最新運動研究數據（運動科學領域的研究熱點與進展）

2023-09-22 13:56:26 1

「第66屆美國運動醫學年會 (ACSM) 」暨「第10屆運動是良醫世界大會」「世界運動、晝夜節律和睡眠基礎科學大會」於2019年5月28日至6月1日在美國佛羅裡達州奧蘭多舉辦。2019年ACSM年會會議主題是「建立健康與積極生活方式領域研究與實踐的橋梁」，本屆年會共吸引了6000多名世界各地的業內專業人士參會。本屆年會設立了運動員醫療保障、運動的生物力學和神經控制、晝夜節律和睡眠基礎科學、臨床運動生理學、流行病學和生物統計學、運動是良醫、運動員和普通人的健康評估、運動訓練和運動表現、代謝和營養、身體活動和健康促進、骨骼肌、骨骼與韌帶等多個分會場，提供了主題演講、特殊演講、歷史回顧演講、臨床個案報告、臨床研討、座談會、自由交流/牆報等多種學習交流方式。歷屆ACSM年會均為不同研究領域新思想、新研究的碰撞，作者以本屆年會的專題報告、牆報為基礎，重點介紹運動科學領域中運動與代謝、運動是良醫、運動與睡眠、運動營養與運動表現等熱點議題與最新進展。

1 、乳酸代謝:從研究前沿向經典致敬

今年ACSM年會的特邀主題報告來自加州大學伯克利分校運動生理學教授George A Brooks，報告主題是:乳酸穿梭———從實驗室到ICU。乳酸代謝長期以來一直是生理、臨床以及運動醫學領域研究的焦點。1780年瑞典化學家Scheele在牛奶發酵飲料中第一次發現了乳酸，之後的很長一段時間內，乳酸都被認為是有害的代謝廢物以及導致代謝性酸中毒的主要原因[1]。20世紀早期，人們普遍接受缺氧是導致乳酸堆積的必要條件。Hill等人在巴斯德效應背景下提出，運動中乳酸堆積是由於缺乏氧氣來消除肌肉收縮產生的乳酸，並提出了運動中的兩種供能方式:有氧供能和無氧供能。1964年Wasserman首次提出了無氧閾測定方法[2]。與此同時，隨著測試技術的不斷進步，科學家們開始注意到乳酸在運動過程中的更多角色。1985年Brooks G．首次提出了著名的「乳酸穿梭」理論[3]，乳酸研究跨入了一個新的時代。「乳酸穿梭」用來描述乳酸產生和代謝的通路，在這個通路中，乳酸是許多組織和器官中支持人體細胞的中介。隨著「乳酸穿梭」理論的不斷豐富和深入，人們對乳酸的認識也發生了改變，目前認為乳酸的產生是一種應變反應，用來補償代謝應激，是細胞對抗代謝缺陷的方式。人體內乳酸除可作為「燃料」以及糖異生的原料外，還具有信號分子功能，並被證明在臨床應用方面具有巨大潛力[4]。

1.1 乳酸與運動

長期以來，運動中產生的乳酸被認為是有害的代謝產物，是導致運動能力下降和運動疲勞以及代謝性酸中毒的原因之一。隨著研究的深入，這一觀點受到了很多質疑。在正常的pH下，人體內99%以上的乳酸水解成乳酸根離子和氫離子，因此產生了乳酸水解產生的氫離子是致使細胞內酸化的原因的錯誤觀點。就疲勞的單獨肌肉模型而言，肌肉組織p H下降確實會影響運動表現，這一結論得到Debold等人最近的一項綜述支持。但Robert A.Robergs等人的研究指出，在劇烈運動過程中，乳酸的產生延緩了丙酮酸的過多積累，並且在丙酮酸還原成乳酸時需要額外消耗一個氫離子，所以認為乳酸的形成不是引起細胞內p H下降的主要原因。一些學者認為肌肉組織pH下降未必會對運動產生負面影響，甚至可以減輕疲勞的發生。Pederson等的研究結果表明，在肌肉細胞去極化時，細胞內的酸化能保持其細胞的興奮性，延緩了疲勞的發生。此外，對於糖酵解過程是否產生乳酸仍存在爭議，一部分學者認為，糖酵解產生的是乳酸根離子，需要單獨考慮乳酸根離子與氫離子在肌肉疲勞中扮演的角色，糖酵解過程產生的乳酸根離子累積不會引起肌肉疲勞。在臨床中，Nalos等人證實乳酸鹽輸注可以改善心力衰竭時的心臟性能。目前看來，有關人體運動過程中是否產生乳酸以及乳酸對人體p H和疲勞的影響仍然存在一些爭議。

1.2 乳酸與疾病治療

高乳酸血症是嚴重損傷如外傷性腦損傷急性期、敗血症和器官衰竭的典型症狀之一[5,6]。在臨床，常常將血乳酸用作「復甦」指標，判斷患者預後情況及恢復效果，同時乳酸也是死亡率的預測因子。高乳酸血症在運動中十分常見，尤其是高強度運動，其機制通常被認為是缺血和低氧血症。然而，最近的一篇綜述顯示，在臨床條件下出現高乳酸血症時，缺少缺血、低氧血症或組織缺氧的相關證據。儘管如此，高強度運動方式仍然越來越被推薦作為降低糖尿病、冠狀動脈疾病和心臟代謝疾病風險因素的幹預手段[7]。科學家給出了解釋，乳酸穿梭是一種應變反應，其目的是減輕疾病和損傷的後果;高乳酸血症不是導致傷害或疾病產生的原因，而是減輕傷害和疾病影響的機制[8]。儘管一些人堅持氧債理論，但全球各地多個專業的臨床醫生正在研究乳酸鹽療法並找到成功之處。

目前生理學家、營養學家、臨床醫生和運動醫學從業者開始意識到，高乳酸水平在血液疾病或受傷後可能有助於創傷性大腦的修復過程[9]。受傷後，腎上腺素會激活交感神經系統，從而產生乳酸。Brooks認為，如果沒有這些補充的能量，身體將沒有足夠的能量來自我修復，研究表明，在生病期間或受傷後補充乳酸可以加快康復[10]。現在，在臨床實驗和試驗中，乳酸被用於控制受傷後的血糖，為受傷後的大腦補充能量，治療炎症和腫脹，用於胰腺炎、肝炎和感染的恢復，用於心肌梗死後的心臟補充能量，以及控制敗血症。

然而，在癌症疾病中，乳酸的產生與累積為癌細胞提供了能量，並且可以促進血管生成，免疫逃逸，細胞遷移和轉移。因此，對於癌症患者而言，找到合適的阻斷體內乳酸穿梭的方法至關重要，目前尋找癌症特異性MCT阻斷劑尚未成功。

1.3 乳酸與神經

早在20世紀50年代，Henry McIlwain便提出乳酸是腦內有效的能源物質，這一發現在隨後的幾十年也得到了大量研究證實。就淨值而言，在安靜健康個體中，葡萄糖是大腦的首選燃料來源，乳酸對大腦能量的貢獻比葡萄糖低，然而乳酸的作用卻不容忽視。在昏迷的創傷性腦損傷患者體內，循環血糖的70%～80%由乳酸糖異生作用產生;在腦部供能中，12%的能量直接由乳酸提供，45%的能量由乳酸糖異生產生的血糖間接提供，乳酸對創傷性腦損傷患者腦部供能至關重要。除此之外，在健康人群運動期間，乳酸提供了大腦所需能量的25%，是重要能源物質。

乳酸除了作為腦能量底物外，還可以作為腦源性營養因子 (BDNF) 分泌的信號[11]。BDNF是神經營養素家族的成員，可以促進神經發生、神經再生和提高突觸可塑性，已被證明對認知有積極作用。動物實驗顯示，乳酸鹽療法能提高大鼠BDNF水平和認知功能[12]。最新的人體實驗也得到了類似的結論，對於健康人群和腦損傷人群而言，補充外源性乳酸鹽改善了大腦功能，並且對於進行高強度運動的成年男性，執行功能與血乳酸以及腦乳酸攝取直接相關。

2 、運動與睡眠

由於本屆年會也是「運動、晝夜節律和睡眠基礎科學」大會，因此運動與睡眠的相關主題格外受關注。由於地球自轉和晝夜交替，細胞生物鐘機制存在於在大多數生物體中。這些細胞時鐘以不同的方式彼此同步，以建立晝夜節律網絡，在組織和器官中建立晝夜節律程序，協調整個有機體的生理和行為。在哺乳動物的大腦中，視交叉上核通過視網膜接收光信息，並將神經元時鐘與光信號同步。隨後，視交叉上核將這些信息傳輸到組織和器官的時鐘網絡，從而同步身體的生理和行為。當細胞時鐘的破壞和/或時鐘之間的同步被破壞，例如在時差和倒班工作條件下，以及睡眠不足、睡眠剝奪時，大腦的正常功能會受影響，並可能導致新陳代謝紊亂、睡眠紊亂和神經功能加速衰退等一系列問題[13]。

2.1 睡眠不足與公眾健康

與其他慢性病的生活方式危險因素相比，睡眠直到最近才在公共衛生或臨床研究和實踐中受到同等的重視。睡眠時間、質量和行為與營養和慢性病風險關係密切。越來越多的證據表明，睡眠模式，如短 (9 h) 的睡眠時間，可以影響慢性疾病的風險。睡眠不足會增加肥胖和心血管疾病發生的風險;它還會破壞葡萄糖代謝，從而增加2型糖尿病的風險[14]。研究人員假設，短時間的睡眠可能會干擾身體在睡眠中發生的恢復過程，導致慢性疾病發展的生物學和行為風險因素。

睡眠不足會導致高水平的胃飢餓素和低水平的瘦素。而這兩種激素失衡可能導致暴飲暴食行為。睡眠不足還會導致神經元對食物刺激的反應更加活躍，從而導致人們更有動力去尋找高能量的食物，尤其是高脂肪和高糖的高能量食物。睡眠不足和紊亂導致代謝失調的另一種途徑是通過激活下丘腦垂體腎上腺軸 (HPA) ，導致下遊血糖和胰島素升高，脂聯素水平下降[15]。研究證實，睡眠時間短與高血壓、冠心病、復發性急性冠狀動脈症候群和心力衰竭風險增加之間的關係有關聯[16,17]。在行為機制上，睡眠時間短和睡眠質量差都與能量攝入增加、飲食質量差、飲食模式失調有關，這些都會導致體重增加。有報導稱，男性在睡眠受限和深夜時段攝入的能量更多，這使得他們更容易在睡眠不足時體重增加。

然而，很少有官方的睡眠建議可用來指導健康從業者和普通人群。目前美國美國國家睡眠基金會 (National Sleep Foundation) 發布了針對不同年齡段、基於證據的睡眠時間建議，以降低患慢性病的風險，美國睡眠醫學學會也提供了兒童和成人的睡眠時間建議[18]。2015年《美國人飲食指南》包括了關於體育鍛鍊和健康生活方式其他方面的建議，但是，它們沒有包括關於飲食和睡眠之間的整體關係的建議。考慮到該領域的研究越來越多，關於睡眠的信息應該被納入未來的各國膳食指南中，以進一步提高健康生活質量。

2.2 睡眠不足與運動表現

儘管越來越多的文獻表明睡眠和最佳表現之間存在著積極的關係，但運動員的睡眠質量和數量往往較低。運動員睡眠不足可能是由於日程安排的限制和睡眠相對於其他訓練需求的優先級較低，以及運動員缺乏對睡眠在優化運動成績中的作用的認識[19]。運動表現 (如速度和耐力) 、神經認知功能 (如注意力和記憶力) 、身體健康 (如疾病和受傷風險、體重維持) 等方面都被證明受到睡眠不足或睡眠限制的負面影響。然而，健康的成年人在自我評估睡眠不足的影響程度通常是被忽視的，這凸顯出有必要提高優秀運動員和管理他們的護理的從業者對睡眠重要性的認識。優化運動員睡眠質量和數量的策略包括擴大總睡眠時間、改善睡眠環境和識別潛在的睡眠障礙[20]。

睡眠不足是運動員比賽前的常見現象，這可能會對他們的運動成績產生重大影響。之前的許多研究報告表明，睡眠不足會對運動表現產生負面影響;睡眠不足的人患急性疾病、創傷性運動損傷和慢性疾病的風險更高。在極早或極晚的時間進行訓練或比賽可能會干擾晝夜節律和體內平衡節律。睡眠質量和數量的下降可能導致自主神經系統失衡，模擬過度訓練症候群的症狀。此外，睡眠不足後促炎細胞因子的增加可能會促進免疫系統功能障礙。更令人擔憂的是，許多研究睡眠不足對認知功能影響的研究報告顯示，睡眠不足會導致認知能力下降，而且準確性較低。最近的研究表明，團隊運動運動員在比賽期間和賽後睡眠質量差的風險很高。儘管目前公布的數據有限，但團隊運動員似乎特別容易受到夜間比賽和高強度訓練後睡眠質量和睡眠時間下降的影響。而午睡、延長睡眠時間和睡眠衛生習慣有利於運動表現[21]。教練員、隊醫和運動科學從業者都應該提倡對運動員睡眠的重要性進行更好的教育。未來針對運動員的睡眠問題，可以進一步加強不同運動項目、性別、訓練時間和周圍比賽相關的具體需求下睡眠策略的研究。今後需要進一步的研究和考慮來獲得更多關於睡眠和成績之間相互作用的知識。

2.3 睡眠與營養攝入

營養對睡眠質量有重要的影響。目前，有證據表明睡眠質量與持續時間和飲食之間存在雙向關係，營養物質和食物的攝入量以及飲食行為與睡眠質量和數量的組成部分有關。飲食成分和飲食行為受生物因素的調控，而生物因素反過來又可能影響營養狀況。同樣，睡眠的數量和質量導致生物因素被調節，這些生物因素反過來控制著睡眠因素。值得注意的是，這種多方面的相互作用在生命早期就很明顯，並在整個生命過程中持續存在。

膳食成分已被證明會影響睡眠時間、質量和行為。在一項住院病人睡眠交叉研究中，低纖維、高飽和脂肪和糖的攝入與更輕、更少的恢復性睡眠有關。在另一項研究中，與普通平衡膳食或低碳水化合物高脂肪飲食膳食相比，高碳水化合物/低脂肪飲食與較差的睡眠質量有關。微量營養素的攝入也被認為影響睡眠模式。維生素B1、葉酸、磷、鎂、鐵、鋅、硒不足和較短的睡眠時間有關，缺乏α-胡蘿蔔素、硒、鈣與入睡困難有關;而夜間攝入褪黑素、鎂或鋅可以改善長期失眠症患者的睡眠質量，補充維生素D可以改善成人睡眠質量、睡眠潛伏期和睡眠時間。

攝入含有興奮劑的食物和飲料也會影響睡眠。咖啡因和可可鹼是腺苷的競爭對手，腺苷是一種調節睡眠和覺醒周期的激素。雖然咖啡因和可可鹼能在攝入後立即提高覺醒，但也帶來另一方面的持久影響，會在攝入後的許多小時內改變睡眠模式，包括延長睡眠潛伏期、減少總睡眠時間、睡眠效率低下、睡眠質量惡化以及快速眼動睡眠行為障礙。此外，酒精通常被認為是鎮靜劑，對睡眠有微妙的影響。飲酒會降低睡眠潛伏期，而且可能會影響血清素和去甲腎上腺素的水平，從而影響睡眠。特定的天然食品會影響睡眠，例如，牛奶、富含脂肪的魚、櫻桃和獼猴桃都對睡眠有好處。這些特定食物中色氨酸的相對高含量可能是有助於促進睡眠的原因。麵包、豆類、魚和貝類的攝入與男性的睡眠時間呈正相關。證據表明，這些日常飲食結構和飲食行為的改變均會影響睡眠元素。

3、 運動是良醫

3.1 運動劑量:多少運動是有益的?

毫無例外，「運動是良醫 (exercise is medicine, EIM) 」依舊是本屆會議的研究熱點之一。隨著EIM的理念被廣泛接受，運動過量和運動不足的情況都有可能發生，目前認為運動量與其對健康的益處之間存在著曲線關係[22]。許多研究表明，運動與降低心血管疾病、糖尿病、癌症和老年痴呆症風險有關，其改善效果與運動劑量有關[23]。關於運動劑量與健康效益之間的關係，目前的結論是:運動是有益的，人們不需要達到150～300 min目標範圍的下限，就可以從定期的體育活動中受益;多運動會受益更多，超出目標範圍的個人通常會獲得更大的健康益處。完成超出目標範圍的運動量，風險還會進一步降低。大約一半的成年人可以通過適度增加中到高強度體力活動使風險降低更多;但完成過多的運動，受益幅度反而會降低並有可能帶來風險和危害[24]。

高劑量運動可能是有害的。研究顯示，曾患有心肌梗塞、每天跑步超過7.1 km或每天步行超過10.7 km的患者，運動的益處會減弱。最新研究表明，對於普通人來說，急性肌肉骨骼損傷隨有氧運動的增加而增加，但影響日常生活的肌肉骨骼損傷並不會隨有氧運動的增加而增加;對於足球、籃球類項目的運動員來說，最常見的跟腱損傷與大強度的訓練密切相關，關於減少跟腱損傷的最小運動劑量仍未知，但兩次訓練之間充分的休息可明顯減少損傷風險[25];對於脊髓損傷患者來說，中等到較高強度的有氧運動和抗阻運動有益於心肺健康和促進康復。關於運動劑量與心血管疾病風險的關係，目前仍未統一，有研究表明高強度運動 (大於心率儲備的72%) 更有益於心肺健康，但也有研究表明大強度運動會增加死亡風險[26]。每天進行較大強度體力活動的冠心病患者，其全因死亡率高於每周運動2～4次的患者。高劑量的大強度運動或較高強度體力活動與健康個體的死亡率無關，但可能會削弱與體力活動相關的健康益處。每天高劑量的體育活動 (遠高於推薦量) ，與心血管疾病患者的死亡風險增加有輕度但顯著的相關性。

3.2 不同人群的EIM

3.2.1 運動是老年人的良醫

人口老齡化已成為全球性的問題，此次大會中有大量報告和牆報關於老年人骨質疏鬆、帕金森、認知和身體功能下降的研究。研究表明老年女性身體狀況、飲食狀況和認知功能的下降可能與老年人平衡以及行走能力的下降以及跌倒風險的增加有關，也可能與獨立生活能力下降有關。定期的體育鍛鍊對靜坐少動生活方式引起的肌力、柔韌性、功能能力和生活質量下降具有重要作用，而抗阻訓練改善效果最佳。力量練習同樣也是骨質疏鬆患者有效的運動方法。帕金森作為一種進行性神經退行性疾病，可導致認知功能下降，研究表明每兩天進行一次，每次40 min的騎行可改善帕金森患者的情緒識別能力。而每周兩次60～120 min的有氧運動，有助於改善帕金森患者的手部靈活性和生活質量。糖尿病和糖尿病早期患病率急劇上升是終末期腎臟病和腎衰竭的主要原因[27]，研究表明二甲雙胍結合每日兩組43 min的高強度間歇運動可降低組織間液葡萄糖濃度，每周3次、每次50 min中等強度的中國傳統運動可改善糖代謝、增強體質、提高心理健康水平。

3.2.2 運動是癌症患者的良醫

隨著醫學的進步，癌症的死亡率逐漸下降，但癌症的預後與身體活動密切相關，對於乳腺癌來說，無論是在治療期間還是治療後，體育鍛鍊以及瑜伽、太極或氣功都有助於減少乳腺癌患者的睡眠問題，提高患者的主觀睡眠質量。研究表明，每次90 min、每周3次、為期12周的八段錦鍛鍊可以改善乳腺癌患者的生活質量和睡眠質量，且為期2周的有氧運動 (以無氧閾速度為基礎) 加抗阻運動，可促進久坐乳腺癌患者的心肺功能、神經肌肉活性及生活質量，但也有研究表明乳腺癌在化療期間，每周3次，為期12個月，分別進行有氧運動結合抗阻運動 (50～60 min/次) 或只有更高劑量的有氧運動 (50～60 min/次) ，以及標準劑量的有氧運動 (20～30 min/次) 。最終結果表明有氧結合抗阻訓練以及單純的有氧運動身體成分結果並不優於標準劑量的有氧運動。然而，採用有氧運動結合抗阻訓練或單純的有氧運動分別與較高的瘦體重和較低的體脂百分比有關，這可能對乳腺癌的預後產生影響。這些研究表明，對於有規律的運動，即使是短時間的運動也會有益於老年人身體功能的改善，而結合抗阻訓練會使改善效果最佳;每周2次，每次40～120min的有氧運動可使帕金森症候群患者獲益;中等至高等強度的運動可改善糖代謝;而20～90min的有氧運動並結合抗阻運動有利於癌症患者生活質量的提高與病情恢復。

3.2.3 孕期女性的「運動是良醫」

妊娠期運動是產前保健的重要組成部分，對促進產程的進展、降低不良分娩結局的發生以及預防和控制妊娠期糖尿病 (gestational diabetes mellitus, GDM) 有著積極的作用。隨著國外運動醫學、婦產科學對妊娠期運動研究的深入，孕婦產前運動作用在國外也得到越來越多的認可。國外研究顯示，孕期適當的體力活動有助於調控血糖、緩解疼痛、預防抑鬱以及改善睡眠，降低妊娠不良結局的發生率，對新生兒和產婦的預後有積極影響。此外，體育鍛鍊還能降低產後抑鬱的發生率，更好地控制情緒，並使孩子在認知變量、學業成績和課堂行為方面取得更好的表現。

產前規律的運動可以降低GDM的風險，同時規律運動也可以用於治療已經發生的GDM。在妊娠前及妊娠期間從事體育訓練可以降低妊娠糖尿病的發生風險。有氧和抗阻訓練都可以提高GDM患者的胰島素敏感性。餐後步行對妊娠期糖尿病女性血糖控制也有良好的影響，可改善GDM女性早餐和午餐後的血糖水平，餐後步行可能是治療管理GDM有效的輔助手段。一項Meta分析表明產後進行中低強度的有氧運動可以有效改善產後抑鬱。

美國婦產科醫師學會 (The American Congress of Obstetricians and Gynecologists, ACOG) 在《妊娠期和產後運動指南》中建議無醫學或產科併發症的孕婦在妊娠過程中堅持每次30min，每周至少150min的運動，每周多次參與有氧和抗阻訓練。孕前少動和/或超重/肥胖的女性可採用中低強度的有氧運動，而孕前有運動習慣的孕婦可繼續保持孕前的強度或中等強度 (45%～60%儲備心率) 的運動，隨著孕周的增加，運動強度逐漸降低。然而，關於妊娠期運動在國內尚未得到足夠的重視，臨床上關於妊娠期運動類型、強度及運動時機的選擇缺乏系統的指導。孕期最佳運動模式、強度和時間仍有待進一步深入研究。

4 運動營養與運動表現

在本屆ACSM年會上，運動營養與運動表現是學者們關注的重要議題之一。運動營養目前的研究熱點主要集中在:酮體與運動、提升運動表現的運動營養補劑等方面。

4.1 酮體與運動

人體代謝系統在使用各種膳食常量營養素作為燃料的能力上非常靈活。運動前控制個人習慣性飲食是改變燃料底物利用模式的有效策略。20世紀60年代後期，當發現肌糖原耗竭與疲勞有關，並且高碳水化合物飲食能夠維持肌糖原和運動表現時，高碳水化合物飲食是優化運動表現所必需的概念得到了證實。與此同時，對禁食/低糖原的代謝適應的開創性工作揭示了人類轉向使用基於脂類的燃料機制。與葡萄糖相比，酮體的能量消耗更大，而以酮體為中心的新陳代謝有可能提供穩定、快速的能量供應，從而改善運動表現和能力。

生酮飲食涉及使用脂肪作為每日攝入量的主要來源，同時限制碳水化合物的攝入量[28]。通過這種方式，肝臟被迫產生並釋放酮體進入循環[29]。這種現象稱為營養性酮症[30]。隨著時間的推移，身體將適應使用酮體作為主要燃料，這稱為酮適應，也是脂肪適應的一個要素。酮生成是脂肪適應發生的過程，在此過程中，脂肪酸在線粒體中通過β-氧化轉化為乙醯輔酶A，然後轉化為酮體。

長期限制CHO飲食可以顯著增加脂肪氧化並同時減少次極限運動期間的CHO氧化。新出現的證據還表明短期限制CHO飲食，例如禁食/低糖原狀態的訓練，可以促進線粒體生物合成，脂肪適應在短短5天內就可以發生。此外，一種脂肪適應與碳水化合物相結合的飲食周期化策略也引起了大家的關注，其旨在增強運動期間脂肪對氧化代謝的貢獻，而不損害運動前內源性CHO儲備。

但是，有兩個理論值得進一步討論。首先，脂肪適應策略存在較大的個體差異，一些運動員是「反應者」並且表現出真正的幹預效果，而其他運動員則是「無反應者」。其次，有強有力的證據表明，即使肌肉CHO含量恢復到正常水平或超補償，脂肪適應策略也會減少對運動期間肌糖原利用的依賴。這種糖原儲備意味著延長這種有限燃料儲備的可用性可能會帶來益處。然而，另一種理論認為，脂肪適應策略會導致糖原利用受損，並且使用這種重要燃料的能力將會降低。

儘管有大量證據證實了生酮飲食與減肥、提高肌肉的脂肪利用率和其他有益效果相關，但目前還沒有明確的證據表明它是否能夠帶來運動表現方面的優勢。在酮適應的超耐力跑步者中進行的研究表明，酮適應促進了更高的脂肪氧化峰值 (比未適應的運動員高2.3倍，n=10) ，該結果歸因於脂肪氧化能力的增加。在2019年，McKay等人的研究發現，酮適應的精英競走者經過標準化的19～25 km競走後，白介素-6的含量顯著升高，這是一種可能誘導強烈脂肪分解的肌細胞因子，提示耐力的潛在能力增強。然而白介素-6可能是有害的炎性細胞因子，並可能引起副作用。其他相關文獻的血液生物化學和相關分析表明，潛在的機制可能是酮適應增強了脂肪的運輸和代謝能力。最終，生酮飲食可能有助於延長運動能力。這些結果解釋了酮適應性在提高耐力運動能力方面顯示出巨大潛力的部分機制。但也有相反的報導，Zinn等人在一項研究中報導，在紐西蘭耐力運動員中，生酮飲食增加了身體成分和健康的益處，但未能提高耐力能力。這些受試者的平均年齡為51.2歲，因此，應該考慮這項研究對年輕運動員的普遍性。同時，有研究顯示低碳水化合物高脂肪飲食在優秀競走運動員中強化訓練後，損害了其運動的經濟性和運動表現。

對高強度運動表現而言，酮適應可能會帶來負面的影響。受試者以較高強度 (80%VO2max, 90%峰值功率) 參與的試驗顯示，即使使用碳水化合物恢復，運動表現也會大大降低。有證據表明，適應生酮飲食可能通過減少糖原累積和影響參與能量代謝的酶而損害糖原的利用。如果是這種情況，那麼預計脂肪適應會損傷高強度運動的表現 (85%VO2max) 。

4.2 提升運動表現的營養補劑

營養補劑的研究一直是當今體育科學界的熱點之一，也是本次ACSM年會上眾多體育學者的關注重點，它能通過補充人體所需的各類營養物質、加速消除疲勞、增強免疫能力、提高訓練水平等來提高運動員的運動表現。在本屆年會上，來自澳大利亞的Louise Burke教授就運動員的營養問題發表了自己的觀點，每個運動員應該通過與教練和認證的運動營養專家合作，制訂個性化、階段性和實用的營養計劃，來優化他們的運動表現[31]。在最新發表的IAAF運動營養共識聲明中，Louise Burke教授介紹了目前具有強證據證明有效的5種運動營養補劑，即咖啡因、肌酸、硝酸鹽/甜菜根汁、β-丙氨酸和碳酸氫鹽，其中，最引人關注的就是咖啡因和膳食硝酸鹽，也是本屆年會上學者熱議的焦點。

咖啡因 (1, 3, 7-三甲基黃嘌呤) 是運動員中最受歡迎的營養補劑之一，它具有強大的興奮作用，運動員很容易在市場上以不同的形式獲得咖啡因，如能量飲料、含咖啡因的飲料、藥片、凝膠、口香糖等。根據澳大利亞體育協會 (AIS) 的研究，咖啡因潛在的遍歷性可以將其作為一種安全的補充劑用於運動[32]。此外，國際奧委會 (International Olympic Committee) 在最近關於膳食補充劑的共識聲明中指出，運動前攝入3～6 mg/kg體重的咖啡因，可以提高運動成績。咖啡因是一種中樞神經興奮劑，通過阻斷中樞和外周腺苷受體發揮作用。運動過程中，刺激在大腦中產生電信號，導致疲勞，腺苷抑制傳出神經的活動，同時刺激傳入神經，咖啡因通過促進具有大腦興奮性特徵神經遞質的合成，提高運動表現。此外，通過腺苷拮抗的調節，咖啡因增加了運動單位的募集，改善了鈉鉀泵反應，提高了肌漿網釋放鈣離子的速率，增強了肌肉收縮速度。因此，咖啡因經常被用作一種強化補劑來改善運動前和運動期間的表現。除了咖啡因自身的作用外，還能促進協同作用或添加作用，如維生素、礦物質、碳水化合物、胺基酸和牛磺酸。目前，最常見和最簡單的補充咖啡因的方法之一是攝入含有咖啡因的能量飲料，能顯著提高運動員的跳躍高度，增強下肢的力量。咖啡因可以用於提高耐力表現，對於無氧和短跑能力的提高也有重要作用。Alvarenga等人[33]研究顯示，咖啡因可以改善20km自行車運動員的運動表現，降低精神疲勞帶來的負面感覺以及感知疲勞等級 (RPE) 。此次ASMS年會上有學者指出，高劑量的咖啡因對改善血壓、硬拉和深蹲的強度水平更有效，運動員使用的咖啡因可以減少氧化應激，增加白細胞介素-6的水平，進而刺激肌肉肥大。此外，咖啡因在改善反應時、鎮痛、改善代謝環境、促進肌肉蛋白合成等方面的作用也不可忽視。但咖啡因攝入引起的功能增進效果具有明顯的個體差異，應該以一種個性化的方式推薦咖啡因。

膳食硝酸鹽主要指日常食物中存在的硝酸鹽，主要存在於蔬菜中，硝酸鹽含量較高的蔬菜有菠菜、甜菜根、白蘿蔔及莧菜等。運動前補充膳食硝酸鹽可顯著提高次最大運動效率和高強度運動的耐受性[34]。膳食中添加硝酸鹽已被證明可以增加對高強度運動的耐受性和改善自行車運動員在低氧條件下的運動表現。造成這種現象的原因可能是磷酸肌酸降解減少，代謝物積累減少以及更快的磷酸肌酸恢復速率。目前研究中應用最廣的是甜菜根汁和紅菠菜提取物。甜菜根汁由於其商業實用性和高濃度的硝酸鹽，已經成為最受運動員歡迎的運動營養補劑之一。甜菜根汁對人體積極的生理作用是由甜菜根汁中的硝酸鹽引起的，它有助於內源性一氧化氮 (NO) 的形成。NO具有促進血液流動、促進氣體交換、增強肌肉收縮、促進和提高線粒體生成效率等作用。因此，補充甜菜根汁會對心肺耐力產生增強效應，改善無氧閾強度和最大攝氧量，提高運動成績。一項系統綜述指出，甜菜根汁與咖啡因等其他補充劑的相互作用可能會削弱甜菜根汁對心肺耐力的作用。此外，甜菜根汁的攝入應在運動前90 min內開始，因為硝酸鹽的峰值濃度出現在攝入後2～3 h內。為了確保運動員健康，長期使用膳食硝酸鹽來提升運動表現是非常重要的，但需要更多的研究來排除長期使用可能帶來的不良影響。

肌酸、β-丙氨酸和碳酸氫鹽對運動成績的提高也有很好的效果。肌酸可以增加肌肉內磷酸肌酸的濃度，有利於磷酸原系統供能，進而改善高強度運動的表現[36]。β-丙氨酸可以提高肌肉力量和高強度運動表現。碳酸氫鹽是最常用的鹼化劑，可減少運動引起的酸中毒，從而提高高強度運動時的表現，延遲高強度運動中肌肉疲勞的發生[37]。雖然對各類營養補劑機制和作用方面已經有了很多研究，但在實際應用方面還存在很多問題，未來的研究應放在各類營養補劑的應用中，如不同項目運動員的補充時機、補充劑量等，為運動員使用補劑提高運動表現提供參考。

5 、小結

全球都在呼籲健康生活方式的重要性，全球的科學家們也一直在該領域投入大量研究並不斷取得進展，推動該領域不斷造福於人類。在公共健康領域，本屆年會的熱點與前沿為我國民眾的健康促進提供了良好的借鑑。我國發布了《「健康中國2030」規劃綱要》並積極推行「健康中國行動」，倡導民眾踐行健康文明生活方式，預防控制重大疾病。體醫融合是目前我國推動健康中國建設的重要路徑，但兩大領域如何深度融合，尚缺乏有效的政策支持和具體的實施策略。在研究領域，針對老年人、慢病人群等特殊群體的運動促進健康的機制與應用研究仍有待深入，並亟需建立針對不同人群的健康指南，提升民眾的健康生活質量。

在奧運爭光戰略的背景下，本屆年會上展示的運動科學領域的新成果和新進展，進一步推動了人類挑戰自身極限的進程，有助於在保持運動員健康的前提下提升運動表現。營養支持和良好的健康是運動員取得優異成績的兩個必不可少的因素，營養和睡眠均有助於運動員獲得良好的恢復和適應，為運動項目提供最佳表現，以及降低受傷和患病的風險。但在該領域，無論國內還是國外，實驗室研究與實踐應用方面一直存在一定的隔閡，理想的運動科學研究應該從訓練比賽場到實驗室，然後再回到訓練和比賽實踐。該領域需要更多運動科學從業者的不懈努力。

文獻來源：

邱俊強,陳演,車開萱,路明月,程燕,繆蕊,孟錕.運動科學領域的研究熱點與進展——第66屆美國運動醫學年會綜述[J].體育學研究,2019,2(04):78-87.

作者：邱俊強, 陳演, 車開萱, 路明月, 程燕, 繆蕊, 孟錕

來源：體育學研究 2019年第4期

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