耐力运动-体力恢复与肌肉修复增长策略-碳水化合物和蛋白质补充方案

Sport-Formula    08-14 16:48

耐力运动-体力恢复与肌肉修复增长策略-碳水化合物和蛋白质补充方案

越来越多的人喜欢跑步和骑行这样长时间的耐力运动,耐力运动特点是需要大量的氧消耗和能量消耗,最终导致体内如肌糖元和肝糖元能量储存耗尽。

能量消耗从另一个角度来看,为人体提供了修复、重建和增强的可能,转而让人体变得更加强壮和健康,这些修复和重建主要表现在不同体内组织、器官的蛋白修复和重建,比如骨骼肌、骨骼和心血管系统等等。

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运动强度在最大耗氧量的50%至60%的运动,比如跑步、骑行,或者需要超高强度的团体竞技项目,比如足球篮球和冰球等运动,需要碳水化合物作为能量来源补充。这些运动的方式可刺激体内潜在的代谢能力提升(比如线粒体的生物效率、代谢酶的体内上调)和组织结构改变增强(肌肉收缩蛋白的修复和合成),久而久之,能够促进有氧和无氧运动能力的提高。

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因此,这些长时间或者高强度的运动和能量消耗,需要合理的能量和营养补充来为身体提供足够的原料来修复重建组织器官,维持高效的代谢能力。

一、耐力运动的两大重大营养素-碳水化合物(carbohydrate)和蛋白质(protein)

碳水化合物(carbohydrate)和蛋白质(protein)是运动能量和营养的基石,补充合理的营养对于运动后的恢复和身体机能的提高至关重要。 碳水化合物和蛋白质对于耐力运动是非常重要的两大宏观营养素,这两个营养素可以帮助运动后身体糖元再合成和肌肉组织的重构。

跑步、骑行等人群对于耐力运动,该如何补充碳水化合物和蛋白质,提高运动表现,促进运动恢复,改善运动能力是大家经常讨论的核心问题。为了获得很好的糖元恢复效果和肌肉重建效果,运动后的补充分为两个阶段:

第一阶段,短时间快速补充,运动后8小时内;

第二阶段,长时间持续补充,运动后8-24小时;

本文中就如何补充碳水化合物和蛋白质,促进肌肉恢复和重构方面,给予一定的讲解。

1、 碳水化合物(carbohydrate)

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碳水化合物在耐力训练中是主要的身体能量来源,其中肌肉储存的糖元在运动会首当其冲的被肌肉组织中的线粒体、肌质网、收缩肌蛋白纤维快速而巨大的能量需求被消耗掉,为了维持血液中血糖的平衡,肝脏中存储的糖元,也叫肝糖元随后会被释放,为身体补充能量。肌肉中的糖元被消耗殆尽而补充不及时的话,运动能力就会下降,另外,肌肉的能量来源还有蛋白质中的氨基酸,特别是支链氨基酸,脂肪分解后的游离脂肪酸,但是后两者的能量提供比较缓慢,对肌肉组织的能量需求的补充速度并不能达到最佳效果。

2、 蛋白质(protein)

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氨基酸在普通运动中是相对最小的能量提供底物,但是中等或高强度的长时间耐力运动,氨基酸的氧化供能会增加很多倍,这些氨基酸是肌肉中蛋白分解提供的,其结果就是肌肉蛋白的降低。另外,耐力运动可以刺激骨骼肌肌肉分解已损伤或老旧肌肉蛋白,并且重建新的肌肉蛋白。这个过程表示为:

肌肉蛋白分解:muscle protein breakdown,MPB

肌肉蛋白合成:muscle protein synthesis,MPS

这两个过程是动态平衡的,当MPS大于MPB时,其主导肌肉蛋白组分中的能量单元线粒体和力量单元肌原纤维蛋白的重建。

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通俗的降就是,当耐力训练发生时,在某种程度上会激发MPB,去除糟粕,为MPS重获新生打造条件,此时,补充碳水和蛋白质这些基础肌肉营养时,会让肌肉铸就新型。

对于MPB和MPS的平衡,向MPS的趋势发展,不断有氨基酸的氧化和新的肌肉蛋白的重建,对于进行耐力运动的人群来说,每日蛋白质的补充量建议是不低于1.2-1.7g/kg,也就是说一个体重为70公斤的耐力运动爱好者或者运动员来说,每日补充的蛋白量为84g-119g。

二、耐力运动后的短期快速恢复策略(8小时内)

1、糖元恢复策略

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1.1、单独补充碳水化合物的肌肉糖元恢复(CHO)

在运动后补充碳水化合物,对于肌糖元和肝糖元的再合成是非常重要的。运动后的第1个小时内,肌糖元的合成速度是最快的。Jentjen等人研究得出结论,在运动结束后的8小时快速恢复期,肌糖元的再合成速度是0.3g/min,因此,给出的对应的碳水摄入量和速度是1.0-1.2g/kg/h,这个含义就是如果体重为70公斤的人,运动后特别是第1个小时,需要补充的碳水化合物的量为70g-84g。

1.2、单独补充蛋白质的肌肉糖元恢复(PRO)

运动后8小时内,单独补充蛋白质并不能促进体内糖元的快速再合成和恢复。

1.3、同时补充碳水化合物和蛋白质的肌肉恢复(CHO/PRO)

Betts和Williams等人研究表明耐力运动后,补充碳水化合物水平低于1g/kg/h,额外补充蛋白质的情况下,碳水化合物和蛋白质的比例是3:1,肌肉糖元的恢复情况比单一补充碳水化合物更加有效,糖元的恢复速度是1.0-1.2g/kg/h,。这一效果的主要原因是,蛋白质中的的某系氨基酸(如亮氨酸,苯丙氨酸)能够刺激胰岛素加速将碳水化合物产生的葡萄糖转运至肌肉组织中合成糖元。

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2、肌肉蛋白重建恢复

运动后补充蛋白质是促进耐力运动后的肌肉蛋白合成(Muscle Protein Synthesis, MPS)最为重要的营养物质,主要原因是蛋白质中的必需氨基酸(EAA)能够为新肌肉的修复,构建提供最基本的单元。

运动后单独补充碳水化合物对于肌肉蛋白合成(MPS)基本上是没有效果。

运动后补充碳水化合物和蛋白质后,碳水化合物并没有放大肌肉蛋白合成(MPS)的效果。虽然碳水化合物关联胰岛素的反应,降低肌肉蛋白分解的效果(Muscle Protein Breakdown, MPB),但是,补充30g碳水化合物所体现的对肌肉分解的抑制效果相对于补充蛋白质促进的肌肉蛋白合成的效果,可以说是微乎其微,可以忽略不计,因此耐力运动后补充碳水化合物和蛋白质所产生的叠加促进肌肉蛋白合成(MPS)效果并不是很理想。

2.1、单独补充蛋白质促进肌肉合成策略

有文献做出临床试验,并被ASCM和ISSN所认可的数据,对于力量训练后,补充20g优质蛋白(如鸡蛋、乳清蛋白whey等)能够最大化肌肉蛋白合成MPS的效果,补充大于20g蛋白,会引起氨基酸在体内被氧化,作为能量物质提供给体内提供能量,导致蛋白质的浪费和体内氮失衡。

针对耐力运动,有学者经过研究得出结论,建议在耐力运动后补充20g乳清蛋白可以放大肌肉蛋白MPS的合成速度,折合成80kg体重的人,20g优质蛋白质(如乳清蛋白,whey)相当于,0.25g/kg的蛋白质运动后补充量。补充蛋白质的种类和补充的合理量已经确定,下一个需要关注的就是耐力运动后补充蛋白质的最佳时间,经过文献调研,耐力运动后立即补充蛋白质是促进肌肉蛋白合成(Muscle Protein Synthesis, MPS)的最佳时间,运动后超过两小时后补充蛋白质,肌肉蛋白合成的效果将被大大削弱。

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备注:1)CHO:碳水化合物,PRO:蛋白质;2)运动后立刻补充20g优质蛋白质或者对于80公斤体重的个体,补充0.25g/kg-0.3g/kg蛋白质能达到即系相关的肌肉蛋白合成效果;3)运动后单独补充碳水化合物不能帮助肌肉蛋白合成;4)碳水化合物和蛋白质以3:1比例在运动后补充,补充量在不高于0.7g/kg的范围内是表现为线性剂量相关的肌肉蛋白合成效果,但是与单一补充蛋白质相比,并没有表现出优势。

需要再次强调的是,不同来源、不同类型和不同工艺生产的蛋白质对于运动后肌肉蛋白合成(Muscle Protein Synthesis, MPS)的效果并不是等效的,主要表现在不同蛋白质的氨基酸组成和蛋白质的消化吸收速度(比如,蛋白质中所含有的氨基酸在体内血液或局部组织中的到达时间,分布浓度等等)。

根据世界卫生组织和各个国家的蛋白质建议,通常使用蛋白质消化率校正的氨基酸份数(Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score, PDCAAS)评价蛋白质量,在所有通过PDCAAS方式评价的高质量蛋白质中(PDCAAS为1.0),源自牛奶的乳清蛋白Whey)对于运动后或者静息状态的肌肉蛋白合成(Muscle Protein Synthesis, MPS)正向刺激效果明显优于大豆蛋白和酪蛋白。乳清蛋白的这一优势主要原因是其天然含有高含量的支链氨基酸,特别是亮氨酸(Leucine),亮氨酸是运动后肌肉蛋白合成的最大化效果的核心氨基酸。

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当然了,使用由蔬菜蛋白,谷物蛋白等非优质蛋白组成的混合蛋白,以一定合理的配比也可以达到与单一使用乳清蛋白的同等效果,但是这需要合理的配比,另外也加大了蛋白质过的摄入,会导致很多氨基酸被氧化作为能量被消耗,导致体内的氮失衡,因此,乳清蛋白和鸡蛋蛋白是首选的。

三、耐力运动后的长时间快速恢复策略(8-24小时)

目前已有文献和研究证据表明,单次高强度的耐力运动后,在24小时内,对于肌纤蛋白的合成促进,肌肉的修复重建,肌糖元的合成都是有效果的。因此,追求最大化的恢复效果,在运动后恢复的第二阶段,8-24小时是非常有必要的。

1、对于力量训练来说,在日间高强度训练后研究过三种不同的蛋白质补充方案:

1)每隔3小时内补充20g优质蛋白质,12小时内分4次,共补充80g优质蛋白质;

2) 每间隔1.5小时补充10g蛋白质,12小时内补充8次,共补充80g优质蛋白质;

3) 每间隔6小时补充40g蛋白质,12小时内补充两次,共补充80g优质蛋白质;

通过试验证据表明,在日间高强度训练后,第一种方案(每隔3小时内补充20g优质蛋白质,12小时内分4次,共补充80g优质蛋白质)肌纤蛋白合成效果是最佳的。

而同样的训练,每间隔1.5小时补充10g蛋白质,12小时内补充8次;每间隔6小时补充40g蛋白质,12小时内补充两次,这两种方式产生的肌纤蛋白的合成速度效果相对较差。

2、对于耐力训练,营养学家和运动学家通过文献数据和一些人体试验得出的8-24小时的方案是:

在运动过后,每3-4小时补充20g优质蛋白质(相当于80kg体重的人体,0.25g/kg蛋白质补充),可以持续的保持肌肉蛋白合成(Muscle Protein Synthesis, MPS)保持最高的速度,这种蛋白质的补充方式,以日间训练为例,建议每天以4-6次进餐最佳,这种方式与运动后的碳水补充恢复糖元的方式也很匹配。

3、对于夜间休息时间,补充优质蛋白质对于耐力运动后的恢复效果并不是很明显,主要原因是在进食补充后3-4小时后,人体血浆中的氨基酸会降低至禁食状态的浓度,对于肌肉蛋白合成效果收效甚微。

争议的是,对于力量训练后,睡前补充蛋白质,有学者建议可以持续补充体内的氨基酸,在睡眠的8小时内可以促进肌肉蛋白合成的效果,因此,对于耐力运动后,睡前补充一定量的蛋白质,保证睡眠质量,也是有可能有助于在8小时睡眠期间的肌肉蛋白合成和肌肉重建效果。

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四、Guideline-耐力运动碳水化合物和蛋白质补充方案策略

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对于耐力运动后的碳水化合物和蛋白质的短期快速和长时间补充策略指导原则整理如下:

8小时内快速补充策略(恢复糖元和肌肉重建)

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8-24小时长时间补充策略(恢复糖元和肌肉重建)

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备注:a)肌肉蛋白重建:蛋白质吸收刺激肌肉蛋白合成(MPS),适当的碳水化合物抑制肌肉蛋白降解(MPB)b)8-24小时的碳水化合物补充建议(Bruke等人研究结果),每日运动分类:中等强度:运动时间每天1小时;高强度:运动时间每天1-3小时;超高强度:每天运动时间4-5小时;碳水化合物的指导原则主要根据碳水作为能量来源来判断;碳水化合物与蛋白质的比例范围2:1-4:1,推荐比例为3:1。c)蛋白质与碳水化合物协同补充建议低于20g

五、一些实际应用的建议:

上面给的建议是大体的原则,下面是一些可变的一些方案以及一些建议。

耐力运动-体力恢复与肌肉修复增长策略-碳水化合物和蛋白质补充方案

1、为了得到很好的训练效果,连续多次的进行高强度训练,这样的情况下,建议运动个体应当每次补充0.25g/kg蛋白质,蛋白质应当选择高质量的,富含亮氨酸(Leucine),快速消化吸收的蛋白质,优选乳清蛋白(whey)作为蛋白质来源,同时,需要补充碳水化合物,碳水化合物与蛋白质的比例为3:1,相当于0.75g/kg的碳水化合物作为能量补充,这样的比例,有助于肌肉蛋白合成的最大化,抑制肌肉蛋白降解,同时可以保证身体内部的糖元快速合成和恢复。

2、运动人群对于长时间的耐力运动,如果不能快速补充碳水化合物,补充速度低于1.0-1.2g/kg/hour的情况下,可以辅以补充不超过20g的蛋白质,以增加体内糖元的合成。

选择碳水化合物需要选择不同来源的单糖、多糖等类别,易消化,快速供能量,比如葡萄糖、果糖、蔗糖,以及一些可以持续供能的寡糖(如异麦芽酮糖等)。果糖可以为提供肝糖元,葡萄糖可以提供肌糖元,一些寡糖是由果糖和葡萄糖组成的,可以同时提供肝糖元和肌糖元。

3、运动后快速补充的方式建议以液体饮料的方式补充,这是由于液体方式可以快速为体内提供碳水化合物和氨基酸,使得糖元恢复、氨基酸分布以及肌肉蛋白合成的速度最大化。

如果补充的蛋白质是比较低质量的蛋白(植物蛋白等),补充量是0.25g/kg,在运动后的快速恢复期后,建议每2小时至少补充1.0-1.2g/kg/hour的碳水化合物,这样可以弥补蛋白质量问题影响肌肉蛋白合成速度的降低。

4、对于时间比较自由的运动人群来说,8-24小时的恢复策略,可以适当放宽碳水化合物的摄入时间和种类,但是需要保证的是运动后快速恢复窗口期内需要补充20g(0.25g/kg)蛋白质,并且每日保证5-6次补充的次数。

5、对于睡前补充蛋白质,需要核算下每日个人需要的蛋白质量,运动强度和实际营养成分补充状况,设计自己的方案。

以上建议的知道方案,目的是最大程度的恢复体内糖元和促进肌肉合成的效果,如果运动强度和运动目的不同,可以适当的调整需要补充碳水化合物和蛋白质的补充比例和数量。​​​

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