摘 要 運(yùn)動營養(yǎng)補(bǔ)充是運(yùn)動員提高運(yùn)動表現(xiàn)、預(yù)防運(yùn)動損傷、加快運(yùn)動疲勞恢復(fù)的重要手段,合理地規(guī)劃運(yùn)動營養(yǎng)補(bǔ)充是提高運(yùn)動表現(xiàn)的關(guān)鍵。近年來,植物性飲食在運(yùn)動營養(yǎng)領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn),植物性飲食為運(yùn)動員提供了廣泛的健康益處,包括促進(jìn)運(yùn)動員的健康和提高運(yùn)動表現(xiàn)等。然而,目前尚未有研究對植物性飲食與運(yùn)動的聯(lián)系進(jìn)行系統(tǒng)闡釋。因此,該文通過中國知網(wǎng)、萬方、維普、Web of Science、PubMed等數(shù)據(jù)庫,梳理與總結(jié)相關(guān)研究及應(yīng)用成果,旨在為植物性飲食在運(yùn)動營養(yǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用提供一定的參考。

植物性飲食就是以攝取植物性食材為主要飲食來源的飲食法。越來越多的研究表明,植物性飲食比肉類飲食更具有環(huán)境的可持續(xù)性,降低了溫室氣體的排放,減少了環(huán)境污染,且其在心血管疾病、癌癥、糖尿病、肥胖和骨質(zhì)疏松等疾病中有顯著的預(yù)防和治療作用[1]。因此,越來越多的人都在嘗試進(jìn)行植物性飲食。數(shù)據(jù)顯示,發(fā)達(dá)國家約有5%～10%的人遵循植物性飲食,并且人口比例逐年增加[2]。目前,常見的植物性飲食模式為在植物性飲食中加入乳制品,這種模式可以確保為人體提供所有必須的營養(yǎng)素。因此,適當(dāng)?shù)囊?guī)劃各種植物性飲食模式對于滿足所有生命階段的營養(yǎng)需求和健康目標(biāo)是至關(guān)重要的。

近年來,植物性飲食逐漸受到了運(yùn)動營養(yǎng)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。加拿大營養(yǎng)與飲食學(xué)會和美國運(yùn)動醫(yī)學(xué)院提出,精心設(shè)計(jì)的營養(yǎng)策略可以提高運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn),并加速疲勞恢復(fù)[3]。研究發(fā)現(xiàn),植物性飲食模式下對運(yùn)動員的健康和提高運(yùn)動表現(xiàn)等具有一定益處[4]。但就目前而言,植物性飲食與運(yùn)動的聯(lián)系尚未有研究進(jìn)行系統(tǒng)闡明。因此,本文對植物性飲食與運(yùn)動營養(yǎng)領(lǐng)域的相關(guān)研究進(jìn)行整理與歸納,總結(jié)植物性飲食模式及植物性飲食在運(yùn)動營養(yǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用,為后續(xù)相關(guān)研究提供一定的理論參考。

1 植物性飲食簡述

植物性飲食在各領(lǐng)域還沒有一個(gè)充分的定義,通過查閱相關(guān)文獻(xiàn),從廣義上可將其定義為植物食物攝入量較高而動物產(chǎn)品攝入量較低的一種飲食模式,狹義上定義為食用未加工的水果、蔬菜、堅(jiān)果、全谷物、油和豆類的飲食模式[5-6]。植物性飲食中含有人體所必需的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪酸、微量營養(yǎng)物和豐富的維生素,它們對延緩衰老、防治慢性病、增進(jìn)身體健康具有重要作用。植物性飲食的營養(yǎng)質(zhì)量取決于能否獲得全面的營養(yǎng)補(bǔ)充,科學(xué)的規(guī)劃植物性飲食模式可以降低慢性病的發(fā)病率并促進(jìn)機(jī)體健康。數(shù)據(jù)顯示,與雜食飲食模式的人群相比,長期植物性飲食模式的下人群往往有更健康的身體,表現(xiàn)為缺血性心臟病的發(fā)病率和死亡率降低、癌癥發(fā)病率降低、患2型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)降低、代謝綜合征的患病風(fēng)險(xiǎn)降低以及全因死亡率降低[7-9]。此外,長期植物性飲食模式下的人群還有較低的血糖水平、血壓、膽固醇水平、甘油三酯、尿酸和高敏C反應(yīng)蛋白水平以及較高的血漿抗壞血酸水平。研究發(fā)現(xiàn),植物性飲食模式受試者的血脂狀況有所改善,包括降低了受試者的總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇和甘油三酯水平[10]。研究發(fā)現(xiàn),植物性飲食模式下的2型糖尿病患者內(nèi)臟脂肪顯著減少,改善了氧化應(yīng)激標(biāo)志物,胰島素敏感性也得到了提高,患病率降低了1.6至2倍[11]。SCHWINGSHACKL等[12]研究發(fā)現(xiàn),與高風(fēng)險(xiǎn)類別的飲食相比,富含全谷物、蔬菜、水果、堅(jiān)果和豆類的飲食,以及減少紅色和加工肉類及含糖飲料的攝入量,可使過早死亡的風(fēng)險(xiǎn)降低約80%。因此,只要合理的規(guī)劃植物性飲食模式,其與雜食性飲食能起到同樣的效果,甚至在某些方面比雜食性飲食對健康的效益更好。

2 運(yùn)動員植物性飲食中的營養(yǎng)成分

2.1 運(yùn)動員植物性飲食中的蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)是組成人體一切細(xì)胞、組織的重要成分,是生命活動的主要承擔(dān)者。植物性飲食中富含有豐富的蛋白質(zhì),能滿足正常人的蛋白質(zhì)需求。然而,與動物來源的蛋白質(zhì)相比,植物來源的蛋白質(zhì)中氨基酸分布不均,尤其是缺乏支鏈氨基酸中的亮氨酸。植物性食物中的蛋白大多數(shù)都為半完全蛋白,只有一個(gè)或多個(gè)限制性氨基酸,又稱為“不完全蛋白質(zhì)”。WANG等[13]對收集36名素食者、乳汁素食者和雜食者的成人的糞便和血清樣本,采用16S rRNA基因、元基因組、元轉(zhuǎn)錄組和代謝組綜合多組學(xué)方法,對糞便微生物組成和功能以及循環(huán)的腸道微生物群宿主共同代謝物進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)2個(gè)素食組的循環(huán)纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸明顯低于雜食組,從而證實(shí)了植物性蛋白質(zhì)來源中蛋白質(zhì)質(zhì)量的問題。而美國營養(yǎng)和飲食學(xué)會在其2016年的報(bào)告中說,攝入各種植物性來源的蛋白質(zhì)和足夠的能量足以滿足所有必需氨基酸的攝入量[14]。因此,可以明確的是,合理的植物性飲食模式是滿足運(yùn)動員日常蛋白質(zhì)需求的關(guān)鍵,可以通過攝入各種植物性蛋白質(zhì),例如豆類食物中的黃豆、綠豆、黑豆、紅豆,谷類食物中的燕麥、蕎麥、大麥、小麥、大米、小米,堅(jiān)果類食物中的榛子、核桃、松子、開心果等,并在熱量攝入充足的情況下補(bǔ)充所有必需的氨基酸,以確保高蛋白質(zhì)質(zhì)量。

2.2 運(yùn)動員植物性飲食中的碳水化合物

碳水化合物是由碳、氫和氧3種元素共同組成,是生命細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要成分及主要供能物質(zhì),并且有調(diào)節(jié)細(xì)胞活動的重要功能。植物性飲食中碳水化合物含量豐富,是運(yùn)動員補(bǔ)充能量的重要來源。在植物性飲食中發(fā)現(xiàn)的碳水化合物可幫助運(yùn)動員滿足其運(yùn)動需要,確保最佳糖原濃度,并防止早期疲勞,從而為運(yùn)動員提供穩(wěn)定的能量供應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),與食用高脂肪、低碳水化合物飲食的人相比,長期食用植物性碳水化合物飲食的人不僅在競走運(yùn)動中改善了比賽表現(xiàn),而且在給定的速度下提高了運(yùn)動經(jīng)濟(jì)性[15]。因此,國際運(yùn)動營養(yǎng)學(xué)會建議從事“中等強(qiáng)度運(yùn)動”的運(yùn)動員每天可以攝入5～8 g/kg體重的碳水化合物,以維持肝臟和肌肉的糖原[16]。鑒于肌肉糖原水平與中等強(qiáng)度運(yùn)動中的疲勞時(shí)間直接相關(guān),優(yōu)化糖原水平可以對運(yùn)動過程起到很好的能源補(bǔ)充并延緩耐力及其他運(yùn)動中的疲勞程度的作用,并且健康的植物性飲食能降低運(yùn)動員的血糖指數(shù),限制碳水化合物攝入后血糖的上升,從而降低胰島素濃度,促進(jìn)運(yùn)動中的脂肪分解。

2.3 運(yùn)動員植物性飲食中的脂肪酸

脂肪酸是由碳、氫、氧3種元素組成的一類化合物,是中性脂肪、磷脂和糖脂的主要成分,能為機(jī)體提供熱量,是很好的能量來源。與雜食飲食模式相比,植物性飲食的脂肪含量通常較低,且脂肪的類型可能是植物性飲食提高運(yùn)動效益的關(guān)鍵所在[17]。單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸在人類健康中發(fā)揮著重要作用,特別是在預(yù)防和控制各種疾病以及維生素的吸收方面[18]。研究發(fā)現(xiàn),健康的植物性飲食在大多數(shù)ω-6脂肪酸(亞麻酸、花生四烯酸、γ亞油酸)中是足夠的,但共軛亞油酸卻不太豐富,植物性飲食缺乏肉類中最常見的ω-3脂肪酸二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,并且ω-3脂肪酸α-亞麻酸含量也較低,但這些脂肪酸可以在亞麻等植物性來源中找到[19]。盡管α-亞麻酸可以內(nèi)源性轉(zhuǎn)化為二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸,但這是一種相當(dāng)?shù)托У霓D(zhuǎn)化,并且容易受性別、年齡、飲食組成、健康狀況等因素的影響而產(chǎn)生變化。此外,大量攝入亞麻酸可能會抑制α-亞麻酸的轉(zhuǎn)化。為了最大限度地提高轉(zhuǎn)化率,建議攝入比例為4∶1(亞麻酸∶α-亞麻酸)。數(shù)據(jù)顯示,無論遵循何種飲食模式,補(bǔ)充ω-3脂肪酸都可以有效地改善肌肉適應(yīng)、能量代謝、肌肉恢復(fù)和損傷預(yù)防[20]。因此,植物性飲食下運(yùn)動員需格外注意脂肪酸的攝入標(biāo)準(zhǔn),以確保全方面提高運(yùn)動效益。

2.4 運(yùn)動員植物性飲食中的鐵

鐵是一種參與氧氣運(yùn)輸、能量生產(chǎn)、細(xì)胞增殖和紅細(xì)胞生成的基本營養(yǎng)素[21]。研究發(fā)現(xiàn),植物性的飲食中含有豐富的鐵,但植物性來源(非血紅素鐵)的生物利用率低于動物來源(血紅素鐵)[22]。非血紅素鐵在被吸收之前必須從鐵的形式(Fe3+)轉(zhuǎn)化為亞鐵的形式(Fe2+),與直接吸收血紅素鐵相比,其生理過程更復(fù)雜、效率更低,從而影響了生物利用度[23]。盡管鐵攝入量相似或更多,但與雜食性個(gè)體相比,植物性個(gè)體的鐵蛋白水平往往較低,然而植物性個(gè)體的鐵蛋白水平通常落在正常范圍內(nèi),這可能是由于對長期植物性飲食的適應(yīng)性反應(yīng),使個(gè)體能夠更有效地吸收非血紅素鐵。研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動員伴有更大的鐵缺乏風(fēng)險(xiǎn),原因是訓(xùn)練引起的炎癥增加,抑制了鐵的吸收,并且流汗的過程也會造成鐵的流失[24]。處于缺鐵狀態(tài)下的運(yùn)動員會導(dǎo)致機(jī)體攜氧氣的能力降低,從而降低運(yùn)動員的有氧能力,致使機(jī)體通過無氧代謝維持運(yùn)動狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),患有缺鐵性貧血的運(yùn)動員,在植物性飲食下補(bǔ)充鐵后血紅蛋白水平得以恢復(fù),運(yùn)動表現(xiàn)因此得到提高[25]。

3 植物性飲食提高運(yùn)動表現(xiàn)的作用機(jī)制

目前,植物性飲食對心血管及代謝健康的積極作用已得到了廣泛的認(rèn)可。近年來,越來越多的證據(jù)表明,植物性飲食可通過優(yōu)化身體質(zhì)量指數(shù)、促進(jìn)糖原儲存、提高氧合效率和減少氧化應(yīng)激等途徑來達(dá)到提高運(yùn)動表現(xiàn)的作用(圖1)。

圖1 植物性飲食提高運(yùn)動表現(xiàn)的作用機(jī)制
Fig.1 Mechanism of action of plant-based diets to enhance sports performance

3.1 植物性飲食通過優(yōu)化身體質(zhì)量指數(shù)提高運(yùn)動表現(xiàn)

身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)是影響運(yùn)動表現(xiàn)的重要因素之一,過高或過低的BMI都會影響運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn),通常來說,運(yùn)動員BMI維持在18.5～24 kg/m2最為適宜[26]。植物性飲食可以降低膳食的能量密度,從而減少能量的攝入以優(yōu)化運(yùn)動員的BMI。MONDAL等[27]研究發(fā)現(xiàn),體脂減少與次最大和最大有氧能力的增加在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān),最大攝氧量較高的運(yùn)動員耐力水平也更高。GORAN等[28]研究發(fā)現(xiàn),降低超重受試者的體脂可以提高受試者的相對體重最大攝氧量。與這一研究結(jié)果相似,VELEBA等[29]研究發(fā)現(xiàn),植物性飲食模式可以顯著的減少受試者的內(nèi)臟脂肪,并增加最大攝氧量,從而提高體能。因此,長期植物性飲食模式下的運(yùn)動員能量攝入逐步得到優(yōu)化,代謝水平得到了提高,從而優(yōu)化了運(yùn)動員的BMI,并以此提高最大攝氧量,從而提高運(yùn)動表現(xiàn)。

3.2 植物性飲食通過促進(jìn)糖原儲存提高運(yùn)動表現(xiàn)

與體育運(yùn)動領(lǐng)域相關(guān)的糖原代謝研究是一個(gè)已經(jīng)有100多年歷史的研究領(lǐng)域,大約一個(gè)世紀(jì)前,KROGH等[30]就報(bào)道了糖原作為運(yùn)動中的燃料來源,提出在運(yùn)動的前幾天攝入高糖原飲食可以有效地減緩疲勞的發(fā)生。此外,JüRGENSON等[31]也觀察到,馬拉松比賽的跑步者在運(yùn)動后會立即出現(xiàn)低血糖,提示糖原儲備及利用率低可能與疲勞有關(guān)。這些研究提供了有力的證據(jù)表明糖原是維持運(yùn)動表現(xiàn)的重要燃料來源。植物性飲食主要包括谷物、豆類和根菜類等,這類食物都富含高水平的糖原,可以為運(yùn)動員提供充足的糖原儲備。另外,有研究發(fā)現(xiàn),植物性飲食的糖原利用率可能比雜食飲食更高[32]。因此,植物性飲食提供的糖原是高強(qiáng)度運(yùn)動中的主要底物,在相對較短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)會消耗體內(nèi)大量的糖原,補(bǔ)充糖原儲備是提高長時(shí)間有氧運(yùn)動表現(xiàn)的關(guān)鍵所在,植物性飲食提供的高水平的糖原儲備可以為運(yùn)動員提供源源不斷的能量供應(yīng),增強(qiáng)運(yùn)動員的耐力,從而提高運(yùn)動表現(xiàn)。

3.3 植物性飲食通過提高氧合效率提高運(yùn)動表現(xiàn)

氧合效率是運(yùn)動員在運(yùn)動過程中吸氧及供氧的效率,是影響運(yùn)動表現(xiàn)的重要原因[33]。氧合效率受到了多種因素的影響,其中血液黏度就是其中之一。研究[34]發(fā)現(xiàn),在一定范圍內(nèi)降低血液黏度可以改善血液流動,顯著提高肌肉和其他組織的氧合效率,從而提高運(yùn)動表現(xiàn)。因此,對血液黏度的合理調(diào)控是提高氧合效率的關(guān)鍵。越來越多的證據(jù)表明,飲食模式與血漿黏度有密切的聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn),6周的植物性飲食使受試者的血液黏度顯著降低,血液流動性得分明顯增加,提示植物性飲食可以降低健康狀態(tài)下的血液黏度[35]。另一項(xiàng)研究[36]也發(fā)現(xiàn),植物性飲食模式可以使機(jī)體攝入植物脂肪、膳食纖維和植物營養(yǎng)素等多種有益于心血管健康的成分,這些成分可以降低血脂和血液黏度,從而提高血液流動性。綜上所述,植物性飲食可以降低血液黏度從而改善機(jī)體的氧合效率,并以此提高運(yùn)動表現(xiàn)。

3.4 植物性飲食通過減少氧化應(yīng)激提高運(yùn)動表現(xiàn)

長時(shí)間的耐力運(yùn)動會促進(jìn)人體氧化應(yīng)激已在諸多研究中被證實(shí)。研究發(fā)現(xiàn),運(yùn)動增加了活性氧(reactive oxygen species, ROS)的產(chǎn)生,并導(dǎo)致包括血液和骨骼肌在內(nèi)的許多組織中的氧化應(yīng)激[37]。細(xì)胞中高水平ROS的產(chǎn)生促進(jìn)了氧化還原紊亂,導(dǎo)致細(xì)胞成分的氧化損傷,是心血管疾病、糖尿病、高血壓和幾種神經(jīng)退行性疾病的主要發(fā)病機(jī)理[38-40]。研究發(fā)現(xiàn),劇烈或長時(shí)間的運(yùn)動會使ROS急劇增加,導(dǎo)致DNA、血漿脂質(zhì)和蛋白質(zhì)損傷,運(yùn)動相關(guān)的氧化應(yīng)激還會導(dǎo)致肌肉疲勞、運(yùn)動能力下降和恢復(fù)能力受損[41]。因此,氧化應(yīng)激會對運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)產(chǎn)生消極影響,減少氧化應(yīng)激是提高運(yùn)動表現(xiàn)的潛在機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn),與混合飲食模式相比,植物性飲食模式下可以攝入更多的維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素和其他抗氧化劑,從而提高抗氧化酶的水平,使身體的抗氧化活性更高[42]。此外,FORD等[43]研究發(fā)現(xiàn),持續(xù)補(bǔ)充8周維生素后受試者的ROS顯著降低,提示補(bǔ)充維生素是減少氧化應(yīng)激的有效手段。綜上所述,植物性飲食可以為運(yùn)動員補(bǔ)充大量的維生素等抗氧化物質(zhì),從而減少氧化應(yīng)激提高運(yùn)動表現(xiàn)。

4 結(jié)語

植物性飲食在運(yùn)動營養(yǎng)領(lǐng)域中的應(yīng)用逐步得到重視。植物性飲食中含有人體所必需的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪酸、和維生素等營養(yǎng)物,不僅能延緩衰老、防治慢性病、增進(jìn)運(yùn)動員的身體健康,而且還可以通過優(yōu)化BMI、促進(jìn)糖原儲存、提高氧合效率和減少氧化應(yīng)激等途徑提高運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)。值得注意的是,雖然運(yùn)動員進(jìn)行植物性飲食在多方面表現(xiàn)出了積極的益處,但如果長期進(jìn)行不正確的植物性飲食,就會造成運(yùn)動員的營養(yǎng)不良。因此,應(yīng)全面、客觀地評估運(yùn)動員所需的營養(yǎng)素,在營養(yǎng)師等專業(yè)人員的監(jiān)控下規(guī)劃植物性飲食模式,從而最大限度地發(fā)揮植物性飲食的優(yōu)勢。

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