足球运动员运动表现提升的营养支持策略研究进展

何玉敏，刘 军

足球是世界上最受欢迎的运动之一，优秀的足球运动员，除出色的技战术水平外，更需要良好的体能作为技战术发挥的基础和保障，运动员良好的体能状况是长期合理膳食与科学训练的结果，营养对体能的维持和恢复起至关重要的作用。当前，我国足球运动得到诸多关注但成绩仍然不够理想，学者从各个角度在分析寻找问题，从营养与体能保障的角度，认为我国足球运动员存在膳食结构、比例不合理的现象，体脂也明显高于国外优秀运动员。进一步比较中超和欧洲联赛的数据，发现中超联赛运动员在比赛中跑动总距离及高强度跑动距离均较低。特别是随着运动训练理念与实践的发展，近几年足球运动变得更加激烈研究分析比较2012/2013与2006/2007赛季的相关数据，发现英格兰足球超级联赛球员跑动总距离增加了2%，高强度跑增加了30%，这表明足球运动的发展对体能的要求将会越来越高。通过科学合理的营养策略能够保障体能、加快恢复、耐受更大训练量，使运动员获得优异运动表现将成为科学训练保障的重要组成部分。本文通过分析足球项目的特点，就足球运动员体能的营养支持和干预策略方面的研究作一综述。

1 足球运动的专项运动与能量代谢特点

足球运动属于技战术主导类同场竞技的团队项目，具有强度大、速度快，攻守转换频繁，反复冲刺，持续时间较长等特点。常规比赛时间为90 min，中场休息为15 min，如打加时赛可达120 min，有时常规赛和加时赛结束后仍未分出胜负，还会进行点球比赛，耗时更长。足球比赛是由冲刺跑、爆发性和敏捷性动作等高强度活动与慢跑、行走或站立等低强度活动相结合的间歇性运动项目。在90 min的比赛中，优秀的外场足球运动员通常跑动距离为9-14 km，其中22%-24%的距离以15 km/h（高强度阈值）的速度完成；8%-9%的距离以高于20 km/h（非常高强度阈值）的速度完成；2%-3%的距离以高于25 km/h（冲刺阈值）的速度完成。此外，据统计，足球运动员每场比赛改变方向超过700次，每场比赛活动状态的变化可多达1 200-1 400次。据估计，在整场比赛中，高强度跑动（速度＞19.8 km/h）的平均 “工作：休息” 比率为1：12，但在比赛最激烈的阶段可能会降至1：2，这表明，虽然在比赛中，无氧供能系统对能量供应的总占比较小，但与有氧供能系统相比，在比赛的特定时期，无氧供能系统仍占有很高的比重。因此，足球运动需要在有氧耐力的范围内，进行大量的爆发力活动，其供能特点具有有氧和无氧供能系统复杂交互作用特点。

2 足球运动员膳食营养总体要求

均衡合理的膳食营养是影响体能的因素之一，一些营养物质的缺乏或过量可能会对运动成绩产生负面影响。对于足球运动员来说，合理的营养策略能够使其在训练和比赛中取得最佳成绩，加快恢复速度，达到并保持最佳的体重和身体状态，以及减少受伤和生病的风险。提高体能的膳食策略包括优化宏量营养素、微量营养素、液体和总能量的摄入，以及调整膳食结构和时间。足球运动员的总能量摄入应基于基础代谢、体力活动和食物热效应，根据运动员的身体状况和运动目标进行调整，并与最佳的瘦体重和体脂比例相联系。每日膳食中糖、蛋白质和脂肪的供能比例为总热量的55%～60%、12%～15%、25%，一日三餐的热量摄入比例为25%-30%、30%-35%、30%-35%，推荐在原有正餐的基础上进行2-4次的加餐，加餐占总热能的5%-10%。并且，应注意补充足量的维生素和矿物质，这些微量元素是构成酶的主要成分，其在能源物质代谢过程中起重要作用。此外，要保证充足的液体摄入量，以避免机体脱水及电解质紊乱导致运动能力降低。因此，足球运动员应采用以平衡膳食为基础营养素全面的高糖膳食。

3 足球运动员营养补充策略

3.1 碳水化合物

在比赛和训练中，糖是运动员骨骼肌和大脑的主要能量来源。根据对足球比赛的分析，球员在70%-80%VO2max水平上长时间运动时，主要是基于糖原作为能量代谢的底物，在比赛结束时，大约一半的肌纤维中接近没有糖原，这说明糖对反复冲刺的足球运动来说尤为重要，足球比赛对运动员肌糖原储量需求很大。因此，足球运动员的营养补充应首先保证糖的充足摄入。文献研究显示，足球运动员在比赛之前及期间摄入碳水化合物或安慰剂，在下半场比赛中，饮用碳水化合物的运动员比饮用安慰剂的运动员跑动距离多出40%。足球运动员糖的补充，应当涵盖其训练及比赛的各个阶段。在训练或比赛前补充糖，有助于增加机体的糖原储备；在训练或比赛中补充糖，有助于维持运动员血糖水平、提高运动能力和认知能力；在训练或比赛后补充糖，有助于运动员体能恢复及缓解疲劳。若糖储量缺乏，无法满足机体对ATP合成速率的需求，则会加速疲劳、影响运动表现，进而对足球比赛造成不利影响。具体的糖推荐摄入量见表1。另外，在身体活动期间，使用碳水化合物漱口水能够提高运动表现，其改善的机制不是能量代谢而是神经系统，通过碳水化合物漱口可激活和奖赏大脑皮层的一些区域，这些区域涉及运动控制、视觉知觉及情绪。

表1 糖推荐摄入量

3.2 蛋白质

饮食中充足的蛋白质对运动有促进作用。运动员通过补充蛋白质能够促进肌肉蛋白合成、抑制蛋白质的分解、加速糖原的合成、减少肌肉酸痛以及提高对训练的适应性等。运动员每日蛋白质需求量为1.4-2.0 g/kg，在高强度训练或能量摄入减少时，可能需要更高的摄入量。然而，比总摄入量更重要的是摄入策略，包括每餐的蛋白质摄入量、摄入时间和蛋白质来源等。含有较高水平必需氨基酸的蛋白质是优质蛋白质的来源。研究发现，摄入6g必需氨基酸对蛋白质合成的促进作用是摄入3 g非必需氨基酸和3g必需氨基酸混合物的2倍。此外，每顿需要摄入约1-2 g的亮氨酸，可通过延长肌肉蛋白合成对膳食的反应，使高强度运动后的蛋白平衡变为正平衡。因此，运动员应首选优质蛋白质来源，注重在每一餐中摄入足够的亮氨酸。有研究表明，运动员每3 h摄入20 g，每日摄入4次的蛋白质合成率，大于每6 h摄入40 g共2次或每1.5 h摄入10 g共8次的效率，因此，建议运动员每日四餐，每餐摄入0.25-0.4 g/kg的蛋白质。对于摄入时间来说，在运动后摄入蛋白质，能够利用蛋白质恢复窗口期，有效地刺激肌肉蛋白合成，在恢复初期（运动后0-2 h）应摄入0.25-0.4 g/kg的蛋白质。此外，夜间肌肉蛋白合成率受到氨基酸可用性水平的限制，在睡前摄入30-40 g酪蛋白能被有效地消化和吸收，从而刺激肌肉蛋白在夜间的合成率，改善全身蛋白质平衡，进一步增加肌肉质量和力量。

除从食物中摄取蛋白外，运动员也常用支链氨基酸补剂来补充蛋白。支链氨基酸（BCAA）包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸，是人体自身不能合成必须由食物蛋白提供的必需氨基酸。在长时间的运动中，肌肉中的BCAA氧化增加，血液中的游离脂肪酸增加导致色氨酸的结合位点和色氨酸水平增加，从而增加色氨酸：BCAA的比率，由于色氨酸和BCAA在大脑中竞争相同的转运蛋白，这一比例的增加将促进色氨酸穿过血脑屏障形成5-HT，增加了大脑血清素的水平，从而限制机体精神和身体方面的表现。每日摄入5-20 g的BCAA可以防止血浆BCAA浓度的下降，减轻运动时肌肉酸痛和损伤，减少身体和精神疲劳，此外，使机体在恢复期有更强的合成代谢反应，并改善免疫功能。

3.3 脂肪

脂肪是能量的来源，也是脂溶性维生素和必需脂肪酸的来源。运动员所需脂肪量主要取决于训练现状与目标。每日脂肪摄入量应占总能量的30%以下，以25%为宜，运动员不应长期将脂肪摄入量控制在总能量摄入的15%-20%以下，这可能会减少各种营养物质的摄入量，如脂溶性维生素和必需脂肪酸，特别是ω-3脂肪酸。运动员也要警惕高脂肪饮食（占总能量摄入的30%以上），因为高脂饮食是以降低糖摄取量为代价，会增加代谢氧耗并易造成能量堆积，对训练成绩产生负面影响。除了脂肪摄入量外，还应考虑膳食脂肪摄入的类型，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的摄入比例应为2：1，应特别注意ω-3多不饱和脂肪酸的摄入，定期食用富含ω-3脂肪酸的食物，能够增加机体内源性抗氧化酶的产生，消除炎症，刺激合成代谢并诱导肌肉蛋白合成率增加，减少运动后肌肉酸痛，增强训练后神经肌肉募集能力，并对骨骼肌代谢有良好的影响，此外，还会影响情绪状态。

3.4 电解质的补充

运动锻炼会导致高出汗率以及大量的水分和电解质（如：钠、氯、钾等）流失，尤其是在炎热的天气。文献研究显示，足球职业选手在比赛期间的汗液流失量在2 360-4 448 mL之间，而液体补充量只有1 265-1 948 mL，在训练前一些运动员的尿液渗透压很高，表明他们在开始训练时就已处于脱水状态。在足球比赛中，钠损失从（30±19）mmol/L到（62±13）mmol/L，相当于损失了3.9-6.1 g盐，因此，足球运动员通常会出现一定比例的脱水，其液体补充并不科学。当运动员脱水量为1%或2%时认知功能（如注意力和反应时）会受到影响，体液丢失超过2%时会损害足球专项表现，包括高强度间歇性短跑和运球技术，并且，脱水程度更深还会进一步降低有氧能力。此外，当机体细胞外液渗透压增加以及血浆含水量不足时，运动员会感到口渴，这时脱水已达到体重的1%-3%，这说明口渴并不能作为机体需水的指征。饮用含电解质和碳水化合物的运动饮料有助于维持电解质平衡和运动表现，其中碳水化合物能够提供能量，运动饮料的碳水化合物浓度应为6%-8%，钠和钾有助于补充汗液电解质的流失，而钠也有助于刺激口渴，这些成分也可以通过非流体来源补充，如：凝胶、能量棒等。运动前2小时饮用约3-5 mL/kg的运动饮料，进行预补水以吸收液体。由于足球规则的特殊性，在比赛中，很难摄入液体，因此球员在中场休息时必须优先摄入液体，在训练中，每15-20 min应补充150-300 mL的运动饮料。运动后，其目标是完全弥补液体和电解质的亏空，建议运动后每减少1 kg体重补充1.5 L的液体。

3.5 微量元素

训练可能会导致肌肉的生化适应，从而增加对某些微量营养素的需求。铁作为血红蛋白和肌红蛋白的功能成分，在骨骼肌中对氧的吸收和运输，以及氧化代谢和能量的产生至关重要。有研究观察到，在赛季结束时，职业足球运动员中有相当一部分（约30%）存在绝对（血清铁蛋白＜30 g/L）和功能性（正常铁蛋白与转铁蛋白＜20%）缺铁。缺铁，无论有无贫血，都会损害肌肉功能，限制工作能力，导致训练适应能力和运动表现受损。足球运动员，尤其是那些缺铁风险较高的运动员，应增加富含铁的食物（如血红素铁）的摄入量，也可口服铁片来纠正低铁蛋白水平。

钙和维生素D是运动员的关键营养素。钙对骨组织的维持和修复、肌肉收缩的调节、神经传导以及正常的凝血尤为重要。维生素D在调节运动员钙和磷的吸收和代谢、维持骨骼健康、骨骼肌生长、炎症调节、免疫功能，以及运动表现等方面发挥作用。调查显示，维生素D水平低的足球运动员，其25（OH）D＜30 ng/mL或75 nmol/L，更容易发生肌肉骨骼损伤和应力性骨折，也可能导致肌肉力量减弱。建议运动员每日摄入1500 mg的钙和1 500-2 000 U的维生素D来保证骨密度，并维持神经肌肉的兴奋性。

B族维生素中硫胺素、核黄素、维生素B6在机体的能量产生中起作用，而叶酸和维生素B12是合成红细胞和修复受损细胞所必需的物质。缺乏B族维生素可能会降低运动员高强度运动的能力。

4 运动营养补剂

4.1 肌酸

肌酸是精英足球运动员中最为流行的补剂。补充肌酸能够增加运动员肌酸和磷酸肌酸的储备，增强糖原的储存以及肌肉蛋白的合成，能够提高力量、肌耐力和一般工作能力，并且，肌酸在认知和大脑能量稳态中发挥着关键作用，其补充剂能改善注意力和反应时等认知功能。有研究显示，在6s的冲刺中，糖原分解贡献了50%的ATP产生，而磷酸肌酸贡献了48%，剩下的2%由肌肉中少量的ATP储存提供。因此，肌酸储量对维持足球运动的高功率输出尤为重要。增加肌酸储量最快的方法是每天补充0.3 g/kg的一水肌酸，持续5-7天，再以每天3-5 g的摄入量来维持较高的肌酸储存，另一种补充方案是持续每天摄入3-5 g肌酸，然而这种方法会导致肌酸含量逐渐增加，因此在肌酸储备完全饱和之前，可能对运动表现和/或训练适应性的影响较小。此外，肌酸与碳水化合物和/或蛋白质同时摄入，可能增加吸收率和/或总的肌肉肌酸含量，其机制可能是由于胰岛素的增加促进了肌肉钠钾泵活性的上调。

4.2 抗氧化剂

在高强度运动中，由于机体能量的需求增加导致各系统组织的耗氧量增为安静时的10-20倍，从而产生大量的活性氧，氧化应激可导致运动员的各种并发症，如疲劳、炎症和肌肉损伤，而外源性补充抗氧化剂能够减少运动诱导的氧化应激、防止肌肉损伤，提高运动表现。维生素C、维生素E、β-胡萝卜素和硒，在保护细胞膜免受氧化损伤方面发挥重要作。谷胱甘肽作为抗氧化剂对细胞代谢至关重要，它不仅具有直接清除自由基能力，还可作为谷胱甘肽过氧化物酶等酶的H+供体和维生素C等非酶抗氧化剂的还原性底物，乙酰半胱氨酸作为谷胱甘肽的前体，通过释放半胱氨酸促进谷胱甘肽的合成，补充乙酰半胱氨酸可以通过增加谷胱甘肽浓度和减少氧化应激来提高运动表现。

此外，葡萄籽提取物中含有丰富的活性多酚类黄酮，包括低聚原花青素，可作为自由基的清除剂，并改善氧化应激。绿茶提取物由茶多酚和黄酮类等组成，绿茶多酚可以直接作为抗氧化剂清除体外活性氧，以及能够增强抗氧化酶的活性间接地发挥作用，从而降低机体的氧化应激。建议运动员抗氧化剂的摄入量不要超过可耐受的上限，因为高剂量可能会促进氧化和潜在的负面影响。

4.3 碱性物质

长时间高强度的足球运动会导致肌肉内代谢状况的快速变化，伴随H+的积累，导致肌肉酸化，使H+离子和游离钙竞争肌钙蛋白的结合部位，削弱了肌钙蛋白的有效运作能力；抑制磷酸肌酸的再合成；抑制糖酵解途径的关键酶，这些影响可能会限制在运动过程中肌肉细胞应对高能量需求的能力，造成肌肉疲劳，导致运动表现下降。碳酸氢盐是一种血液缓冲液，摄入NaHCO3能够增加细胞缓冲能力，增加运动中H+从工作肌肉中的消除，有助于维持肌内pH值，使肌肉收缩过程和ATP的再合成在更有利的条件下进行，从而延缓在高强度运动中肌肉疲劳的发生。其补充策略是在运动前60-120 min，以胶囊或溶液的方式摄入0.2-0.3 g/kg的NaHCO3。但急性摄入NaHCO3补充剂可能会造成肠胃副作用（腹痛、胃胀气甚至呕吐），为了使不适最小化，可采用这几种策略，包括多日摄入、慢性补充和分剂量方案。与NaHCO3类似，补充柠檬酸钠可降低血浆H+，同时碳酸氢盐（HCO3-）也随之增加，从而提高机体缓冲能力。β-丙氨酸是骨骼肌内肌肽合成的限速前体，补充β-丙氨酸能够增加肌内肌肽的量，而肌肽是一种重要的生理缓冲液，可调节细胞内pH值，通常补充β-丙氨酸后机体内肌肽会增60%-70%，使肌肉缓冲能力提高约3%-5%，对高强度反复冲刺运动具有显著的积极作用。

4.4 谷氨酰胺

谷氨酰胺（Gln）是人体中含量最丰富的非必须氨基酸，Gln可为免疫系统提供营养支持和预防感染，刺激肌糖原合成，刺激肌肉蛋白合成和肌肉组织生长，减少肌肉酸痛，改善肌肉组织修复，增强缓冲能力，能够提高高强度运动的表现。剧烈的体育锻炼可能会降低骨骼肌释放谷氨酰胺的速度，或增加其他利用谷氨酰胺的器官或组织（如：肝脏、肾脏）对谷氨酰胺的吸收，从而限制细胞对谷氨酰胺的利用。有学者研究指出，与只摄入碳水化合物相比，在碳水化合物饮料中添加谷氨酰胺（0.3 g/kg）可以显著改善肌肉酸痛和肌力的产生。

4.5 甜菜根汁或硝酸盐

硝酸盐存在于许多食物中，在绿叶蔬菜和甜菜根中含量丰富。摄取富含硝酸盐的甜菜根汁后，硝酸盐会在胃内还原为一氧化氮（NO），NO可调节血管张力和骨骼肌收缩力、葡萄糖稳态和线粒体呼吸，这些都可能提高运动成绩。补充硝酸盐能够增加肌肉的氧气输送，降低次最大强度运动时的耗氧量，在某些情况下，还可提高运动耐力和运动表现，并且，补充硝酸盐还可能改变能量（ATP）的生产，是由于NO对肌浆网钙（Ca2+）ATP酶或肌动蛋白和肌球蛋白ATP酶的影响。在运动前2-3 h以甜菜根汁的形式摄入300-600 mg或每日0.1 mmol/kg硝酸盐能够提高运动表现。

4.6 咖啡因

咖啡因是一种天然的精神刺激剂。在一项85 min的足球模拟测试中，参与者在运动前吃高糖餐，服用安慰剂或5 mg/kg的咖啡因，与安慰剂组相比，服用咖啡因组的运动能力提高了12.8%，并降低了感知运动评分。咖啡因对中枢神经系统具有影响，其通过拮抗腺苷受体，影响多巴胺和其他神经递质系统，可提高持续的注意力、警觉性，降低对劳累和肌肉疼痛的感知，并减轻疲劳症状。在运动过程中，咖啡因能够增加脂肪氧化，节约糖原，但在运动的恢复阶段，咖啡因可以增强而不是抑制糖原的重新合成。咖啡因也可通过增加钾/钠泵的活动、肌浆网钙的释放等神经肌肉功能，来提高运动性能。通常使用策略为，在运动前30-60min，补充3-6mg/kg的咖啡因。

5 结论

良好的体能对足球运动员来说尤为重要，通过合理的营养策略能够有助于体能的提升，以保证技战术的正常发挥，使其取得优异成绩。根据足球运动的供能特点和专项特征，建议足球运动员采用以高碳水膳食为主、平衡膳食为基础、丰富全面的膳食体系。运动员应采用个性化、阶段性、实用的营养计划。运动员需首要保证糖的充足，补充优质蛋白质和适量不饱和脂肪酸，重视电解质和维生素的补充，此外，还可选取一些运动营养补剂，以补充能源、消除疲劳和促进恢复，提高运动员的体能水平。