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解析耐力跑的能量系統與營養補給!跑步,您需要了解運動科學

跑步可以說是最為方便的運動方式之一,但是跑步並不簡單。從跑姿的學習、訓練規劃到營養補充以及最後的身體恢復等,要想真正的學會跑步,並不是一件簡單的事情。最近也有很多小夥伴問我跑步,特別是耐力跑,應該怎樣進行運動營養的補充。今天的話題就來聊聊耐力跑或者長跑的營養攝入補充問題。一般來說,項目特點決定了營養攝入的方式與時機。因此,本文先對耐力跑的能量系統進行分析,這樣營養補充也才能有的放矢,然後根據其項目特點給出耐力跑的運動營養建議。

閱讀完本文,您會收獲以下三方面的信息:

  • 人體供能系統
  • 耐力跑能量供給
  • 耐力跑運動營養指南

三個方面,相互聯系又彼此獨立,如果對現象背後的原因不感興趣,可以直接跳到相關章節,但還是建議您多了解一下理論,這樣對於指導實踐有更深刻的理解。廢話不多說,直接進入主題。

人體供能系統

ATP(三磷酸腺苷),被稱為人體的能量貨幣。正是有了ATP這種物質,我們人體才能得以正常生活與運動,ATP為我們的人體提供能量的輸出。但ATP在人體內儲備的並不多,只有80~100g左右,高強度運動的話幾秒鍾就會把先前儲備的ATP耗盡。因此源源不斷的產生ATP就顯得特別重要。而我們平時所攝入的食物中的碳水化合物,蛋白質和脂肪進入人體後最終都會轉化為ATP,為人體提供能量。

人體產生ATP的途徑主要有三種,根據運動強度與持續時間可以分為磷酸原系統、糖酵解系統和有氧氧化系統。

磷酸原系統

ATP-CP(三磷酸腺苷-磷酸肌酸),也稱之為磷酸原系統,是短距離沖刺以及依靠爆發力的運動項目最主要的能量來源。特點是可以快速供能,但是持續時間短,持續時間基本上不會超過30秒。這是因為存儲在身體里的ATP是有限的,再次使用時需要磷酸肌酸來重新合成ATP,直到磷酸肌酸也耗盡。此時,人體的能量供應系統會轉換為有氧或無氧代謝(糖酵解系統)以產生ATP來繼續活動或者運動。

糖酵解系統

糖酵解系統,此供能途徑利用碳水化合物來產生ATP,過程中並不需要氧氣的參與就可以進行肌糖原或葡萄糖(部分)的分解。對於任何形式的中等強度到高強度的運動,無氧糖酵解系統是主要的供能系統。但隨著強度的提高或者時間的持續,會產生乳酸分子和氫離子,以及引起兩者的堆積。進而慢慢就會引起肌肉的疲勞,達到乳酸閾值後(運動中的目標肌肉產生乳酸的速度大於乳酸移除的速度時),身體就會強迫你降低運動強度。一般來說,該系統持續時間不會超過2分鍾左右。我們經常說的無氧運動,指的就是利用磷酸原系統或無氧糖酵解系統為主的供能方式。對應的運動項目一般是:400m跑、100m游泳、1km場地自行車等。

有氧氧化系統

有氧氧化系統,這個系統可以利用碳水化合物或者脂肪通過有氧代謝(需要氧氣)產生ATP。有氧運動,就是指的利用有氧氧化系統來持續供能。這個系統,輸出的功率不高,比無氧系統要慢很多,但供能的持續時間長,是耐力運動的物質基礎。長時間的中低強度運動,如快走、慢跑以及包括你天天坐立行走等,都是以有氧氧化系統為主要供能。而蛋白質,一般來說不主動提供能量的供給,通常是維持人體的細胞代謝、組織生長與以及肌肉的修復等。

耐力跑能量供給

耐力跑運動從開始到結束都經歷了上述三大能量途徑。當我們跑步一啟動的瞬間,ATP-CP為主要供能系統,進而接著轉向通過無氧糖酵解系統繼續產生ATP。隨著運動強度以及持續時間的改變,我們的呼吸頻率更高心跳更快,直到達到乳酸閾值時,我們身體的代謝就開始需要更多的氧氣,耐力跑者的身體能量系統就會轉向以有氧代謝為主要供能的途徑。

耐力跑或者耐力運動主要是通過兩種機制產生能量,這兩種機制都與氧氣有關:通過脂肪或者通過糖原(碳水化合物進入人體後以糖原的形式儲備)降解成葡萄糖進行供能,這主要是取決於運動強度。為了追求更快速度以及更好成績,糖原就成為了性價比最高的能量來源,為什麼呢?一是肌肉中ATP儲備有限,二是中等強度到高強度運動中脂肪供能效率比較低。

但同時,我們人體內的糖原儲備也是有限的。一般人體內儲存約400克左右糖原或1600大卡,而競技性的自行車或者耐力跑每小時很容易就消耗800大卡左右,甚至更多。我們連續進行2小時的自行車或者耐力跑24公里以後,人體的糖原儲備就會耗盡。這就是我們經常聽到的耐力運動中的”撞牆”現象,一般來說,”撞牆”現象通常發生在耐力跑28~30公里的時候,說的就是人體已經快耗盡糖原的儲備了。而優秀耐力運動員通過訓練與補充碳水化合物,可以將身體的糖原儲備提高到900g左右,也就是3600大卡,這樣就相對的提高了不間斷運動的時間,同時由於糖原儲備足,最後的沖刺階段可用能量儲備也會增加。

一般耐力跑者通過糖原的超量存儲以及運動過程中的營養補充,來保證糖原水平。超量存儲指的在比賽前幾天先消耗一定程度的糖原儲備再進行糖原的補充,這樣身體能夠通過碳水化合物負荷來確保初始糖原水平最大化,從而延長耐力跑時間(健美比賽中也是使用同樣的方法使得比賽時肌肉看起來更加飽滿)。而運動中營養補充,也不僅是補充碳水化合物,同時也會補充水分與電解質等。

耐力跑運動營養指南

營養補充對於耐力跑項目特別重要,畢竟是長時間的運動,身體需要有足夠的能量。文章也給出了兩方面的建議:一是日常補充,二是持續一小時以上的賽前補充

日常補充

1.碳水化合物

對於耐力跑來說,因為其項目特點的原因,決定了碳水化合物體內的儲備量很大程度上影響了成績的好壞。因此,碳水就顯得特別重要,但是也因日常的訓練量與運動強度因人而異。

一般來說:

  • 中等強度的耐力跑持續1小時左右的時間,平均每天每公斤體重需要5~7g的碳水含量;
  • 中等強度到高強度且持續時間在1~3小時的區間內的訓練量,需要6~10g左右的碳水含量;
  • 中等強度到高強度且持續時間3小時以上的訓練量,則每公斤體重至少需要補充10g以上的碳水含量。

強度越大或持續時間越長,需要補充的碳水也就會越多,同時訓練後也需要更多的恢復時間。

2.蛋白質

耐力運動對於蛋白質的需求量並不是太高,過於龐大的肌肉量也不會利於成績提升。但從項目特點來看,肌肉分解是大機率事件,這也就是為什麼耐力型運動員的形體都趨向於偏瘦的感覺,當然這也與耐力運動的選材與肌肉類型也有關系。一般來說,耐力運動的蛋白質需求量每天每公斤體重1.2~1.4g即可。攝入的蛋白質也並不是重要的能量來源,更多的是維持身體的機能。

3.脂肪

脂肪對於任何人都是重要的,特別是有益處脂肪。如日常生活中的堅果、蛋黃、三文魚以及橄欖油等都是不錯的脂肪來源。耐力跑的脂肪膳食要求與一般人群對於脂肪的需求差不多,都是在20~30%左右的水平,過多或者過少都不利成績的提升。

對於蔬菜水果的補充也是必不可少,可以最大程度上提供維生素與礦物質。對於三大營養素來說,蔬菜與水果相當於起到了有益補充和潤滑劑的作用。日常生活與訓練中,要特別重視才好。

持續一小時以上的賽前補充

比賽前

營養目標:最大程度以補充身體的糖原儲備以及良好的水合作用。

耐力跑比賽前3~4小時攝入200~300g左右的高碳水化合物、低脂肪、低纖維和蛋白質含量適中的食物,用於能量儲備,同時低脂肪與低纖維希望胃的排空速度更快一些。一般來說,脂肪需要4小時排空、蛋白質2小時,而碳水化合物只需要1小時即可。賽前大約30分鍾到一個小時的時間還可以再吃一些小零食,如香蕉或者能量棒等,繼續用於體能的儲備。但這都是一般的建議,具體執行起來需要看個體的身體反饋,以及對於食物的敏感性。通常比賽前攝入的食物都是平時訓練過程中經常吃的食材,不要輕易更換食材,可能會影響人體的生化反應。

而補充水,則建議比賽前2~4小時左右開始補充每公斤體重5~7mL的水分,如70公斤的耐力跑者將需要約350~500毫升的液體進行水合補充。同時多注意觀察自己尿液的顏色,尿液呈深色時則應該在比賽前1~2小時左右的時候每公斤體重再加3~5mL的水分,確保比賽前有著最佳的水合狀態。同時也需要注意一些食物和維生素可能也會改變尿液的顏色。

比賽中

營養目標:維持比賽中的糖原水平、補充流失的體液與電解質以及防止疲勞等。

一般來說,持續時間不到1小時的耐力比賽,糖原並不會耗盡,少量補充一些碳水可能還會改善成績。而持續1小時以上的比賽,糖原的補充就顯得特別重要。通常每小時運動需要30~60g左右的碳水含量,持續時間更長的比賽可能會增大到90g。建議少量多次的補充,腸道的吸收能力和葡萄糖利用率限制了一次碳水化合物補充並不能太多。比賽前與比賽中都推薦補充易於消化的碳水化合物,快速補充身體糖原同時不會使胃部產生不適。

比賽中每小時對液體的需求量最低為每小時300~500mL,根據您的個人出汗率,跑步強度和天氣條件,每小時的需求量甚至可以超過1L。但整個補水過程中,要以略微口渴為標准。過多次數以及一次補充太多的水分,加上運動中的體液流失,可能會稀釋血液中的鈉水平,影響電解質的平衡。補充運動飲料的話,選擇碳水化合物濃度為6~8%左右的飲料,可增加液體攝入的同時並提供所需的碳水化合物。

比賽中推薦的液體攝入量或者運動飲料的營養素參考值:

  • 460~1150毫克/升的鈉
  • 78~195毫克/升的鉀
  • 6%~8%的碳水化合物

比賽後

營養目標:修復身體機能、加速狀態的恢復以及為下次訓練或比賽進行糖原儲備。

運動結束後,應該立即補充大約75g碳水化合物以及25g的蛋白質食材,最好是以液體的形式消耗掉。運動後即刻補充會刺激身體糖原的超量存儲以及最大程度地減少肌肉蛋白質的持續分解。這樣的補充有利於耐力跑者下一次的訓練或者比賽。比賽與訓練後的補充非常重要,不然會隨著時間的推移,不僅成績下降,同時會導致訓練過度以及身體的其他問題,特別是女性,例假紊亂及骨質疏鬆等問題在耐力跑女性運動員中並不少見。隨後在比賽結束2~3小時左右的時間再攝入一頓正餐,以碳水化合物和蛋白質為主,同時還需要包括優質脂肪與蔬菜等。

補水則是通過比賽前後測量一下自己的體重,兩者數據差就是需要補充的液體。一般來說,需要補充體重減少的1.5倍的運動飲料或者水分,如體重減少了500g,則需要補充750g左右的液體。不超過1小時的比賽,適當補水以及做到膳食均衡即可。而超過1小時的比賽更推薦運動飲料,因為可以同時補充比賽中流失的鐵、鈉、鈣、鋅、鎂以及其他維生素等。此時也需要觀察尿液顏色:一是可以來觀察自己比賽後的水合狀態,二是可以簡單的評估比賽前與比賽中的液體補充是否合理等,為下次的運動補水提供參考數據。

結束語

現實中的運動營養補充比這個還要復雜,因為每個人的具體情況還不太一樣,包括訓練狀態、對食材的反應以及身體營養的吸收利用率等。文章也只是給出了一個大體的方向,希望對耐力跑的小夥伴有所幫助。沒有好的營養補充,要想有好的成績不太可能。所以,即使是競技運動也需要全方位的去平衡。還是那句話,懂得的運動科學知識越多,也就越有利於自身目標的實現。越努力越幸運。大家加油,共勉。