从甜菜根汁到发酵粉:运动最受欢迎补充剂背后的科学

8月,Keeley Hodgkinson赢得了英国唯一的奥运田径金牌。这位800米明星的世界级表现源于一个包含高强度训练、交叉训练、沙丘训练以及一款售价15英镑的补充剂的训练计划。这款补充剂已经存在多年,但在2024年迎来了突破性的一年。Hodkinson使用的是碳酸氢钠——即发酵粉,特别是Maurten的“碳酸氢钠系统”。据一位顶级教练称,80%的耐力运动员在巴黎使用了这个系统。

“我极力推荐它,”Hodkinson的教练Trevor Painter说道。但为什么呢?碳酸氢钠和Maurten系统为何被另一位顶级教练称为“金粉”?除了碳酸氢钠,还有哪些合法的补充剂被使用?目前,这个行业的价值为176.1亿美金(约131.5亿英镑)——这是一个庞大的市场,充满了许多宣称可以提升运动表现的药片、粉末和药品。以下我们来看四种补充剂的证据。

甜菜根汁
这种根类蔬菜富含硝酸盐,可以提高运动表现。然而,要有效果的话,它们必须高度浓缩——一个75毫升的甜菜根汁需要大约六个甜菜。“当你食用含硝酸盐的食物时,部分进入你的肠胃唾液系统,”埃克塞特大学的应用生理学教授Andy Jones说。“唾液腺分泌富含硝酸盐的唾液,口腔中的细菌将其分解成亚硝酸盐。你吞咽这些亚硝酸盐,肠道将其转化为一氧化氮。”

反过来,你的血管放松和扩张,血液流量增加,使运动变得“更容易”,你可以更加努力地工作。证据
Jones在2009年的研究中发现,骑自行车的人在时间试验中时间到达疲劳点的时间提高了16%。自那时起,有多项研究支持这种补充剂的效果。起初,人们认为只有耐力运动员受益,但最近的研究表明,它们也能优化高强度运动如冲刺和足球的表现。此外,“业余运动员比精英运动员受益更多,”

Jones说,因为精英运动员的心血管系统已经接近最大能力。剂量和副作用
理想情况下,应该在运动前两到三小时服用甜菜根汁,因为此时亚硝酸盐浓度达到峰值。15瓶Beet It甜菜根汁售价约为25英镑(每瓶约1.66英镑)。除了粉红色尿液外,几乎没有副作用。记得避免使用漱口水,因为它会杀死口腔中的细菌,阻止一氧化氮的生成。

我的体验
几年前,我在完成了Étape du Tour(业余选手完成环法自行车赛的一站)时用了甜菜根汁。我感觉更精神,这可能是因为我的饮食选择更好。益生菌和益生元
益生菌是活性微生物食品补充剂,而益生元是一种提供纤维的食物,能够滋养肠道中的有益细菌。你可以从发酵食品如酸菜和康普茶中获得益生菌,而益生元食物包括芦笋和大蒜。两者也有补充剂形式。

而且两者都有可能改善你的运动表现,特别是如果你是业余跑步者或骑行者。“益生菌和益生元与更好的整体健康有关,但越来越多的研究表明,它们也可以提高运动表现,”正在巴斯大学进行益生元与运动博士研究的Adam Collins说。证据
“2020年的一项研究显示,补充益生菌的骑行者每小时消耗更多的碳水化合物,因为肠道内膜的变化,”Collins说。

理论上讲,你能在运动中分解和利用更多碳水化合物而不出现痉挛和胃肠问题,你就能更有活力,更长时间地跑步、骑行或游泳。“研究还显示,益生菌可以减少运动员的疾病持续时间和发病率,但不会减轻疾病的严重程度,”Collins补充道。此外,它在减少呼吸道疾病的影响方面也有进一步的作用,尤其是那些在干冷条件下户外运动的人。剂量和副作用
许多市售的益生菌饮料或药片每剂含有25-50亿个细菌,每天服用一次。

“你每天应摄入2.5克到10克益生元,”Collins说。你可以买到一瓶结合益生菌和益生元的补充剂,售价约为20英镑,含60粒胶囊(每粒约33便士)。至于副作用,Collins说,有些人会感到胀气和腹胀。“在最严重的情况下,你可能需要停止运动并去卫生间。一些人还需要每次小便时排便。但通常这很快就会过去。”

我的体验
我目前是Collins益生元研究的实验对象之一——我可能在吃安慰剂,所以现在还无法确定它的效果。Collins希望明年发表他的研究。肌酸
肌酸以磷酸肌酸的形式储存在肌肉中,是产生全力、最大化能量的关键。“问题是,它的储量有限,”自行车队Ineos Grenadiers的团队营养师Marc Fell博士说。

“所以,通过摄入更多的肌酸,你可以在运动中更快地重新合成磷酸肌酸,这意味着你可以更加努力地训练。”肌酸通常存在于红肉和贝类中,但含量相对较少,这也是为什么补充剂如此受欢迎的原因。同样,这也是为什么素食者可能比食肉者更需要补充肌酸的原因。证据
2003年的一项对超过500项研究的综述发现约70%的研究报告了显著的正面结果。

2017年一项研究发现,使用肌酸组的肌肉质量比安慰剂组增加了7.2%,而2000年的研究发现足球运动员在使用肌酸时保持了冲刺和跳跃表现。同时,有越来越多的证据表明肌酸可以增强大脑健康、认知能力和记忆,尤其是老年人。剂量和副作用
肌酸有多种形式,但建议选择一水合肌酸。它被证明吸收迅速,并且有足够的证据支持,而不像肌酸乙基酯等补充剂。至于剂量,“这取决于你希望多快增加肌酸储量,”Fell说。

“一种选择是每天摄入20克肌酸(分四次,每次5克)持续五天,然后每天摄入3-5克。或者简单地每天摄入5克。如果在运动后立即与碳水化合物如米饭或意大利面一起服用,你可能会受益更多。”一罐250克的肌酸粉价格约为10英镑,每次5克的服用量,每天成本约为20便士。“最常见的副作用是体重增加,因为肌酸会导致肌肉中的水分滞留。这可能会增加多达2公斤的体重。”这对像自行车运动这样的重量相关运动来说并不好。

我的体验
它确实在力量方面提供了适度的提升,但遗憾的是,作为一个47岁的人,水分滞留使我看上去有些臃肿。幸运的是,肌酸导致脱发的说法并未得到证实。发酵粉
关于发酵粉的性能增强效果的研究可以追溯到1930年代,但它对肠胃系统的常见且不受欢迎的影响阻止了运动员的广泛使用。然而,最近,运动营养公司发现了将发酵粉以凝胶形式提供的方法,这在很大程度上解决了这些问题。当你进行高强度运动时,你会感到“烧灼感”。

这是由于氢离子积聚使你的血液变得更酸,导致肌肉力量和性能下降。这时“救世主”碳酸氢钠就派上用场了。它是一种碱性缓冲剂。在运动前摄入它,理论上,因为你是从更碱性的基础开始,你有更多的能力进行更高强度的运动,在Hodkinson的情况下,可以跑得更快,直到血液变酸放慢你的速度。证据
2021年,国际运动营养学会得出结论,碳酸氢钠补充剂可以提高“肌肉耐力活动……

包括拳击、柔道、空手道、跆拳道和摔跤以及高强度的自行车、跑步、游泳和划船”的表现。利物浦约翰摩尔大学的名誉访问研究员Andy Sparks博士在这个领域进行了研究,导致他被运动营养公司Maurten聘用。他们的水凝胶配方得到了广泛应用。“碳水化合物水凝胶在胃中保护碳酸氢钠,并优化其输送,”他说。“这种新的摄入方式扩大了它在耐力运动员中的应用,并减少了潜在的副作用。”

剂量和副作用
目前,没有关于Maurten碳酸氢钠系统的独立研究。“但我不会在任何我没有信心的论文上署名,”Sparks说。“如果我对产品的有效性没有信心,就不会离开全职学术界。运动员们也很满意。”至于费用,发酵粉的成本很低,并且可以有效。Maurten的产品起价约为60英镑,四剂,约每剂15英镑。所以价格不便宜。还要首先在训练中尝试,而不是比赛,因为你不希望有任何肠胃问题的意外。