攝取低滲透壓碳水化合物電解質溶液之效益

發稿時間:2020/12/01 10:14
最新更新:2020/12/01 10:14
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水分與電解質是生理運作很重要的二個要素。人體運動時會使體溫升高,並藉由增加排汗以達散熱的目的,然而排汗時除了水分流失外,汗液中所含的電解質亦同時流失,若未能適當的補充水分,將會造成體內水分與電解質的不平衡。當運動時水分流失2%時會導致肌力、無氧爆發力及有氧能力等運動表現的下降。嚴重的水分流失甚至會產生意識崩潰與休克等影響健康的傷害,所以脫水一般來說是運動的頭號殺手。故近年來如何幫助運動誘發脫水後快速、有效的復水 (rehydration),使水分與電解質回補、降低脫水對運動表現之影響,乃運動營養學者所持續關注的議題之一。

脫水後補充液體的滲透壓與醣類含量會影響腎臟對水分的存留,進而影響復水的效果。研究常以復水率與血液之滲透壓、體積與葡萄糖、鈉、鉀、氯離子濃度作為評估復水效果之指標。此外,口感與胃腸舒適度是影響運動員補充意願的重要因素,在復水溶液的研究中常會一併被探討,因此飲用後有較低的胃腸道舒適分數的溶液是運動員較佳的選擇。另外,先前的研究亦指出,脫水會增加血漿滲透壓與抗利尿激素及經由神經活動抑制血流的增加,進而產生氧化傷害。雖然正常情況下人體能透過體內的抗氧化系統所清除,但激烈運動會增加氧氣的消耗,使粒線體經產生超氧自由基並誘導體內的活性氧化物增加,以提高氧化壓力與危害粒線體功能,所以力竭性耐力運動可能因脫水現象而產生氧化傷害與降低運動表現。

美國運動醫學會在2007年提出聲明表示,為能幫助運動員在訓練或比賽前達水合的狀態,或避免訓練或比賽時的脫水 (流失水分超過2%體重),以及比賽後迅速歸償液體及電解質的流失,建議每小時補充400~800 mL的液體,且賽後補充體重流失量1.5倍的液體量可有效達復水狀況。而補充的液體成分需包含醣類5%~10%、鈉與氯20~30 mEq/L及鉀2~5 mEq/L,市面上販售符合此成分及目的之產品稱為運動飲料。廣義的口服復水溶液指的是有效歸償人體喪失體液而達恢復效果的口服補充溶液,部份探討運動前、後補充液體以達身體水分回復的研究即以「oral rehydration solution, ORS」代表所補充的溶液,其成分均含有醣類與電解質。然而,世界衛生組織 (World Health Organization, WHO) 為有效治療任何年齡所發生的腹瀉問題,在2002年公佈低滲透壓口服復水溶液配方,其成份為:葡萄糖75 mmol/L、鈉離子75 mEq/L、氯離子65 mEq/L、鉀離子20 mEq/L及檸檬酸30 mEq/L,滲透壓則為245 mOsm/L。目前已知補充ORS能有效幫助腹瀉後液體的歸償,但應用在力竭性耐力運動的效益,以及力竭性耐力運動前、後補充ORS對水合、氧化傷害及有氧能力的影響仍尚待釐清。

臺北醫學大學與寶齡銳速運動醫學合作的實驗以12位健康男性為對象,採雙盲、交叉、平衡次序之設計,實驗參與者分別於力竭性耐力運動測試前、後1個小時內飲用600 mL (每15分鐘150 mL) 的低滲透壓碳水化合物電解質液 (low-osmolality carbohydrate–electrolyte solution, LCS)或安慰劑 (純水)。實驗參與者先以漸增強度運動測試取得最大攝氧量,之後以70% VO2peak的強度進行60分鐘跑步運動,再以90% VO2peak的強度持續至力竭。運動測試期間記錄運動至力竭時間、攝氧量峰值及最大心跳率,並在運動前、運動後立即、運動後1小時及運動後2小時採集血液樣本,以測量血液電解質、滲透壓、腎臟功能、氧化傷害、抗氧化能力及發炎反應。另外,運動前、後1小時均採集尿液樣本以測量尿液電解質及腎臟功能;並測量體重以計算脫水率。結果顯示,攝取LCS能有效地降低液體流失與氧化壓力,但對腎臟功能與有氧能力並無效益。

該研究所採用的LCS係以WHO公佈之ORS配方進行調整,研究結果證實攝取LCS能有效減緩耐力運動誘發脫水與維持電解質恆定。另外,研究所設計的LCS攝取策略 (運動前、後1小時內飲用600 mL) 除可達液體歸償的效果,亦具有生理抗氧化的效益;未來的研究可針對不同的脫水狀況、族群與環境進行探究,將更能了解攝取LCS的影響。

本文改寫自Antioxidants「Low-Osmolality Carbohydrate–Electrolyte Solution Ingestion Avoid Fluid Loss and Oxidative Stress After Exhaustive Endurance Exercise」,更詳盡研究內容請參閱Antioxidants第9卷第4期第336篇。

運動前、後補充LCS有助於減緩力竭性耐力運動後水分流失與氧化壓力
運動前、後補充LCS有助於減緩力竭性耐力運動後水分流失與氧化壓力

補充LCS的生理機制
補充LCS的生理機制

(文.圖/ 臺北醫學大學楊明達、童鈺棠 提供)