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对运动表现领域营养学的研究始于20世纪初，其主要关注支持运动员训练、运动表现和恢复的宏量营养素（碳水化合物、蛋白质和脂肪）。人们逐渐意识到饮食和体育活动在促进健康方面的协同作用，这激发了人们去探究微量营养素（维生素、矿物质及其他对生长或新陈代谢来说必不可少的物质）在促进健康、保持最佳身体机能和提高运动表现的生理过程中发挥的作用。

微量营养素能够增强产生能量的代谢途径的活性、组织的生化适应性，并且能提高物质转运和代谢速率等。

与食物中蛋白质、碳水化合物和脂肪的含量（高达几百克）相比，食物中维生素和矿物质的含量很低（从几微克到几毫克不等）。然而，微量营养素在蛋白质合成中起着重要作用。微量营养素能够激活代谢过程中的复杂反应，使宏量营养素中的潜在能量用于体育训练和运动恢复。

图片来自 | 123rf.com.cn

膳食参考摄入量是指用来预防营养不足的推荐摄入量。营养不足会导致营养缺失，影响身体健康和功能。膳食推荐摄入量是一个能满足约98%健康人群需求的值，而适当摄入量（adequate intake，AI）则被设置得足够高，以防止营养不足的情况发生。膳食推荐摄入量是用通过严格的科学研究得到的数据计算出来的；相比之下，适当摄入量的科研依据相对欠缺。重要的一点是，在膳食参考摄入量中，仅有约1/3 的营养素考虑到了体育活动的影响（见表1 和表2）。

表1 微量营养素的功能与膳食推荐摄入量（19 ~ 50 岁）

a 关于个体在长时间运动中是否会增加对微量营养素的需求的证据有限。

b 对处于缺乏微量营养素状态的个体而言，补充维生素B2会提升其运动表现，但研究结果不一致。

c NE=烟酸当量。

d 基于运动员体内维生素B6 水平下降的情况，而不是基于需求本身。

e DFE= 膳食叶酸当量（1微克膳食叶酸或来自强化食品的0.6 微克叶酸或者叶酸补剂中0.5微克叶酸）。

f 基于体育活动和维生素C 的状态。

g RE= 视黄醇当量（1 微克视黄醇=12微克β- 胡萝卜素）[74]。

h 对经常参加繁重的高强度运动的个体而言，增加30% ~ 70%的摄入量。增加摄入量对缺铁但不贫血的女性有好处。

i 关于缺镁对运动能力的影响，证据有限。

j 关于缺锌对运动能力的影响，证据有限。

表2 微量营养素的功能与适当摄入量（19 ~ 50 岁）

这里简述维生素和矿物质在运动中为支撑生理功能发挥的生物学作用，重点说明微量营养素不足（或摄入过量）对运动表现的影响，明确微量营养素对体育活动中能量代谢的影响。

运动员的微量营养素需求

微量营养素包括维生素和矿物质，维生素是一种有机化合物（主要由碳原子组成），矿物质是一种以固体的形式存在的无机化合物。人体自身无法产生微量营养素，必须从食物和饮料中摄取。微量营养素参与构成生物活性化合物（从普遍意义上讲，微量营养素不是构成组织的原料，也不提供能量。但很多细胞功能依赖于气和二氧化碳、管理体液平衡以及预防氧化损伤。人体需要多种B族维生素(维生素B1、维生微量营养素，这一点是公认的。）。微量营养素不是能量的直接来源，但是能促进碳水化合物、蛋白质和脂肪产生能量并被身体使用。微量营养素还可以输送氧气和二氧化碳、管理体液平衡以及预防氧化损伤。人体需要多种B族维生素（维生素B1、维生素B2、烟酸、维生素B6和泛酸等）和一些矿物质（铁、镁、铜和锌等）来促使碳水化合物进行代谢并产生能量，从而为肌肉做功提供能量。与运动表现相关的维生素和矿物质的作用如图1所示。铁、铜、维生素B6、维生素B12和叶酸可以用来形成红细胞（RBC），并将氧气（O2）传输到肌纤维。锌主要用来去除运动肌中的二氧化碳（CO2），并将乳酸转化为葡萄糖。在肾上腺中，维生素C对于肾上腺素的产生是必需的，肾上腺素可起到促进脂肪组织释放游离脂肪酸（FFA）的作用。烟酸可以在运动中阻止释放游离脂肪酸。β-胡萝卜素、维生素E、维生素C以及一些矿物质（锌、铜和锰）会中和活性氧（ROS）并防止肌肉和其他组织的自由基损伤。

图1 与运动表现相关的维生素和矿物质的作用

评估最佳运动表现对微量营养素的需求，需要同时对营养素摄入量和营养状况的生化指标进行评估。然而，只有一小部分研究能达到这一标准。只依据自我报告的食物摄入量来确定营养状况会产生很多问题，因为人们会低估食物摄入量。评估微量营养素的摄入量是否充分应当依据DRI（膳食推荐摄入量或适当摄入量）。通常情况下，如果微量营养素的摄入量过低，会出现亚临床性的微量营养素缺乏，其主要表现为，与营养状况有关的生化指标降低及生理机能受到影响。图2展示了一些矿物质（维生素B2、铁、镁和锌）的亚临床性缺乏如何降低运动表现和影响运动表现的相关指标。如果不是过度损耗、吸收受限或者长期缺乏，一般情况下，不会出现明显的微量营养素缺乏或临床性微量营养素缺乏的症状。

图2 微量营养素不足对运动表现的影响

内容来源：《美国国家体能协会运动营养指南（第2版）》。

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