宋一青 博士, 哈佛医学院预防医学部助理教授
运动饮料主要是有助于在运动中保持体液和电解质的平衡，它能够帮助人体在运动大量消耗水分和能量的情况下，迅速平衡体液和补充能量供给。有数据显示运动饮料在运动员不运动时以及普通民众特别是青少年也经常当成一般饮料被饮用。目前关于运动饮料中高糖高电解质的成分对人体代谢的长期影响却经常受到忽视。特别是运动饮料中的碳水化合物的质量和数量在多大程度上能影响成人心血管代谢的研究缺乏。
运动饮料主要功能虽然是保持运动中体液和电解质的平衡，但研究发现，对于训练强度大和达到运动极限的运动员，这种运动饮料还能够帮助运动员将最佳运动状态时间延长10%。研究证明在34ºC，65% 相对湿度条件下以55%最大摄氧量的强度进行 3小时骑自行车运动，饮用运动饮料组尿量排泄明显降低。水合作用和碳水化合物有助于运动能力的发挥和体能恢复，运动饮料可以提供肌肉和神经系统所需的能量。因此运动饮料中碳水化合物是不可或缺的，碳水化合物是肌肉运动最重要的能量来源，它在中等至高强度运动（如跑步）中发挥作用，帮助身体提高耐力。同时，碳水化合物也是大脑运转的能量来源之一。人体中碳水化合物的储备量是有限的，所以运动员需要从饮食中补充足够的碳水化合物来满足身体的需要。有研究发现，运动员在运动中补充碳水化合物能够帮助提高运动成绩。一般每隔15分钟饮用250mL效果最佳。碳水化合物还可以减少糖原储存，协助脂肪代谢， 节约蛋白质。碳水化物需要量据美国科学会每日推荐摄入量 (RDA)为成人及儿童: 每天130克； 运动员： 每公斤体重6-10 克。美国饮食营养协会, 加拿大营养师协会及美国运动医学院推荐运动员： 每公斤体重8-10 克。然而摄入碳水化合物的质和量对成人心血管代谢异常的影响很大。
大量研究证据表明，血糖生成指数或又称血糖指数（Glycemic index，GI）是评价含碳水化合物的食物在食用后引起血糖升高程度的一个重要而有效的指标。碳水化合物在胃肠的消化过程中迅速分解，迅速释放葡萄糖进入血液。血糖指数是对摄入一定量的某种特定碳水化合物食品升高血糖水平与摄入标准化糖类食品（比如纯葡萄糖或白面包）的血糖反应进行比较并排序。这一概念是由David Jenkins博士及其同事在1980-1981年在加拿大多伦多大学首先提出的。现在公认，血糖指数比通常的“单糖/多糖” 的碳水化物分类方法更精确。食物生糖指数各不相同，取决于其摄入后立即引起的血糖水平的增加。一般认为GI值小于55为低GI食物，GI值大于75为高GI食物。另外一个新概念是“血糖负荷（Glycemic load，GL）”。血糖负荷是指食物中碳水化合物数量与其各自的GI值的乘积，再除以100。 通过对摄入食物中的碳水化合物的数量与质量相结合达到评估膳食总的血糖 效应。每单位的血糖负荷相当于白面包中每克碳水化物引起的血糖增加。食物的GL值越高，食用相同重量的食物对餐后血糖升高程度越大。
然而运动饮料中糖含量和成分可能引起的不良健康效果尚未引起了足够的关注和科学讨论。特别是血糖生成指数的概念仍有待于广泛应用到运动饮料中对碳水化合物质量和健康评估。大量来自实验室代谢性研究、前瞻性队列研究及临床干预试验的证据令人信服地表明：膳食血糖生成指数或血糖负荷较高的含糖饮料显著影响一系列的亚临床心脏代谢症候群（又可定义为代谢综合症）相关因素，包括向心性肥胖 ，高血压，高甘油三酯，低高密度脂蛋白，胰岛素抵抗。代谢综合症可能反映了人体胰岛素和糖代谢平衡的一个内在的共同病生理机制。是造成高血压，糖尿病，心脑血管疾病，慢性肾病，以及结直肠癌和前列腺癌的主要危险因素。目前已经在世界范围内达到流行的程度。平均现患率 在美国是 24%,在欧洲达到12-25%, 在亚洲是 5-16%。 近十年内特别是发展中国家还处于上升趋势。代谢综合症主要是因为不良生活方式和营养导致。低生糖指数的饮食在糖尿病人及健康人群中均可降低低密度脂蛋白、C肽、糖化血红蛋白和空腹甘油三脂水平。低生糖指数膳食可提高心脏病病人的胰岛素敏感性，生糖指数与血浆高密度脂蛋白水平显著负相关。
在研究碳水化物摄入对人体血糖及胰岛素应答的生理作用时，如何优化运动饮料中碳水化合物是个首要问题。原则是降低血糖指数，应用血糖生成指数对碳水化合物进行分类，可以使用低生糖指数食物的碳水化合物，以延缓胃排空吸收，延缓血糖和胰岛素反应，提高运动持续力，促进电解质吸收，保持或强化运动能量供给，保持一定口感/可口性。目前许多运动饮料采用混合糖。比如葡萄糖和乳糖混合糖在肌肉的吸收比单纯葡萄糖快。口感不差，但是是否对内源性碳水化物储存和血糖影响小尚存争议。其次是使用低或不含能量天然甜味剂来适当降低血糖指数，甚至可以模拟蔗糖的味道。最大问题是还没有发现最理想的安全可靠的天然甜味剂。即是否完全达到物理稳定好，不引起血糖胰岛素反应，不增加食欲和食量，无肝肾毒性，无致畸，不致癌。此外运动饮料的碳水化合物成分和含量的优化措施也包括适当添加蛋白，脂类，矿物质及必需维生素或其他营养物来限制碳水化合物能量供应比值以及优化营养素组分和平衡。 总结而言，今后在制定运动饮料的碳水化合物成分和含量，应更多地基于对血糖生成指数的控制考虑出发。运动饮料中碳水化合物最佳的质量和数量的组合，不仅可以维持和提高运动锻炼效果，帮助运动后体能恢复，而且能够将最常见的肥胖及肥胖相关的心脏代谢异常的风险最小化。
最重要的是，运动饮料碳水化物不应做为普通人群的一般饮料。运动饮料对忙碌的运动员或者经常进行体育健身锻炼的人士作为一个膳食营养素补充剂的便利载体，混合各种碳水化物有助于迅速改善机体血糖效应 。平衡膳食碳水化合物也有助于发挥运动员的潜力，目前血糖指数和血糖负荷可以作为运动饮料以及膳食中碳水化物含量质量评价的最佳指标。对长期经常使用运动饮料的人士，是否其高糖浓度能够对心血管系统产生影响尚未有严格数据。为了提供丰富的科学基础，目前还需要进行更多的设计严格的科学研究 ，从公共卫生角度，强调各种运动饮料适用人群和条件和强化平衡膳食营养教育十分重要，将大力提高一般大众健康营养意识。
整理编辑来自：宋一青博士在第一届国际运动饮料营养研讨会上的部分发言稿（中国广东佛山，2010年9月28日）
碳水化物和胰岛素抵抗
心血管代谢症候群如何影响人类健康?
