表2:不同方案的運動員運動前後的身體特征。
1身體質量指數;2脂肪體重;3.瘦體重;4全身水;5細胞外的身體水;6細胞內的水。
三份樣本的平均值±SD。差異無統計學意義(p<0.05)。A, B, C和D是每個水化方案後得到的平均值。
全文
Mônica克裏斯汀·佩雷拉·多斯桑托斯1Noemi Alves de Souza2Thaissa Souza Nunes2Édira卡斯特洛·布蘭科·德安德拉德Gonçalves1、2 *
1巴西裏約熱內盧州聯邦大學食品與營養學碩士課程，巴西RJ州裏約熱內盧de Janeiro, CEP2巴西裏約熱內盧州聯邦大學營養學院
*通訊作者:Édira Castello Branco de Andrade Gonçalves，巴西裏約熱內盧裏約熱內盧州聯邦大學食品與營養碩士課程，巴西RJ裏約熱內盧de Janeiro，電話:55 (21)2542-7418;電子郵件:ediracba.analisedealimentos@unirio.br
該試點項目旨在研究不同運動項目的運動員，在與水或由水果和蔬菜製成的天然運動飲料進行水合作用後，氧化應激的水合作用和恢複，以及這種飲料造成的補充作用，使用電子傳感器複合物。與喝水相比，飲用天然運動飲料為所有運動員提供了更好的補水水平。對於運動從業人員來說，飲用天然運動飲料後，體重損失(BML)顯著降低，在補充後-1.1±0.4(%)和-1.77±0.5(%)之間，沒有補充。對從氧化應激中恢複的影響顯示，由於飲用了天然運動飲料，運動從業者在間質自由基水平和皮質醇方麵有顯著差異。與喝水相比，飲用天然運動飲料對運動員的水合作用和氧化應激恢複有更好的作用。
生物活性化合物;脫水;補充;氧化應激
對運動員來說，健康的水合狀態是指健康的個體在運動過程中保持相對穩定的水平衡水平，而由體重下降1%至2%引起的脫水狀態可能會導致成績不佳，並對健康構成風險。然而，在對一個人的健康構成風險之前，脫水就會損害運動表現[1,2]。
對運動飲料功效的研究表明，與水飲料相比，運動後攝入運動飲料能更好地恢複體液平衡。出於這個原因，人們開發了各種產品，據說它們比單純的水更能提高運動成績[4-6]。
運動員中另一個反複出現的擔憂是運動[7]引起的活性氧(ROS)的增加，這可能對成績和肌肉恢複產生不利影響
眾所周知，過度的體育活動會產生過量的ROS水平，特別是在職業運動員進行有氧或無氧劇烈運動後，會增加血液和組織中的氧化應激生物標誌物[7-9]。此外，性別、年齡和食物攝入量直接影響ROS的產生以及ROS與抗氧化係統能力之間的平衡，以保持或恢複內穩態[10-13]。
對於超耐力運動員，氧化損傷可能會在運動後持續1個月，這取決於生物標誌物的評估。據報道，對於這些患者，在比賽後28天後，血液中穀胱甘肽(GSH)水平仍然減少。此外，還觀察到炎症細胞因子(IL-6)、乳酸生成水平的增加與抗氧化能力和腎功能的降低有關。
在過去的十年裏，通過放置在皮膚上的傳感器，電子傳感器綜合體(ESC)一直被用作評估方法，提供生理數據，通過生化數據和身體成分測量。它是一種快速(不到3分鍾)、經濟有效和無創的方法，廣泛應用於世界各地的醫療實踐。這是食品和藥物管理局(FDA-US)和國家衛生監督局(Anvisa-Brazil)批準的一種方法[15-17]。
運動飲料的消費在休閑運動員和職業運動員中已經變得廣泛，因為它們被認為具有能量作用，能夠補充電解質和防止脫水。在此背景下，天然運動飲料可能是促進充足飲水、電解質置換和提供膳食抗氧化劑的額外好處的有效途徑，而抗氧化劑對恢複後身體活動的積極作用尚不清楚，文獻中意見不一[19,20]。
因此，這項初步研究的目的是評估由整個水果和蔬菜(可食用和不可食用部分)製成的天然運動飲料對水合作用和氧化應激標記物的影響，使用一種無創檢測方法檢測巴西柔術和田徑運動員。
飲料的準備
使用的水果品種包括:甜橙(素類)、百香果(西番蓮)和西瓜(Citrullus lanatus)．使用的蔬菜品種包括:生菜(摘要以)、小胡瓜(Cucurbita漿果)、胡蘿卜(胡蘿卜胡蘿卜)、菠菜(Spinacea oleracea)、薄荷(各種焦燕雄),芋頭(芋耐),黃瓜(Cucumis巨大成功)和火箭(毛蟲的可能)[4]。
所有蔬菜品種均於2015年1月在巴西裏約熱內盧市的當地市場購買。
如前所述[4]，使用整個水果和蔬菜製備濃縮果汁，並在巴氏殺菌(60°C 60分鍾)後在-18°C的塑料袋中保存。濃縮天然運動飲料的最終配方如表1所示。
蔬菜 |
量(g.L－1） |
水果 |
量(g.L－1） |
薄荷 |
20. |
橙色 |
110 |
火箭 |
20. |
百香果 |
190 |
生菜 |
55 |
西瓜 |
220 |
菠菜 |
55 |
||
芋頭 |
55 |
||
黃瓜 |
85 |
||
小胡瓜 |
85 |
||
胡蘿卜 |
130 |
表1:濃縮天然運動飲料中水果和蔬菜的最終濃縮。
量確定後初步睾丸與不同比例的水果和蔬菜和感官分析。
最後，按照1:2的冰凍濃縮果汁比例添加天然運動飲料(NSD)水，然後添加天然綠色著色劑(葉綠素)、薄荷調味劑、黃原膠(0.3%，w/w)和檸檬酸鈉(0.1%，w/w)，如前所述[21]。
碳水化合物濃度上限設定在8% (w/v)左右，鈉含量區間為460 ~ 1150 mg L－1根據等滲飲料的適宜濃度[22]。
參與者
根據《赫爾辛基宣言》規定的指導方針，在巴西裏約熱內盧對6名健康、不吸煙的柔術(n=3)和田徑從業者(n=3)進行了隨機試點研究。所有程序都得到了裏約熱內盧州聯邦大學倫理委員會(CAS編號:0009.0.313.00008)的批準。實驗進行時，所有運動員都在為即將到來的比賽進行訓練，在幹預前的6個月裏沒有服用含有抗氧化劑的補充劑。在試驗之前，所有參與者都被告知了研究的目的、潛在的風險和好處，以及如何進行幹預。所有參與者都簽署了一份授權表格。
過程
為了確保對水合狀態的正確評估，運動員在運動前沒有接受任何關於水合的指導。考慮到比賽準備，在所有步驟中，運動員都進行了60分鍾的有氧運動，並有短暫的無氧活動。沒有人幹預這些活動通常是如何進行的。因此，在對運動員的水合作用進行幹預時，隻考慮了每個運動員在訓練期間對每項運動的實際需求。在每次訓練前後，使用電子傳感器複合體[15]對他們進行分析。療程之間的間隔為5至7天。
為了進行補充評估，每名運動員接受兩種單獨劑量的NSD(200毫升=1劑)，並被指示在試驗前5天在早上和晚上各服用一種。
協議:對照試驗(A):在運動過程中，當他們感到口渴時，他們自由飲水。
無補充的等滲飲料(NSD)的水合作用(B):在運動期間，他們消耗了3 ml.kg－1每15分鍾喝一杯等滲飲料。
(C):補充運動飲料(NSD) 5天後與水的水合作用。在運動中，他們消耗了3毫升－1每15分鍾喝一杯水。
(D):在補充相同運動飲料5天後，用等滲飲料(NSD)補水。在運動中，他們消耗了3毫升－1每15分鍾喝一杯等滲飲料。
所有的測量數據都是用電子傳感器合成來評估的:(1)身體組成:身體質量指數(BMI)，脂肪體重(FBM)，瘦體重(LBM)，總身體水(TBW)，細胞內身體水(IBW)，細胞外身體水(EBW)使用ES-BC (Electro SensorBody composition);(2)生化參數:電解質-鈉(Na);鉀(K)、氯(Cl)、磷(P)、鎂(Mg)和鈣的遊離離子(Ca);氧化應激生物標誌物-一氧化氮(NO·)，超氧化物(O2-·)，過氧化氫(H2O2)、羥自由基(·OH-)、過氧亞硝酸鹽(ONOO-);使用ES-GS(電子間質掃描-電皮膚)檢測瘦素、乳酸和皮質醇;(3)采用EIS (Electro Interstitial Scan)[16]對全身血管阻力(SVR)、每搏容積(SV)、心排血量(CO)、血容量(BV)、收縮壓(SBP)和舒張壓(DBP)進行測量。
百分比變化按公式{(B × 100) ÷A−100}計算，其中A為練習前，B為練習後。
統計分析
除方差分析(Tukey’s檢驗)外，還使用統計程序ASSISTAT 7.7 beta進行統計分析。所有分析中P<0.05被認為是顯著的。
身體成分和水合狀況
在本研究中，我們初步評估了所有運動員的身體成分。所有的措施都是在比賽前的常規訓練日前後進行的。田徑運動員和柔術運動員的平均年齡和平均身高(均值±SD)分別為22.0±3.41歲、38.33±2.14歲和1.66±0.05歲、1.77±0.08歲。其體特征(均值±SD)見表2。根據他們的BMI，所有運動員都被認為是富營養化的，柔術和體育從業者的平均全身含水量分別為60.04±3.95和67.68±1.09(%)，這表明他們在試驗前都是正常的水分，並且在所有方案中都保持了這一狀態。
在對照試驗中，運動員的體重(BM)損失百分比為-2.3±0.6，而柔術運動員未觀察到BM損失。盡管不同方案之間的身體組成沒有差異，但觀察到運動員在用NSD (B)再水合，補充NSD，然後水合水(C)和NSD (D)後體重下降明顯更小，如表3所示。
體育運動(n = 3) |
柔道(n = 3) |
|
一個 |
-2.3±0.6 a |
0.00±0.00 c |
B |
-1.77±0.5 b |
-0.031±0.24 d |
C |
-1.57±0.5 b |
0.23±0.13 a |
D |
-1.1±0.4 c |
0.19±0.09 b |
表格3：根據不同的補水方案，運動員的體重百分比變化。
同列不同字母表示差異顯著(p<0.05)。
三份樣本的平均值±SD。
就柔術運動員而言，隻有補充(C和D)才能保證補充水分，盡管與田徑相比，柔術運動員通過出汗損失的身體水分似乎更少。
在訓練過程中，柔術運動員的電解質損失較高，而水的水合作用無法替代，如表4所示。結果發現，NSD (B)補液促進了除磷(-7.14±1.23;%)，確保足夠的電解質替換。還觀察了補充的效果，氯是例外(-18.88±2.0;%)，因為它在補充(D)後的損失高於補充後與水的補液。
柔道(n = 3) |
|||||
運動前 |
一個 |
B |
C |
D |
|
SVR1上(蒸發器)* |
1323.50±179.73 |
1120.10±116.06 d |
1197.10±86.28 b |
1105.53±139.76 e |
1130.86±19.33攝氏度 |
SV2(毫升/打) |
89.16±18.64 |
77.36±17.50攝氏度 |
69.53±7.00 e |
72.7±15.05 d |
78.9±15.95 b |
二氧化碳(L / min) |
6.13±1.00 d |
6.80±1.08公元前 |
6.9±0.75 ab |
6.96±0.91 |
6.73±0.46攝氏度 |
BV4(左) |
5.065±0.56 d |
5.39±0.73 |
5.30±0.63 b |
5.29±0.61 b |
5.26±0.58攝氏度 |
SBP5(毫米汞柱) |
138.25±11.78 b |
128.33±8.50 e |
142.33±17.03 |
131.0±5.29 d |
134.0±1.73攝氏度 |
DBP6(毫米汞柱) |
80.66±8.70 b |
77.33±8.50攝氏度 |
84.33±18.02 |
77.0±5.56 d |
75.66±10.41 e |
鈉和鈣（％） |
-12.5±2.16攝氏度 |
22.22±3.84 |
13.13±4.83 b |
-12.5±2.16攝氏度 |
|
K和Mg (%) |
-12.5±2.16 d |
0±0 b |
-7.14±1.23攝氏度 |
29.09±3.00 |
|
Cl（％） |
-8.33±1.44 b |
6.66±1.15 |
8.33±1.44 |
-18.88±2.00攝氏度 |
|
P (%) |
12.5±2.16 |
-7.14±1.23 b |
12.85±4.22 |
12.5±2.16 |
|
體育運動(n = 3) |
|||||
運動前 |
一個 |
B |
C |
D |
|
SVR1上(蒸發器)* |
995.89±78 b |
1286.56±83.22 ab |
1295.9±37.51 ab |
1118.97±233.68 ab |
1383.73±96.62 |
SV2(毫升/打) |
120.45±5,37 |
59.66±5.65 e |
63.13±7.88 d |
63.33±6.29攝氏度 |
66.13±12.14 b |
二氧化碳(L / min) |
7.09±0.35 |
5.66±0.40 b |
5.4±0.17攝氏度 |
5.43±0.47攝氏度 |
5.46±0.49攝氏度 |
BV4(左) |
4.08±0.46 d |
4.34±0.45 |
4.17±0.58攝氏度 |
4.33±0.43 |
4.27±0.50 b |
SBP5(毫米汞柱) |
119.83±4.14 |
112.33±7.50 b |
108±5.29攝氏度 |
112.66±10.97 b |
119.66±6.03 |
DBP6(毫米汞柱) |
72.25±4.33 e |
79.66±5.85 b |
76.66±0.57攝氏度 |
74.0±4.58 d |
81.0±5.29 |
鈉和鈣（％） |
0±0 b |
1.81±5.72 b |
1.81±5.72 b |
32.5±3.03 |
|
K和Mg (%) |
-12.5±2.16攝氏度 |
14.31±6.06 b |
80±6.93 |
-21.59±1.93 d |
|
Cl（％） |
2.77±2.09攝氏度 |
8.88±5.38 b |
-10.55±3.87 d |
26.11±0.67 |
|
P (%) |
0±0 b |
30.90±7.83 |
30.90±7.83 |
-21.59±1.93攝氏度 |
|
表4:不同方案運動員運動前後心髒參數及水化後間質電解質百分比的變化
1全身血管阻力;2中風體積;3.心輸出量;4血容量;5收縮壓;6舒張壓。同一行不同字母表示差異顯著(p<0.05)。三份樣本的平均值±SD。
對於運動員來說，用NSD (B)補充水分似乎也有潛在的積極影響，因為它能夠取代所有的電解質。NSD (D)的添加使間質鈉含量增加32.5±3.03(%)，鉀、鎂和磷的損失分別增加-21.59±1.93(%)。
各種各樣的運動都會增加代謝熱產生的速率，所以，如果熱量不能快速散去，在高強度運動中體溫，尤其是肌肉溫度會上升。因此，為了在運動中保證適當的體溫，必須為每個運動員製定適當的補水策略，考慮到他們對水和營養的需求。這可以通過柔術運動員和田徑從業者體內不同程度的水分流失以及他們對每種補水方案的反應來觀察。
據報道，嚴重的高溫可能更常見的高強度，短時間的運動，當熱平衡是不太可能實現，特別是在濕熱的環境，水體損失增加。然而，在這項研究中，所有的運動員都是水分充足的，他們在運動中身體水分的流失並不是脫水的特征。同樣，了解這些運動員的初始水合狀態也很重要，因為在運動前發生的液體不足可能會增加生理壓力並降低成績，盡管這一影響在該領域的所有研究中都沒有報道。
在本研究中，運動員在水合作用後(A)出現了平均-2.3%體重的脫水，在以下方案中損失較小。據報道，類似的體重下降(>2%)足以損害生理功能，並對[25]的表現產生負麵影響。然而，也有報道稱，體重減少2%以上對衝刺表現沒有顯著影響，這表明體重[2]較低的人衝刺會“更容易”。盡管如此，為了防止過度脫水(體重下降2%)，也有必要盡量減少電解質失衡[26]，以及似乎與全身水分變化有關的力量和動力損失。這些改變影響了力量產生的某些方麵，這些方麵還有待確定，這反過來可能對性能[24]造成不利影響。
生化標記
如表5所示，柔術運動員在喝水時乳酸含量增加(20。0±1.73;%)和NSD(30.0±0).隻有在補充(C和D)後才觀察到下降。這與在體育從業者中觀察到的行為不同，隻有在補充(D)後才觀察到更好的反應-然而，這並不比用水補充(A)更好-乳酸減少-9.67±1.73(%)。
柔術運動員和田徑練習者的各項酸堿指標和一氧化氮(NO)在方案B和C後均有較好的緩解(-19.97±0.57;%)。在補充(D)後，觀察到超氧化物、過氧化氫、羥基自由基和過氧亞硝酸鹽自由基的顯著減少，如表5所示。
柔道(n = 3) |
||||
一個 |
B |
C |
D |
|
乳酸酸 |
20.0±1.73 b |
30.0±1.73 |
10.0±0 c |
10.0±3.00攝氏度 |
沒有1 |
-15.01±0.57 |
-19.97±0.57 b |
-19.97±0.57 b |
-15.01±0.57 |
O22 |
6.93±0.57 b |
10.35±0.57 |
10.35±0.57 |
6.93±0.57 b |
過氧化氫3. |
6.93±0.57 b |
10.35±0.57 |
10.35±0.57 |
6.93±0.57 b |
哦- - -4 |
-0.77±0.57 b |
10.35±0.58 |
10.35±0.58 |
-0.77±0.58 b |
ONOO -5 |
-0.77±0.57 b |
10.35±0.58 |
10.35±0.58 |
-0.77±0.58 b |
瘦素 |
22.16±1.15 |
22.16±1.15 |
22.16±1.15ª |
11.0±2.30 b |
皮質醇 |
3.96±1.15 b |
12.0±1.15 |
3.96±1.15 b |
3.96±1.15 b |
體育運動(n = 3) |
||||
一個 |
B |
C |
D |
|
乳酸酸 |
-9.67±3.46攝氏度 |
3.22±3.0 b |
29.03±1.73 |
-9.67±1.73攝氏度 |
沒有1 |
12.41±2.88 |
-1.07±2.31攝氏度 |
-10.12±1.15 d |
7.96±2.0 b |
O22 |
-0.88±1.73 b |
2.75±1.15 |
2.75±1.15 |
-4.62±1.15攝氏度 |
H2O23. |
-0.88±1.73 b |
2.75±1.15 |
2.75±1.15 |
-4.62±1.15攝氏度 |
哦- - -4 |
-0.88±1.73 b |
2.75±1.15 |
2.75±1.15 |
-4.62±1.15攝氏度 |
ONOO -5 |
-0.88±1.73 b |
2.75±1.15 |
2.75±1.15 |
-4.62±1.15攝氏度 |
瘦素 |
16.27±0.0 b |
41.86±1.15 |
3.10±0.58攝氏度 |
-9.68±0.58 d |
皮質醇 |
45.04±1.53 |
30.03±1.15 b |
30.03±1.15 b |
30.03±1.15 b |
表5:不同方案複水後生化指標百分比變化。
1一氧化氮(NO·);2過氧化物(O2-·);3.過氧化氫(H2O2）;4羥基自由基(·OH);5過氧亞硝基(ONOO -)。同一行不同字母表示差異顯著(p<0.05)。三份樣本的平均值±SD。
柔術運動員在所有方案中都表現出更高的瘦素產量，除了補充(D)，其百分比變化明顯較低。在體育從業者中觀察到更大的變化，補液NSD (B)後增加41.86±1.15(%)。
田徑運動員的間質分泌皮質醇高於柔術運動員。皮質醇的變化僅在補充方案後顯著，呈百分比增加(3.96±1.15;%)與柔術運動員的水攝入量相似。對運動員而言，NSD的所有幹預均導致較低的皮質醇水平升高(30.03±1.15;%)。
眾所周知，水果和蔬菜是人類飲食中抗氧化化合物的主要來源[25-28]。其中，酚類化合物似乎在預防氧化應激相關疾病方麵發揮著重要作用，最近Haminiuk等人進行了綜述。[29]。在一些研究中也報道了抗氧化補充劑對氧化應激標誌物和肌肉恢複的影響[28-32]。
盡管大多數這些研究都是按照測試血液或組織樣本的協議進行的，但本研究中從ESC獲得的數據顯示了對應激標記物(一氧化氮(NO·)、超氧化物(O2-·)、每氧化一氫(H2O2)、羥基自由基(·OH-)、過氧亞硝酸鹽(ONOO-))非常相似的響應。在補充後，正如體育從業者觀察到的那樣，適當調節NO水平對運動過程中心血管信號活動的維持尤為重要。而所有其他自由基的減少表明，該補充劑提供了抗氧化保護，NSD的協議類型和多酚的攝入對自由基清除有影響[33,34]。
無論運動強度如何，在運動過程中皮質醇的濃度會更高，尤其是在缺水的[35]。在本研究中也觀察到類似的結果，在與水水合作用(A)後，田徑運動員的間質皮質醇水平較高，而在與NSD水合作用(B, C, D)後，觀察到的間質皮質醇水平增加較小。
會議強調指出，體育項目之間的差異是一個限製因素，因為它們產生了每個運動員和每項體育活動固有的許多變量。然而，水合作用、心髒和生化指標的影響對確定有效劑量反應和每個運動員的最佳幹預時間都非常重要。
盡管如此，這種天然運動飲料顯示出了補充電解質的巨大潛力，並作為一種具有天然抗氧化能力(來自水果和蔬菜)的補充劑，對良好的身體表現和恢複發揮著重要作用。
心髒參數
在分析心髒參數時(表4)，觀察到的唯一區別是，與水攝入(a)和補充(C和D)相比，柔術運動員在水化NSD (B)後的stroke volume有微小變化。NSD (B, C, D)對田徑從業者的stroke volume也有顯著影響，盡管沒有達到標準平均值(120.45±5.37)，顯著高於補水後(A)。柔術運動員中也觀察到同樣的效果，隻是在補充運動飲料後(D)。
心排血量、血容量和血壓在兩種運動中各步均有顯著差異。然而，這種差異無關緊要，因為與水複水會產生類似的影響。
眾所周知，脫水會影響心血管功能，導致血液和血漿容量減少，中風容量也會減少，從而降低心排血量，損害整體耐力[36]。因此，正如Moreno等人[37]所觀察到的，有效的水合作用方案可以影響心髒參數的行為，他們研究了31名健康年輕男性誌願者的水合作用對心肺參數的影響。因此，水合作用和補充NSD (C和D)可能對運動員的水合作用狀態有積極影響，從而影響成績。
基於這些結果，我們得出結論，天然運動飲料能夠改善所有運動員在不同水平的水合作用，針對他們在運動中的需求。此外，補充對應激標誌物有積極作用，導致自由基和皮質醇水平的降低。這些發現可能會讓體育界受益，他們應該考慮將這種天然運動飲料作為一種補充劑，作為一種可以改善健康和成績的飲食幹預措施。此外，需要強調的是，在這項試點研究中，參與者沒有觀察到或報告任何副作用。
我們要感謝所有的參與者和他們的教練。我們非常感謝祖山有限公司。電子傳感器複合設備和分析，以及裏約熱內盧州聯邦大學對實驗室的所有支持和使用。
作者聲明沒有利益衝突。所有作者都閱讀並認可了最終版本的手稿。
這項工作得到了Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do裏約熱內盧de Janeiro (FAPERJ)和Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel Superior (cape)的支持。
- Jéquier E, Constant F(2010)水作為一種基本營養素:水合作用的生理基礎。中華臨床雜誌64:115-123。［Ref。］
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文章類型:研究文章
引用:dos Santos MCP, de Souza NA, Nunes TS, Gonçalves ECBA(2016)一種果蔬運動飲料對巴西職業運動員水合作用和氧化應激恢複的影響。Nutr Food technology開放訪問2(4):doi http://dx.doi.org/10.16966/2470-6086.134
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