fā)，不能用于機(jī)體作功，故又稱為空熱。 三、人體熱能消耗的幾個(gè)構(gòu)成部分 人體能量的消耗主要包括基礎(chǔ)代謝、體內(nèi)活動(dòng)、食物的特殊動(dòng)力作用以及生長發(fā)育四個(gè)方面。 （一）基礎(chǔ)代謝（ basal metabolism）和基礎(chǔ)代謝率（ basal metabolic rate, BMR） 基礎(chǔ)代謝是指維持機(jī)體最基本生命活動(dòng)（體溫、呼吸、循環(huán)、排泄、腺體分泌等）所消耗的能量。一般是指人體處于清醒、靜臥、空腹（飯后 10～ 12 小時(shí)）、室溫 20℃ 左右，外界安 靜、心情平靜時(shí)的熱能消耗。常用間接測熱法，即測定耗氧量，再乘以氧熱當(dāng)量算出單位時(shí)間人體基礎(chǔ)代謝所消耗的能量，稱為基礎(chǔ)代謝率，以“ KJ/（ m2 h）”表示。正常情況下，人體的基礎(chǔ)代謝率比較穩(wěn)定，在相同年齡、性別、體重的正常成年人中， 85%的人其基礎(chǔ)代謝率在正常平均值的 177。 10%以內(nèi)。中國人基礎(chǔ)代謝率平均值見表。 22 人體每小時(shí) /每平方米體表面積的基礎(chǔ)代謝率 年齡 男 女 年齡（歲） 男 女 講稿撰寫者：江西中醫(yī)學(xué)院 張瑋 5 （歲） KJ kcal KJ kcal KJ cal KJ kcal 1～ 30～ 3～ 35～ 5～ 40～ 7～ 45～ 9～ 50～ 11～ 55～ 13～ 60～ 15～ 65～ 17～ 70～ 19～ 75～ 20～ 80～ 25～ (引自 Fleisch A: Hel Med. Acta 18:23) 影響基礎(chǔ)代謝的因素有體表面積、年齡、性別、內(nèi)分泌等。 1． 體表面積 體表面積的計(jì)算公式為： 體表面積（ M2） = 身高 (厘米 )+ 體重 (公斤 )－ 成人以身高體重求其體表面積的公式與兒童有一定的差別。 Du Bois 用于兒童的公式為： 體表面積（ M2） = 身高 (厘米 ) 體重 (公斤 ) 體表面積越大，散熱面積越大。兒童年齡越小