Exercise and Fluid Replacement (MSSE, 28:1, 1996, pp. i-vii.)
This pronouncement was written for the Amercian College of Sports Medicine by: Victor A. Convertino,
Ph.D., FACSM (Chair); Lawrence E. Armstrong, Ph.D., FACSM; Edward F. Coyle, Ph.D., FACSM; Gary W.
Mack, Ph.D.; Michael N. Sawka, Ph.D., FACSM; Leo C. Senay, Jr., Ph.D., FACSM; and W. Michael
Sherman, Ph.D., FACSM.
运动和补液
总编译: 王香生（香港中文大学 体育运动科学系）
Editor-in-Chief: Stephen H. S. WONG, Ph.D., FACSM.
(The Department of Sports Science and Physical Education, The Chinese University of Hong Kong)
翻 译：陈亚军、王香生（香港中文大学 体育运动科学系）
Translator: CHEN Yajun, Ph.D Candidate., Stephen H. S. WONG, Ph.D., FACSM.
(Department of Sports Science and Physical Education, The Chinese University of Hong Kong)
概 要
美国运动医学学会关于运动与补液的立场声明。Med.Sci.Sports Exerc., Vol.28,No.1, pp.i-vii,1996。美国运动医学学会的立场声明认为:适当的饮料补充有助于保持体液平衡，从而提高参与正常身体活动者的身体健康和安全，达到最佳的运动表现。此立场声明是建立在对以往相关科学文献的全面回顾和分析的基础上，这些文献包括有关补液与运动能力，补液与高温和脱水有关的热损伤危险性的关系。基于现有的文献，美国运动医学学会对于训练或者比赛前，中，后所需的补液量和成分作出如下建议:1)为提高运动或者赛前身体的体液平衡状态，建议运动或者赛前24 小时，尤其是包括运动或者赛前最后一餐膳食的时间内，营养均衡的膳食和充足的饮料摄入是必须的。2)建议运动或者赛前2 小时，摄入大约500ml(约17 安士)的饮料来提高体液平衡状态，并留有足够时间使多余的水分从体内排出。3)运动中，应该尽早补液并且尽量做到有规律补液，以平衡体内汗液流失，或者可以在身体可承受的范围内，尽量多的补充。4)建议补充的饮料温度比空气温度低[(15℃至22℃)(29F 至72F)]一些，这样可以提高饮料的口感，利于体液补充。补充的饮料应该是预备好的，装在容器里，这样可以容易在运动中饮用足够的饮料，且对运动或者比赛造成的影响可以降到最小。5)对于超过1 小时的耐力运动项目，饮料中加入适当的糖和电解质是必要的，因为这样既对水分的运输不会产生大的影响，也可以提高运动能力。对于运动持续时间小于1 小时的运动，没有证据显示电解质-糖饮料和纯净水的补充对机体生理和心理的影响有什么不同。6)对于持续时间超过1 小时的剧烈运动，糖的摄入速率建议为30-60g/h，这样可以维持糖类氧化，推迟疲劳的发生。这个速率的糖补充可以在不影响饮料运输的前提下，通过摄入600-1200 ml/h，浓度4-8%的糖饮料获得。糖可以是单糖(如:葡萄糖和果糖)，也可以是多糖(如:麦芽糖)。7)对于运动时间长于1 小时的运动，建议补充饮料中加入一定量的钠离子(0.5-0.7g/L)，因为它对于提高口感，延长饮料在体内的滞留时间，防止因过度饮水造成的低钠血症等都有帮助。只要在赛前的正常饮食中摄入的钠足够，在补充的饮料中有无钠离子对肠道对水的吸收和其它生理反应的影响都不大。
引 言
体内水和电解质的紊乱可以影响细胞和组织功能，从而降低人体耐力。运动中因汗液失水会导致细胞内和细胞外的脱水。纵使很少的失水(1%体重)都会增加心血管功能的负担，使运动中心率不成比例的增加。并且会限制收缩肌内产生的热量传递到皮肤表面，因而不利于体内的热量散失。因此，体内水分的缺失会增加运动能力降低的可能性，而且容易导致热损伤。
运动前水合
运动后的饮料补充代表了下一次运动的水合状况。如果运动中没有足够的水分补充，任何运动前的体液缺失都可能会降低机体在随后的运动中的热调节能力。运动中出汗造成的失水其实是多种因素综合影响的结果:运动强度和外界环境条件(温度，湿度，风速等)(62，87)。人体的排汗速度可以超过30g/min(1.8kg/hr)(2，31)。随汗液流失的水分来自于体内的各种组织，包括血液(72)，这样会导致体液内电解质离子浓度增高(85)。当人以脱水状态并伴以上述症状的时候开始运动，就会在随后的运动中表现出从体内向外传导热量的能力下降(26，28，61，85，86)。他们表现出体内核心温度升高较快以及心血管功能负担的急剧加重(28，34，82，83)。当个体以脱水状态并伴以由此引起的负担开始运动时，无论是短时间，大强度运动还是中等强度的耐力运动，运动能力都会受到不同程度的影响(1，81)，当然，当外界环境属于热环境时，这种负面影响将会加剧(81)。
人们通常在运动中没能饮用足够的饮料来补充运动中通过汗液流失的水分。这种现象被称为“自愿脱水”(33，77)。如果运动后导致的体液水分缺失再伴以电解质失衡，则需要补充更多的水分(71)。事实上，如果食物或者饮料中没有电解质的补充，脱水后的完全复水几乎是不可能在短时间内发生(38，39)。电解质，尤其是氯化钠，还有钾离子，在运动中都会流失。汗液中的钠离子的浓度平均为-50mmol/L，但是会因热聚集程度，饮食以及体液平衡程度(6)的差异而有较大幅度的浮动(20-100mmol/L)。尽管知道汗液中某些较典型的电解质的浓度，但准确确定热应急或者运动应急下汗液中某种电解质的总量还是非常困难的，因为出汗量和汗液的成分是会随着运动强度和周围环境条件的变化而随时发生变化的。美国人氯化钠的日摄入量的正常范围是4.6—12.8g(80—229mmol)，钾离子则为2-4g (50-100mmol) (63)。运动导致的电解质流失如果在日平均摄入量的范围内，那么就比较容易在24 小时内补充，而且如果在有足够的饮料提供的情况下，可以达到完全复水。当有膳食摄入且能提供足够电解质的情况下，饮料中的成分怎样就变的不重要了。但是，纵使有膳食摄入，饮料的摄取还是必须的，因为大部分人的复水是在进食中和进食后的阶段。当然，在没有膳食摄入的情况下，补充含有钠离子等电解质成分的饮料比单纯补充蒸馏水更能有效达到复水效果(32，55，71)。
为了避免或者延迟运动中脱水对机体造成的负面影响，参与运动者应该在运动前就开始补充饮料。例如，运动前1 小时补充水分就可以提高机体的热调节能力，降低运动中的心率(34，56)。然而，运动前补水的个体产生的尿量比不补充者高了4 倍。实际上，运动前2 小时补充400-600ml 水就可以给肾脏代谢留下足够的时间去调节体液平衡和渗透压到运动前的最适水平，并有助于避免或者延迟运动中因出汗导致的脱水带来的损伤。
运动中的补液
相对于与一个处于正常水合状态的个体，如果在耐力运动中没有足够的饮料补充，机体的体内核心温度和心率的上升速度就会更快(13，19，29，54)。由于没能及时补充充足的水分而导致的脱水所造成的最大危害是会降低机体运动中的散热功能，迅速使机体的核心温度升高到一个比较危险的水平(例如 >40℃)。运动导致的脱水会引起体内渗透压失衡，并降低皮肤血流量(26，53，54，65)，继而而降低出汗率(26，85)，进而限制了热量从皮肤表面的蒸发，而但这一项就占热环境下运动散热总量的80%。脱水(例如3%体重)还可以引起运动中心输出量的明显降低，因为运动中每搏输出量的降低比运动中心率增加的幅度更大(53，80)。因没有及时补充充足水分导致的脱水和电解质失衡的最直接影响是热滞留率增加(24)，从而导致体内热紊乱的形成，包括可能威胁到生命安全的中暑(88，92)。因此，有理由认为可以避免或者延缓脱水，降低体内热量聚集的补液对于降低机体的热损伤是非常有用的方法(37)。
为了最大程度的降低热损伤，有建议认为运动中应补充与出汗率相当的水分来缓解因出汗造成的脱水(5，19，66，73)。不足量的水分摄入可以导致机体出现疲劳的提前发生。液有研究认为，运动当中，人们要摄入的水分没有必要一定与出含量相等，最好能自由饮用，只要能补充了因出汗造成的脱水量的2/3 即可(36)。热环境中运动，即使有足够的水分供给，一般人运动后出现相当于自身体重2%-6%的脱水是很正常的(33，35，66，73)。在很多运动项目中，补液量和补液的频率往往受到项目规则(比如，休息的次数以及出场的次数)或者供给(比如跑步路线上的水站空间或者个数)的限制。虽然试验室研究中个体摄入大量的水分(1L/h)是可以承受的，但实地比赛中，大部分运动者在运动中都不会这样大量补水。例如，对于优秀跑步运动员来说，在凉爽环境下的超过2 小时的耐力跑步中，补充水分低于200ml 的很少见(13，66)。而实际的饮料补充率也很少多于500ml/h 的(66，68)，大部分运动员都会让他们自己在这样的运动后，比如跑步，单车，铁人三项等，脱水达自身体重的2-3 公斤。而且，很明显，口渴程度，一个不很完美的脱水指数，不能作为一个准确评定机体是否完全复水的指标。因此，参加长时间耐力项目的个体应该通过控制自身的体重降低情况，运动中的补水量达到控制体液平衡。它也可以通过每降低1 磅体重，补充1 品脱饮料的方式来提高饮料的摄入量。虽然有报导某些个体试图以出汗率的速率补充饮料会造成肠胃不适，尤其是超过1L/h(10，13，52，57，66)，但这种反应还是引人而异，而且目前也没有证据显示肠胃不适于饮料的补充量有明确的相关关系。而且，运动中未能通过补水达到使机体保持适当水合状态的个体反而与肠胃的这些症状有关(64，76)。因此，运动中应该鼓励个体，在能够承受的范围内，不出现肠胃不适等情况下，最大的限度的补充水分以达到与运动中的出含量保持平衡。
提高补充饮料的口感是达到饮料摄入与体内水分流失平衡的一个不错方法。饮料的口感受多种因素的影响，其中包括温度和调味品等(25，36)。虽然多数运动员喜欢饮冻水，但他们真正喜欢补充水分的冷热程度很大一部分是受他们自己的饮水习惯影响的。在运动后的恢复期，让他们感觉最舒服的饮料温度应该是5℃(78)，当然如果大量饮用时，15-21℃的饮料是较好的(9，36)。试验研究也显示，当口感比较好时，自由饮用的饮料量明显提高(25，36)。因此，虽然还没有足够的证据支持，但我们仍然相信饮料的舒适温度和口感对提高运动中饮料的补充是很有帮助的。一般来讲，味道是甜的(人工的或者是糖本身的味道)，温度介于15-21℃，口感比较舒适的饮料有助于运动中和恢复期的饮料补充(9，25，36，78)。
运动后使体内水和电解质恢复到平衡状态的速率还取决于补充的饮料在胃内的排空速率和它在肠道内被吸收到血液中的速率。饮料在胃内的排空速度取决于几种因素的综合效果，比如饮料的多少，温度，成分以及运动强度等。其中影响胃排空速度最主要的因素是胃中饮料的量(52，68，75)。当胃中补充的饮料维持在600ml 或者更多时，大多数人对浓度4%-8%糖饮料(19，68)的排空速度仍然可以达到1000ml/h。因此，为了提高所补充的饮料，尤其是浓度4%-8%糖饮料，在胃内的排空速度，在胃的承受范围内(比如:400-600ml)，运动中保持胃内有大量的液体存在是很有帮助的。低到中等强度的运动对于胃排空的速度影响很小，甚至没有，但超过80%最大输出功的运动就会降低胃排空的速度(12，15)。实验室和实地试验都表明，在长时间耐力运动中，规律性(每隔12-15min)的补充中(150ml)到大量(350ml)的饮料是很有必要的。尽管胃中大量的饮料补充有益于提高胃排空速度，但对于维持胃中大量的饮料存在还是应该要小心。人们的胃排空速率以及胃中储存大量液体的能力会因人而异，而且目前还没有证据显示个体对于胃中大量液体存储能力能否通过训练中的补液来提高。而且，有一点仍然不清楚:运动员因为运动中补液经常抱怨的胃部不适是因为个体对于运动时胃部充盈状态的不熟悉,不习惯，还是的确是因为胃排空速率的下降所致(57)。因此，建议运动个体应逐渐了解清楚自己在不同强度，不同运动时间的运动中，能保持高排空速率时的胃充盈状态的耐受力。
一旦补充的饮料进入肠道，水就开始从肠道进入到血液。肠道的吸收能力一般来讲是足以满足机体最大可能的需要的(30)，对于可以持续30 分钟的较高强度的运动，对肠道的吸收功能的影响都不会太大(84)。实际上，由于运动中补液不足造成的脱水降低了胃排空的速度(64，76)，这也同时支持了之前的建议:运动中应该尽早补液，而且应该是持续有规律。
运动中电解质和糖的补充
只要在赛前的正常饮食中摄入的钠足够，在补充的饮料中有无钠离子对肠道对水的吸收影响都不大，因此口服饮料中钠含量多少对于随后的水分在肠道内的吸收等生理反应研究并不多(84)。运动期间摄入含钠饮料（<50mmol/l）对肠道水分吸收的研究结果并不一致，并非所有都能表明钠有促进肠道血管吸收水分的作用（20，23，44，45）。因此，在持续时间超过4－5 小时的耐力运动中，采用含有电解质饮料的基本原理是为了补充运动过程中丢失的电解质（3）。正常情况下血浆中钠的浓度是140mmol/l，相对于血浆浓度来说，汗液钠浓度为低渗浓度（～50mmol/l）。以每小时1.5 升的出汗率来计算，运动期间出汗造成钠丢失的总量为每小时75mmol。补水能降低运动造成的血浆电解质浓度升高，使其回复正常并保持汗液排出（85，86），但是如果不补充丢失的钠，就不能保持细胞外体液的正常水分含量（39，70，89）。在大多数情况下，通过正常饮食就可以摄入钠使机体恢复（63）。因为摄入的饮料也要求有较好的口感以促进饮用量，所以如果说钠盐能提高口感，在补液饮料中加入钠盐是可行的（9，25）。
补液饮料的另一种成分-糖-能提高肠道对水的吸收（30，84）。但是在补液饮料中加入糖的主要作用是为了在超过1 小时的运动中保持机体血糖的浓度和提高糖类氧化代谢，对于肌糖原含量低的时候补糖尤其重要（11，14，17，18，50，60）。通常情况下在时间超过1 小时的耐力运动中糖原耗尽会造成机体疲劳，而补充糖后，肠道吸收糖分可以起到延迟疲劳的作用（11）。为了在连续的中等至大强度运动中保持血糖的浓度，必须在运动过程中以每小时30－60 克的量补糖。如果补液的糖浓度低于10％（g/100ml 液体），机体可以通过吸收饮料获得足够的糖量。例如，如果预期吸收量为600－1200ml/小时，可以通过浓度为4%-8%的补液满足机体对糖的需要（19）。在持续运动中，通过补液进行补糖的过程能同时满足机体对水分和糖的需求。因为含糖量超过10％的溶液属于高渗溶液，运动中摄入这类浓度的饮料将会引起肠道吸收水分障碍。而且还会造成肠道血管内水分丢失的后果，而且可能使机体缺水的情况恶化（43）。很少研究人员在不超过1 小时的运动实验中测试加糖的饮料对机体的有益之处。虽然初期的研究表明这样做对运动能力具有潜在的益处（4，7，48），其机制未明。对不超过1小时的运动推荐摄入饮料而不是水的建议还为时过早。通常来说，含葡萄糖、蔗糖和其它多糖的补液饮料有一定功效，可以增加外源糖的氧化作用、推迟疲劳和提升运动能力（11，16，79，90）。然而，果糖并非首选糖类，因为它转化为血糖的时间长而且不易于氧化，因此不利于提高运动能力。而且果糖可能会造成机体肠道不适（59）。
补液饮料与运动能力
虽然有大量事实表明机体缺水对心血管功能和体温调节有负面影响，但补糖对运动能力影响的程度并不明确。即使有一些数据表明，在适宜的气候时进行短时间（1 小时）运动测试中补液能有效提高运动能力（7），也有其它的数据表明并非如此（40）。因此，在超过1 小时的耐力运动以及和/或特殊环境下研究补液对运动能力的作用值得关注。
无论是在热环境中进行低强度的长时间运动（超过4 小时）（73）、完成6 小时的中等强度的运动（5）的能力、还是多组运动（20，74）的情况下，在补液饮料中加入少量的钠盐对延迟疲劳的时间几乎没有影响。即使马拉松或者三人铁项运动员摄入含钠量很少或几乎没有钠的饮料，最终他们会因缺钠而导致血浆钠水平降低的情况都非常少（3，67）。在比赛结束后，曾观察到三项铁人运动员出现低血钠症（血浆钠的浓度介于117－128mmol/l 时）并伴随方向知觉的丧失、不清醒的情况，在很多比赛中，还发现有癫痫发作的情形（67，69）。在饮料中加入钠的主要目的是为了避免出现低血钠症。为了在长时间（大于4 小时）的运动中杜绝这种罕见情况的发生，在运动中和运动后的食物和饮料中应该加入电解质。
保持血糖浓度对提高运动能力有积极作用。为了在超过1 小时的疲劳性运动中保持血糖浓度（在65％以上VO2max），必须摄入糖（11，49）。在长时间运动的后期，摄入糖是保持糖供能的主要物质来源，并且可以有效延迟疲劳的发生（17，191，21，22，51，58）。运动竞赛中，为证实这些论点而设计的室外实验测试数据并非都证明摄入糖能延迟运动疲劳的发生（46，47，91），但这些实验未能严格控制关键因素（例如环境状况、训练情况或饮食量），就难以判断结果的真实性。在持续时间超过1 小时的运动中补充含有电解质的饮料对提高运动能力有积极的作用。
结 论
运动中补充水分的主要目的是为了保持机体的正常含水量。个人应该在参与运动前24 小时饮用充足水分，并在运动前饮用大约500ml（约为17 盎司）的水量，就可以使机体贮备充足的水分，如果摄入水分过多，身体也有充足的时间将多余的水分排出。为使机体受到热损伤的危险性和运动能力下降的情况降至最低，补液的量应该和丢失水分的量持平。在热环境中进行相当大强度的运动时，随着出汗率的增加必须增加补液量。在持续超过1 小时的运动中，a）补液饮料中必须加入糖以保持一定的血糖浓度并延迟疲劳的发生，而且b）补液饮料中还要加入电解质（主要是钠盐），以提高口感并且防止出现低血钠症。运动中，要随机体的需求而及时补充水和糖，可以每小时饮用600－12000ml 含糖浓度为4％－8％的饮料。在超过1 小时的运动中，为了补充出汗而丢失的钠盐，还要饮用每升大约含0.5-0.7 克钠盐的饮料。
参考文献(略) |
发表于 2006-3-17 16:22
发表于 2006-3-17 17:34