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夏日炎炎!医生跑者解锁运动前后科学补液秘籍
发布时间:2024-07-09     作者:付京波   来源:北京科技报社   分享到:

撰文/付京波(北京大学第一医院外科主治医师、北京医师跑团副领队)

编辑/吉菁菁

长跑运动环境往往伴随着湿热和高温,导致人体水分和电解质离子的大量损失,到底该如何评估损失?如何在运动前后合理补充水分和电解质,以保持机体正常的水电解质平衡,避免脱水和热射病的发生?带着这些问题,本文参考中国运动科学协会CSSA(Chinese Sports Science Association)、美国运动医学协会MCSM(American College of Sports Medicine)等机构的研究成果,供广大跑步运动爱好者参考借鉴。

       脱水和电解质失衡的严重后果

在相对凉快的环境下,人体热能主要通过热辐射和对流来散发,而炎热环境下,排汗蒸发是散发人体热能的最主要途径。排汗过程除水分损失以外,汗液中包含的电解质也会流失。持续运动时,尤其是在炎热环境下,如果没有及时补充流失的水分和电解质,人体极易出现脱水情况。

▲水分和电解质对人体十分重要。图源:北京日报客户端

在炎热环境中,脱水超过体重的2%,会降低有氧运动能力和损害中枢神经系统,出现认知/神智症状。在寒冷的天气里,脱水超过体重的3%才会影响到有氧运动的表现。骨骼肌的抽筋情况也是由于脱水状况,加上电解质不足和肌肉疲劳综合因素所导致。在剧烈运动中和运动后,女性和老年人出现水分和电解质失衡的风险更高。

剧烈运动、运动过度等可能引起横纹肌溶解症,脱水是促进横纹肌溶解症的诱发因素之一。横纹肌溶解症是肌细胞破坏而引起肌肉细胞内物质渗出进入血液,造成大量肌红蛋白导致肾功能障碍。脱水还会造成和加重横纹肌溶解症所致的急性肾功能衰竭。住院的热射病患者中,脱水与电解质紊乱的患者当中有25%的人同时有横纹肌溶解症、13%患有急性肾衰竭。

▲横纹肌溶解所引发的症状相当广泛。图源:ihealth.com.tw

1988年,在美国马萨诸塞州警察培训学校,50名学员在炎热环境中进行体操训练和跑步操练,训练首日,学员被要求限制饮水。其中1名学员在跑步时发生运动性中暑、横纹肌溶解症、肾衰竭和肝衰竭并发症而死亡。其他13名学员亦因脱水、横纹肌溶解症和急性肾功能不全入院治疗,其中6名因急性肾衰竭要进行血液透析。全部学员一定程度上都出现了横纹肌溶解症的现象。

在马拉松运动前、运动中和运动后,如果运动员跑步速度慢、汗液流失少,过量摄入水分和其他低渗性饮料,体型偏小和过瘦的运动员可能会发生运动性低血钠症。

当血钠的水平≤125毫摩尔/升时,人体会出现明显的如头痛、呕吐、手脚肿胀、坐立不安、异常疲累、神智不清(进行性脑病变)和气喘且带响声(肺水肿)等症状。当血钠水平进一步下降,如低于120毫摩尔/升时,就会出现呼吸停顿、昏迷、永久性脑部受损等症状,严重时甚至会造成死亡。运动性低血钠症的发生与很多因素有关,常见因素是过度饮用低渗性饮料以及体内总钠含量过少。女性比男性运动性低血钠症的风险要高。

       运动前后如何科学补液

那么运动前后应该如何科学补液,到底应在何时补充呢?

日常营养膳食是确保人体正常水电解质平衡的基础,一般来说,摄入肉类可以帮助促进补充水分。

运动前后,需充分地补液(电解质饮料),以补充随汗液而流失的电解质(钠和钾)。摄入咖啡因并不能显著地改变日常排出的尿量或改变水电解质状态。摄入酒精则会增加尿量并延迟水平衡恢复过程,运动后不建议饮酒,或在适量饮酒前要首先达到水平衡。

1.运动前补液

运动前补液的目的是在运动开始前使机体达到水分充足的状态,并使机体处于正常的电解质水平。建议大运动量的训练或比赛,在运动前4小时开始,按体重逐步补充水分(约5~7毫升/公斤体重)。如果之后没有小便,或尿液颜色较深,则应在运动前2 小时,再按体重逐步补充水分(约3~5毫升/公斤体重)。饮用含钠的电解质水(20~50毫克/升)可以更好保存喝进身体的水分。一般情况下,喝15℃~21℃的液体较为合适,但温度以及口味喜好常因个体和饮食文化不同而差异巨大。

2.运动中的补液

运动中水分补充的目标就是防止脱水(避免水分损失超过体重的 2%)和保持电解质的平衡,防止运动表现降低。补充的量和速率需按个人汗液流失速率、运动的持续时间和给予补充水分的机会而定。当口渴时喝水,身体已经处于缺水状态,所以运动中应采取分阶段性地补液(当条件补给许可时)。尤其在超过3小时以上的运动项目中,要计划好补液次数与量。运动时间持续越长,机体对水分的需求和补液间失衡的累积效应就越明显,严重时会导致脱水和稀释性低血钠症。

运动项目(代谢能力、持续时间、衣着和配带的装备)和天气状况的不同以及其他因素(例如体质、热适应和训练水平)等都会影响到每个人的汗液流失速率和汗液中的电解质浓度(见下表),所以很难有普适的水分和电解质补充指南。

从上表可以看出,不同条件下,预计出汗率400毫升~1800毫升/小时。建议进行训练/比赛的运动员可以监测自己体重的变化,来估计自己汗液流失情况,进而找到自己适合的补液规律。

炎热天气状况下进行长时间运动的话,建议运动饮料中至少达到氯化钠20~30毫克/升、钾离子2~5毫克/升、碳水化合物5%~10%。摄取碳水化合物有助于维持运动强度,超过1小时或更长的持续大强度运动,以大约30~60克/小时的速度补充碳水,通常每小时摄入1升的运动饮料(浓度6%~8%的碳水化合物), 碳水化合物最好是混合糖类(如能量胶,其包含葡萄糖、蔗糖、果糖和麦芽糖等),碳水化合物浓度一般不超过8%。过高浓度的碳水化合物会影响胃肠道排空速度,容易引起胃部不适和呕吐现象。

对于赛前身体内水平衡正常的马拉松运动员来说,有研究建议运动中自由饮用400毫升~800毫升/小时的饮料。运动员跑速越快,体重越重,气候越炎热,补水应越多;反之减少。如配速8.5~15公里/小时、体重50公斤的运动员,按每小时饮用800毫升水,体重将增加0.7%~3.3%,会导致水分过多;而体重90公斤的运动员,每小时饮用400毫升水分,体重会减少2.6%~3.9%,导致过度脱水。

因此,需根据实际情况制订适当补液计划,以预防过度脱水(体重降幅小于基线体重的2%)。

3.运动后补液

运动后水分补充的目标是要完全恢复体内的水分和电解质储备。在运动中已合理补充水及电解质的情况下,运动后正常饮食(含有适量的钠)加上清水已足够满足恢复储备的要求。适量的钠此时有助刺激补液和保留喝进的水分。而单纯补水会妨碍机体恢复水分充足的状态,过量饮水还会刺激过多尿液的生成,导致科学补液的目标事倍功半。

如果运动后已经是脱水状态(损失超过体重的2%),则应在12小时内采取积极措施补液。人体如果想要迅速并完全恢复机能,推荐参照自身的体重补足、饮用至少约 1.5升(含电解质)的饮料。多余水分都会以尿液形式排出体外,所以还需要额外补充水分用于补偿排出的尿量。

运动后出现严重脱水(损失超过体重的7%),并伴随出现恶心、呕吐现象或腹泻症状,或者已不能喝进饮料时,应当及时就医,以静脉输液的方式给予补充。

参考文献

1.Exercise and Fluid Replacement(MSSE, 39(3),2007)

2.Study on the development and activity of anti-fatigue sports drink(Journal of Food Safety and Quality, 12(9),2021)

3.www.acsm.org(American College of Sports Medicine(ACSM)

4.The temporal effect of different types of sugar-supplementing beverages on exercise capacity and corresponding metabolic parameters in human endurance exercise. Compilation of abstracts of the 11th National Sports Science Conference. (Chinese Sports Science Association, (3), 2019) 


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