研究亮點
最新科學研究為中長跑運動員帶來關鍵發現。一項針對高水平跑者的實驗指出，劇烈訓練後碳水化合物的攝取量，直接影響1500米賽跑的速度與表現。低碳水化合物飲食不僅會拖慢完賽時間約4.5秒，更會顯著增加運動過程中的疲勞感。這項研究無疑為運動員的營養策略提供了重要的實證依據，強調了賽前與賽後恢復期碳水化合物補充的重要性。
文章摘要
- 低碳水化合物飲食損害賽跑表現: 研究顯示，訓練有素的運動員在糖原耗竭後若攝取低碳水化合物飲食（每日每公斤體重少於1.5克），其1500米賽跑時間將平均延長約4.5秒，相當於降低約2%的表現。這表明碳水化合物不足會直接影響運動速度與效率，對競技表現造成負面衝擊。
- 充足碳水化合物有助提升高強度運動能力: 相反地，若運動員攝取高碳水化合物飲食（每日每公斤體重超過5克），不僅能促進更快的完賽時間，還能觀察到較高的血乳酸濃度峰值，這通常代表身體在高強度運動中能產生更多能量，支持更強勁的表現，對運動員達到最佳狀態至關重要。
- 飲食操控影響疲勞感與生理指標: 低碳水化合物飲食會導致運動員在賽跑過程中感知到的疲勞程度顯著增加。同時，賽前血乳酸和血糖濃度會較高碳水化合物組為低，這反映了身體能量儲備不足，進而影響了運動員在高強度運動中的爆發力與耐力表現。
肌肉運動的表現，尤其是在高強度情境下，與身體的能量儲備狀態息息相關，而這一切的核心，都指向了碳水化合物的關鍵作用。早在Christensen和Hansen於1939年的研究[1]中就已明確指出，運動前幾天若攝取高碳水化合物飲食，耐力表現能顯著提升，反之，低碳水化合物飲食則會削弱耐力。Krogh和Lindhard於1920年[2]更早地證明，運動後攝取高碳水化合物的受試者疲勞程度較低，凸顯了碳水化合物在恢復過程中的重要性。這些早期的觀察，也為Zuntz在1901年[4]提出的碳水化合物比脂肪在有限氧氣供應下更有效率作為燃料的觀點，提供了有力的實驗支持。
隨著研究的深入，1960年代的科學家們進一步揭示了碳水化合物在肌肉代謝中的關鍵角色。Bergström和Hultman（1966年）[5]的研究顯示，長時間運動會導致肌肉糖原含量顯著減少。更重要的是，他們發現運動後幾天若攝取富含碳水化合物的飲食，能促進糖原儲備的快速合成，使肌肉糖原含量在2-3天內達到休息時的2-3倍。若攝取低碳水化合物飲食，則肌肉糖原含量會持續數天保持在低水平[7]。這些研究明確指出，肝臟和肌肉中的糖原儲備可用性是耐力型運動的限制因素，且運動表現受到運動前飲食和訓練方案的強烈影響。然而，對於高強度短時間運動（數分鐘），其疲勞原因研究相對較少且不完全明確，尤其在訓練有素的運動員的實地試驗中，糖原可用性變化的影響更是缺乏深入探討。本次研究正是為了填補這一重要的學術空白，以期提供更貼近實際競技的實證數據。
本研究旨在探討在一次旨在耗盡身體糖原儲備的訓練後，限制碳水化合物攝取是否會影響訓練有素的長跑運動員在隨後1500米時間試跑中的表現。研究假設在低碳水化合物可用性條件下，葡萄糖代謝的干擾會對比賽能力產生負面影響。研究採用了重複測量隨機交叉設計，招募了11名（包含4名女性）訓練有素的競技中長距離跑者。所有參與者首先完成一次糖原耗竭訓練（GDS），其內容包括60分鐘的66%預定1500米試跑速度穩態跑步，隨後是10組200米衝刺跑（間歇性慢跑恢復），以確保最大限度地耗盡肌肉糖原。在GDS後的第二天，參與者還進行了30分鐘的66%預定1500米試跑速度跑步訓練，以確保低碳水化合物組能維持低糖原水平，而高碳水化合物組則能最大限度地積累糖原。
緊接著GDS，參與者被隨機分配進行兩天的飲食操控：一組攝取高碳水化合物飲食（每日每公斤體重超過5克，平均達9.7克），另一組則攝取低碳水化合物飲食（每日每公斤體重低於1.5克，平均約1.0克）。兩次飲食條件下的1500米時間試跑（TT）間隔四週進行，以確保身體有足夠的洗脫期，使生理狀態恢復到基線。在TT期間，研究團隊測量了包括跑步時間、步幅模式、心率、毛細血管血乳酸、血糖以及血漿丙二醛（MDA，作為氧化壓力的生物標記物）等一系列生理指標。所有參與者都成功地遵循了嚴格的飲食操控，且在GDS階段，兩個條件間的生理參數無顯著差異，保證了實驗起始點的一致性。
本研究的核心發現揭示了碳水化合物攝取對運動表現的顯著影響。結果顯示，在低碳水化合物飲食條件下，運動員完成1500米時間試跑的時間比高碳水化合物條件下平均延長了4.5秒，約為整體表現的2%（統計顯著性p < 0.01）。這一表現的下降主要歸因於比賽中跑步速度的普遍降低，特別是在接近終點的階段。儘管低碳水化合物飲食後，運動員體重平均減少了0.9公斤，而高碳水化合物飲食後體重增加了0.7公斤，但兩組間的平均步幅和步頻並無統計學上的顯著差異。然而，低碳水化合物飲食組的運動員在試跑中報告的感知努力評分（RPE）顯著較高，這表明即使速度較慢，身體也付出了更大的努力。
生理指標的分析進一步印證了碳水化合物的重要性。在高碳水化合物飲食條件下，運動員在試跑前的血乳酸和血糖濃度均較高（分別為2.2 (0.7) vs 1.8 (0.5) mmol/L, p = 0.022；和5.9 (0.8) vs 5.4 (0.7) mmol/L, p = 0.007），並達到了更高的峰值血乳酸濃度（16.8 (3.1) vs 14.5 (4.2) mmol/L, p = 0.039）。高峰值血乳酸濃度通常被視為身體在高強度運動中能更有效進行無氧代謝，進而產生更多能量以支持更強勁表現的指標。儘管低碳水化合物條件下賽前血糖水平略低，但兩種飲食條件下的運動後血糖濃度在15分鐘恢復期內相似。此外，血漿丙二醛（MDA）作為氧化壓力的生物標記物，在試跑前在兩個飲食條件下無顯著差異，且在試跑後15分鐘，兩組的MDA增幅相似（均約15%），這暗示碳水化合物的操控對氧化壓力的急性影響不大。
本研究的結果與Maughan和Poole（1981年）[19]以及Pizza等（1995年）[20]早期的一些實驗室研究一致，這些研究顯示碳水化合物限制會降低幾分鐘內自行車踏車運動的耐力時間。然而，它與近期一些未發現顯著影響的研究（如Ramonas等，2023年[25]）結果形成對比，這可能由於這些研究的設計差異，例如在不同比賽環境下進行（室內跑道與機械跑步機），或跑步之間只允許短暫的恢復間隔，以及可能未充分考慮到高水平運動員的特定需求。本研究的設計無法明確區分是低碳水化合物攝取「損害」了表現，還是高碳水化合物攝取「提升」了表現。然而，考慮到1500米賽跑的相對短暫性，以及過往多數類似實驗室自行車踏車測試研究的結果[21,22,23,24,26,35]，碳水化合物限制導致表現下降的可能性更大。
研究中觀察到低碳水化合物條件下體重顯著降低，這與肌肉糖原儲備及其伴隨的水分減少高度吻合[38]。儘管如此，步幅的減少而非步頻的減少顯示出，由於肌肉糖原儲備較少，運動員的推進力下降更為明顯。這很可能與高強度運動中最初招募的II型肌纖維（快縮肌纖維）因糖原耗竭而提前疲勞有關，進而導致身體不得不招募更多I型肌纖維或其他肌肉，輕微改變跑步技術並降低運動經濟性，使得維持比賽速度變得困難。即使整體肌肉糖原未完全耗盡，肌纖維中特定部位（特別是內肌纖維糖原池）的關鍵性減少，也可能影響肌肉收縮和推進力。這種特定部位的糖原減少，被認為與肌漿網鈣離子從肌漿網的釋放受阻、激發-收縮耦合受損有關[17,47,48,49,50,51,52]，進而導致高強度運動中的疲勞。本研究明確強調，碳水化合物在中長距離比賽前身體的可用性，對整體表現至關重要。這為運動員和教練提供了寶貴的實證依據，以優化賽前與賽後的營養策略。
本研究儘管取得重要發現，仍存在一些限制。為了減少參與者的負擔並避免干擾，研究並未直接測量肌肉糖原含量，但考量到實驗方案的嚴謹性（如GDS和額外訓練），研究者對不同飲食條件下糖原儲備的顯著差異抱持信心。其次，本研究的運動測試旨在模擬賽跑，而非實際競賽，目的是避免戰術考量或他人表現的影響，以取得最快時間。然而，測得的峰值乳酸值與1500米賽跑後的乳酸值相似[61]，表明參與者確實已竭盡全力。最後，參與者總數相對較少，但由於招募標準嚴格（選擇了高水平競技運動員），這在涉及高水平運動員的營養學研究中是常見做法[18,62,63]，確保了研究結果對專業訓練的實用性。雖然女性參與者人數較少，未能對性別差異做出確定性結論，但未觀察到明顯的性別差異。此外，由於本研究的設計未對參與者的飲食進行盲法處理，潛在的安慰劑效應無法完全排除，但與跑者的對話並未顯示出不成比例的偏見，且其他研究也發現對碳水化合物攝入量的認知對實際表現影響不大[20]。
建議行動
- 中長跑運動員應優先確保攝取足夠的碳水化合物，以優化訓練與比賽表現。
- 在劇烈訓練後的兩天內，特別應確保高碳水化合物飲食（每日每公斤體重建議超過5克），以有效補充肌肉糖原儲備。
- 運動員應學會監測自身的疲勞感與運動速度，作為飲食調整和策略規劃的重要依據。
- 在制定個人化的營養策略時，建議尋求專業運動營養師或運動醫學專家的建議，以確保飲食計畫科學且符合個人需求。
- 切勿在重要比賽前輕易嘗試極端或限制性的低碳水化合物飲食，以免影響比賽成績和身體狀態。
結論
這項針對高水平中長跑運動員的最新研究明確指出，在經過糖原耗竭訓練後，充足的碳水化合物攝取對於提升1500米賽跑表現至關重要。研究顯示，低碳水化合物飲食不僅會顯著拖慢賽跑時間，還會增加運動員的感知疲勞程度，並影響多項生理指標。這些發現為運動員的營養策略提供了強有力的實證支持，強調了碳水化合物在賽前準備和賽後恢復中的核心地位，對於追求卓越表現的運動員來說，科學地管理碳水化合物攝取是不可或缺的環節。
參考文獻
- Venckunas T, Minderis P, Silinskas V, Buliuolis A, Maughan RJ, Kamandulis S. Effect of Low vs. High Carbohydrate Intake after Glycogen-Depleting Workout on Subsequent 1500 m Run Performance in High-Level Runners. Nutrients. 2024;16(16):2763. Published 2024 Aug 19. doi:10.3390/nu16162763
重要聲明：本文內容僅供參考，不能取代專業醫療建議，本文提供的資訊基於科學研究，但每個人的健康狀況和需求不同，飲食改變應在專業人員指導下進行，如有任何疑問或出現不適症狀,請立即就醫。