职业自行车手的碳水化合物革命:≥100克/小时高糖原补给策略的性能效益与风险综述
《Sports Medicine》:A Narrative Review of the High-Carbohydrate Fueling Revolution (≥?100 g/h) in the Professional Peloton
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时间:2025年12月05日
来源:Sports Medicine 9.4
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本综述聚焦职业自行车运动中高碳水化合物补给(≥100 g/h)的实践与科学依据,系统评估了该策略在提升多日赛表现、增加每日碳水化合物可用性、降低能量短缺风险及刺激中枢神经系统等方面的潜在机制,同时指出其可能抑制脂肪氧化、加速糖原消耗及引发胃肠道不适的风险,为运动员个性化营养方案的制定提供了重要参考。
在职业自行车领域,近年来一场名为“高碳水化合物革命”的营养策略变革正悄然兴起。社交媒体和专业博客纷纷宣称,运动员通过每小时摄入超过100克碳水化合物的激进补给方式,显著提升了耐力表现。然而,这种看似颠覆传统的做法是否真的具有科学依据?其背后是确凿的生理学机制,还是仅仅为心理安慰效应?这一问题已成为运动医学界激烈辩论的焦点。
长期以来,运动营养指南对运动中碳水化合物摄入的建议相对保守。从20世纪90年代推荐的30-60克/小时,到2010年代更新为最高90克/小时,科学界对碳水化合物补给的认识不断深化。然而,职业自行车手在实际比赛中的摄入量似乎已突破这些界限,特别是在环法自行车赛等多日赛中,部分运动员的每小时碳水化合物摄入量甚至达到110克以上。这种实践与科学研究之间的差距,凸显了深入探讨高碳水化合物补给策略的必要性。
为了厘清高碳水化合物补给的利弊,研究人员对现有科学证据进行了全面评估。研究发现,当碳水化合物摄入量超过100克/小时时,人体对外源性碳水化合物(即从食物中摄入的碳水化合物)的氧化能力可能达到极限。例如,Podlogar等人的研究表明,以1:0.8的麦芽糊精-果糖比例摄入120克/小时碳水化合物时,外源性碳水化合物氧化率比90克/小时提高了约17%。然而,这种高摄入量并不总是转化为性能提升。King等人的实验发现,摄入112.5克/小时的碳水化合物反而可能增加对内源性碳水化合物(即体内储存的糖原)的依赖,且30分钟计时赛的平均功率输出比90克/小时条件低约5%。
值得注意的是,大多数实验室研究未能完全模拟职业自行车手面临的真实挑战。在多周 Grand Tours(大环赛)中,运动员每天需要消耗大量能量,快速恢复成为决定胜负的关键。在这种情况下,高碳水化合物补给可能通过多种间接机制影响表现:首先,增加赛中碳水化合物摄入量与每日总碳水化合物摄入量呈强正相关(r≥0.89),这可能有助于维持多日赛期间的糖原储备;其次,提高能量可用性,减少低能量可用性(一种能量摄入不足以支持基本生理功能的状态)的风险;第三,改善日内能量平衡,减少长时间能量赤字对代谢和激素的负面影响。
高碳水化合物补给还可能通过非代谢途径影响表现。口腔接触碳水化合物可刺激中枢神经系统,即使在未吞咽的情况下也可能改善运动表现。此外,补给行为本身可能产生安慰剂效应,特别是在职业运动员群体中,这种心理影响不容忽视。
然而,高风险往往与高回报相伴。过量碳水化合物摄入可能抑制脂肪氧化、加速肌糖原消耗、引发胃肠道不适,甚至削弱长期训练适应。例如,一项针对山地马拉松运动员的研究发现,摄入120克/小时碳水化合物虽然降低了运动后肌肉损伤标志物(如肌酸激酶CK)的升高幅度,但该研究样本量较小,结果需谨慎解读。
个性化营养方案可能是平衡收益与风险的关键。研究表明,个体对外源性碳水化合物的氧化能力存在显著差异,受体重、绝对功率输出等因素影响。通过实验室测试确定运动员的最佳碳水化合物摄入量,有望在最大化能量供给的同时最小化胃肠道不适。
总体而言,现有证据既不全面支持也不完全否定高碳水化合物补给的价值。在职业自行车运动这一能量需求极高的领域,≥100克/小时的碳水化合物摄入策略可能在某些情境下(如多日赛)发挥积极作用,但其应用需综合考虑个体差异、赛事特点和潜在风险。未来研究应更贴近实际比赛条件,并关注长期健康影响,为这一营养策略的科学应用提供更坚实依据。
主要技术方法包括:1)通过系统性文献回顾整合1984-2023年间职业自行车手比赛中碳水化合物摄入的观察性数据;2)采用交叉设计实验比较不同碳水化合物摄入率(60-120 g/h)对外源性碳水化合物氧化、肌糖原利用及计时赛表现的影响;3)运用相关性分析探讨赛中碳水化合物摄入与每日总摄入量、能量可用性的关系;4)通过理论模型模拟不同补给策略对日内能量平衡的影响。
科学研究表明,碳水化合物补给指南经历了从保守到相对开放的演变。1960年代的研究确立了肌糖原与运动耐力的强关联,随后出现的运动饮料进一步推动了营养补给产品的发展。1990年代至2000年代初,主流推荐摄入量为30-60克/小时,而2010年代后的指南将上限提升至90克/小时,主要基于多重可转运碳水化合物(如葡萄糖-果糖混合物)可提高外源性碳水化合物氧化率的发现。值得注意的是,一些研究者开始建议尝试更高摄入量,如Stellingwerff和Cox在2014年提出运动超过2小时可摄入40-110克/小时。
实验研究显示,碳水化合物摄入量与性能之间并非简单的线性关系。Smith等人发现碳水化合物剂量(0-120克/小时)与性能呈曲线关系,最佳摄入量约为78克/小时。King等人的研究进一步表明,摄入112.5克/小时葡萄糖-果糖(2:1)未能显著提高外源性碳水化合物氧化率,反而可能增加内源性碳水化合物依赖,且计时赛表现略低于90克/小时条件。这些结果与1989年Mitchell的研究一致,该研究显示111克/小时摄入未能较74克/小时进一步提升性能。唯一支持高摄入量益处的Viribay研究存在样本量小、机制不明等问题,其结论需进一步验证。
尽管直接证据有限,高碳水化合物补给可能通过多种机制间接影响表现:1)增加每日总碳水化合物摄入量, observational studies显示赛中摄入与每日总摄入量高度相关(r≥0.89);2)降低低能量可用性风险,赛中碳水化合物摄入与能量可用性呈中度至强相关(r=0.54-0.86);3)改善日内能量平衡,减少长时间能量赤字对代谢的负面影响;4)口腔碳水化合物暴露可能刺激中枢神经系统,提升运动表现;5)补给频率增加可能产生安慰剂效应。
高摄入量策略伴随多项风险:1)可能抑制脂肪氧化,影响代谢灵活性;2)加速肌糖原消耗,如King等人观察到100克/小时摄入增加肌糖原利用;3)引发胃肠道症状,碳水化合物剂量与胃肠道不适风险正相关;4)长期过量应用可能削弱训练适应,如减少线粒体酶活性及脂质氧化能力提升。
个体对外源性碳水化合物的氧化能力存在差异,受体重、绝对功率输出、训练状态等因素影响。Podlogar等人提出基于实验室测试的个性化方案,可将碳水化合物摄入量降低28%而不影响氧化效率。然而,该方法需专用设备且成本较高,限制了广泛应用。
当前证据不支持≥100克/小时碳水化合物摄入较60-90克/小时有显著性能优势,但现有研究未能充分模拟职业自行车多日赛的高负荷需求。高碳水化合物补给可能通过提升每日碳水化合物可用性、改善能量平衡等机制间接影响表现,但其应用需权衡代谢风险与个体差异。未来研究应贴近实际赛况,并关注长期健康影响,为个性化营养策略提供科学依据。
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