本研究证实了每小时摄入120克碳水化合物的有益效果。该研究发表于《应用生理学杂志》,原文链接如下:https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/japplphysiol.00665.2025
研究依据
过去十年间,马拉松运动在全球掀起热潮。如今,全球每年举办的马拉松赛事已超过800场,且需求持续攀升。2025年伦敦马拉松的报名人数创下840,318人的历史新高。 毋庸置疑,我们正身处现代跑步热潮之中。马拉松的独特魅力在于其包容性:这是少数能让不同水平的跑者与奥运冠军、世界冠军并肩而立的赛事——同日奔赴同一赛道,往往在相同条件下竞逐。
随着这项运动的热潮席卷全球,人们对如何更科学地训练、提升表现的探索也日益深入。世界各地的跑者都在寻求最优训练方案,以在比赛日达到巅峰状态;他们追寻最具效能的跑鞋与装备,力求获得至关重要的微小提升;更精心制定最佳营养策略,为奔跑注入持久能量。毕竟,谁都不愿在长跑途中遭遇令人恐惧的"撞墙期"——那种突然袭来的、令人精疲力竭的能量骤降。
然而,要真正理解马拉松表现的驱动因素,不妨退一步审视支撑26.2英里(约42.195公里)成功背后的关键生理决定因素(1,2,3):
最大摄氧量(VO2max)——指人体在运动过程中能够利用的最大氧气量。
最大摄氧量的 分数化利用——指 在特定距离内能够维持的最大摄氧量的最高可持续分数, 这又与运动强度域之间的转换(即所谓的生理阈值)相关。例如,精英跑者能在全程 维持约80-85%的最大摄氧量, 而训练不足的跑者则更可能以60-75%的最大摄氧量完成马拉松。
跑步经济性——指人体在特定速度或强度下跑步时消耗的氧气量。尽管两名运动员的最大摄氧量(VO2max)数值可能相似,但运动表现并非仅由最大摄氧量决定;氧气利用效率至关重要,尤其在比赛配速下。 例如,若两名体能相当的跑者以相同速度奔跑,但跑者A的跑步经济性为200毫升/千克/公里,而跑者B在同等速度下的跑步经济性为185毫升/千克/公里,则表明跑者B的跑步经济性更优。 尽管速度相同,跑者B完成同等距离所需氧气量却减少7.5%,这使其能以更低的代谢负荷维持更长时间的运动强度。
耐力或抗疲劳能力——指在马拉松全程中维持生理机能的能力。该能力具体体现为个体抵抗或减轻疲劳对马拉松表现关键指标影响的能力,包括:氧耗增加、跑步经济性下降、心率漂移以及神经肌肉疲劳的累积——这些因素若未得到控制,将削弱维持目标配速的能力。
马拉松成绩的决定因素4
虽然培养这些生理素质至关重要,但要实现最佳马拉松表现,还需制定个性化且细致的补给策略。当目标是刷新个人最佳成绩时,维持精心设计的目标配速至关重要。支撑这种目标配速(通常对应中至高强度)的能量储备,主要依赖于碳水化合物代谢。 遗憾的是,人体的碳水化合物储备有限,主要以肌肉和肝脏中的糖原形式存在,外加少量循环血糖。在马拉松这类持久耐力运动中,这些有限储备会逐渐耗尽。随着储备减少,碳水化合物利用率下降,身体将日益依赖脂肪氧化供能。
虽然脂肪是主要的长期能量来源,但其产能速度远不及碳水化合物。在低强度运动中这或许不成问题,但在比赛节奏下,当身体已处于高负荷运转时,这意味着我们必须消耗更多氧气才能维持相同速度,从而导致跑步经济性下降。 最终会达到一个临界点——机体无法再持续供应所需能量,由此引发疲劳与速度下降,即著名的"撞墙"或"能量枯竭"现象。这反映出全身碳水化合物氧化能力显著下降,导致速度不可避免地下滑。
为维持全身碳水化合物氧化速率并支持高效能量生成,跑步者可在运动期间摄入碳水化合物。这些摄入的碳水化合物可促进外源性碳水化合物氧化,补充人体内源性(储存)碳水化合物储备。这意味着身体能够开始利用这些储备作为燃料,从而避免或至少延缓身体转向主要依赖脂肪供能的状态。
全身碳水化合物氧化速率(以克/分钟为单位)= 内源性碳水化合物氧化(储存的糖原)+ 外源性碳水化合物氧化(摄入的燃料)。
当储存的糖原逐渐耗尽时,你需要摄入更多能量,但关键在于能否有效消化、吸收并利用这些能量。
当前运动营养指南建议:持续1-2.5小时的运动期间,每小时摄入30-60克碳水化合物;超过2.5小时的运动则需补充高达90克/小时的多重可运输碳水化合物(即麦芽糊精/葡萄糖与果糖混合物)。
有趣的是,一项近期建模研究估计,要维持2小时以内的马拉松成绩,精英男性跑者每小时需摄入93±26克碳水化合物。更多实践经验和实际观察表明,在胃肠耐受允许的前提下,碳水化合物摄入量可能需要超过100克/小时。
然而,一个关键问题依然存在:在马拉松配速跑步过程中,跑者究竟能消化、吸收并转化为能量的碳水化合物有多少?该领域的大多数研究都采用骑行作为运动模式来评估运动中碳水化合物摄入的上限,而骑行与跑步在生物力学和生理学特性上存在显著差异。在跑者自身身上理解这一问题,仍是至关重要的研究领域。
研究目的
因此,通过Science in Sport 田径耐力Science in Sport 利物浦约翰摩尔大学的合作,这项开创性研究评估了60克(麦芽糊精)、 90克(60克麦芽糊精+30克果糖)及120克(60克麦芽糊精+60克果糖)每小时摄入量对精英跑者群体在2小时跑步期间全身及外源性碳水化合物代谢、跑步经济性及胃肠道症状的影响。
已采取的措施(方法):
To evaluate the aims of the study, eight elite marathon runners participated in the study, all of whom had a marathon personal best of <2 h 30 min and had completed a certified race within the 12 months before the study.
每位受试者需进行三项独立实验测试,期间随机接受三种不同配比的碳水化合物补给:仅麦芽糊精组、90克/小时(麦芽糊精与果糖比例2:1)组,或120克/小时(麦芽糊精与果糖比例1:1)组。 每次试验包含120分钟跑步机测试:前15分钟以乳酸阈值95%强度进行,随后90分钟维持乳酸转折点94%强度(即接近比赛配速),最后15分钟再以乳酸阈值95%强度完成。
每种饮料都标记有13C示踪剂,这使得能够追踪碳水化合物的代谢过程。当运动期间饮用这些饮料时,标记的碳水化合物会被身体消化吸收。通过在跑步期间持续采集呼吸样本,可以追踪13C标记分子在体内的运动轨迹。 随后通过精密分析测定样本中13C与12C的比值;该比值可反映实际摄入碳水化合物中被代谢转化为能量的比例,即外源性碳水化合物氧化率。
除上述测量外,在整个跑步过程中于不同节点进行了额外的呼吸气体交换测量,以评估全身碳水化合物和脂肪氧化率以及跑步经济性。此外,全程记录了胃肠道症状的主观评分。
每项碳水化合物试验所用实验方案的示意性概述。 受试者在24小时高碳水化合物饮食后,于运动前摄入高碳水化合物餐,随后进行120分钟94%乳酸转折点(LTP)强度跑步训练,其中首尾15分钟维持95%乳酸阈值(LT)强度。训练期间分别摄入60克、90克 和120克/小时的碳水化合物饮料。
该研究发现了什么:
1. 在已发表的文献中首次观察到,训练有素的男性跑步者在模拟马拉松跑步过程中,碳水化合物摄入对全身及外源性碳水化合物氧化均呈现明显的剂量反应效应。
在跑步机上进行长时间跑步时,全身碳水化合物和脂肪氧化率随每小时60、90和120克碳水化合物摄入量的变化。