不同血糖指数、血糖负荷的食物对人体耐力及代谢影响

宋永旺

不同血糖指数、血糖负荷的食物对人体耐力及代谢影响

宋永旺

探讨运动前连续三天进食不同血糖指数(GI)、血糖负荷(GL)食物对人体耐力及代谢的影响。方法采用平衡重复测试法。7名男子耐力运动员进行两个主要实验，每个主要实验之前均进行糖原耗竭运动，随后受试者随机进食三天含相等热量的低血糖指数、低血糖负荷(L－L)，高血糖指数、低血糖负荷(H－L)的碳水化合物(CHO)食物，每个实验间隔至少7天。L－L饮食组每天提供10.0gCHO/kg体重，H－L饮食组每天提供3.0gCHO/kg体重。测试日受试者安静休息2h，首先在水平跑台上以70%VO2max的强度运动1h，随后以最短时间完成10km耐力运动能力测试。结果:连续三天进食不同血糖指数、血糖负荷食物后，L－L与H－L相比运动时间明显缩短(P﹤0.05);H－L实验组总的CHO利用量明显低于L－L实验组(P﹤0.01)，总的脂肪利用量明显高于L－L实验组(P﹤0.01)。

血糖指数;血糖负荷;碳水化合物;非脂化脂肪酸;甘油;耐力运动

长时间、中等强度运动引起疲劳的主要原因是由于体内糖原耗竭或者是低血糖现象［1，2］。以往研究表明，运动前碳水化合物(CHO)填充可以提高随后耐力运动能力［3］，尤其是对运动时间长于90min、中等强度(70% ～80%VO2max)的耐力性运动作用更为明显。其潜在机制可能是因为摄入CHO使运动前糖原储备增加，运动中血糖氧化水平保持稳定状态［3，4］。但先前摄入CHO主要是以单纯的葡萄糖、果糖或者葡萄糖聚合体［5，6，7］进行补充，该方式并不符合运动员训练的实际应用情况［4］。运动前能源物质的最优化主要是提高体内的CHO储备量以及在运动中的稳定利用［8］。耐力性运动项目由于体内能源物质消耗过大，通常是通过摄入一些含CHO丰富的食物来增加体内的糖原储备，同时增加机体自身的饱腹感［9］。但此方法忽略了个体之间对含CHO食物吸收、消化能力的差异问题［10］。

近年来血糖指数在运动营养领域当中已初步研究，并且具有重要的研究价值，它是指按进食CHO后2h机体血糖反应的大小排列CHO食物的一种方法［11］。随着血糖负荷概念［12］的提出，更进一步的把CHO补充的“质”和“量”结合起来，但血糖负荷方法目前更多的应用于流行病学的研究当中，而在运动营养领域还只是探索阶段。

另外，对于运动能力的评价标准――运动至力竭一直是研究的热点，但运动至力竭的运动模式不一定是评价运动能力的敏感指标。因为力竭运动的方案变异系数较高［13］。目前运用固定距离评价运动力的方案还比较少，只有少数研究者运用此方案［14，15］。另外运动的器具(跑台、功率自行车)之间也存在一定的差异，跑台能够更多的调动人体大群肌肉的活动，能够更准确的反映最大摄氧量出现的可能，随后准确的制定受试者的运动强度，而功率自行车相对偏差较大。有研究显示这种测试方法较为可靠。

因此，本文研究中采用跑台进行固定距离最短时间完成的运动方案，并将血糖指数和血糖负荷方法结合起来，对受试者连续3天进食GI/GL的含CHO食物，探讨运动前摄入含CHO食物对耐力运动能力及代谢的影响，确定提高耐力运动能力的最优化营养补充方式，为提高耐力运动能力提供更为可靠的营养补充手段。

1 研究对象与方案

1.1 研究对象

受试者为7名男性长跑男运动员，年龄20.29±0.70岁，身高173±2.30cm，体重63.9 ±4.48kg，最大心率192 ±3 次/min，最大摄氧量(VO2max)65.1 ±2.38ml.kg－1.min －1，最大心率190±3次/min。所有受试者无糖尿病病史，为保持运动中的运动能力，每周至少进行三次运动，跑步距离不少于50km。

1.2 实验安排

进行主要实验前，受试者首先了解实验内容、目的、操作规程以及意义，随后进行最大摄氧量实验，最大摄氧量－速度实验，以及GI/GL食物血糖反应实验。

1.3 饮食处理

实验采用平衡重复测试。糖原耗竭实验完毕后，受试者随机连续3天饮用等热量的不同血糖指数、血糖负荷的含CHO两种食物中的一种。间隔至少一个星期，进行糖原耗竭实验，随后受试者随机连续3天饮用GI/GL食物中的一种。以同样方式相隔至少一个星期，进行糖原耗竭实验，随后随机连续3天饮用GI/GL食物中的一种。两种食物分别是:低血糖指数、低血糖负荷食物(L－L)［CHO=73%、GI=42、GL=249］;高血糖指数、低血糖负荷食物(H－L)［CHO=31%、GI=79、GL=227］，其中L－L食物每天提供CHO为 10.0g/kg－1体重，H－L组每天提供CHO为3.0g/kg体重。

1.4 训练控制

实验第一天受试者8:00点来到实验室进行完全的糖原耗竭实验，包括30min80%VO2max强度运动，紧接着进行30min70%VO2max强度运动。随后两天受试者进行20min70%VO2max强度运动。第四天进行运动能力测试:以70%VO2max的强度运动1 h，随后进行自我最大运动耐力测试，以最短时间跑完10km。

整个实验过程中定时收集受试者呼出的气体，采集血液样本，记录心率。跑步前后称量受试者裸体重，评定体液平衡情况。

1.5 测试指标及检测方法

用气体分析仪(Applied Electrochemistry，Ametek，USA)对收集的气体进行分析，得出呼吸代谢率(RER)。主要测试生化指标及方法:血糖(Model 1500 Sidekick ，YSI，Ohio，U.S.A);血乳酸(Model 1500，YSI，Ohio，U.S.A);血清甘油(GY 105 kit Randox Laboratories Ltd，U.K.);血清非脂化脂肪酸(NFFA 115 kit，Randox Laboratories Ltd，U.K.)。

1.6 数据处理

所有数据用平均值±标准误来表示;血糖、血乳酸、血清非脂化脂肪酸、血清甘油酯，以及RER等采用双因素(处理方式×时间)ANOVA重复方差分析，用配对t检验来检验各组之间的显著性差异，显著性水平为P﹤0.05。

2 结果

2.1 三天摄入不同血糖指数、血糖负荷食物后运动能力的变化

表1的数据表明:进食三种餐后，L－L组与H－L组相比较，L－L组10km的跑步时间明显缩短(p﹤0.05)。

表1 三个主要实验中10km跑的运动时间

表2的数据说明:最后一餐餐后2h，H－L组总的CHO氧化量明显低于L－L组(P﹤0.05);运动中H－L组总的脂肪氧化量明显高于L－L组(P﹤0.05)，总的CHO氧化量明显低于H－H和L－L组(P﹤0.05)。

2.2 三天摄入不同血糖、血糖负荷食物后各血液指标变化

2.2.1 血糖浓度变化

表3数据表明:运动20min时，10km和恢复期间，L－L组血糖浓度运动明显高于H－L组(p﹤0.01)，运动整个过程中L－L组血糖浓度保持稳定，而H－L组运动过程中以及恢复期间明显下降(p﹤0.01)

表2 三个实验组运动前、中及恢复期间饮用CHO和脂肪氧化量(克)

表3 两个实验组运动前、运动中和运动恢复期间血糖浓度(毫摩尔/升)

表4 三个实验组运动前、运动中和运动恢复期间血乳酸浓度(毫摩尔/升)

表5 三个实验组运动前、运动中和运动恢复期间非脂化脂肪酸、甘油浓度(毫摩尔/升)

2.2.2 血乳酸浓度变化

表4数据表明:两个实验组运动过程血乳酸浓度明显高于餐后2h(p﹤0.01)，两实验组之间没有明显差异(p﹥0.05)。

2.3.3 非脂化脂肪酸和甘油的变化

表5的数据表明:餐后2h，运动10km以及运动后2h恢复期间，L－L组血清甘油浓度明显低于H－L组(P＜0.01)，两实验组运动20min至恢复过程甘油浓度明显高于餐后2h的浓度(P＜0.01)。运动20min后L－L血清非脂化脂肪酸(NFFA)浓度明显低于H－L组(P＜0.01)，两实验组运动过程中非脂化脂肪酸浓度高于餐后2h浓度(P＜0.01)。

3 分析与讨论

本研究中最重要的发现是:连续3天进食等热量的含CHO食物(10gCHO.kg－1体重)L－L与H－L的含CHO食物(3.0gCHO.kg－1体重)相比较，固定距离10km的运动时间明显缩短(P﹤0.05)，提高了运动耐力。

在最近的研究当中，有关血糖指数的含CHO食物对运动耐力影响受到运动营养界人士的广泛关注。不同的运动强度，饮食数量以及饮食时间，对运动能力产生了不同的效应。研究表明:运动前摄入低血糖指数的含CHO食物提高了随后的运动能力，具有良好的代谢反应，同时也有持不同的观点，发现运动前摄入低血糖指数的含CHO食物对运动能力没有任何影响，但却具有良好的代谢反应。从目前研究中可以看出运动前进食低血糖指数的饮食对提高耐力运动能力具有潜在的益处，能够保持CHO的稳定利用、保持运动中血糖浓度的稳定性。本实验发现运动前进食低血糖指数的CHO食物，比提供同等热量的高血糖指数食物能更有效地提高长跑运动的能力，其结果与近期王香生等人的研究相同。

本实验发现最后一餐餐后2h和运动过程中总的CHO的氧化量H－L组明显低于L－L组(P﹤0.05)，而总的脂肪氧化量明显的高于L－L组(P﹤0.05)。在L－L组的代谢反应中，说明脂肪动员的速度减慢，CHO的氧化加快，肌糖原分解加速。原因可能仍与运动前较高的胰岛素水平有关。

近来来大多数的研究表明运动前不同时间摄入低血糖指数的食物能够保持运动中高水平的血糖浓度，高血糖指数的食物可能会导致运动前较高水平的胰岛素浓度，抑制脂肪代谢，增加CHO氧化，并且在随后的运动中降低血浆葡萄糖的浓度，加快糖原的利用速率，出现运动前的低血糖反弹现象。本实验中发现在运动开始20min时，H－L组血糖浓度出现明显下降，随后又趋于平缓，其下降的原因可能和运动前的高胰岛素浓度有关，它会降低肝糖的产生，加快肌糖原的利用速率，出现运动前的血糖短暂降低现象，但对运动能力没有明显影响。该现象和先前的研究相同，虽然都出现了血糖浓度明显降低的现象，但在随后短时间内逐渐趋于平缓，对运动能力没有产生明显影响。在我们的实验当中，发现了L－L组在整个运动过程中非脂化脂肪酸浓度和甘油浓度明显偏低(P﹤0.01)，而H－L组中的浓度明显偏高(P﹤0.01)，从中我们可以推断出在运动过程中L－L组较高的利用CHO氧化供能，H－L组较多的利用脂肪供能。有研究表明低于30%VO2max强度的运动，脂肪是主要的能源供应来源［30］。随着运动强度的增加，CHO的氧化供能明显增加，脂肪的代谢明显降低，中等到高强度(﹥70%VO2max)运动，CHO的利用程度增加［31］，利用游离脂肪酸供能相对减少。本次实验采用1h 70%VO2max的强度进行运动，随后进行10km自我选择速度运动，该运动更多利用了运动前GI/GI食物补充所储备的肌糖原。随着运动时间的延长，非脂化脂肪酸和甘油浓度逐渐升高，可能原因是和血液中肾上腺素的浓度增加有关，肾上腺素能够刺激脂肪分解，使分解产物非脂化脂肪酸和甘油的浓度随着运动时间的延长逐渐增加［32］。

4 小结

1)连续三天进食低血糖指数、低血糖负荷的CHO食物，比提供同等热量的高血糖指数、低血糖负荷的CHO食物能更有效的提高运动耐力。2)连续三天的高糖膳食(L－L)似乎可以为运动员提供更多的CHO供应来源，使运动中血糖浓度保持在较高水平。

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Effects of Different Glycemic Index and Glycemic Load on Human Endurance and Metabolism

SONG Yongwang
(Huangcun Sports Training Base，Guangzhou Guangdong，510663)

purpose:This study examined the effect of three days’meals with different glycemic index/glycemic load on endurance and metabolic.Methods:Seven endurance－trained male runners completed two main trials that were separated by at least seven days in a counter－balanced design.After an overnight fast for 10 to 12 hours，each subject completed glycogen－depleting exercise and consumed an isocaloric meal for three days containing low glycemic index and glycemic load(L －L)，high glycemic index and low glycemic load(H－L).L－L were provided 10.0g CHO(kg－1 body mass)，H－L provided 3.0g CHO(kg－1 body mass).After two hours，the subjects were required to run at 70%VO2max during the first one hour of the run.Then they completed the remaining 10－km as fast as possible.Results:A better performance was found in the L－L trial when compared with the H－L trail(P﹤0.05).Carbohydrate oxidation was lower(P﹤0.01)and fat oxidation was higher(P ﹤0.01)in H －L trials.

glycemic index;glycemic load;carbohydrate;NEFA;glycerol;endurance performance

G804.49

A

1003-983X(2011)06-0672-04

2011-09-07

宋永旺(1978－)，男，陕西渭南人，硕士，助理研究员，研究方向:运动生物化学与营养.

广东黄村体育训练基地，广东广州510663