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      2種運(yùn)動(dòng)食品對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響對(duì)比研究

      2019-06-03 03:48:38黃國(guó)陽(yáng)
      食品與機(jī)械 2019年4期
      關(guān)鍵詞:乳酸食用心率

      黃國(guó)陽(yáng)

      (桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院,廣西 桂林 541004)

      運(yùn)動(dòng)食品是指為滿足參與運(yùn)動(dòng)人群的體能、生理代謝、營(yíng)養(yǎng)需求等特殊要求而開發(fā)的功能性食品,其具有體積小、質(zhì)量輕、運(yùn)動(dòng)時(shí)攜帶方便的優(yōu)點(diǎn),一直是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、比賽過程中重要的功能性食品[1-4]。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽過程中,運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高,人員容易出現(xiàn)疲憊狀態(tài),因此通過食用有效的運(yùn)動(dòng)食品改善體能狀態(tài)就變得十分重要[5-7]。根據(jù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練內(nèi)容和周期的不同,運(yùn)動(dòng)食品可能需要連續(xù)多餐或多日服用。同時(shí),在訓(xùn)練過程中,受到氣候環(huán)境、情緒緊張等外在或內(nèi)在的應(yīng)激因素,運(yùn)動(dòng)人員將會(huì)產(chǎn)生綜合的負(fù)面效應(yīng),容易造成人體內(nèi)環(huán)境紊亂,引起食欲和消化水平下降,最終影響人體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能,造成訓(xùn)練效果和比賽成績(jī)的下降[8-10]。

      目前類似的研究報(bào)道較少,僅有耿戰(zhàn)輝等[11]分析2種壓縮餅干對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力的影響,但是壓縮食品的消費(fèi)范圍較低,不符合大眾消費(fèi)需求。針對(duì)這一問題,本研究設(shè)計(jì)2種適合普通人食用的運(yùn)動(dòng)食品,并對(duì)2種運(yùn)動(dòng)食品進(jìn)行自身對(duì)照和交叉食用分析,通過試驗(yàn)結(jié)果對(duì)人體運(yùn)動(dòng)能力和疲勞狀態(tài)等方面進(jìn)行測(cè)試,旨在為不斷改善運(yùn)動(dòng)食品的性能表現(xiàn)提供科學(xué)依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試劑

      血乳酸檢測(cè)試劑盒、血清激素檢測(cè)試劑盒:北京百奧萊博科技有限公司;

      乙醇:分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

      1.2 材料

      試驗(yàn)中功能因子含量不同的運(yùn)動(dòng)食品分為運(yùn)動(dòng)食品A和運(yùn)動(dòng)食品B,并以此為基礎(chǔ)設(shè)置為運(yùn)動(dòng)食品A組、運(yùn)動(dòng)食品B組和對(duì)照組。運(yùn)動(dòng)食品A和運(yùn)動(dòng)食品B的三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能因子的詳細(xì)組成情況見表1。

      表1 2種運(yùn)動(dòng)食品的基本組成情況Table 1 Basic composition of two sports nutrition

      1.3 試驗(yàn)對(duì)象及分組

      最初選擇運(yùn)動(dòng)員100人,性別為男性,年齡范圍在22~24歲。通過脈搏、心率、血壓、自行車和5 km跑步成績(jī)等基本情況,選擇測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果接近的人員共60人。之后再進(jìn)行跑臺(tái)體能測(cè)試和血液生化指標(biāo)檢測(cè),根據(jù)綜合結(jié)果確定所選運(yùn)動(dòng)員的體能狀態(tài)。綜合基本身體指標(biāo)和體能狀態(tài),最終選擇數(shù)據(jù)接近或接近的30名運(yùn)動(dòng)員作為試驗(yàn)對(duì)象,最終確定試驗(yàn)對(duì)象的基本身體參數(shù)為:最大攝氧量(58.1±0.4)L、身高(172.3±0.9)cm、體重(64.22±0.92)kg。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?,?0名運(yùn)動(dòng)員每組10人,隨機(jī)分成3組,分別命名為:運(yùn)動(dòng)食品A組、運(yùn)動(dòng)食品B組和對(duì)照組。

      1.4 儀器與設(shè)備

      全自動(dòng)發(fā)光儀:Unicel DxI800型,美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司;

      全自動(dòng)生化分析儀:BIOBASE BK8000型,山東博科科學(xué)儀器有限公司;

      乳酸儀:EKF Blood Lactate型,德國(guó)EKF公司;

      血糖儀:ACCU-CHEK?Integra型,美國(guó)羅氏公司;

      心率監(jiān)測(cè)儀:Prince 80D型,深圳力康公司。

      1.5 方法

      1.5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?,分別設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)食品各組的自身對(duì)照試驗(yàn)和平衡交叉試驗(yàn),試驗(yàn)共分為A、B、C 3個(gè)階段,每個(gè)階段進(jìn)行7 d,總試驗(yàn)共進(jìn)行21 d,運(yùn)動(dòng)食品食用的具體細(xì)節(jié)如表2所示。在試驗(yàn)的每個(gè)階段,要求每名參與試驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)員每日攝入的食物熱量不超過3 000 J,試驗(yàn)過程中可以自由飲水,需要嚴(yán)格禁止飲酒和吸煙,杜絕在試驗(yàn)期間食用其他運(yùn)動(dòng)食品和營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑。

      1.5.2 試驗(yàn)流程 每個(gè)試驗(yàn)階段(A、B、C)均按照以下流程和要求進(jìn)行試驗(yàn):

      (1)第1~2天,運(yùn)動(dòng)員要按照規(guī)定食用運(yùn)動(dòng)食品,按照同一標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和休息。

      (2)第3天,運(yùn)動(dòng)員要按照規(guī)定食用運(yùn)動(dòng)食品,進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低的訓(xùn)練。

      (3)第4天,所有運(yùn)動(dòng)員均進(jìn)行檢測(cè),具體步驟:晨起空腹抽取運(yùn)動(dòng)員的靜脈血,測(cè)定血液生化指標(biāo),血乳酸和血糖,之后進(jìn)行正常食用早飯。早飯后休息30 min,采集指尖血測(cè)定血乳酸和血糖。之后進(jìn)行緩慢熱身10 min,然后以60% VO2max的強(qiáng)度跑步,在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的時(shí)間點(diǎn),采集指尖血測(cè)定血乳酸和血糖。之后原地休息10 min,進(jìn)行力竭跑(15 km/h),記錄起跑至力竭的時(shí)間和距離,結(jié)束后立即采集靜脈血測(cè)定所需生化指標(biāo)。從休息開始計(jì)時(shí),分別在0,3,6,9,12,15 min 5個(gè)時(shí)間點(diǎn)采集指尖血,測(cè)定休息恢復(fù)期的血乳酸變化趨勢(shì),在休息1 h后測(cè)定血糖。

      表2 交叉設(shè)計(jì)方案?Table 2 Experimental design of the cross trial

      ? 食用表示食用本組規(guī)定的運(yùn)動(dòng)食品。

      (4)第5天,晨起空腹采集靜脈血測(cè)定生理指標(biāo)。

      (5)第6~7天,充分休息進(jìn)行下一輪試驗(yàn),在休息期間可以自由飲食。

      1.5.3 主要檢測(cè)指標(biāo) 試驗(yàn)中主要檢測(cè)指標(biāo)包括:心率水平、血乳酸和血糖水平、血清激素含量(睪酮、皮質(zhì)醇、睪酮/皮質(zhì)醇、胰島素)。心率水平采用心率計(jì)測(cè)定;血乳酸和血清激素含量采用試劑盒法,血糖水平采用血糖儀測(cè)定。

      1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

      2 結(jié)果與分析

      2.1 運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期心率變化

      人體在訓(xùn)練過程中,心率的變化情況可以反映人體的運(yùn)動(dòng)能力,而經(jīng)過運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,進(jìn)入恢復(fù)期后直接測(cè)定心率變化情況可以反映出人體的恢復(fù)情況[12]。圖1為各組運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行力竭訓(xùn)練過程中的心率變化情況。圖2為各組運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行力竭運(yùn)動(dòng)后心率測(cè)定結(jié)果。檢測(cè)結(jié)果證實(shí),3個(gè)試驗(yàn)組運(yùn)動(dòng)的心率變化情況相比,在運(yùn)動(dòng)過程中,運(yùn)動(dòng)食品A組心率增長(zhǎng)速率快于其他2組,可以在較短的時(shí)間將心率水平迅速提升,更早的進(jìn)入穩(wěn)定期間,進(jìn)入最高心率時(shí)間較晚。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后,運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的心率監(jiān)測(cè)數(shù)值都低于其他2組,說明運(yùn)動(dòng)食品A組的運(yùn)動(dòng)員可以快速進(jìn)入恢復(fù)水平。以上的檢測(cè)結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行力竭訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)時(shí),心率增加速率較快,而在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練結(jié)束后,心率恢復(fù)更快,明顯優(yōu)于運(yùn)動(dòng)食品B組和對(duì)照組。

      2.2 血乳酸濃度的變化

      由于肌肉產(chǎn)生的乳酸產(chǎn)生后10 min左右就可以立即滲入血液,直到肌肉和血液間的乳酸濃度達(dá)到平衡。同時(shí)由于血液中乳酸濃度受到多方面因素影響,因此需要進(jìn)行多時(shí)間點(diǎn)采樣測(cè)定血乳酸數(shù)值后才能有效的評(píng)估人體的血乳酸清除率[13]。

      圖1 運(yùn)動(dòng)期間心率水平測(cè)定Figure 1 Changes of heart rate during exercise period

      圖2 恢復(fù)期間心率水平測(cè)定Figure 2 Changes of heart rate during recovery period

      由圖3可知,在60% VO2max強(qiáng)度下,連續(xù)跑步100 min,在運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員的血乳酸整體水平相對(duì)較低,而且在力竭訓(xùn)練后的休息期內(nèi),各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員的血乳酸水平都明顯低于其他2組的。進(jìn)一步的檢測(cè)結(jié)果如圖4所示,在力竭訓(xùn)練后,運(yùn)動(dòng)食品A組在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血乳酸清除效率高于運(yùn)動(dòng)食品B組的。由此血乳酸的檢測(cè)結(jié)果可知,在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后,運(yùn)動(dòng)食品A組運(yùn)動(dòng)員的血乳酸產(chǎn)生水平低于運(yùn)動(dòng)食品B組的和對(duì)照組的,同時(shí)血乳酸的清除效率高于運(yùn)動(dòng)食品B組的和對(duì)照組的,表明食用運(yùn)動(dòng)食品A的體能恢復(fù)效果優(yōu)于運(yùn)動(dòng)食品B。

      圖3 血乳酸產(chǎn)生水平Figure 3 Changes of blood lactic acid level

      圖4 血乳酸清除效率Figure 4 The clearance rates of blood lactic acid

      2.3 血糖水平的變化

      如表3所示,在空腹血糖水平接近的條件下,運(yùn)動(dòng)食品A組在飯后30 min,(60±2)% VO2max強(qiáng)度跑步30,60,90 min的血糖水平均高于運(yùn)動(dòng)食品B組的和對(duì)照組的。特別是在跑步訓(xùn)練60 min和90 min后的血糖水平測(cè)定結(jié)果存在顯著性差異(P<0.05)。由此測(cè)定結(jié)果可知,在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中,運(yùn)動(dòng)員食用運(yùn)動(dòng)食品A可以有效地維持人體血糖水平,效果明顯優(yōu)于食用運(yùn)動(dòng)食品B和不食用運(yùn)動(dòng)食品的運(yùn)動(dòng)員。

      2.4 血清相關(guān)激素水平變化

      3組運(yùn)動(dòng)員在力竭運(yùn)動(dòng)前后血清中睪酮、皮質(zhì)醇、睪酮/皮質(zhì)醇(T/C)和胰島素水平的變化情況如表4所示。從檢測(cè)結(jié)果可知,食用運(yùn)動(dòng)食品A的運(yùn)動(dòng)員在晨起、運(yùn)動(dòng)后和運(yùn)動(dòng)后12 h 3個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)的睪酮水平均高于其他2組的;皮質(zhì)醇水平低于其他2組的,T/C值和胰島素水平均高于其他2組的。結(jié)果證實(shí)運(yùn)動(dòng)食品A可以有效地調(diào)節(jié)人體的激素水平,維持較好的人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和恢復(fù)效率。

      表3 血糖濃度變化?Table 3 Changes of blood glucose concentration in different groups mmol/L

      ? *表示與對(duì)照組相比差異顯著,P<0.05;#表示與運(yùn)動(dòng)食品B組相比差異顯著,P<0.05。

      表4 血清激素水平變化情況?Table 4 Changes of serum hormone level

      ? *表示與對(duì)照組相比差異顯著,P<0.05;#表示與運(yùn)動(dòng)食品B組相比差異顯著,P<0.05。

      3 結(jié)論

      本研究結(jié)果顯示,在連續(xù)多日單獨(dú)食用某一運(yùn)動(dòng)食品的情況下,運(yùn)動(dòng)食品A在維持運(yùn)動(dòng)員的血糖水平、血液血乳酸的清除效率、心率恢復(fù)情況和血液中相關(guān)激素水平變化情況等方面,均明顯優(yōu)于運(yùn)動(dòng)食品B。說明運(yùn)動(dòng)食品A具有更好的促進(jìn)運(yùn)動(dòng)后體能恢復(fù)和維持人體運(yùn)動(dòng)能力作用。過去的研究,主要是對(duì)單一品種運(yùn)動(dòng)食品的功效進(jìn)行分析,本研究采用比較的方式,分析2種運(yùn)動(dòng)食品的功效,研究方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值。但是,本研究缺乏對(duì)運(yùn)動(dòng)功效進(jìn)行機(jī)理研究,這部分工作將在進(jìn)一步的研究中進(jìn)行。

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