您现在的位置: 首页 > 学术进展
常见维生素对运动能力的影响及运动员维生素缺乏的评估与干预
作者: 张建丽 杨星雅 沈钰琳 来源:中国体育科技发布时间:2025-11-18

维生素(vitamin)参与物质代谢和能量代谢,在机体生长、代谢、发育过程中发挥重要作用(查锡良,2018)380。近年研究发现,与运动能力密切相关的身体机能,包括能量代谢、氧气运输、红细胞生成、免疫功能、肌肉生长和修复以及骨健康等均依赖于维生素的参与和调节(Chen et al.,2015;Nozaki et al.,2009;Patlar et al.,2011;Sinopoli et al.,2022;Sun et al.,2014)。维生素缺乏不仅导致一系列健康问题,也影响运动能力。维生素缺乏或不足现象普遍存在于运动员人群。部分项目运动员VB1缺乏或不足达65.7%(殷建忠等,2002)。室内项目运动员VD缺乏和不足普遍超过50%(宋菲等,2022;Fishman et al.,2016),某些地区甚至高达90%(Knechtle et al.,2021)。一项58名西班牙冬季项目女子运动员的调查显示,所有参与调查的运动员均存在不同程度的VD和VE缺乏或不足现象(Jiménez-Casquet et al.,2023)。运动员已被维生素缺乏问题严重困扰。


运动影响维生素代谢可能是运动员维生素缺乏的原因之一。研究表明,不同训练负荷量、训练负荷强度和训练时间,维生素代谢情况不同。极限递增训练降低红细胞VE水平,短期高强度训练降低红细胞VC水平,而血浆VA水平在递增强度有氧运动和长期耐力训练后均呈降低趋势(AlvesVas et al.,2021;Izzicupo et al.,2016;MuñozMarín et al.,2010,2018)。


结合近年相关研究,本研究综述了常见维生素(VA、VB、VC、VD和VE)对运动能力的影响,提出运动员维生素缺乏的评估框架与应对建议,并概括维生素在人体血液样本中的检测方法。


1 常见维生素对运动能力的影响


1.1维生素A


VA是一类人体不能自身合成的脂溶性维生素,其主要膳食来源为动物性食物和含有VA原的植物性食物。VA通过参与视网膜视紫质的合成与再生,提高快速追踪移动目标的视觉能力(动态视敏度)和明暗环境切换下的视觉快速适应能力(常世敏等,2005)。VA调节骨骼细胞的分化和增殖,协调成骨细胞和破骨细胞的活性,维持骨骼的生长和吸收达到平衡;参与骨骼的矿化,调节钙、磷等矿物质的吸收和利用,提高骨骼对钙的利用效率,同时也影响运动诱导的氧化应激反应。


VA缺乏会引起干眼症、夜盲症、视觉能力降低,严重可造成失明(Lerner,2024)。VA过量会导致不同程度的毒性。体内外研究表明,高浓度VA会增加线粒体超氧化物的产生(Gelain et al.,2006),并对脑、肺和心血管系统造成氧化损伤(daRocha et al.,2010;Schnorr et al.,2015)。


正常推荐量下,血清VA和β-胡萝卜素(VA前体)与骨矿盐密度呈正相关,且二者作用效果无显著差异(Chen et al.,2015;Sun et al.,2014)。VA摄入量过高或过低均会对成骨细胞分化和矿化产生负面影响,增加骨折风险(Opotowsky et al.,2004;Yee et al.,2021)。Toraishi等(2021)研究发现,日本男子大学生长跑运动员平均VA日摄入量为2792µg(高于日本该年龄段推荐量850µg/d)时,应力性骨折发生率显著升高,逻辑回归分析表明,VA日摄入量增加100µg时,应力性骨折发生的优势比为1.22。可见,应力性骨折与VA水平有关,长期高于推荐量(850µg/d)补充VA增加骨折风险。


补充VA可影响有氧耐力。Zhao等(2021)研究发现,采用随机对照实验分析补充VA对小鼠肌肉能量代谢的影响时,VA诱导的小鼠腓肠肌能量代谢存在性别差异,雄性小鼠出现脂肪酸氧化抑制及胰岛素抵抗,雌性小鼠表现为脂肪酸氧化增强,且未出现胰岛素抵抗;在有氧运动中,雄性小鼠表现为耐力降低40%,雌性小鼠耐力则提高220%。Campos等(2020)研究表明,补充VA对肉牛(雄性)骨骼肌中脂肪合成产生抑制,并降低胰岛素敏感性,从而减少有氧运动的能量供应,降低有氧能力。上述研究表明,VA对肌肉能量代谢的影响存在性别差异,表现为雄性肌肉有氧耐力降低,雌性肌肉有氧耐力增强。但这一结论仅在动物实验中得到验证,未来还需对人类特别是运动人群开展进一步研究。


VA作为抗氧化剂在运动诱导的氧化应激中也发挥作用,但鲜见文献报道,研究结论也并不完全一致。Patlar等(2011)研究发现,对每周训练5d的优秀跆拳道运动员每天补充VA100mg,6周后实验组血液中硼和镍含量显著降低,细胞损伤减少,VA氧化应激防护作用得到验证。另一项研究表明,连续4周每天补充VA300mg对运动干预的健康男性产生NO抑制作用(Patlaretal.,2016)。但有研究发现,对有氧训练的大鼠按每天2000IU/kg剂量连续补充VA,42d后肺中的超氧化歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性显著降低,表明VA抑制抗氧化酶活性,阻碍运动调节的机体抗氧化自适应反应(Gasparotto et al.,2015)。Petiz等(2017b)研究发现,连续8周每天补充VA1500IU/kg,肝组织中硫代巴比妥酸反应物和羰基蛋白显著升高,有氧训练大鼠的氧化损伤加剧。Petiz等(2017a)另一项研究表明,连续8周补充VA(450IU/d),下调运动诱导的超氧化歧化酶-1在骨骼肌中的表达,并抑制超氧化歧化酶-2上调,补充VA不仅对运动诱导的骨骼肌氧化应激不具有保护作用,甚至还削弱了机体运动性氧化应激的自适应能力。啮齿动物与人类之间的研究结果差异,可能与不同物种之间代谢差异,以及补充剂量、运动诱导的氧化应激程度等有关,未来应侧重于在运动人群中开展研究。


1.2维生素B


VB是一类广泛参与机体生化反应的水溶性维生素,依赖食物供给。与运动能力关系较密切的有VB1硫胺素(thiamine)、VB2核黄素(riboflavin)、VB6磷酸吡哆醛(pyridoxal phosphate,PLP)和VB12钴胺素(cobalamin),主要表现在作为辅酶因子参与能量代谢、促进红细胞发育成熟,推动有氧能力提升(祖新等,2019;Calderón-Ospina et al.,2020;Hrubša et al.,2022;Wilson et al.,2019)及抗疲劳(Suzuki et al.,1996)等方面。VB1参与三羧酸循环,促进丙酮酸脱羧生成乙酰辅酶A,推动有氧代谢葡萄糖的彻底氧化分解,同时加速碳水化合物分解为可利用的葡萄糖,减少乳酸等中间产物堆积,从而提高有氧运动能力(Nozaki et al.,2009)。VB2通过脂肪酸β氧化和丙酮酸氧化脱羧参与能量代谢,在葡萄糖和支链氨基酸的代谢中产生乙酰辅酶A。VB6和VB12则在血红蛋白合成过程中发挥关键作用,并有助于同型半胱氨酸分解,参与蛋白质和氨基酸代谢,为肌肉有氧运动提供必要的能量支持(查锡良,2018)。


VB缺乏会导致神经认知障碍、线粒体功能障碍、免疫功能障碍、心血管疾病、肝损伤、周围神经病变、贫血和疲劳等一系列问题(Mikkelsen et al.,2018;Pavlov et al.,2019;Socha et al.,2020)。良好的水溶性使VB较少在体内蓄积,多余VB随尿液排出体外,一般不容易出现过量使用导致的毒副作用。但需要指出的是,VB6不同于其他水溶性B族维生素,日摄入量超过20mg可引起神经损伤(查锡良,2018)。


有氧能力与血红蛋白含量呈正相关。Krzy‐wański等(2020)对243名田径运动员的研究发现,补充VB12可以提高血红蛋白含量,但不同VB12基础水平表现不同的提高程度,血液中VB12基础浓度小于400pg/mL时,补充VB12可以显著提高血红蛋白含量;VB12基础浓度大于700pg/mL时,补充VB12对血红蛋白无显著影响。建议运动员定期监控VB12浓度,并应保持在400~700pg/mL。通常采用最大摄氧量(VO2max)实验评价有氧能力。对健康成年运动人群(20~30岁)连续28d补充复合VB制剂(VB1为33.6mg,VB2为10.0mg,VB6为50.0mg,VB12为750.0µg)后,VO2max力竭时间提高至干预前的1.26倍(Leeetal.,2023)。有调查显示,素食主义者中女性VB12缺乏率为1.9%~56.0%,男性为7.0%~81.0%(Pawlak et al.,2014)。提示,素食主义者容易出现VB12缺乏,因为VB12主要来自动物性食物。因此,饮食限制的运动员应给予重视,如出现持续嗜睡,应进行缺乏评估,及时干预。


慢性疲劳降低有氧耐力,而运动诱导的氧化应激是造成慢性疲劳的重要原因,这与运动过程中能量供应不足及乳酸和氨的堆积有关(Baker et al.,2010)。Suzuki等(1996)开展了VB1对运动性疲劳的影响研究发现,100mg/d、连续3d对男子运动员补充VB1后再进行30min自行车运动,主观疲劳程度显著降低。另一项大学生参与的有氧运动研究表明,连续4周每天补充VB110mg/kg,显著降低运动后血乳酸、血氨浓度以及主观疲劳感受(Choi et al.,2013)。研究发现,以不同剂量VB1连续给药4周后,与对照组比较,小鼠游泳力竭时间和握力显著提高,肌肉和肝脏中葡萄糖水平显著提高,运动中和运动后20min血清葡萄糖水平显著提高,且提高程度均与给药剂量呈正相关,而力竭运动后60min血清肌酸激酶水平显著降低,且与剂量呈负相关(Huang et al.,2018)。还有研究表明,补充VB(2赛前0.5~1.0h和赛中90km时分别补充100mg)可以显著减轻超级马拉松参赛者赛中和赛后的肌肉酸痛(Hoffman et al.,2017),这可能与VB2改善运动后早期线粒体功能恢复有关(Liu et al.,2005)。Lee等(2023)研究发现,健康成年人连续28d每天补充复合VB(VB133.6mg、VB210mg、VB650mg和VB12750µg)可以降低运动后血乳酸和血氨水平。补充VB减轻运动诱导的疲劳、提高运动表现这一研究结论在运动员、普通人群和动物模型中均得到了验证,虽然机制尚不清楚,但可能与VB广泛参与能量代谢有关。


1.3维生素C


VC是一种水溶性维生素,又称抗坏血酸,具有抗氧化作用,主要通过还原谷胱甘肽、高铁血红蛋白、Fe3+、其他氧化剂等途径,发挥保护细胞膜、恢复血红蛋白携氧能力、促进血红蛋白合成、提高抗氧化作用(查锡良,2018),修复有氧运动过程中由于生物膜结构受损引起的红细胞携氧能力降低、线粒体有氧呼吸酶系统异常、肌肉收缩能力下降等问题(熊正英等,1998;张雪梅等,2007)。


VC缺乏会诱发坏血病、免疫功能受损、易感染性增加(王宏亮,2022;Carretal.,2017)。由于机体在正常状态下可以储存一定量VC,因此其缺乏症状通常在VC缺乏3~4个月后才出现。然而,长时间超过1g/d补充VC可能引起细胞损伤(Bryant et al.,2003),增加尿路结石风险(查锡良,2018)。


现有研究主要集中在补充VC对运动诱导的氧化应激和有氧能力的影响方面,但研究结果仍存在分歧。有研究认为,补充VC对运动诱导的氧化应激和运动能力有积极作用。Paschalis等(2016)分别对高VC组[(78±11)μmol/L]、低VC组[(35±8)μmol/L](2组VC水平均在正常范围)研究其对氧化应激和有氧运动能力的影响,实验组每天补充VC999mg,连续补充30d,结果显示,干预前低VC组VO2max低于高VC组,干预后低VC组VO2max增加,而高VC组无变化;干预前低VC组F2-异前列腺素和羰基化蛋白水平高于高VC组,干预后两组F2-异前列腺素和羰基化蛋白均有所降低,但低VC组降低幅度更大,表明补充VC对低VC水平人群具有更好的抑制氧化应激效果以及提高有氧运动能力。Yimcharoen等(2019)对健康女性开展了补充VC对单次运动诱导的氧化应激标志物的影响研究,运动前5min补充1000mgVC,以65%~75%最大心率运动强度自行车蹬车30min,以血浆铁还原能力评估抗氧化应激水平,结果显示,实验组运动后30min血浆铁还原能力显著提高,而对照组没有变化。也有研究表明,补充VC对运动表现没有影响。Roberts等(2011)研究表明,男子运动人群持续4周高强度间歇训练期间,每天口服1gVC对VO2max、10km跑用时没有影响。Thompson等(2003)研究发现,补充VC(连续3d运动后服用,2次/d,每次200mg)对20m往返跑运动后腿部肌肉酸痛程度和肌肉功能没有影响。补充VC对运动能力产生负面影响的研究也有报道。Gomez-Cabrera等(2008)对健康久坐青年男性(27~36岁)开展为期8周随机双盲对照研究,采用3d/周静态自行车训练,连续8周每日补充1gVC,实验组VO2max增加10.8%,对照组VO2max增加22.0%。该研究团队对大鼠也同时进行了研究,并得出相同结论。此外,在大鼠的研究中还发现,实验组抑制了骨骼肌中抗氧化酶的表达和骨骼肌中线粒体的合成。另一项对中长跑运动的研究也表明,补充VC抑制运动介导的氧化应激自适应能力(Sellittoetal.,2022)。

造成补充VC对运动表现影响不一致的可能因素包括:

1)服用VC的剂量和时间;

2)研究对象的VC基础水平;

3)应用的训练模式;

4)研究对象的训练状态;

5)测试节点的选择;

6)氧化应激生物标志物的选择等。

然而,根据目前的数据,本研究认为,文献中这种分歧的最重要原因可能是没有严格控制研究对象的基础VC水平,因此,建议未来研究应严格控制研究对象的基础VC水平,并侧重于抗氧化剂水平降低的个体。


1.4维生素D


VD是脂溶性维生素,在紫外线照射下由皮下胆固醇合成,也可通过食物补充。VD通过增强小肠钙吸收和破骨细胞活性、维持体内钙磷平衡,对骨骼生长、密度和重塑发挥作用,主要从骨骼健康、肌肉力量、有氧能力等方面影响运动能力。


VD不足时,甲状旁腺激素分泌增加,刺激破骨细胞活性和数量增加,促进骨钙的溶解和释放入血,维持血钙水平稳定。但VD严重缺乏时,血钙水平明显降低,刺激甲状旁腺激素分泌过多,导致骨量减少、骨质疏松,甚至骨折以及营养性佝偻病(Pludowski et al.,2022)。

有研究表明,血液中25-羟基维生素D(25-OHVD)水平低于30ng/mL时,发生应力性骨折的概率显著增加(Välimäki et al.,2004)。应力性骨折常见于运动员人群,尤其田径运动员,发生率高达10%~31%(Lappe et al.,2008),充足的VD水平可以预防应力性骨折。每天补充VD800IU,可以显著降低应力性骨折发生概率(Lappe et al.,2008)。


肌肉力量是保证运动能力的关键因素。研究表明,VD水平与肌肉力量正相关(Foo et al.,2009),可能的机制是VD刺激Ⅱ型肌纤维(快肌纤维)的大小和数量增加(Ceglia et al.,2013)。Wyon等(2016)对22名国家级男子柔道运动员考察了单次大剂量补充VD(150000IU)对肌肉力量的影响,给药后第8天实验组股四头肌和腘绳肌肌肉力量平均增加13%,而对照组平均仅增加3%。Zhang等(2019)对涉及284名运动员的8项随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)研究进行了Meta分析,结果表明补充VD可以提高下肢肌肉力量。还有研究表明,补充VD显著提高等长肌力(18.7%)和纵跳水平(7.1%),且实验组伤病数量显著低于对照组(Wyon et al.,2014)。Wy‐on等(2018)对71名职业舞蹈学校在校生开展补充VD对肌肉功能和肌肉损伤的影响研究,结果表明,实验组4个月后肌肉力量显著增加,并与肌肉损伤呈负相关。然而也有研究表明,在高强度间歇运动下,连续8周每天补充VD5000IU,专业足球运动员的5、10、20和30m跑速及深蹲跳和反向跳跃高度等与力量相关的能力与对照组没有显著差别(Jastrzębska et al.,2016)。总之,补充VD对肌肉力量的积极作用已被报道,个别不具有显著性差别的研究,可能与运动方式、强度、时间以及补充剂量、测试指标选择、测试设备灵敏度、受试者基础VD水平等因素有关。


肌肉损伤会降低有氧耐力,而补充VD对预防运动诱导的肌肉损伤具有积极作用。Żebrowska等(2020)研究发现,正常训练的男子超级马拉松运动员连续3周每天2次服用VD(1000IU/d)后,随着血清25-OH-VD浓度升高,肌肉损伤生化标记物血清肌红蛋白显著降低。提示,VD对骨骼肌具有保护作用。Pilch等(2020)以离心运动的方式对健康青年男性开展补充VD(补充剂量依据体重和基础VD水平个性化计算得出)对运动诱导的肌肉损伤的影响研究,结果表明,3个月后实验组血液中乳酸脱氢酶活性和肌红蛋白水平显著降低,补充VD可以降低运动诱导的肌肉损伤。Mastali等(2022)研究表明,短期(6周)补充VD(2000IU/d)可以减少力竭性有氧运动诱导的心肌细胞和肝细胞损伤。虽然VD对运动性肌肉损伤的防护作用已被广泛认可,但具体调节机制目前尚不明确。


VD提高有氧能力与刺激血红蛋白生成有关。Mielgo-Ayuso等(2018)开展的RCT研究验证了这一观点,36名优秀赛艇运动员连续8周每天补充VD3000IU,血红蛋白、红细胞压积和转铁蛋白水平显著提高。补充VD对运动员VO2max影响的随机对照实验中发现,青年男足运动员连续8周、每周2次补充VD20000IU(日均约5700IU)后,显著提高VO2max,且与血清25-OH-VD水平呈正相关(Brzeziański et al.,2022)。另一项对高水平足球运动员的RCT研究也得出了同样的结论,在高强度间歇训练期间,连续8周每天补充VD5000IU后,实验组VO2max提高20%,对照组仅提高13%(Jastrzębska et al.,2018)。Ardestani等(2011)对200名健康普通人群参与的双盲试验发现,血清25-OH-VD水平与VO2max呈正相关。


现有研究中,VD日补充量为350~5000IU,可以观察到对肌肉力量、VO2max或骨骼健康等产生积极作用。但连续超过3个月大剂量补充VD会出现不同程度的剂量依赖性骨密度损失。Burt等(2023)开展了一项287名健康人群参与的补充VD对骨密度影响研究发现,日补充VD10000IU并持续3个月会出现桡骨骨矿盐密度损失。


目前,评价人体VD水平的主要参数为血清25-OH-VD水平,小于20ng/mL视为VD缺乏,21~30ng/mL视为VD不足,30~100ng/mL视为正常。通常认为,运动员体内25-OH-VD水平应至少为40ng/mL,因为在该水平下,VD开始储存在肌肉和脂肪中以备大强度训练时释放使用(Oganetal.,2013)。Close等(2013)对专业运动员的研究也进一步验证了这一观点,25-OH-VD水平大于40ng/mL的实验组10m冲刺跑和纵跳水平均显著高于对照组。关于不同运动项目和不同运动强度运动员的VD日需求量尚未达成专家共识。通常,VD的需求量因饮食结构、日光暴露和运动强度等因素而异,由于运动员人群的特殊性,特别对于长期室内训练而缺少阳光暴露的运动员,摄入量至少不应低于《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023)》中10µg/d的推荐标准。


1.5维生素E


VE是一类包括生育酚和生育三烯酚的脂溶性维生素总称,其中α-生育酚是最主要的生物活性形式,与VC类似,均具有抗氧化作用,主要通过降低氧化应激反应促进恢复、减少运动诱导的肌肉损伤进而提高运动表现。细胞膜中的大量VE可以还原细胞膜上脂质过氧化产生的自由基,形成相对稳定的氧化型VE,进而在VC、谷胱甘肽或还原型辅酶Ⅱ的作用下,再还原为还原型VE。在上述过程中,VE保护细胞膜使其维持正常的功能。正因为VE与VC间的协同作用,VE常与VC同时补充。


VE缺乏会影响全身免疫功能,可能诱发心血管、消化系统、生殖系统、内分泌、神经系统、血液系统和呼吸系统等功能障碍(王宏亮,2022;Pekmezci,2011),同时还会引起肌肉疲劳(Higgins et al.,2020)。目前,人类研究中尚未发现VE中毒事件,但仍要警惕长期大量服用VE可能产生副作用(查锡良,2018)383。研究表明,人体每天摄入VE400IU就可以提供足够的生物膜保护作用(Bry‐ant et al.,2003)。


补充VE对运动能力影响的研究结论不尽相同。Silva等(2010)对21名男大学生开展的补充VE(800IU/d,服用21d)对离心运动诱导肌肉疼痛和氧化损伤的影响时发现,运动后干预组肌肉酸痛强度、乳酸脱氢酶活性和蛋白羰基化程度均显著低于对照组,表明补充VE对运动诱导的氧化应激具有保护作用。一项在低氧条件下对运动人群的研究显示,实验组运动后细胞损伤因子肌酸激酶、肌酸激酶MB型同工酶和乳酸脱氢酶以及炎症因子白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-10水平均显著降低(Santos et al.,2016)。然而也有报道称,补充VE对运动能力没有提升。Nalbant等(2009)研究发现,持续6个月补充VE(900IU/d)对老年人肌肉力量、有氧耐力、敏捷性、柔韧性和体成分等体能指标没有影响,表明补充VE并不能提高老年人有氧运动能力。另一项研究发现,男子体育特长生连续8周日补充α-生育酚450mg对运动前和运动至力竭后的血液氧化应激指标丙二醛、羰基化蛋白和肌酸激酶均无显著影响(Gaeini et al.,2006)。


基于VE和VC作为抗氧化剂的协同作用,有研究认为,联合使用VE和VC更有利于提高运动能力,但文献报道的研究结果并不能完全支持该观点。Chou等(2018)采用模拟奥运会跆拳道比赛的运动模式研究联合补充VE和VC的抗氧化效果,实验组赛前3天日补充1400IUVE和2000mgVC(分2次服用),以肌酸激酶和肌红蛋白评估肌肉损伤情况,以血小板与淋巴细胞比值评估全身炎症状态,发现实验组肌酸激酶和肌红蛋白水平以及血小板与淋巴细胞比均得到有效降低,因此,短期大剂量联合补充VE和VC有助于减少肌肉损伤和抑制全身炎症。Bloomer等(2006)对48名青年健康人群开展了抗氧化剂对有氧运动诱导的氧化应激的影响发现,补充VE和VC可以降低有氧运动诱导的羰基蛋白,但并不影响丙二醛水平。deOliveira等(2019)对青年足球运动员的随机双盲对照研究表明,连续15d补充VE(400IU/d)和VC(500mg/d)抑制运动诱导的氧化应激,但并不减轻急性运动诱导的肌肉损伤。甚至还有研究表明,同时补充VE和VC会阻断耐力训练诱导的人体抗氧化自适应能力,不利于有氧运动能力的提高(Morrison et al.,2015;Paulsen et al.,2014)。


综上,单独补充VE或与VC联合使用对运动能力的影响研究结果并不一致,其可能的原因如上述VC相关部分中所述。未来,抗氧化剂对于运动诱导的肌肉损伤和氧化应激的影响研究,应针对上述可能的影响因素严格控制实验变量,进一步深入研究。


2 运动员维生素缺乏的评估与干预


2.1运动员维生素缺乏的评估框架


维生素缺乏或不足一直是困扰全球运动员的健康问题。训练过程中,大量的体液排泄导致运动员维生素缺乏或不足风险增加。通常,运动员维生素缺乏的初期症状表现为嗜睡和疲劳(Tardy et al.,2020),随着时间的推移,最终会影响训练效果,从而影响运动表现。鉴于维生素缺乏对运动能力潜在的负面影响,针对运动员的营养保障需要一套完备的维生素缺乏评估方法。近年,在运动营养学领域有研究提出了营养评估框架(Larson-Meyer et al.,2018;Peeling et al.,2023)。以此为依据,本研究探索性提出运动员维生素缺乏评估方法建议:

A:人体测量(anthropometrics),主要包括身高、体重、身体各部位围度和皮下脂肪厚度在内的参数变化情况;

B:生化监控(biochemi calanalysis),检测以血液样本为主的维生素类物质的目标生化标记物,并评估其水平;

C:临床评估(clinical assessment),对详细病史、体检及可能与维生素缺乏有关的症状进行评估;D:饮食评估(dietary assessment),对运动员一段时间内维生素摄入情况进行定量评估;

E:环境信息收集(environment),收集可能影响维生素水平的环境、训练和生活方式等因素的信息,以及营养补剂的使用情况等。

上述方法是一个综合性评估框架,需要运动营养学、运动医学等多学科专家合作完成。全面的评价参数能够更准确地评估维生素缺乏的原因和程度,有利于精准识别并采取适当方法纠正问题。


2.2运动员维生素缺乏的干预


营养缺乏通常采用食物补充和营养补剂补充2种方法,优先选择食物补充方法,因此需要了解各维生素的食物来源。维生素广泛存在于肉类、蔬菜、水果、谷物等食物中。富含VA的食物主要有动物肝脏、鱼肉、蛋黄、奶类以及红、黄、绿色的蔬菜水果;富含VB的食物主要有瘦肉、鱼类、豆类、粗粮燕麦、糙米、菠菜、莴苣、苋菜、牛肝、猕猴桃、蘑菇、鳄梨等;富含VC的食物主要有新鲜蔬菜(如白菜、菠菜、西红柿等)和水果(橙子、柚子、山楂、柠檬等);富含VD的食物主要有鱼类、蛋黄、强化VD的奶制品等;富含VE的食物主要有坚果和植物油等(陈新,2021;张昕等,2025)。但需要注意的是,水溶性维生素丰富的食物不宜清洗时间过长,以避免流失;VC含量高的水果切分后不宜放置时间过长,以避免氧化;富含VC的蔬菜不宜长时间炖煮,以避免损失。


此外,运动员采用食物补充方法时应避免兴奋剂误服误用风险。比如,VA含量较高的动物性来源是猪肝,而猪肝的克仑特罗残留污染风险较高,如果通过食用猪肝补充VA容易引发兴奋剂检测阳性风险。


食物补充不适用时,一般可选择营养补剂补充。营养补剂补充相对于食物补充能够更快实现纠正效果。但目前市售营养补剂质量参差不齐,存在兴奋剂污染风险。因此,应选择兴奋剂检测合格的营养补充剂,以避免造成兴奋剂误服误用。


采用营养补剂补充方法时,运动员营养保障团队还应考虑以下因素:

1)补充剂量应依据缺乏程度、训练强度等确定。鉴于目前针对不同项目、运动强度以及缺乏程度的运动员缺少维生素补充剂量的理论支持,因此建议遵医嘱进行补充;

2)补充时间,如脂溶性维生素在体内代谢慢,且需要被脂肪溶解后才能被人体充分吸收,宜饭后每日补充1次,而水溶性维生素不易在体内储存,宜约3h补充1次(杨丰旭等,2020);

3)应充分考虑营养补充物质与其他食物的相互作用,如VC和VE同时使用可以增强作用效果,VA会抑制VD的作用效果,VC可以促进Fe2+吸收,VD可以促进钙吸收等;

4)补充周期,视缺乏维生素的种类和缺乏程度进行评估,水溶性维生素缺乏较容易纠正,视个人情况需补充1周至数周,而脂溶性维生素一般需要1至数月才能补充至正常水平;

5)生化监控频次,通过检测运动员血液样本中目标维生素水平,及时评估补充效果,在纠正维生素缺乏期间建议每周监控1次。因此,制定运动员维生素缺乏补充方案时,应考虑诸多影响因素,需要专业性极强的复合型科医团队给予支持和保障。


3 常见维生素在血液样本中的检测方法


常见维生素在血液样本中的检测方法主要包括:高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法(Jenčo et al.,2020;Yin et al.,2020)和液相色谱-串联质谱(liquid chromatographtandem mass spectrometer,LC-MS/MS)法(权帆等,2024;Oxley et al.,2021;Xuetal.,2022)。样本采集方式有干血点、血浆和血清3种形式。由于生物样本基质复杂,样本的提取纯化是HPLC法和LC-MS/MS法分析过程中需要重点考察的问题之一。目前,血液样本中维生素的提取纯化方法主要包括液液提取法、固相提取法和一步蛋白沉淀法。上述前处理方法各具优缺点,液液提取法相对简便易行,但化学试剂用量较大,环境不友好;固相提取法净化提纯效果好,但成本高;一步蛋白沉淀法步骤简单,但仅能去除基质中的杂质蛋白。不同的前处理方法联合适当色谱或色谱质谱联用技术均可以得到满意的检测结果。


通常以血液中视黄醇(retinol)作为生化标记物来评估VA水平。为了提高检测效率,优先选择二苯基色谱柱进行分析。血清VA的正常参考范围为200~1000ng/mL(Song et al.,2022)。


VB1在血液中的主要活性形式为二磷酸硫胺素(thiamine diphosphate,TDP)、单磷酸硫胺素(thiamine monophosphate,TMP)和硫胺素(thiamine,TH),其中TDP在全血中占80%~90%,TMP和TH占比大于10%~15%,血清VB(1TH)的正常参考范围为5~23nmol/L(贾永娟等,2022)。VB2在血液中主要以核黄素(riboflavin,RFN)形式存在,血清VB2的正常参考范围为3.0~24.0ng/mL(贾永娟等,2022)。VB6在血液中的主要活动形式为5-磷酸吡哆醛(pyridoxal-5-phosphate,P-5-P或PLP),血清VB6的正常参考范围为男性1.50~19.78ng/mL、女性1.47~20.31ng/ml(李爽爽等,2022)。VB12以钴胺素(cobalamin,CBL)的形式存在于血液中,血清VB12的正常参考范围为235.2~1000.0pg/mL(门莎莎等,2018)。


VD本身不具有生物活性,在体内先后经过肝脏中25-羟化酶和肾脏中1α-羟化酶2次羟基化后生成1α,25(-OH)2-VD发挥生物活性。1α,25-(OH)2-VD是体内的主要活性形式,由25-OH-VD再次羟基化后获得。由于25-OH-VD较1α,25-(OH)2-VD半衰期长,且在血液中浓度较高,因此在日常监控中,多以检测血液中25-OH-VD2和25-OH-VD3总量来评估VD水平,血清VD的正常参考范围为30~100ng/mL(Tuckey et al.,2019)。


人体血液中VC和VE主要检测其原型形式,血清VC和VE的正常参考范围分别为4~15µg/mL(张晔等,2007)和5.00~18.00µg/mL(廖婵婵等,2025)。需要特别指出的是,由于VC稳定性较差,尤其在中性或碱性条件下更容易被氧化,因此,在检测生物样本中的VC时应首先进行酸化处理,以提高其稳定性,多采用10%偏磷酸予以预处理。10%偏磷酸处理后的VC在4℃下可以稳定保存3h(焦建杰等,2003)。鉴于此,VC的整个分析过程应尽可能简便快捷,多采用一步式加入10%偏磷酸法,兼顾酸化稳定和除蛋白,仪器分析时间通常不超过10min,确保批量样本在3h内分析完成。


4 结论与建议


本研究从有氧能力、肌肉力量、运动诱导的氧化应激、骨折风险等角度探讨了常见维生素对运动能力的影响。补充VB提高有氧运动能力以及缓解运动诱导的疲劳;VD作为肌肉调节因子可以提高肌肉力量和预防运动诱导的肌肉损伤,持续数周补充VD提高有氧运动能力等观点已被广泛认可。但单独补充VA、VC、VE或VC与VE联合补充,对运动诱导的氧化应激的影响仍存在分歧。鉴于现有报道对研究对象的基础维生素水平缺少严格控制,且各研究之间相关性不强,研究结果的有效性也难以保证。观点相对一致的影响也主要集中于相关性研究,缺少直接证据。


运动员维生素缺乏可以选择食物补充和营养补剂补充2种干预方法。一般优先选择食物补充。但无论采用何种干预方法,均应防范兴奋剂误服误用风险。目前,缺少针对不同运动项目、运动强度运动员如何补充维生素的RCT研究,这也是在运动训练中亟需解决的实际问题。


目前,液相色谱串联质谱法是检测血液样本中维生素的“金标准”,但其反馈结果的时效性存在短板,一般需要数日。这对于及时个性化调整运动和饮食方案、高效训练的要求不具优势。因此,提高时效性检测方法的开发,是未来应用于运动员人群中维生素类物质检测方法需要着力解决的问题。


基于上述研究现状,对维生素在体育运动领域的未来研究提出以下建议:

1)严格控制研究对象的基础维生素水平,侧重于在维生素缺乏运动人群中开展维生素对运动能力的影响研究;

2)开展不同运动项目、运动强度、运动时间下运动员体内维生素代谢规律及补充剂量的RCT研究,进一步为维生素在专业运动员人群中的合理补充提供理论依据,推动个性化补充方案实施;

3)维生素在运动员生化监控中的检测方法应以快捷、准确、高通量为目标,短期以优化液相色谱串联质谱方法为主,未来还应关注维生素标记物可穿戴检测设备或便携检测设备的开发,实现在运动场地实时反馈运动员维生素水平。

参考文献:略

作者:张建丽 杨星雅 沈钰琳

单位:国家体育总局体育科学研究所

来源:中国体育科技



声明:
1.本网站所有内容,凡是注明 “来源:心脏康复网”的文字、图片和音视频资料,授权转载时须请注明“来源:心脏康复网”。
2.本网所有转载文章系出于学术分享的目的,版权归原作者所有。如有侵权,请及时联系我们更改或删除。


相关阅读:
分享到:
登录后参与评论

登陆/注册

通过手机验证码即可完成注册登陆