魯宗成，歐成健，熊正英，譚文廷，王曉柯，譚華楨，曹　云

（安康學院 體育學院，陜西 安康 725000）

冬泳運動的物質(zhì)與能量代謝特點及其營養(yǎng)補充

魯宗成，歐成健，熊正英，譚文廷，王曉柯，譚華楨，曹云

（安康學院 體育學院，陜西 安康 725000）

目的探討與分析冬泳運動能量代謝特點及其營養(yǎng)補充，為冬泳運動人群在鍛煉或比賽時合理服用營養(yǎng)與運動補劑提供思路。方法采用文獻綜述方法分析并結(jié)合運動實踐研究。結(jié)果冬泳運動人群除適量補充無機鹽、維生素、脂肪、蛋白質(zhì)和糖等一般營養(yǎng)外，還需補充一些特殊營養(yǎng)，如調(diào)節(jié)機體pH的運動飲料、加快消除疲勞的中藥補劑等。結(jié)論合理的營養(yǎng)補充能使冬泳運動人群加快消除疲勞、恢復體能，促進冬泳人群科學健身，提高運動者的運動能力、身體素質(zhì)和健康水平。

冬泳；物質(zhì)代謝；能量代謝；營養(yǎng)補充

冬泳是指“冬季綜合標準下的自然水域的游泳，即冬季氣溫在10℃、水溫在14℃以下的室外水域游泳活動”。李龍軍認為，冬泳是指在低溫（2～10℃）水中的游泳運動，是冷刺激與運動結(jié)合的一項特殊的體育運動[1]。本文就是探討水溫在2℃至10℃條件下，機體運動時的代謝特點，并提出相應(yīng)的營養(yǎng)補充方案。冬泳運動是一項集技術(shù)、體能、心理于一體的運動項目，物質(zhì)代謝和能量供應(yīng)是維持人體各種生理機能的基本保證，也是維持人體運動能力的重要前提。王瑞元等研究認為，冬泳是以有氧供能為基礎(chǔ)、以無氧供能為輔的運動項目[2]。目前，運動營養(yǎng)學的出版物有很多，但針對冬泳這種特殊條件下的運動營養(yǎng)需要和最佳膳食結(jié)構(gòu)的研究報道尚屬少見。冬泳不僅能增強人的體魄、提高人的身體素質(zhì)，還能提高人的道德品質(zhì)、健全人格等作用。冬泳鍛練對人體健康產(chǎn)生多種良性生物學效應(yīng)，冬泳鍛練能調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，增強神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、氧氣轉(zhuǎn)運系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)、抗氧化消除自由基的功能[3-7]。要達到冬泳運動的鍛練效果，科學、全面的營養(yǎng)補充是一個必不可少的重要因素。本文探討冬泳營養(yǎng)補充和最佳膳食結(jié)構(gòu)，為提升冬泳人群的運動鍛煉效果、提高冬泳人群的身體素質(zhì)和健康水平提供有益的參考。

1　冬泳運動的物質(zhì)與能量代謝特點

冬泳運動過程中所需要的能量分別由三種不同的能源系統(tǒng)供給，即磷酸原系統(tǒng)(phosphagen system)、糖酵解系統(tǒng)(glycolytic system)、氧化能系統(tǒng)(aerobic system)。冬泳的物質(zhì)代謝和能量代謝可分為有氧代謝過程和無氧代謝過程。無氧代謝過程包括兩個供能系統(tǒng)：磷酸原系統(tǒng)和糖酵解系統(tǒng)。有氧代謝過程為氧化能系統(tǒng)。肌肉有四種ATP來源：（1）儲存在肌肉中的ATP；（2）CP與ADP反應(yīng)產(chǎn)生ATP；（3）由肌糖原酵解產(chǎn)生ATP；（4）在有氧條件下，糖、脂肪和蛋白質(zhì)分解釋放能量產(chǎn)生ATP。

機體的能量供應(yīng)與消耗受環(huán)境溫度的影響。溫度越低，能量消耗量越大，冬泳運動時，機體消耗能量明顯增加，例如，在12℃的水中游泳20 min所散發(fā)的熱量相當于在陸地上同樣溫度的空氣中跑步60 min所散發(fā)的熱量。能量的供應(yīng)取決于冬泳者自身的消化吸收水平、營養(yǎng)物質(zhì)的補充。能耗的增加受運動強度、運動持續(xù)時間、運動時的水溫以及冬泳者自身的技術(shù)水平等因素的影響。冬泳時，機體的主要能源是葡萄糖，而葡萄糖是以血糖和肌糖原的形式在人體參與供能的。雖然肌肉可以利用脂肪釋放能量，但脂肪分解釋放能量需要的時間很長，不能充分滿足冬泳運動時的需要，有學者認為，冬泳者應(yīng)該額外增加脂肪的補充，提高運動者身體的脂肪儲備，以滿足機體對熱能的需要，從生理學角度上分析該觀點是正確的，但是過多脂肪補充會導致機體的負擔，影響運動者的心肺功能和關(guān)節(jié)的靈活性，降低冬泳的運動能力。而且脂肪分解釋放能量大概需要30 min以上，但冬泳運動時間一般在30 min以內(nèi)，基本上沒有啟動脂肪的分解代謝。所以冬泳時不應(yīng)該過度增加脂肪的攝入。蛋白質(zhì)只有在機體進行長距離力竭運動時才會被分解提供能量，冬泳運動的持續(xù)時間基本在30min以內(nèi)，不會引發(fā)蛋白質(zhì)分解[8]。

2　冬泳運動人群的營養(yǎng)需要及補充

2.1冬泳運動人群的基本營養(yǎng)需要及補充

許多參與冬泳運動的人在運動后期時段都會感到疲勞。要消除疲勞感，科學合理的營養(yǎng)補充就顯得尤為重要。食物可以被分為六類營養(yǎng)素，這六類營養(yǎng)素分別是水、礦物質(zhì)、維生素、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類。這六類營養(yǎng)素的每一種都有其獨特的化學結(jié)構(gòu)和特殊的生理功能。冬泳運動時，機體的基本營養(yǎng)需要有以下幾個方面：

2.1.1水

雖然水不含熱量，并且不提供其他任何營養(yǎng)，但水對維持生命的重要作用僅次于氧氣，水的重要性在此不再贅述，人體進行消化、吸收、循環(huán)、排泄都離不開水，在人體的循環(huán)系統(tǒng)中，水擔任著向細胞運輸營養(yǎng)物質(zhì)，并且運輸細胞代謝產(chǎn)物的任務(wù)，雖然人體短時間缺水不會造成嚴重的后果，但是缺水卻會影響冬泳者的物質(zhì)代謝，造成物質(zhì)代謝受阻或緩慢。所以要適當給體內(nèi)補水。大概需要500m l左右的水就可以滿足一次冬泳運動的需要。

2.1.2礦物質(zhì)

人體內(nèi)有超過20種礦物質(zhì)，其中17種必須從食物中獲得，礦物質(zhì)中需求量較多的有鈣、鉀、硫、鈉、氯、磷、鎂，這類礦物質(zhì)為宏量元素，身體每天的需要量在100mg以上。微量元素指的是身體每天需要量小于100mg的礦物質(zhì)，包括鐵、鋅、硒、錳、銅、碘、鉬、氟、鉻。微量元素雖然在人體中的含量很少，但有著特殊的生理功能，對維持人體的新陳代謝有著重要的生理功能，人體一旦長期缺乏某種微量元素，極易導致身體免疫力下降，出現(xiàn)疾病，甚至危及生命[9]。由此可見，微量元素影響冬泳的運動效果。人在寒冷的水中運動，免疫能力受到水溫影響，很容易下降，一旦人體免疫能力下降，人體遭受疾病的概率顯著加大，使運動效果不能夠保證，有可能導致感冒、惡寒發(fā)作、寒顫、呼吸急促等一系列身體反應(yīng)，還會使大腦、骨骼肌供氧不足，造成機體乳酸產(chǎn)生過多，產(chǎn)生有害代謝物質(zhì)。其中鐵是血紅蛋白的組成成分，對血液中氧氣的運輸起著非常重要的作用。并且，鐵是肌肉中的肌紅蛋白的組成成分，肌肉中的肌紅蛋白對肌纖維內(nèi)的氧氣的儲存和運輸有重要的生理功用。缺鐵會導致血液運輸氧氣的能力下降，冬泳的耗氧量明顯大于正常水溫下的游泳運動，例如，在18℃的水中游泳時，比在26℃下同樣速度游泳時每分鐘多需要500m l氧氣，而冬泳是在水溫10℃以下的運動，冬泳的耗氧量相比較于26℃條件下的游泳急劇增多，一方面，冬泳者機體的耗氧量顯著增加，機體的攝氧能力有限，人在低溫的條件下進行冬泳運動導致機體氧氣的供應(yīng)不足，而氧氣供應(yīng)不足，導致細胞進行一定量的無氧運動，產(chǎn)生大量的乳酸和代謝廢物，這是疲勞產(chǎn)生的原因，而疲勞會讓正在進行高能量消耗的冬泳者不得不停止水中運動，如果繼續(xù)運動可能對機體造成傷害。男性冬泳者很少有缺鐵的現(xiàn)象，缺鐵對成年女冬泳者會造成不利影響，因為女性缺鐵相比較于男性高發(fā)，而女性在同樣運動強度下消耗的氧氣比男性高，女冬泳者對氧氣的需求也就高于男性，所以，女冬泳者應(yīng)該增加鐵的攝入量。徐明[10]的研究表明，在低于人體溫度的水中游泳應(yīng)該增加碘的攝入，以適應(yīng)低溫環(huán)境中人體甲狀腺激素分泌增多的需要，而冬泳低于人體體溫大約27～35℃之內(nèi)，內(nèi)外溫度差大，在開始入水階段，人體為了適應(yīng)冷刺激，分泌大量的甲狀腺激素，因此，冬泳運動員還應(yīng)該在正?；A(chǔ)上額外補充碘。

2.1.3維生素

維生素是能夠促進生長發(fā)育和維持健康的一組有機化合物。人體對維生素的需求量較少，但維生素對細胞內(nèi)的特殊代謝反應(yīng)非常重要。維生素對能量釋放，組織細胞的構(gòu)成和食物的消耗起著調(diào)控作用。維生素種類以及它們的主要功能、來源、每日推薦量[11]如下頁表1所示。

表1　冬泳運動所需主要維生素種類及其主要功能、來源、每日推薦量?。▎挝?日）

2.1.4白質(zhì)

蛋白質(zhì)是細胞、抗體、酶、和多種激素的主要成分。蛋白質(zhì)是生長發(fā)育的必備物質(zhì)，也是修復和維持機體組織的必要物質(zhì)。冬泳運動過程中易造成人體組織的輕微凍傷，即使這些凍傷未被冬泳者發(fā)覺，但機體要修復這些組織就需要蛋白質(zhì)的參與，在低溫條件下，冬泳者的免疫機能有所下降，而蛋白質(zhì)是構(gòu)成人體抗體的主要成分，冬泳者需要保證充足的蛋白質(zhì)供應(yīng)。蛋白質(zhì)與運動免疫有著密切聯(lián)系，充足的蛋白質(zhì)可以提高人體的免疫水平[21]。并且冷刺激會讓交感神經(jīng)活動增強，其末梢釋放大量的去甲腎上腺素，促進機體產(chǎn)熱，而去甲腎上腺素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，補充適量的蛋白質(zhì)有利于去甲腎上腺素的合成，提高機體的冷適應(yīng)能力。

2.1.5脂肪

脂肪是組成人體組織細胞的重要組成成分，它可以促進脂溶性維生素的吸收，保護重要器官，并且脂肪是一種富含能量的物質(zhì)，每克脂肪可以供給37.62kJ的能量，對于冬泳人群來講，脂肪不僅可以維持人體中心體溫，還給機體供給大量的能量，脂肪比較濃縮，體積小，減少胃腸負擔，但不應(yīng)過量攝入，而且，冬泳運動過程中，補充脂肪并不能迅速為機體供能，而且增加機體對氧氣的消耗，形成氧氣供應(yīng)不足，造成人體暫時缺氧，不利于促進冬泳運動的質(zhì)量，建議正常飲食攝入脂肪就可以滿足機體需要。

2.1.6糖類

冬泳者機體的主要能源是糖類，主要包括單糖、雙糖和淀粉，這里只論述兩種比較經(jīng)濟，也最容易獲得的葡萄糖和蔗糖的功用。葡萄糖的功能非常重要。第一，它是一種能源物質(zhì)，特別是在冬泳這種高能量消耗的運動中，葡萄糖的供能作用異常突出。第二，葡萄糖是神經(jīng)系統(tǒng)的唯一能源物質(zhì)，并且能影響蛋白質(zhì)和脂肪的代謝，減少蛋白質(zhì)充當能源的作用，可減少蛋白質(zhì)的消耗，并調(diào)節(jié)脂肪的利用。冬泳者補充蔗糖的作用機理是：蔗糖在人體消化酶的作用下分解為一分子葡萄糖和一分子果糖，葡萄糖有利于肌糖原的合成，當冬泳者體內(nèi)的肌糖原含量升高時，冬泳者的能量供應(yīng)就充足，在冬泳時的運動能力就會提高。尤其是對于那些參加冬泳比賽的運動員來講，充足的肌糖原儲備，將在比賽的沖刺階段發(fā)揮重要的作用，使得冬泳運動員后程沖刺能力上升，并且延長冬泳運動員運動至疲勞的時間。果糖有利于肝糖原的合成，補給果糖時肝糖原的合成速度比以同樣方式補充葡萄糖提高3.7倍。當肝糖原儲備較充足時，肝臟對某些化學毒物有較強的解毒能力，并且肝臟對各種細菌毒素的抵抗力增加。研究表明，環(huán)境溫度下降將會導致人體免疫機能降低，冬泳的水環(huán)境溫度在10℃以下，補充果糖有利于提高冬泳者的免疫能力。

2.2冬泳運動人群的特殊營養(yǎng)需要及補充

2.2.1冬泳運動人群的能量攝入

冬泳運動時水溫越低，時間越長，能量消耗越多，冬泳運動人群每日膳食攝取的熱量應(yīng)該大于一般人群。熱能是保障冬泳運動能夠正常進行的必要條件，冬泳運動人群膳食中應(yīng)包括50%的糖類、30%的脂肪和14%的蛋白質(zhì)。20世紀80年代，美國科研委員會公布了營養(yǎng)素的“每日推薦量（RDA）”，一般男性人群應(yīng)攝入2700~2900kcal的熱量，而相同年齡的女性應(yīng)攝入2000~2200kcal[22]。這些數(shù)據(jù)是根據(jù)人口的平均身高、體重，以及做輕體力工作者的能源需要計算的。根據(jù)汪斌[23]的研究分析，對于進行高能量消耗的冬泳人群應(yīng)適當增加能源物質(zhì)的攝入，比一般人群多攝入15%～20%的能量，尤其是在運動之前的一段時間內(nèi)應(yīng)及時補充能量，提高機體能量儲備，以滿足運動的需要。

2.2.2冬泳運動的飲料補充

運動飲料是指營養(yǎng)素的組合和含量能適應(yīng)運動員或參加體育鍛煉、體力勞動人群的生理特點、特殊營養(yǎng)需求的軟飲料。依據(jù)冬泳人體物質(zhì)代謝的需要，冬泳者需要蛋白質(zhì)、糖類、無機鹽、水分等營養(yǎng)物質(zhì)，不管是運動前，還是運動后，用運動飲料補充冬泳者的能量消耗以及水分、電解質(zhì)和維生素，是提高冬泳運動能力的一種有效措施。并且運動飲料攜帶和使用方便，有利于冬泳過程中營養(yǎng)物質(zhì)的及時補充。運動飲料一般選擇葡萄糖、果糖和低聚糖作為組成成分，并且糖的濃度不能太高，也不會含有化學合成制劑。運動飲料含有一定濃度的氯化鈉，更有利于人體吸收；還含有各種微量元素和維生素等營養(yǎng)成分，冬泳者要比不參加冬泳的人群適量增加一些營養(yǎng)成分的補充；果汁是運動飲料的重要成分，人在水中也會排汗丟失水分，而汗水中失去的不僅僅是水分，還包括鈉離子、鉀離子、鈣離子、鎂離子等無機元素，而這些無機元素在水果中含量豐富，特別是水果中含有豐富的堿性鹽類物質(zhì)，能夠中和運動后造成的人體體內(nèi)的酸性環(huán)境，消除疲勞。運動飲料的補充原則和方法：（1）運動前適當補充水分；（2）運動中或運動后補充水分應(yīng)該少量多次，切忌暴飲；（3）飲料中的含糖濃度不宜太大[24]。

2.2.3冬泳運動后促進機體恢復的營養(yǎng)補充

機體能源物質(zhì)的儲備是導致疲勞產(chǎn)生的直接因素[25]。運動后人體必然會感覺到疲勞，如果冬泳運動過后消耗的物質(zhì)不能及時恢復，會導致一系列的生理功能問題，一些補劑可使機體疲勞快速恢復。運動營養(yǎng)學方面的研究表明，效果比較顯著的物質(zhì)有牛磺酸、麥芽油、谷氨酸、天門冬氨酸和堿性鹽（檸檬鈉、檸檬鉀、碳酸氫鈉）。還有我國傳統(tǒng)中藥材，例如人參、枸杞子、西洋參、紅景天、阿膠、杜仲、丹參、蒺藜、鎖陽等[26-29]這些物質(zhì)已經(jīng)被科學家證明具有良好的抗疲勞作用以及促進機體恢復的效果，可以在一定范圍內(nèi)發(fā)揮抗疲勞作用，提高運動能力，并且這些中藥材與西藥相比，具有經(jīng)濟實惠、無毒副作用的優(yōu)點，建議冬泳人群適量增加這些物質(zhì)的攝入，提高機體的整體代謝水平和免疫能力，進而提高冬泳的運動能力。

[1]李龍軍.低溫有氧運動對機體免疫功能的影響[J].陜西教育，2011（10）：73-74.

[2]王瑞元，蘇全生.運動生理學[M].北京：人民體育出版社，2011：45-68.

[3]HUTTUMEN P，RINTAMAK H，HIRVONEN J.Effect of regularwinterswimmingon theactivityof thesympathoadrenal systembefore and after a singlecoldwater immersion[J]. Circumpolar Health，2001，60（3）：400-405.

[4]GANONG W F.Circunvernicular organs definition and role in the regulation of endocrineand autonomic fumction[J].lin Exp Pharmacol Physio1，2000，27（5/6）：422-427.

[5]DUGUE B，LEPPANENE.Adaptation related tocytokines in man：effects of regular swimming in ice cold water[J].Clin Phus io，2000，20（2）：114-121.

[6]史元元，熊正英.冬泳健身機制的研究進展[J].山西師大體育學院學報，2007，22（2）：138-141.

[7]劉麗芳.冬泳鍛煉對人體健康影響的研究進展[J].遼寧體育科技，2014，36（3）：52-54.

[8]檀志宗，劉新宇，李男，等.冷凍療法在運動領(lǐng)域中的研究進展[J].體育科研，2014，35（4）：50-53.

[9]李榮華.微量元素補劑對人體運動能力及健康的影響[J].開封教育學院學報，2015，35（11）：282-283.

[10]徐明.游泳運動員的膳食營養(yǎng)探討[J].南京體育學院學報（自然科學版），2006，5（4）：78-87.

[11]熊正英.運動·營養(yǎng)與健康概論[M].西安：陜西科學技術(shù)出版社，2014：190-202.

[12]熊正英，張全江.維生素C抗氧化作用及其在運動中的運用[J].陜西師范大學學報（自然科學版），1998，26 （4）：109-112.

[13]熊正英，張倩，朱佳，等.維生素B6對運動能力的影響及其補充[J].安康學院學報，2014，26（4）：105-108.

[14]CARLSON L A.Nicotinic acid：the broad-spectrum lipid drug.A 50th anniversary review[J].Journal of Internal Medicine，2005，25（8）：194-114.

[15]熊正英，任偉東，張倩，等.維生素pp對運動能力影響的生物化學機制及其補充[J].安康學院學報，2014，26 （2）：93-95.

[16]熊正英，田振軍.維生素E與運動能力研究的新進展[J].陜西師范大學學報（自然科學版），1997，25（4）：100-103.

[17]熊正英，杜亞軍，王歡.維生素B12和葉酸對運動能力影響的生物化學機制及其補充[J].寶雞文理學院學報（自然科學版），2012，32（2）：3-4.

[18]張婧，熊正英.維生素B1缺乏對運動能力的影響[J].安康師專學報，2003，15（2） ：76-78.

[19]張婧，熊正英.維生素B2和運動的關(guān)系[J].安康師專學報，2001，13（3）：64-66.

[20]周建烈.維生素補充對人體免疫功能的影響影響[J].中國臨床營養(yǎng)雜志，2003，11（2）：162-165.

[21]張新輝，熊正英.運動免疫增強補劑的研究現(xiàn)狀與展望[J].吉林體育學院學報，2007，23（4）：84-85.

[22]科斯蒂爾，馬格利索，里查德森.游泳[M].溫宇紅，譯.北京：人民體育出版社，2001：78-93.

[23]汪斌.游泳運動員的合理營養(yǎng)補充[J].少年體育訓練，2009（4）：71-72.

[24]熊正英，唐量，張婧，等.運動·營養(yǎng)與健康.[M].西安：陜西人民教育出版社，2006：124-156.

[25]趙勝國，邰崇禧.抗疲勞營養(yǎng)學促力手段研究進展[J].首都體育學院學報，2007，19（2）：39-41.

[26]熊正英，馬曉蓮，孫巖，等.鎖陽多糖對運動訓練大鼠睪酮含量、物質(zhì)代謝與運動能力的影響[J].陜西師范大學學報（自然科學版），2011，39（1）：104-108.

[27]熊正英，劉社琴.蒺藜提取物對訓練大鼠糖原、血睪酮和運動能力的影響[J].體育科學，2004，24（8）：36-37.

[28]熊正英.自由基生物學在運動醫(yī)學中的應(yīng)用研究[J].陜西師范大學學報（自然科學版），2014，42（6）：101-106.

[29]熊勃，薛攀，熊正英.紅景天在運動醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用研究綜述[J].安康學院學報，2014，26（6）：83-86.

【責任編校李林霞】

Characteristic of M aterial and Energy M etabolism and its Nutrition Supp lem ent of W inter Sw imm ing

LU Zongcheng，OU Chengjian，XIONG Zhengying，TANWenting，WANG Xiaoke，TAN Huazhen，CAOYun
（School ofPhysical Education，AnkangUniversity，Ankang725000，Shaanxi，China）

Objective：To investigate and analyze the characteristics of energy metabolism of winter swimming and nutrition supplement，forwinter swimming peopleexerciseor competition in a reasonableuseof sportsnutrition and supplements to provide ideas.Methods：the literature review method was used to analyze and combine the exercise practice.Results：winter swimming people in addition to the amountofadded inorganic salts，vitam ins，fat，protein and sugar and nutrition in general，the need to add some special nutrition，such as adjusting the pH value of thebody sports drinks，to speed up the recovery of fatigue of the traditional Chinese medicine supplements. Conclusion：reasonable nutrition supplement to accelerate the elim ination of fatigue，restore physical winter swimming peop le，promote winter swimm inggroup scientific fitness，improve themovementofexercise capacity，physical qualityand health level.

winterswimming；material metabolism；energymetabolism；nutritional supplemen

G804.7

A

1674-0092（2016）05-0117-05

10.16858/j.issn.1674-0092.2016.05.026

2016-03-16

國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃資助項目“冬泳項目的代謝特點及其營養(yǎng)補充”(201511397686）

魯宗成，男，陜西石泉人，安康學院體育學院副教授，主要從事體育教學與訓練研究；歐成健，男，陜西漢陰人，安康學院體育學院本科生；熊正英，男，陜西商南人，安康學院辦學顧問，陜西師范大學體育學院教授，主要從事運動生物化學和運動營養(yǎng)學研究。